CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ TRONG CNCB SỮA

Chương 2:
CçC QUç TRíNH VẬT LÝ
TRONG CNCB SỮA

2.1. Qu‡ tr“nh ly t‰m
2.1.1.Giớithiệuchung

2.1.Quátrìnhlytâm

2.1.2.Cơsởkhoahọccủaquátrìnhlytâm

2.2.Quátrìnhđồnghóa

2.1.3.Cácyếutốảnhhưởngđếnquátrìnhlytâm

2.3.Quátrìnhphânriêng

2.1.4.Thiếtbịlytâm

2.4.Quátrìnhxửlýnhiệt(thanhtrùng,Bệttrùng)



1

2.1.1. Giới thiệu chung
v  Ly t‰m: qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng c‡c cấu tử c— KLR kh‡c
nhau trong hỗn hợp lỏng kh™ng đồng nhất dưới t‡c
dụng của lực ly t‰m
- Nguy•n liệu đầu vˆo: dạng nhũ tương hoặc huyền ph•
v  Mục đ’ch:

ü T‡ch chất bŽo ra khỏi sữa
ü  T‡ch c‡c VSV, đặc biệt lˆ c‡c bˆo tử vi khuẩn chịu
nhiệt ra khỏi sữa
ü  T‡ch c‡c chất rắn ra khỏi sữa

3

2

2.1.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ly t‰m
v  Lắng trong trường lực trọng trường (lắng): ch•nh lệch
KLR giữa pha rắn vˆ pha lỏng dưới t‡c dụng trọng lực

Vg =

d 2 ( ρ r − ρl )
g
18µ

Fig. 6.2.4 Cork is lighter than water and
Trong đ—:
floats. Stone is heavier and sinks.
Vg - tốc độ lắng của hạt trong pha lỏng dưới t‡c dụng của
trọng lực (m/s);
d - đường k’nh hạt rắn (m);
ρr - khối lượng ri•ng của hạt rắn (kg/m3);
ρl - khối lượng ri•ng của pha lỏng (kg/m3);
µ - độ nhớt của pha lỏng (kg/m.s);
4
g - gia tốc trọng trường (m/s2).

2.1.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ly t‰m
v  Ly t‰m: ch•nh lệch KLR giữa pha ph‰n t‡n (pha bŽo)
vˆ pha li•n tục (pha plasma) dưới t‡c dụng lực ly t‰m
VC =

d 2 ( ρ r − ρl ) 2
rω
18µ

Trong đ—:
VC - tốc độ chuyển động của hạt ph‰n t‡n
dưới t‡c dụng của lực ly t‰m (m/s);
r - b‡n k’nh quay (m);
ω - tốc độ v˜ng quay (rad/s).

2.1.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh ly t‰m

q Đườngkínhhạtphântán
q Sựchênhlệchkhốilượngriênggiữaphaliêntụcvà
phaphântán
q Độnhớtcủaphaliêntục
q Bánkínhquay
q Tốcđộvòngquaythiếtbị
q Nhiệtđộhỗnhợp(nhiệtđộtăng,độnhớtgiảm)

ω = 2πn/60 = πn/30; n lˆ số v˜ng quay.

5

2.1.4. Thiết bị ly t‰m
v  Ly t‰m t‡ch phần tử rắn (centrifugal clarifier): thiết bị
ly t‰m dạng đĩa kh™ng c— lỗ ph‰n phối

7

6

2.1.4. Thiết bị ly t‰m
v  Ly t‰m t‡ch chất bŽo (centrifugal separator): thiết bị
ly t‰m dạng đĩa c— lỗ ph‰n phối

8


2.1.4. Thiết bị ly t‰m
v  Ly t‰m t‡ch VSV (bactofuge): thiết bị ly t‰m dạng đĩa
c— lỗ ph‰n phối
DòngsữađãtáchVSV

TếbàoVSV

ThiếtbịlytâmtáchVSVvới1dòngthoátsảnphẩm
9

10

2.2. Qu‡ tr“nh đồng ho‡

(Homogenisation)

2.1.4. Thiết bị ly t‰m
v  Ly t‰m t‡ch VSV (bactofuge): thiết bị ly t‰m dạng đĩa
c— lỗ ph‰n phối
Sản phẩm với hàm
lượngVSVthấp
Sản phẩm với hàm
lượngVSVcao

