b. Cách tiến hành
2.2.9 Xử lý nhiệt
a. Mục đích:
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Vy GVHD: TS. Nguyễn Thị Lan Anh 26 download by : skknchat@gmail.com
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CNTP
Tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh và các enzyme có trong sữa, ổn định protein sữa.
b. Tiến hành
Sữa được bơm vào thùng chứa, nhờ bơm tự động đưa đến khoang nóng, qua thiết bị đồng hóa, tiến hành làm lạnh nhanh, sốc nhiệt lần 1. Sau đó lại được làm nóng, tiến hành cấp nước, sốc nhiệt lần 2… Trong quá trình xử lý nhiệt, nếu thấy sản phẩm đầu ra chưa đạt yêu cầu cho phép ta có thể hồi lưu sản phẩm về thùng chứa và tiến hành xử lý lại. Quá trình này thực hiện trong thời gian khoảng 3 – 5 phút và ở nhiệt độ 90 – 95oC[18].
c. Biến đổi
Làm biến tính sơ bộ protein sữa, đặc biệt là whey protein.
d. Thiết bị
❖Cấu tạo thiết bị
- Thiết bị trai đổi nhiệt nhiều tấm kim loại gợn song ghép chặt với nhau tạo thành 5 khu vực trao đổi nhiệt riêng biệt.
- Hai vỉ liên tiếp ngăn cách nhau bằng một tấm kim loại dày gọi là tấm nối. Ngồi cùng thiết bị có 2 tấm kim loại dày hơn, to hơn tấm nối, gồm, thứ nhất là tấm khung được hàn chất và bắt ốc và bộ khung, thứ hai là tấm chịu áp. Người ta bố trí các thanh kim loại ở 2 bên thiết bị, có đai ốc ép chặt tấm khung và tấm chịu áp để giữ cho các tâm trao đổi nhiệt ép kín lại với nhau.
- Các tấm truyền nhiệt được bố trí sao cho phân phối các dịng chảy vào giữa các khe song song ngược nhau.
Hình 2. 8 Thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng
❖ Nguyên lý hoạt động
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Vy GVHD: TS. Nguyễn Thị Lan Anh 27 download by : skknchat@gmail.com
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CNTP
Hình 2. 9 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng
Hình 2. 10 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng
Quá trình xảy ra trong thiết bị là truyền nhiệt gián tiếp qua tấm kim loại mỏng giữa 2 dòng lưu chất chuyển động ngược chiều theo 2 cơ chế:
+ Truyền nhiệt đối lưu trong lòng mỗi dòng lưu chất. + Truyền nhiệt do dẫn nhiệt qua tấm kim loại.
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm về cơ bản là hoạt động giúp trao đổi nhiệt giữa 2 lưu
chất nóng và lưu chất lạnh được diễn ra liên tục nhưng khơng có sự trộn lẫn 2 lưu chất nhờ sự can thiệp của thiết bị. Trong quá trình trao đổi nhiệt, lưu chất lạnh sẽ tăng dần nhiệt độ lên và lưu chất nóng sẽ giảm dần nhiệt độ[20].
Đây là loại thiết bị làm việc liên tục ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển. Nâng nhiệt sơ bộ của dịch mới vào bằng nhiệt tỏa ra của dịch đã thanh trùng (từ nhiệt độ t1 đến t2) tại ngăn nâng nhiệt sơ bộ (I).
Sau đó dịch được nâng nhiệt độ từ t2 đến nhiệt độ thanh trùng t3 và được duy trì ở nhiệt độ thanh trùng t3 trong khoảng thời gian nhất định tại ngăn thanh trùng và duy trì (II), tiếp tục dịch được làm nguội sơ bộ bằng cách truyền nhiệt cho dịch mới vào và hạ nhiệt độ từ t3 xuống t4 tại ngăn làm nguội sơ bộ (III) và cuối cùng dịch được làm nguội bằng chất tải lạnh (nước hoặc nước muối) hạ nhiệt độ từ t4 xuống tại ngăn làm nguội[21].
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Vy GVHD: TS. Nguyễn Thị Lan Anh 28 download by : skknchat@gmail.com
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CNTP
2.2.10 Cấy giống [18]
a. Mục đích:
Hoạt hóa và tăng sinh vi khuẩn để chuẩn bị cho quá trình lên men
b. Tiến hành:
- Trong sản xuất yaourt, sử dụng nhóm vi khuẩn lên men lactic đồng hình là streptococcus thermophilus và lactobacillus bulgaricus.
- Trong thực tế chúng có thể cộng sinh với nhau. Thơng thường tỷ lệ giữa cầu khuẩn và trực khuẩn trong canh trường giống là 1:1 hoặc 2:1. Tuy nhiên, tỷ lệ này chỉ có thể thay đổi phụ thuộc vào hoạt tính của chủng sử dụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng sản phẩm.
