- Máy sấy spinflash: trong đó buồng sấy được gắn với roto rở đáy.
d) Thiết bị thanh trùng Carvallô
4.3.3. Lý thuyết tính tốn q trình thanh trùng 1 Cơ sở lý thuyết của quá trình thanh trùng
4.3.3.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình thanh trùng
Để tạo ra những thực phẩm an toàn về mặt vi sinh vật bằng nhiệt cần nghiên cứu hai vấn đề:
Bản chất, quá trình động học của quá trình diệt vi sinh vật bởi nhiệt. Bản chất và q trình động học của q trình làm nóng và làm mát thực phẩm trong container kín.
Sự tiêu diệt vi sinh vật bởi xử lý nhiệt phụ thuộc vào 4 yếu tố: Dạng và số lượng vi sinh vật có mặt.
Trạng thái sinh lý của vi sinh vật (ở dạng thực vật hay spore,…). Đặc tính vật lý, hóa học của thực phẩm và vật liệu chứa thực phẩm. Thời gian xử lý nhiệt độ gây chết.
Điều đó có nghĩa là số lượng vi sinh vật càng lớn, tính chịu nhiệt của chúng càng cao (loại vi sinh vật và trạng thái) thì phải xử lý nhiệt nghiêm khắc hơn. Các tác nhân lý hóa của thực phẩm đặc biệt là pH có ảnh hưởng lớn đến việc tiêu diệt vi sinh vật bởi xử lý nhiệt. Những thực phẩm có pH 4,5 việc tiêu diệt vi sinh vật bởi xử lý nhiệt dễ dàng hơn so với những thực phẩm có pH > 5,5
Để tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật, việc xử lý nhiệt cần trải qua một thời gian nhất định ở nhiệt độ gây chết. Mối tương quan giữa số lượng vi sinh vật sống sót và thời gian xử lý là tương tự nhau cho tất cả các vi sinh vật. Về mặt tốn học thì logarit của số vi sinh vật sống sót là hàm tuyến tính (nghịch) với thời gian xử lý ở nhiệt độ gây chết vi sinh vật. Còn độ dốc của đường thẳng này thay đổi tuỳ theo các loại vi sinh vật khác nhau và sản phẩm khác nhau.
Hình 4.31. Logarit của số lượng vi sinh vật cịn sống sót trong quá trình thanh trùng
Trong quá trình thanh trùng, nhiệt cần phải được thấm vào bên trong các container chứa thực phẩm và sau đó được mất đi trong q trình làm mát. Điều đó phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Phương tiện cung cấp nhiệt.
Sự hạ nhiệt độ sau thời gian cần thiết. Kích thước và hình dáng của container.
Đặc tính vật lý của thực phẩm (sự đối lưu và sự dẫn nhiệt) Sự khuấy động của thực phẩm trong container.
Trong thực tế, khi thanh trùng, khơng phải tồn bộ các spore đều bị tiêu diệt. Sự vô trùng trong thương mại thường là:
- 1/101-102 can có thể bị hư hỏng bởi các vi sinh vật gây độc thực phẩm vào cuối thời hạn sử dụng.
- 1/105-106 can có thể bị thối hỏng bởi các vi sinh vật (gây thối hỏng sản phẩm) vào cuối thời hạn sử dụng.
Sự phối hợp giữa thời gian và nhiệt độ suốt trong quá trình thanh trùng được biểu thị bằng giá trị F0. Ví dụ, một thực phẩm nào đó có F0 (= F12110) =6 phút có nghĩa là để thanh trùng bằng nhiệt, thực phẩm đó cần được xử lý trong thời gian 6 phút ở nhiệt độ 1210C. Giá trị F0 thay đổi tuỳ theo loại thực phẩm khác nhau.
