Dây Chuyền Sản Xuất Sữa Tiệt Trùng

Sữa tiệt trùng UHT là sản phẩm sữa có thời hạn sử dụng lâu dài và có thể tiêu thụ trực tiếp. Sản phẩm sữa này không chỉ cải thiện màu sắc, mùi vị mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng ban đầu. Sữa tiệt trùng hay còn gọi là sữa tươi để lâu là sản phẩm sử dụng sữa tươi làm nguyên liệu, sau đó được tinh chế, chuẩn hóa, đồng nhất, tiệt trùng UHT và đóng gói vô trùng vào thùng chứa.

Sữa UHT không cần bảo quản trong tủ lạnh và có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng. Tùy thuộc vào bao bì đóng gói, thời hạn sử dụng thường dao động từ 3 tháng đến 12 tháng.

Thiết bị chế biến sữa UHT bao gồm hệ thống tiếp nhận và làm mát sữa nguyên liệu, hệ thống chuẩn hóa và tiền thanh trùng sữa nguyên liệu, hệ thống khử trùng sữa UHT, hệ thống bảo quản và chiết rót vô trùng sữa UHT. Toàn bộ dây chuyền sản xuất cần có các thiết bị phụ trợ như hệ thống CIP, hệ thống tạo nước lạnh, nồi hơi và hệ thống xử lý nước mềm RO. Tất cả các máy đều được làm bằng vật liệu SUS304/316L.

Công suất của dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có thể được thiết kế từ 1 tấn/giờ đến 50 tấn/giờ tùy theo yêu cầu khác nhau của khách hàng. Hộp vô trùng 200g—2500g, túi vô trùng hoặc chai PE có thể được đóng gói theo các yêu cầu khác nhau của khách hàng.

Do yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt trong quá trình chế biến sữa UHT, toàn bộ hệ thống hoàn toàn tự động và được điều khiển bởi PLC và van khí nén tự động để tránh nguy cơ ô nhiễm lần thứ hai. Toàn bộ hệ thống giữ sữa được xử lý trong môi trường khép kín để đảm bảo trạng thái vô trùng thương mại của sản phẩm cuối cùng.

Quy trình sản xuất sữa UHT (Nhiệt độ cực cao) thường bao gồm tiếp nhận sữa nguyên liệu, tách và chuẩn hóa sữa, đồng nhất hóa, đun nóng đến 135-150°C trong 2-4 giây, làm mát, chiết rót vô trùng và đóng gói.

Sản phẩm cuối cùng của dây chuyền chế biến sữa UHT 

Sữa UHT đóng chai: Sữa tiệt trùng thứ cấp thường sẽ được đóng vào chai nguyên liệu PE, thời hạn sử dụng là 6 tháng ở nhiệt độ thường.

Sữa UHT đựng trong hộp vô trùng: Loại đóng gói phổ biến nhất cho sữa UHT là hộp vô trùng, hộp carton vô trùng gồm có hộp carton đóng gói kim cương, hộp đóng gói SIG Combibloc, hộp gạch vô trùng Tetra Pak. Các thùng carton này được cấu tạo từ 3-7 lớp vật liệu giấy, PE và lá nhôm, có khả năng cản ánh sáng và kín khí rất tốt, giúp kéo dài thời hạn sử dụng của sữa lên 6-9 tháng được bảo quản ở nhiệt độ 20-25oC.

Sữa UHT đựng trong túi vô trùng: Chủ yếu dùng để chỉ túi gối vô trùng Tetra pak và túi PrePack. Thời hạn sử dụng của sữa UHT trong các túi vô trùng này cũng có thể đạt tới 45-60 ngày.

Sơ đồ công nghệ dây chuyền chế biến sữa UHT 

Sữa tươi nguyên liệu trải qua quá trình nghiệm thu, tinh chế sơ bộ (nếu bạn muốn làm sữa UHT gầy, bạn có thể thêm một máy tách ly tâm để loại bỏ chất béo trong sữa sau khi tinh chế), thanh trùng trước, sau đó làm nguội đến khoảng 4oC và bảo quản trong sữa tươi. bể cách nhiệt sữa. Sau khi tiêu chuẩn hóa, đồng nhất hóa, khử trùng và khử khí UHT, sữa UHT cuối cùng sẽ được đổ vào hộp hoặc bao bì vô trùng.

Phân loại dây chuyền chế biến sữa tiệt trùng UHT 

Theo phương pháp khử trùng

Sữa tiệt trùng thứ cấp : sữa được thanh trùng trước, sau đó đổ vào thùng chứa, sau đó được khử trùng bằng áp suất trong máy tiệt trùng vặn lại ở 110-120°C trong 10-20 phút. Loại sữa tiệt trùng này thường được đựng trong chai nhựa hoặc chai thủy tinh. Thời hạn sử dụng của sản phẩm thường đạt 6 tháng.

Sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cực cao (sữa UHT) : sữa bò (dê) tươi được sử dụng làm nguyên liệu, có hoặc không có sữa hoàn nguyên. Ở trạng thái dòng chảy liên tục, nó thường được khử trùng ở 120-150oC trong 0,5-4S. Thông qua việc tăng nhiệt độ khử trùng và rút ngắn thời gian giữ cũng có thể đạt được hiệu quả khử trùng tương tự. Phương pháp khử trùng này được gọi là khử trùng ở nhiệt độ cực cao. Sữa UHT thường được đựng trong hộp và túi vô trùng.

Theo hàm lượng protein:

Sữa nguyên chất tiệt trùng (P ≥2,9%): sữa bò và sữa dê nguyên liệu hoặc sữa hoàn nguyên làm nguyên liệu, gầy hoặc không gầy, khử trùng tức thời ở nhiệt độ cực cao và vô trùng được đổ vào thùng hoặc túi.

Sữa có hương vị tiệt trùng: (P ≥2,3%): Hàm lượng protein cần lớn hơn hoặc bằng 2,3% và có thể bổ sung các thành phần như nước ép trái cây vào sản phẩm sữa đó.

Máy chủ chốt của dây chuyền chế biến sữa UHT 

Hệ thống Thanh lọc sữa nguyên liệu

Mục đích của việc tinh chế sữa nguyên liệu là loại bỏ các tạp chất cơ học trong sữa và giảm số lượng vi sinh vật. Có thể sử dụng phương pháp lọc hoặc lọc ly tâm. Quá trình lọc sơ cấp đơn giản được thực hiện bằng cách lắp đặt màn lọc trên bình tiếp nhận sữa và trải nhiều lớp gạc. Vải lọc phải được làm sạch và khử trùng thường xuyên. Việc sử dụng máy lọc sữa ly tâm có thể cải thiện đáng kể hiệu quả thanh lọc và giúp nâng cao chất lượng sản phẩm. Máy lọc sữa ly tâm cũng có thể loại bỏ tế bào soma vú và một số vi sinh vật trong sữa. Máy lọc sữa được đặt sau khi lọc và trước khi làm mát.

Máy thanh trùng sơ bộ sữa nguyên liệu

Nhìn chung, nếu dây chuyền chế biến sữa UHT có công suất lớn thì cần phải thanh trùng trước. Mục đích của việc thanh trùng trước như sau:

1. Tiêu diệt sơ bộ hầu hết vi khuẩn và vi khuẩn gây bệnh, giúp khử trùng UHT kỹ lưỡng hơn, đảm bảo an toàn thực phẩm và cải thiện việc bảo quản thành phẩm.
2. Ức chế hoạt động của enzyme, để tránh quá trình thủy phân chất béo, hiện tượng hóa nâu do enzyme và các hiện tượng không mong muốn khác trong thành phẩm. Nhiệt độ khử trùng là 80oC và thời gian giữ trong 15 phút.

Thiết bị làm lạnh và bảo quản sữa 

Nhiệt độ làm mát là 5°C để ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Số lượng vi sinh vật trong sữa thay đổi theo thời gian bảo quản và nhiệt độ. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được áp dụng để làm nguội sữa.

Để đảm bảo nhà máy có thể sản xuất liên tục thì phải có một lượng sữa nguyên liệu dự trữ nhất định. Nói chung, có nhiều hơn hai bể chứa được thiết lập. Thùng chứa được trang bị khuấy khuấy sữa tươi nguyên liệu thường xuyên, tránh hiện tượng mỡ nổi lên gây phân bố nguyên liệu không đồng đều.

Máy đồng nhất sữa 

Homogenizer là quá trình xử lý cơ học các giọt chất béo trong sữa, sao cho các giọt chất béo được phân bố đồng đều trong sữa. Đồng nhất hóa thường áp dụng đồng nhất hóa hai giai đoạn. Nguyên liệu liên tục đi qua hai đầu đồng nhất để mở các viên mỡ dính. Nhiệt độ đồng nhất là 55-65 độ C và áp suất 20-25Mpa. Loại sữa đồng nhất này có chất lượng và hiệu quả đều đạt tốt.