2.2.1.Giớithiệuchung
2.2.2.Cơsởkhoahọccủaquátrìnhđồnghoá
2.2.3.Cácyếutốảnhhưởngđếnquátrìnhđồnghoá
2.2.4.Thiếtbịđồnghoá



ThiếtbịlytâmtáchVSVvới2dòngthoátsảnphẩm
11

12


2.2.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh đồng h—a
v  Đồng h—a bằng phương ph‡p khuấy trộn: sử dụng
c‡nh khuấy

2.2.1. Giới thiệu chung
v  Đồng h—a: lˆ phương ph‡p xử lý nhằm lˆm giảm k’ch
thước những hạt thuộc pha ph‰n t‡n vˆ ph‰n bố đều chœng

trong pha li•n tục tạo thˆnh hỗn hợp đồng nhất.
- Nguy•n liệu đầu vˆo: dạng nhũ tương (sữa) hoặc huyền ph•
(nước quả đục, pure quả)
v  Mục đ’ch:
-  Chuẩn bị: xử lý nguy•n liệu để hỗ trợ cho c‡c qu‡ tr“nh

sản xuất tiếp theo được tốt hơn.
-  Bảo quản: ổn định hệ nhũ tương, chống lại sự t‡ch pha
dưới t‡c dụng của trọng lực.
-  Hoˆn thiện: ph‰n bố đều c‡c hạt cầu bŽo trong sữa à tăng
độ đồng nhất của sản phẩm, cải thiện một số cảm quan
như: trạng th‡i, hương vị
13

-  Hiệu quả qúa trình đồng hóa
khôngcao
-  Chỉ sử dụng cho mục đích
chuẩn bị sơ bộ hệ nhũ tương
trướckhisửdụngthiếtbịđồng
hóaáplựccao

14

2.2.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh đồng h—a
v  Đồng h—a bằng phương ph‡p sử dụng ‡p lực cao:
-  NŽn với ‡p suất cao qua khe hẹp:

2.2.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh đồng h—a
v  Đồng h—a bằng phương ph‡p sử dụng ‡p lực cao:
-  Nguy•n lý:

¥  Chảy rối: d˜ng chảy rối va đ‰p vˆo c‡c hạt ph‰n t‡n
¥  X‰m thực kh’: bong b—ng va đ‰p vˆo c‡c hạt ph‰n t‡n
¥  Do cấu tạo khe hẹp: c‡c hạt ph‰n t‡n va vˆo nhau

—  K’ch thước của khe 15 Ö 300 µm.
—  Tốc độ d˜ng của nhũ tương đẩy tới khe hẹp từ 50 Ö 200 m/s.
—  Tốc độ của d˜ng phụ thuộc vˆo ‡p lực của bơm.

-  Đượcsửdụngrấtrộngrãitạicácnhàmáysxsữavàcácsptừ
sữa

15

16


2.2.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh đồng h—a
v  Đồng h—a bằng c‡c phương ph‡p kh‡c: s—ng si•u ‰m,
nghiền keo, d˜ng chảy xo‡y t‰mÉ
ü Đồng h—a nhờ s—ng si•u ‰m
—  Dựa tr•n cơ chế x‰m thực kh’
—  S—ng si•u ‰m sử dụng thường c— tần số 18 Ö 30 kHz.

17

-  Ítđượcsửdụngtạicácnhàmáysxsữavàcácsptừsữa

2.2.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh đồng h—a
2.2.3.1. Nhiệt độ

18

2.2.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh đồng h—a

2.2.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh đồng h—a

2.2.3.2. çp suất

2.2.3.3. Tỷ lệ giữa hệ ph‰n t‡n vˆ hệ nhũ tương
- Tỷ lệ hệ ph‰n t‡n: hệ nhũ tương nhỏ: hệ nhũ tương c—
độ bền cao.
- Tỷ lệ hệ ph‰n t‡n: hệ nhũ tương lớn: hiện tượng kết
hợp c‡c hạt ph‰n t‡n vˆ lˆm giảm hiệu quả đồng h—a.
- Hˆm lượng chất bŽo kh™ng lớn hơn 12%.