- Để rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng, các nhà sản xuất thường hoạt hóa vi khuẩn giống trên mơi trường được pha chế từ bột sữa gầy. Gàm lương chất khơ trong trường hoạt hóa dao động từ 9 – 12%. Trước khi hoạt hóa giống, môi trường cần được thanh trùng ở nhiệt độ 90 – 95 oC trong thời gian 30 – 45 phút.
c. Thiết bị
- Q trình hoạt hóa này được thực hiện trong thiết bị vơ trùng có dạng hình trụ, đáy
cơn và được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ. Nhiệt độ hoạt hóa duy trì ở 43 o
C. Q trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85 – 90 oD.
- Cần chú ý khi tiến hành cấy giống, ta nên cho cánh khuấy của thiết bị hoạt đông trong một khoảng thời gian nhất định để phân bố đều các tết bào vi khuẩn lactic trong mơi trường sữa. Nhờ đó q trình lên men diễn ra nhanh và đồng đều.
2.2.11 Lên men [18]
a. Mục đích:
Chuyển hóa 1 phần đường có sẵn trong sữa và đường sacharozo được bổ sung thành axit lactic, làm giảm pH của sữa tạo điều kiện thích hợp cho protein sữa đơng tụ.
Tuy nhiên trong sữa chua dạng uống thì sau lên men có tiến hành khuẩy trộn để phá vỡ cấu trúc gel.
b. Tiến hành
- Quá trình lên men được tiến hành trong thiết bị hình trụ dung tích lớn, có cánh khuấy.
- Khi kết thúc lên men tiến hành khuấy trộn phá vỡ cấu trúc gel khối đồng rồi làm lạnh 18 – 20 o
C và bơm vào bồn chứa tạm để chuẩn bị phối trộn.
c. Biến đổi
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CNTP
Trong quá trình lên men xảy ra một số các quá trình biến đổi như sau:
- Vật lý: pH giảm, do quá trình lên men lactic nhờ các con vi khuẩn lactic chuyển hóa đường lactose tạo vi khuẩn lactic nên làm giảm pH.
- Cảm quan: pH giảm làm cho sản phẩm chua hơn.
- Vi sinh: ở giai đoạn lên men có sự hoạt động của vi khuẩn lactic. - Hóa sinh: mơt số hệ enzyme của vi khuẩn gây biến đổi một vài hợp chất (cacbonhydrat).
d.Thiết bị[20]
- Quá trình lên men ln được kiểm sốt chặt chẽ bằng cách theo dõi liên tục quá trình lên men thơng men thơng qua 2 thống số quan trọng là nhiệt độ và độ chua. Chất tải nhiệt thường dừng là hơi nước bão hịa bên trong thùng có cánh khuấy ngồi ra cịn có các thiết bị theo dõi à điều khiển nhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trong quá trình lên men ln duy trì 43 o
C.
- Hai yêu cầu quan trọng của thùng lên men trong công nghệ sản xuất sữa chua là: thùng phải kín đảm bảo trong điều kiện yếm khí. Đồng thời phải có điều khiển nhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trong quá trình lên men ln duy trì ở 43 o
C.
- Đối với môi trường pH thấp người ta sử dụng thiết bị lên men dạng hình trụ đứng được chế tạo từ vật liệu thép khơng rỉ bên trong có cánh khuấy có gắn các đầu dị nhiệt độ pH… có thể theo dõi trực tiếp các thơng số trong suốt quá trình lên men. Trong sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa do không cần cung cấp oxi cho các vi sinh vật khi lên men các thiết bị khơng có hệ thống sục khí. Motor chính cho thiết bị thường được đặt ở trên nóc thiết bị thường được đặt ở trên nóc thiết bị cịn có cửa nạp vào tháo được lắp ở đáy thiết bị ngoài ra thiết bị cịn có cửa quan sát và van lấy mẫu.
Hình 2. 11 Thùng lên men
SVTH: Nguyễn Thị Mỹ Vy GVHD: TS. Nguyễn Thị Lan Anh 30 download by : skknchat@gmail.com
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CNTP
2.2.12 Phối trộn[18]
a. Mục đích:
- Bổ sung chất phụ gia để đảm bảo độ ổn định cho sản phẩm.
- Thêm đường để tăng độ ngọt và bố sung hương trái cây nhằm làm đa dạng sản phẩm.
b. Tiến hành
Hỗn hợp Yaourt và các chất phụ gia, hương vị, đường được phối trộn với nhau trong điều kiện vô trùng. Chất bổ sung sẽ được bơm trực tiếp vào đường ống vận chuyển yaourt, tính lưu lượng cho bơm yaourt và bơm các chất bổ sung hoạt động.
c. Thiết bị
- Thiết bị phối trộn có cánh khuấy tuabin được đặt trên đường vận chuyển sau đó hỗn hợp sẽ được tiếp tục khuấy. (dùng thiết bị trong quá trình hồn ngun sữa bột gầy).