III. Phương pháp và thiết bị lên men
g) Thanh trùng/ tiệt trùng bằng nhiệt
Khi nâng nhiệt độ của môi trường quá nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động của vi sinh vật bị chậm lại. Ở nhiệt độ cao, protid trong nguyên sinh chất của vi sinh vật bị đông tụ làm cho vi sinh vật bị chết.
Chọn nhiệt độ thanh trùng/ tiệt trùng:
Người ta chia sản phẩm thành 2 nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm, để làm cơ sở cho việc chọn nhiệt độ thanh trùng :
-Nhóm sản phẩm không chua và ít chua có pH > 4,5 -Nhóm sản phẩm chua có pH < 4,5
Microbes: environments for optimal growth
Typically Desirable Typically Undesirable
Yeast Lactobacter Acetobacter Fungi Putrefactive Bacteria Pathogenic Bacteria
Temperature
, °C 10 - 35 37 - 50 25 - 35 10 - 35 21 - 38 20 - 45
Oxygen Any Anaerobic Aerobic Any Anaerobic Usually Aerobic
Acidity (pH) 3.7 - 4.6 3.1 - 4.5 3 - 8 2 - 8.5 6 - 8.2 4.6 - 9.3
Available
Water >0.8 >0.9 >0.9 >0.7 >0.9 >0.9 Alcohol by
Các phương pháp trao đổi nhiệt khi thanh trùng/ tiệt trùng mơi trường lỏng:
* PP trao đổi nhiệt trực tiếp (direct heat exchanger method): môi trường được tiếp xúc trực tiếp với hơi
Có 2 phương pháp chính để gia nhiệt trực tiếp:
+ Phương pháp steam injection (phun hơi vào môi trường lỏng)
Ưu điểm:
- Là phương pháp gia nhiệt và làm lạnh nhanh nhất - Tách được một số chất bay hơi.
Nhược điểm:
- Chỉ thích hợp cho những chất lỏng có độ nhớt thấp.
- Chi phí sản xuất hơi sạch cao hơn hơi thông thường.
- Năng lượng tái sinh thấp hơn 50% (so với hơn 90% trong hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp.
+ Phương pháp steam infusion (phun môi trường lỏng vào hơi)
Ưu điểm:
-Chất lỏng không tiếp xúc với bề mặt nóng.
-Việc gia nhiệt nhanh chóng chất lỏng và việc làm lạnh nhanh giúp duy trì tối đa các thành phần dinh dưỡng và giá trị cảm quan của các môi trường lên men thực phẩm.
- Điều khiển quá trình dễ dàng hơn PP steam injection. -Thích hợp hơn đối với các chất lỏng có độ nhớt cao.
Hạn chế:
*PP trao đổi nhiệt gián tiếp:
+ Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm:
-Gồm một dãy các tấm thép không rỉ mỏng, ôm chặt nhau trong một khung kim loại, tạo ra các kênh song song nhau.
-Môi trường và tác nhân gia nhiệt được bơm xen kẽ vào các kênh và ngược dòng nhau.
-Giữa các tấm sẽ được dán kín bằng một miếng đệm cao su tổng hợp.
-Các tấm thép được uốn dạng sóng.
-Năng suất của thiết bị phụ thuộc vào kích cỡ và số tấm thép.
+ Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống: như thiết bị ống lồng ống, ống đồng tâm, …