Máy tiệt trùng sữa UHT 

Máy khử trùng tức thời ở nhiệt độ cực cao là quy trình cốt lõi để sản xuất sữa UHT, nghĩa là sữa được làm nóng đến 130-150°C thông qua bộ trao đổi nhiệt ở trạng thái dòng chảy liên tục và giữ ở nhiệt độ này trong 4-6S để đạt được độ vô trùng thương mại. Tiệt trùng bằng phương pháp này, với mục đích tiêu diệt vi sinh vật một cách hiệu quả, các chất dinh dưỡng trong sữa được giữ lại ở mức độ lớn, sữa sản xuất ra có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng trong khoảng 6 tháng đến khoảng một năm.

Phương pháp khử trùng ở nhiệt độ cực cao được chia thành phương pháp gián tiếp và trực tiếp:

Gia nhiệt gián tiếp: Sữa nguyên liệu được làm nóng trước đến 66oC bằng sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao ở giai đoạn trước trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hoặc ống (trong khi sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao được làm mát bằng sữa mới), sau đó đi qua một chất đồng nhất ở áp suất 15-25mpa Sau khi đồng nhất, nó đi vào bộ phận gia nhiệt của bộ trao đổi nhiệt, được hệ thống nước nóng làm nóng đến 137oC, đi vào ống cách nhiệt trong 4S và cuối cùng đi vào làm mát vô trùng, từ 137oC đến 76 oC, và cuối cùng bước vào giai đoạn phục hồi. Sữa tươi được làm lạnh đến 20°C và cuối cùng được đưa vào chiết rót vô trùng. Sự thay đổi nhiệt độ của sữa trong quá trình khử trùng UHT gián tiếp như sau: sữa nguyên liệu (5°C) được làm nóng trước đến 66°C, hơi nước được làm nóng trực tiếp đến 137°C trong 4S, làm lạnh đến 76°C, đồng nhất (15-25mpa )-sữa mới cho ăn (5oC) Làm nguội đến 20oC -bể chứa vô trùng-đóng gói vô trùng. Khi sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp để khử trùng, việc gia nhiệt sơ bộ, gia nhiệt, khử trùng và làm mát sữa được thực hiện ở các bộ phận trao đổi nhiệt khác nhau của cùng một bộ trao đổi nhiệt. Sữa không tiếp xúc với môi trường làm nóng hoặc làm mát, điều này có thể đảm bảo sản phẩm không bị ô nhiễm bởi các chất lạ. Làm nóng sữa và làm mát sữa thực hiện trao đổi nhiệt, thu hồi 85% nhiệt lượng, giúp tiết kiệm đáng kể hơi nước và nước làm mát.

 Làm nóng trực tiếp: dùng để chỉ việc phun hơi nước vô trùng vào sữa dưới áp suất cao hoặc phun sữa vào hơi nước để sữa được làm nóng ngay lập tức đến 140°C, sau đó đi vào buồng chân không, do bay hơi, làm nguội ngay lập tức và cuối cùng là vô trùng Đồng nhất hóa và làm nguội trong cùng điều kiện. Quy trình cụ thể là: sữa nguyên liệu (5°C) được làm nóng trước đến 75°C, làm nóng bằng hơi nước trực tiếp đến 140°C đối với 4S, làm lạnh đến 76°C đồng nhất (15-25mpa) – làm lạnh đến 20°C-bảo quản vô trùng bể – Bao bì vô trùng.

Bể cân bằng vô trùng 

Sữa tiệt trùng sau khi khử trùng và làm mát ở nhiệt độ cực cao phải được gửi liên tục từ đường ống đến máy đóng gói ngay trong điều kiện vô trùng. Để cân bằng sự chênh lệch giữa công suất sản xuất của máy tiệt trùng và máy đóng gói, có thể lắp đặt một bể vô trùng giữa máy tiệt trùng UHT và máy chiết rót. Sữa vô trùng vào bể chứa và không thể bị ô nhiễm bởi vi khuẩn. Vì vậy, các đường ống, van ra vào bể chứa đều là những bộ phận trong bể tiếp xúc với sữa phải được vô trùng.

Máy rót sữa UHT

Sữa tiệt trùng UHT thường được đóng gói vô trùng ở nhiệt độ phòng. Đổ đầy vô trùng là đổ sữa tiệt trùng vào hộp đựng vô trùng trong điều kiện vô trùng. Quá trình này bao gồm việc khử trùng vật liệu đóng gói hoặc thùng chứa bao bì. Vì sản phẩm cuối cùng cần có thời hạn sử dụng lâu dài trong điều kiện không được làm lạnh, nên tất cả quy trình đóng gói và đóng gói cũng phải được bảo vệ hoàn toàn khỏi ánh sáng và oxy. Thông thường, sữa UHT có thể được đóng gói trong hộp vô trùng hoặc túi tổng hợp vô trùng.

Thông số kỹ thuật của dây chuyền chế biến sữa UHT