Đặc điểm sản phẩm sữa bột:
- Phổ biến sữa bột nguyên kem (whole milk powder) với hàm lượng chất béo 26-33%, độ ẩm 2,5-5%, thời gian bảo quản 6 tháng;
- Sữa bột gầy (skimmilk powder) với hàm lượng chất béo 1%, thời gian bảo quản 3 năm. - Tiết kiệm được chi phí lớn cho quá trình vận chuyển so với nguyên liệu ban đầu; - Dùng để pha chế thức uống và là nguyên liệu cho các ngành công nghiệp bánh, kẹo.
Quy trình chế biến sữa bột nguyên kem:
Nhận sữa Kiểm tra chất lượng Làm lạnh bảo quản Gia nhiệt Li tâm làm sạch Tiêu chuẩn hóa Thanh trùng Cô đặc Đồng hóa Sấy Xử lý Bao gói Sữa bột nguyên kem
Tiêu chuẩn hóa
Được thực hiện trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm tách béo, bộ phận phối trộn, các dụng cụ đo (lưu lượng kế, tỷ trọng kế..), bơm và thùng chứa.
Thanh trùng
Chế độ thanh trùng: nhiệt độ cao và thời gian dài tuy tăng hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật và ức chế enzyme nhưng lại làm đông tụ protein huyết thanh, dẫn đến giảm khả năng hòa tan của sữa bột thành phẩm. Vì vậy, chế độ thanh trùng đảm bảo ở 950C, thời gian 1 phút.
Ngoài ra, để nâng cao hiệu quả loại bỏ tế bào và bào từ vi sinh vật còn sử dụng phương pháp vi lọc trên thiết bị lọc màng (membrane) với kích thước lỗ lọc 0,2 µm. Quá trình trên chỉ áp dụng cho nguyên liệu sữa gầy, vì chất béo trong sữa dễ bị hấp phụ trên membrane! tắc nghẽn màng lọc.
Đối với sữa nguyên kem, cần tách váng sữa (cream) ra và thực hiện riêng thanh trùng nhiệt sau đó phối trộn với sữa gầy đã qua vi lọc.
So với phương pháp truyền thống, chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm rất tốt.
Cô đặc
Mục đích: Tách bớt nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy tiếp theo. Thực hiện: Cô đặc chân không ở nhiệt độ dưới 760C. Sử dụng thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi. Số cấp sử dụng có thể từ 2-7, thường gặp là 4 cấp.
Quá trình cô đặc kết thúc khi hàm lượng chất khô sữa cô đặc đạt 45-55%.
Đồng hóa
Sau cô đặc do hàm lượng chất béo khá cao nên có thể thực hiện đồng hóa để giảm kích thước cầu béo, ổn định tính chất của chất béo trong quá trình sấy phun.
Sử dụng thiết bị đồng hóa hai cấp, áp lực lần lượt mỗi cấp là 200 bar, 50 bar.
Nếu sử dụng thiết bị sấy phun với cơ cấu phun áp lực thì không cần thực hiện khâu đồng hóa vì kích thước hạt cầu béo sẽ giảm trong quá trình phân tán dòng sữa thành hạt sương nhỏ.
Sấy
Có thể thực hiện trên các thiết bị sấy khác nhau:
• Sấy thăng hoa (freeze dryer) • Sấy trục (drum/roller dryer) • Sấy phun (spray dryer)
- Trong đó phương pháp sấy phun được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất sữa bột.
- Trong sấy phun thiết bị sấy phun có sử dụng băng tải là phổ biến nhất. Đặc điểm của thiết bị là bố trí nhiều đầu phun trong buồng sấy, nhờ đó năng suất hoạt động của thiết bị tăng cao. Quá trình sấy chia làm ba giai đoạn:
• Giai đoạn 1: 75% không khí nóng với nhiệt độ 270-2800C sẽ đưa vào buống sấy tại các điểm xung quanh vòi phun, 25% không khí nóng với nhiệt độ 100-1500C sẽ đưa qua lưới phân bố và tỏa đều trong buồng sấy. Hạt bột sữa hình thành trong buồng sấy với độ ẩm 6-14%.
• Giai đoạn 2: Băng tải vận chuyển sữa bột sang buồng sấy phụ với tốc độ 1m/phút. Độ ẩm sữa bột giảm xuống còn 3-10%.
• Giai đoạn 3: Tại buồng sấy phụ, không khí nóng với nhiệt độ 110-1400C đưa vòa buồng sấy. Nhờ đó độ ẩm sữa bột giảm còn 2,5-4%.
Sau cùng băng tải vận chuyển sữa bột sang buồng làm nguội với tác nhân làm nguội là không khí đã tách ẩm có nhiệt độ 15-200C.
Bao gói
Sau khi sấy, sữa bột được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói bằng bao bì kim loại hoặc giấy.
Yêu cầu bao bì: hạn chế tối đa tiếp xúc ánh sáng, không khí, độ ẩm từ môi trường xung quanh. Nên đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hõn hợp N2 90% và H2 10% nhằm kéo dài thời hạn bảo quản.
Kỹ thuật vi bao chất béo trong sản xuất sữa bột nguyên kem
Định nghĩa: là bao chất lỏng, chất rắn, chất dễ bay hơi (lõi bao, chất nền) ở dạng nhũ tương, huyền phù vào trong một lớp màng bao (chất bao) để bảo vệ lõi ben trong không bị tổn thất hoặc biến đổi. Hạt vi bao có đường kính từ 1 µm đến 1mm.
Các chất bao phổ biến để vi bao chất béo nguồn gốc động, thực vật:
- Cacbohydrate: tinh bột biến tính, maltodextrin, dẫn xuất cellulose, các loại gum, agar, alginate, carrageenan…
- Protein: casein, whey protein, albumin, gelatin, gluten, protein đậu nành…
Thường kết hợp cả hai loại chất bao là protein và cacbohydrate để vi bao chất béo. Protein do có khả năng tạo màng tốt sẽ hình thành màng bao xung quanh hạt béo. Còn cacbohydrate giữ vai trò là chất làm kín các lỗ hổng trên màng bao.
Quá trình vi bao chất béo trong sản xuất sữa bột nguyên kem bắt đầu từ quá trình đồng hóa. Khi đó, các cầu béo bị xé nhỏ, giảm kích thước, và một số protein trong sữa sẽ tạo màng bao xung quanh các cầu béo. Bên cạnh đó cần bổ sung muối photphat để hỗ trợ quá trình tạo màng bao. Nhờ có các màng bao bên ngoài nên hạn chế hiện tượng sữa bột bám vào thành thiết bị.
Tuy nhiên, đối với các loại bột với hàm lượng chất béo rất cao như bột cream, bột sữa dừa…thì cần sử dụng chất bao như protein và cacbohydrate để tạo vi bao.
Yêu cầu thành phẩm
Sữa bột thành phẩm có đòi hỏi rất cao. Ví dụ như sữa bột gầy cao cấp ADMI phải đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng sau:
Bảng 4.5. Yêu cầu đối với sữa bột thành phẩm
STT Hàm lượng Sấy phun (không quá) Sấy màng
1 Chất béo 1,25% 1,25%
2 Độ ẩm 4,00% 4,00%
3 Độ axit (axit Lactic) 0,15% 0,15%
4 Chỉ số không tan 1,25ml 15,00ml
5 Tổng số vi sinh vật 50.000/g 50.000/g
6 Hạt bị cháy 15,0mg 22,5g