19

20


2.2.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡ tr“nh
đồng h—a

2.2.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh đồng h—a

2.2.3.4. Đường k’nh hạt cầu bŽo

2.2.3.3. Tỷ lệ giữa hệ ph‰n t‡n vˆ hệ nhũ tương

21

22

2.2.4. Phương ph‡p x‡c định hiệu quả đồng h—a

2.2.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡ tr“nh
đồng h—a

Phương ph‡p ph‰n lớp: chỉ số Nizo

2.2.3.5. Chất nhũ h—a
v  Thường sử dụng: lecitin, glycerin ester, sorbitol
esterÉ
v  Chức năng:
-  Giảm sức căng bề mặt giữa 2 pha trong hệ nhũ
tươngàhệ nhũ tương bền
-  H“nh thˆnh lớp mˆng bảo vệ xung quanh c‡c hạt cầu
bŽo à kh™ng kết hợp với nhau
v  Chœ ý: protein sữa c— chức năng như chất nhũ h—a khi
sữa c— hˆm lượng chất bŽo 3-3.5%: hˆm lượng casein
phải đạt 0.2g / 1g chất bŽo
23

Lytâm
1000rpm
/30ph/

40oC/
r=250mm

24


2.2.4. Thiết bị đồng h—a

2.2.5. Thiết bị đồng h—a
Gồm c— 2 bộ phận ch’nh:
ü Bơm piston cao ‡p: tăng ‡p lực từ 3 bar l•n đến 100 Ö 200 bar tại đầu
vˆo của khe hẹp
ü Hệ thống đối ‡p: điều chỉnh khoảng khe hẹp trong thiết bị giữa bộ
phận sinh lực vˆ bộ phận tạo khe hẹp.

25

2.2.4. Thiết bị đồng h—a
v  Thiết bị đồng h—a 1 cấp: gồm một bơm p’t t™ng để
đưa sữa vˆo m‡y, một khe hẹp vˆ một hệ thống thủy
lực để tạo đối ‡p.
à Sử dụng cho hệ nhũ tương c— hˆm lượng chất bŽo thấp
hoặc hệ nhũ tương sau khi đồng h—a c— độ nhớt cao.

27

ü  Mặt trong của v˜ng đập vu™ng g—c với lối ra của hệ nhũ tương: c‡c
hạt ph‰n t‡n va vˆo v˜ng đập bị giảm k’ch thước.
ü  Hệ nhũ tương vˆo khe hẹp theo hướng nghi•ng 5o: tr‡nh sự ăn m˜n
c‡c chi tiết của thiết bị.

ü  Tốc độ qua khe hẹp: 100 Ö 400 m/s
26
ü  Thời gian: 10 Ð 15s

2.2.4. Thiết bị đồng h—a
v Thiết bị đồng h—a 2 cấp: gồm một bơm p’t t™ng để đưa
sữa vˆo, hai khe hẹp vˆ hai hệ thống thủy lực tạo đối
‡p.

28


2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

2.2.4. Thiết bị đồng h—a
v Thiết bị đồng h—a 2 cấp:
çp lực đồng h—a sẽ được x‡c định bởi hai gi‡ trị:
- P1 lˆ ‡p lực của hệ nhũ tương trước khi vˆo khe hẹp thứ nhất.
- P2 lˆ ‡p lực của hệ nhũ tương trước khi vˆo khe hẹp thứ hai.
-  Hiệu quả đồng h—a cao khi P2 = 0,2P1.
àSử dụng đồng h—a 2 cấp khi nguy•n liệu đầu vˆo c— hˆm lượng
chất bŽo cao hoặc y•u cầu sản phẩm c— độ nhớt thấp.

