bột Chọn phương thức sấy
Chọn phương thức sấy cùng chiều. Bởi vì khi sấy cùng chiều thì tốc độ ban đầu cao nên sản phẩm ít bị co ngót, biến tính. Mặt khác, khi sấy cùng chiều nhờ hệ thống sấy đối lưu tác nhân sấy và vật liệu sấy sẽ tiếp xúc tốt hơn, quá trình sấy diễn ra nhanh hơn.
Chọn tác nhân sấy
Dựa vào cấu trúc nguyên liệu sữa và thiết bị sấy phun nên chọn tác nhân sấy là không khí nóng.
Chế độ sấy
Chế độ sấy trong thiết bị sấy phun bao gồm các yếu tố: Nhiệt độ tác nhân sấy (TNS) vào thùng sấy t1 và nhiệt độ TNS ra khỏi thùng sấy t2. Để đảm bảo giữ được các tính chất về hương vị, màu sắc và các thành phần có trong sữa nên ta chọn chế độ sấy sữa như sau: Nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 1700C
Nhiệt độ tác nhân sấy ra: t2 = 850C Nhiệt độ môi trường: t0 = 280C
Độ ẩm tương đối của môi trường: 0 = 80%
Thuyết minh sơ đồ:
Chuẩn hóa
Nguyên liệu sữa tươi trước tiên được chuẩn hóa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong nguyên liệu và được thực hiện trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phận phối trộn, các dụng cụ đo (lưu lượng kế, tỷ trọng kế,…) bơm và thùng chứa.
Thanh trùng
Thanh trùng nhằm làm giảm số vi sinh vật trong sữa đến mức thấp nhất đồng thời vô hoạt các enzyem, đặc biệt là nhóm enzyme bền nhiệt lipase.
Khi tăng nhiệt độ và kéo dài thời gian thanh trùng thì hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn và ức chế các enzyme trong sữa nguyên liệu sẽ càng tăng, tuy nhiên một số thành phần protein của huyết thanh sữa có thể bị đông tụ và làm giảm độ tan của sữa bột thành phẩm. Các nhà sản xuất sẽ dựa vào chỉ tiêu chất lượng của sữa để lựa chọn nhiệt độ và thời gian thanh trùng cho thích hợp. Chế độ thanh trùng được xem là “rất nghiêm ngặt” khi sữa được xử lí ở nhiệt độ 95℃ trong thời gian 1 phút.
Cô đặc
Mục đích của quá trình cô đặc là tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Người ta sử dụng phương pháp cô đặc chân không. Nhiệt độ sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 75℃
Trong sản xuất hiện nay, phổ biến nhất là quá trình cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi. Số cấp sử dụng có thể từ 2÷7, thường gặp nhất là 4 cấp.
Đồng hóa
Do hàm lượng chất béo trong sữa sau quá trình cô đặc khá cao, một số nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hóa nhằm giảm kích thước hạt béo và phân bố đều chúng trong sữa. Người ta thường sủa dụng thiêt bị đồng hóa 2 cấp, áp lực đồng hóa cho mỗi cấp lần lượt là 200bar và 50bar.
Ở những nhà máy sử dụng thiết bị sấy phun với cơ cấu phun áp lực để sấy sữa bột, các nhà sản xuất có thể bỏ qua giai đoạn đồng hóa trước khi sấy. Đó là do cơ cấu phun áp lực sẽ làm giảm đáng kể kích thước các hạt béo trong quá trình phân tán dòng sữ nguyên liệu thành những hạt sương nhỏ li ti trước khi phới trộn chúng với tác nhân sấy.