Bảng 4.1. Giá trị F0 của một số loại thực phẩm Sản phẩm F0 (phút) ở 1210C Gà được gỡ xương Thịt bò muối Giăm bông Xúp Cá ướp muối 6 - 8 5 5 10 - 12 5 - 8
Tại một nhiệt độ nhất định, khi thời gian thanh trùng tăng lên thì số lượng vi sinh vật sống sót giảm đi (so với số lượng ban đầu). Mối quan hệ đó được biểu thị bằng giá trị D. Ví dụ, đối với một thực phẩm có D12110= 1,2 phút, có nghĩa là sau 1,2 phút thanh trùng ở nhiệt độ 1210C, số lượng spore được giảm đến 0,1 số lượng ban đầu, sau 2x1,2phút = 2,4 phút thanh trùng ở nhiệt độ 1210C số lượng spore giảm đến 0,1x 0,1 = 0,01 số lượng ban đầu (số lượng spore cịn sống sót chỉ bằng 1/100 số lượng ban đầu).
Mối quan hệ giữa F và D được tính theo cơng thức sau:
F = D(logMđ - logMc) (4.20)
Mđ- Số lượng vi sinh vật ban đầu
Mc- Số lượng vi sinh vật sau khi thanh trùng
Hình 4.32. Mối tương quan giữa số tế bào còn sống sau một khoảng thời gian thanh trùng ở tại nhiệt độ nhất định và sự lựa chọn giá trị D
Ví dụ: Một loại thực phẩm được thanh trùng ở nhiệt ở 1210C. Số lượng spore ban đầu là 105 spore/1 can 1.000g. Số lượng spore sau khi thanh trùng chỉ bằng 1 spore/106 can hay 10-6 spore/ 1 can và D12110 = 1,2 phút.
Có: F0 = 1,2[log105 - log10-6]=1,2[5-(-6)] =1,2 x 11 = 13,2 phút Nếu số lượng spore ban đầu là 104 spore/ 1 can 1.000g
Có: F0 = 1,2[log104 - log10-6]=1,2 x [4-(-6)]=1,2 x 10 = 12 phút. Để tìm được giá trị D cho mỗi loại sản phẩm người ta dựa vào mối tương quan giữa số vi sinh vật cịn sống và thời gian xử lý (Hình 4.32).
Giá trị F được giảm đi mỗi khi nhiệt độ xử lý tăng lên trong một khoảng nhất định. Khoảng nhiệt độ tăng thêm làm cho F giảm đi 10 lần được biểu thị bằng giá trị Z. Chẳng hạn một sản phẩm nào đó để đảm bảo an toàn cần phải thanh trùng ở nhiệt độ 1210C trong thời gian 13,2 phút, khi nhiệt độ xử lý tăng thêm 100C (xử lý ở 1310C) thì thời gian xử lý chỉ còn 0,1 x 13,2 = 1,32 phút. Khi nhiệt độ xử lý ở 1410C thì thời gian xử lý chỉ còn 0,01 x 13,2 = 0,132 phút 8 giây. Ở đây ta có Z = 100C. Giá trị D và Z thay đổi tuỳ thuộc vào những sản phẩm, chủ yếu là loại vi sinh vật và độ pH của môi trường mà vi sinh vật đó sinh sống.
Dựa vào giá trị Z và D người ta có thể lựa chọn phương pháp thanh trùng thích hợp.
Thơng thường, giá trị D và Z được chọn cho mỗi loại sản phẩm tuỳ thuộc 2 yếu tố sau:
Độ acid của sản phẩm, khi sản phẩm có độ pH thấp, nhiệt độ thanh trùng và giá trị D thấp hơn so với những sản phẩm có độ pH cao.
Sự thâm nhập của nhiệt độ vào trong giữa sản phẩm (qua thành vật chứa như can, bao gói…). Nhiệt thâm nhập càng nhanh thời gian thanh trùng càng ngắn. Điều đó phụ thuộc vào vật liệu vật chứa (kim loại dẫn nhiệt nhanh hơn thuỷ tinh …), phụ thuộc vào thể tích (lớn, nhỏ), phụ thuộc vào hình dáng (vật chứa có hình dẹp tức là chiều dày bé, sự thấm nhiệt nhanh hơn) và phụ thuộc vào trạng thái (động hay tĩnh) của sản phẩm (những sản phẩm được đảo trộn sự thấm nhiệt nhanh hơn sản phẩm ở trạng thái tĩnh),…