29

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
2.3.1. Giới thiệu chung
v  Cơ chế lọc mˆng

2.3.1. Giới thiệu chung
2.3.1.1. Kh‡i qu‡t chung về qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng
membrane
v  Kh‡i niệm về qu‡ tr“nh lọc mˆng
Mˆng lọc: rˆo chắn ngăn c‡ch
giữa c‡c pha, hạn ch•́ sự vận
chuyển qua lại giữa c‡c cơ chất
một c‡ch c— chọn lọc.
Qu‡ tr“nh vận chuyển vật chất
qua mˆng:
¥  Do từ điện trường
¥  Do nồng đ™̣
¥  Do ‡p suất
30
¥  Do trọng lực

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
2.3.1. Giới thiệu chung
v  Ph‰n loại c‡c qu‡ tr“nh lọc mˆng

-  D˜ng chảy theo 2 hướng : vu™ng g—c và tiếp tuyến với b•̀ mặt của

-  Đặc t’nh của chất cần t‡ch (k’ch thước ph‰n tử, đặc t’nh h—a lý, điện

mˆng
-  Permeate (filtrate): d˜ng sản phẩm đi qua mˆng
-  Retentate (concentrate): d˜ng sản phẩm kh™ng đi qua mˆng.

cực của c‡c ph‰n tửÉ)
-  Động lực chuyển c‡c chất qua mˆng
-  Đặc t’nh loại mˆng
-  K’ch thước của c‡c phần tử so với k’ch thước của lỗ lọcÉ.
v  Ưu điểm của c™ng nghệ mˆng lọc
-  C™ng nghệ sạch vˆ dễ vận hˆnh
-  C— thể thay thế được nhiều qu‡ tr“nh h—a lý truyền thống: lọc, chưng

cất, trao đổi ion
-  Tạo ra sản phẩm c— chất lượng cao
-  Thuận lợi cho việc thiết kế những hệ thống c— t’nh linh hoạt cao
31

32


2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
2.3.1. Giới thiệu chung
2.3.1.2. Ph‰n loại membrane
Ph‰n loại theo cấu trœc

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
2.3.1. Giới thiệu chung
2.3.1.2. Ph‰n loại membrane
v Đặc t’nh của một số loại mˆng lọc

Cấu trœc đẳng hướng

Mˆng hữu cơ

Cấu trœc bất đẳng hướng
Ph‰n loại theo h“nh dạng

Mˆng phẳng
H“nh trụ

Ph‰n loại theo bản chất
h—a học

Mˆng hữu cơ (cellulose acetate,
polyamide, polysulfone, polymer)
Mˆng v™ cơ (ceramic)
33

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng
membrane
2.3.1. Giới thiệu chung
2.3.1.2. Ph‰n loại membrane

Mˆng v™ cơ

Cellulose acetate (CA)

Polyamide

Polysulfone

Ceramic

¥  Tmax (oC) ≤35Ö40
¥  pH = 3Ö8
¥  ưa nước
¥  đường k’nh l™̃ lọc c—
th•̉ dao động một
khoảng rất lớn
¥  giá thˆnh thấp
¥  kŽm bền với c‡c chất
tẩy rửa c™ng nghiệp như
chlorine,
¥  d•̃ bị ph‰n hủy sinh
học

¥  Tmax (oC) ≤ 50
¥  pH= 3Ö11
¥  kŽm bền hơn với
chlorine
¥  d˜ng permeate d•̃
bị tắc nghẽn

¥  Tmax (oC) ≤ 75
¥  pH =1Ö13
¥  bền với chlorine
chịu ‡p lực kŽm
¥  kỵ nước

¥  Tmax (oC) ≤ 350
¥  pH= 0,5Ö13
¥  trơ với c‡c h—a

chất như acid, kiềm,
chlorine
¥  khá d•̃ vỡ
¥  giá thˆnh cao,
¥  đường k’nh l™̃ mao
dẫn lớn (d> 10-2 µm)
34

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
2.3.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng
membrane

v Đại lượng đặc trưng của mˆng lọc (đọc tˆi liệu)

—  Đường k’nh lỗ mao dẫn
—  Mật độ mao dẫn: tỷ lệ phần trăm giữa tổng diện t’ch mặt cắt c‡c ống mao dẫn tr•n
— 
— 
— 
— 
— 
— 
— 
— 
— 
— 
— 

toˆn bộ diện t’ch bề mặt mˆng

Độ xốp: tỷ lệ phần trăm giữa tổng thể t’ch c‡c ống mao dẫn vˆ thể t’ch mˆng
Khả năng chịu nhiệt
Khả năng chịu dung m™i
Độ bền sinh học
Độ v™ tr•ng
Độ dˆy
Độ tro: hˆm lượng tro t’nh theo phần trăm so với tổng khối lượng chất kh™ trong
mˆng
T’nh ưa nước/ kỵ nước
Độ chiết: tỷ lệ phần trăm giữa hˆm lượng chất chiết được so với tổng lượng chất kh™
trong mˆng. Độ chiết thể hiện mức độ tinh sạch của mˆng.
Khả năng ph‰n ri•ng
35
Tốc độ qua mˆng của d˜ng permeate