Sau quá trình đồng hóa, nhiệt độ của sữa dao động trong khoảng 60-75℃. Bào tử của một số loại vi khuẩn có thể nảy mầm trong khoảng nhiệt độ này. Do đó, phần sữa đã qua đồng hóa cần được đưa ngay vào thiết bị sấy. Trong trường hợp không thể sấy ngay phần sữa đã qua đồng hóa, các nhà sản xuất cần làm lạnh nhanh rồi đưa sữa vào thiết bị bảo quản. Thời gian bảo quản càng ngắn thì sẽ càng ngăn ngừa được sự phát triển của vi sinh vật trong bán thành phẩm. Trước khi đem sữa đi sấy phun, các nhà sản xuất thường gia nhiệt sữa lên đến nhiệt độ 78℃ trong thiết bị trao đổi nhiệt.
Sấy sữa
Trong sản xuất công nghiệp, người ta thường sủa dụng hệ thống sấy phun hai giai đoạn, hoặc hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải. Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải dạng Filtermat là phổ biến nhất hiện nay. Khi đó, quá trình sấy sữa sẽ gồm ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: 75% lượng không khí nóng với nhiệt độ 270÷280°C sẽ được đưa vào buồng sấy chính tại các vị trí xung quanh vòi phun sữa nguyên liệu, 25% lượng không khí nóng còn lại với nhiệt độ 100÷150℃ sẽ đi qua lưới phân bố và tỏa đều xuống bên dưới từ trần buồng sấy. Theo Luquet (1985) thì các hạt sữa sẽ được hình thành trong buồng sấy với độ ẩm dao động từ 6,5÷14% và rơi xuống băng tải đặt bên dưới. Độ ẩm của không khí trong buồng sấy ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc và kích thước hạt sữa thành phẩm. Nếu độ
ẩm không khí trong buồng sấy quá thấp, các hạt sữa có kích thước rất nhỏ và trở nên rời rạc do chúng không thể kết dính lại với nhau. Ngược lại, nếu độ ẩm quá cao, hiện -tượng kết dính các hạt sữa xảy ra mạnh mẽ làm tăng kích thưởc của chúng. Kết quả là sữa bột không đạt được độ mịn, độ đồng nhất về kích thước và cấu trúc của hạt.
Giai đoạn 2: Băng tải vận chuyển sữa bột từ buồng sấy chính qua buồng sấy phụ. Tốc độ chuyển động của băng tải là 1 m/ph. Khi đó, dòng tác nhân sấy trên đường thoát ra khỏi thiết bị ở cửa đáy sẽ di xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải và tách thêm một lượng ẩm nữa trong các hạt sữa. Độ ẩm sữa bột giảm xuống còn 3÷10%.
Giai đoạn 3: Tại buồng sấy phụ, người ta đưa không khí nóng vào với nhiệt độ 110÷1400C. Dòng tác nhân sấy này sẽ đi xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi thoát ra ngoài dưới đáy buồng. Nhiệt độ khí thoát là 74÷760C. Độ ẩm của sữa bột dao động trong khoảng 2,5÷40%.
Sau cùng, băng tải sẽ đưa sữa bột vào buồng làm nguội. Người ta sử dụng tác nhăn làm nguội là không khí đã qụa tách ẩm và có nhiệt độ 15÷200C. Dòng tác nhân làm nguội cũng sẽ được thổi xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi theo cửa thoát bên dưới để ra ngọài. Theo Luquet (1985), có trung bình 5% lượng sữa bột thoát ra theo các dòng khí thải. Chúng sẽ được thu hồi nhờ hệ thống cyclon. Người ta cũng bố trí bộ phận thu hồi nhiệt từ khí thải để tiết kiệm năng lượng cho quá trình sấy.
Hoàn thiện sản phẩm
Hoàn thiện sản phẩm: Sữa bột sau sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói. Thông thường, người ta sử dụng bao bì kim loại hoặc bao bì giấy để đựng sản phẩm. Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế được sự tiếp xúc cụa ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sữa bột. Người ta thường đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ và 10% hydro vào hộp sữa bột trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Sữa tươi
Chuẩn hóa
Thanh trùng
Cô đặc
Đồng hóa
Calorifer Sấy phun
Quạt đẩy Xyclon Tác nhân sấy ra
Sữa bột Quạt hút
Hoàn thiện sản phẩm