Trong công nghiệp thực phẩm, xử lý nhiệt là kỹ thuật quan trọng nhất để bảo quản sản phẩm. Xử lý nhiệt sẽ ngăn ngừa hoạt động của vi khuẩn và enzyme; vì vậy giữ được chất lượng thực phẩm.
1. Khái niệm thiết bị trao đổi nhiệt trong thanh trùng sữa
Thanh trùng là quy trình điều khiển nhiệt để loại bỏ các nguồn gây bệnh nguy hiểm xuất hiện trong sữa, nước uống trái cây (nước cam, nước dừa…), các sản phẩm thịt và các loại thực phẩm khác.
Khi đó, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bản đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống thanh trùng sữa để làm mát và trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng khác nhau.
Trong hệ thống thanh trùng sữa, sữa được đưa vào một bồn trộn và được đun nóng để tiêu diệt các vi khuẩn có thể gây hại. Sau đó, sữa được chuyển đến thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản để làm mát. Thiết bị này có nhiều tấm bản song song với nhau, giúp tăng cường diện tích trao đổi nhiệt và làm mát nhanh hơn.
Sau khi qua thiết bị truyền nhiệt tấm bản, sữa được chuyển đến bồn làm lạnh để làm lạnh nhanh chóng và bảo quản tốt. Việc sử dụng bộ trao đổi nhiệt tấm bản trong hệ thống thanh trùng sữa giúp tăng cường hiệu suất làm mát và tiết kiệm năng lượng so với các phương pháp làm mát khác.
2. Kỹ thuật, phương pháp và thiết bị thanh trùng
Phương pháp thanh trùng sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt là vô cùng cần thiết để loại bỏ hoạt động của một số tổ chức hữu cơ hoặc enzymes cụ thể, vì vậy giảm thiểu nhỏ nhất sự thay đổi chất lượng thực phẩm. Trong kỹ thuật thanh trùng, nhiệt độ xử lý dưới 100 °C.
Trong quy trình xử lý nhiệt, thời gian và nhiệt độ mỗi công đoạn được kết hợp, phụ thuộc vào từng loại sản phẩm. Nhiệt độ thanh trùng thông thường dao động từ 62 tới 90°C, và thời gian biến thiên từ vài giây tới vài phút.
– Thanh trùng sử dụng bồn : 62 – 65°C, 30min
– Thanh trùng nhiệt độ cao (HTST): 72 – 75°C, 15 -> 240 giây
– Thanh trùng nhiệt độ cao thời gian ngắn (HHST): 85 – 90°C, 1 -> 25 giây
Đối với thanh trùng sữa, sữa nhiệt độ thấp, khoảng 4 độ sẽ được gia nhiệt bằng thiết bị trao đổi nhiệt tới 72 độ C, giữ trong vòng 15 giây sau đó làm lạnh xuống 4 độ C.
Ngày nay thanh trùng thực hiện bằng thiết bị truyền nhiệt, thông thường là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm cho phép thực phẩm chạy liên tục trong hệ thống kín trong thời gian ngắn (HTST).
Phương pháp này có nhiều ưu điểm, quan trọng nhất là tiết kiệm năng lượng (có thể lên tới 80%). Thực phẩm chạy liên tục trong hệ thống qua một loạt các quy trình làm nóng, giữ nhiệt, làm lạnh. Nguồn gia nhiệt được sử dụng là hơi nước hoặc nước nóng.
(Trao đổi nhiệt giữa sản phẩm và hơi, nước qua vỉ trao đổi nhiệt)
Nguyên lý hoạt động thiết bị (vỉ) trao đổi nhiệt tấm bản trong hệ thống thanh trùng.
Thiết bị trao đổi nhiệt là thiết bị quan trọng trong hệ thống thanh trùng các sản phẩm như: Sữa, bia, nước ép trái cây… khi qua vỉ trao đổi nhiệt tấm bản sẽ được trao đổi nhiệt với nguồn nhiệt sử dụng bằng hơi hoặc nước nóng. Sản phẩm khi đạt tới nhiệt độ yêu cầu sẽ được duy trì tại bồn hoặc đường ống trong một khoảng thời gian để thanh trùng. Sản phẩm cuối cùng sẽ được làm lạnh bởi nước lạnh hoặc dung môi nhiệt độ thấp. Giữa hai quá trình gia nhiệt và làm lạnh có thể sử dụng kết hợp quá trình thu hồi nhiệt để giảm thiểu năng lượng tiêu hao nước nóng và nước lạnh.
+ Gia nhiệt sữa: Sữa lạnh từ kho bảo quản được gia nhiệt bằng nước nóng thông qua bộ trao đổi nhiệt tấm. Hai dòng chất lỏng sữa và nước nóng chạy ngược chiều trao đổi nhiệt với nhau. Sữa sau khi gia nhiệt sẽ đi vào ống lưu nhiệt trước khi chuyển sang giai đoạn hạ nhiệt.
+ Thu hồi nhiệt: Hai dòng sữa nóng và lạnh sẽ trao đổi nhiệt với nhau nhằm tận dụng nhiệt.
+ Làm lạnh: Sữa sau khi làm nguội sẽ trao đổi nhiệt với nước lạnh (thường là nước tạo bởi Chiller) để trở về nhiệt độ bảo quản
3. Lĩnh vực ứng dụng thiết bị trao đổi nhiệt
Bên cạnh sản phẩm sữa thì bộ trao đổi nhiệt còn được sử dụng để xử lý hầu hết các loại thực phẩm khác bao gồm: nước trái cây, bia và nhiều loại khác. Cụ thể bạn có thể tham khảo chi tiết tại bảng dưới đây:
| Quy trình | Nhiệt độ / thời gian lưu | Ứng dụng |
| Thanh trùng cả khối chất lỏng | 63oC / 30 phút | Thanh trùng sữa |
| Nhiệt độ cao / thời gian ngắn (HTST) | 72oC / 15 giây | Thanh trùng liên tục, đảm bảo an toàn cho sữa |
| Chế biến thịt | 65oC – 75oC nhiệt độ bên trong | Thực phẩm có thể ăn ngay |
| Trần rau củ quả | Biến thiên (VD 75oC / 5 phút) | Làm mềm rau / hạn chế hoạt động enzym |
| Thanh trùng trong hộp | 60oC / 10 phút | Tăng thời gian bảo quản, vd : Bia |
4. Cách lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản.
– Xác định lưu lượng sản phẩm cần thanh trùng.
– Xác định nhiệt độ cần thanh trùng. Nhiệt độ cao thường sẽ yêu cầu công nghệ vật liệu cao vì vậy ảnh hưởng tới giá thành thiết bị.
– Xác định công nghệ thanh trùng. Công nghệ ở đây là việc sử dụng nguồn nhiệt loại gì để thanh trùng cũng như hạ nhiệt độ sản phẩm nhằm bảo quản sản phẩm sau khi thanh trùng.
TITANIA là đơn vị cung cấp thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản (bản mỏng) dùng để thanh trùng sữa, nước trái cây. Thiết bị có thể dùng để gia nhiệt, làm lạnh hoặc thu hồi nhiệt. Các bộ trao đổi nhiệt được làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau như SUS316, SUS304.
Thông tin liên hệ:
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TITANIA
💒 Văn Phòng Hà Nội: 162 Khuất Duy Tiến, Thanh Xuân, Hà Nội.
📞 Tel: 02203-898-258 / Hotline: 0931-576-258
📩 Email: saledept@titania.com.vn
🌐 Website: http://www.titania.com.vn
Leave a Reply