36


2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

2.3.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng
membrane

2.3.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng
membrane
2.3.2.1. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng gi‡n đoạn

v  M™ h“nh hồi lưu một phần retentate

2.3.2.1. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng gi‡n đoạn
v  M™ h“nh hồi lưu toˆn phần retentate

1- bồn nguy•n liệu
2- bơm nguy•n liệu
3- bơm hồi lưu
4- thiết bị membrane

1- bồn nguy•n liệu
2- bơm nguy•n liệu
3- thiết bị lọc
4- thiết bị membrane
5- van điều chỉnh
6- thiết bị trao đổi nhiệt
37

38

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

2.3.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng
membrane
2.3.2.2. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng li•n tục
v  M™ h“nh hồi lưu một phần retentate

2.3.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng
membrane
2.3.2.2. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng li•n tục
v  M™ h“nh nhiều giai đoạn
1- bồn nguy•n liệu
2- bơm nguy•n liệu
3- bơm hồi lưu
4- thiết bị membrane
5- van điều chỉnh

1- bồn nguy•n liệu
2- bơm nguy•n liệu
3- bơm hồi lưu
4- thiết bị membrane

39

40


2.3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
2.3.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡ tr“nh
ph‰n ri•ng (đọc tˆi liệu)
2.3.3.1. Bản chất của membrane

3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)
3.4. Thiết bị membrane

3.4.1. M™ h“nh ống (tubular module)

- Vật liệu membrane.
- Cấu trœc bề mặt membrane.
- Đường k’nh mao dẫn.

2.3.3.2. Bản chất v‰t liệu ph‰n ri•ng
- Protein.
- Lipid.
- Muối.

- pH.
- Chất ph‡ bọt.

2.3.3.3. C‡c th™ng số kỹ thuật
- Nhiệt độ.
- Tốc độ d˜ng vˆo vˆ sự chảy rối
- çp lực qua mˆng.

—  d =12,5 Ö 75 mm
41

Mï HíNH ỐNG (TUBULAR MODULE)

—  l = 0,6 Ö 6,4 m

42

Mï HíNH ỐNG (TUBULAR MODULE)

43

44


3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

Mï HíNH SỢI (HOLLOW FIBER MODULE)

3.4. Thiết bị membrane

3.4.2. M™ h“nh sợi (hollow fiber module)

—  d =2,5 Ö 12,7 cm
—  l = 18 Ö 120 cm
—  50 Ö 3000 sợi

—  d =0,2Ö 3 mm
—  d =0,04 mm

45

46

3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

Mï HíNH SỢI (HOLLOW FIBER MODULE)

3.4. Thiết bị membrane

3.4.3. M™ h“nh bản/tấm (plate module)

47

48


3. Qu‡ tr“nh ph‰n ri•ng bằng mˆng
(membrane filtration)

2.4. Qu‡ tr“nh xử lý nhiệt

3.4. Thiết bị membrane

3.4.4. M™ h“nh cuộn xoắn (spiral - wound
module)

2.4.1.Giớithiệuchung
2.4.2.Cơsởkhoahọccủaquátrìnhxửlýnhiệt
2.4.3.Cácyếutốảnhhưởngđếnquátrìnhxửlýnhiệt
2.4.4.Thiếtbịthanhtrùng/Bệttrùng



49

4.1. Giới thiệu chung

v  Xử lý nhiệt: phương ph‡p sử dụng nhiệt độ cao để
ti•u diệt hoặc ức chế VSV trong thực phẩm
- Nguy•n liệu đầu vˆo: sữa nguy•n liệu, cream
v  Mục đ’ch:
q  Thanh tr•ng (pasteurisation)
ü Ti•u diệt hệ VSV g‰y bệnh trong thực phẩm vˆ ức chế
qu‡ tr“nh sinh tổng hợp độc tố của chœng
ü Ức chế một phần VSV ưa nhiệt vˆ c‡c enzyme bền
nhiệt
à thường thực hiện ở nhiệt độ kh™ng lớn hơn 100oC

51

50

4.1. Giới thiệu chung
v Mục đ’ch:
q  Tiệt tr•ng (sterilisation)
ü  Ti•u diệt toˆn bộ hệ VSV (g‰y bệnh vˆ kh™ng g‰y bệnh)
ü  V™ hoạt kh™ng thuận nghịch enzyme c— trong thực phẩm
à thường thực hiện ở nhiệt độ lớn hơn 100oC + ‡p suất cao /
thời gian xử lý nhiệt kŽo dˆi

¥  Thực phẩm v™ tr•ng c™ng nghiệp (commercially
sterile product):
ü Kh™ng chứa VSV g‰y bệnh, v™ hoạt hầu hết enzyme
ü VSV kh™ng g‰y bệnh c— thể c˜n sống s—t nhưng số
lượng rất thấp vˆ giảm hoạt t’nh mạnh
ü Thời gian bảo quản ≥ 6 th‡ng
52

4.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh xử lý nhiệt
v  C™ng thức xử lý nhiệt: xŽt qu‡ tr“nh thanh tr•ng/tiệt
tr•ng một mẫu thực phẩm với khối lượng vˆ thˆnh
phần h—a học đ‹ biết ở nhiệt độ To

à Dự đo‡n thời gian xử lý nhiệt (thanh tr•ng / tiệt tr•ng)
ở nhiệt độ To đ‹ chọn:
t=lg(No/Nt) x D
C™ng thức tr•n chỉ mang t’nh tương đối

4.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh xử lý nhiệt
v  C‡c giai đoạn của qu‡ tr“nh xử lý nhiệt: 3 giai đoạn
ü Gia nhiệt: tăng nhiệt độ thực phẩm từ gi‡ trị ban đầu
l•n đến gi‡ trị nhiệt độ thanh tr•ng/tiệt tr•ng
ü Giữ nhiệt: giữ TP ở gi‡ trị nhiệt độ thanh tr•ng/tiệt
tr•ng trong một khoảng thời gian nhất định
ü Hạ nhiệt độ: lˆm nguội thực phẩm về gi‡ trị nhiệt độ
th’ch hợp để bao g—i hoặc bảo quản TP
v T‡c nh‰n gia nhiệt/lˆm lạnh
ü T‡c nh‰n gia nhiệt: nước n—ng, hơi (hơi b‹o h˜a, hơi
qu‡ nhiệt)
ü T‡c nh‰n lˆm lạnh: nước ở nhiệt độ thường, nước
lạnh, nước muối, glycol.

53

4.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh xử lý nhiệt
v  C‡c phương ph‡p truyền nhiệt cơ bản

ü Dẫn nhiệt (conduction)
ü Đối lưu (convention)
v  C‡c phương ph‡p xử lý nhiệt
ü  Thanh tr•ng/tiệt tr•ng sản phẩm trong bao b“: TP r—t
vˆo bao b“ trước àthanh tr•ng/tiệt tr•ng
ü Thanh tr•ng/tiệt tr•ng sản phẩm ngoˆi bao b“: TP
thanh tr•ng/tiệt tr•ng trước à r—t vˆo bao b“
à chỉ ‡p dụng cho TP dạng lỏng

55

54

4.2. Cơ sở khoa học của qu‡ tr“nh xử lý nhiệt
v  C‡c chế độ xử lý nhiệt
Nhiệt độ (oC)

Thời gian

Xử lý nhiệt sơ bộ

63-65

15s

Thanh tr•ng LTLT

63

30min

Thanh tr•ng HTST

72-75
>80

15-20s
1-5s

Thanh tr•ng nhiệt độ cực cao (ESL,
Ultra Pasteurisation)

125-138

2-4s

Tiệt tr•ng trong bao b“ (truyền
thống)

115-120

20-30 min

UHT(ultra high temperature)

135-150

4-15 s

Qu‡ tr“nh

56


4.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh thanh tr•ng vˆ tiệt tr•ng
v  Hệ VSV trong thực phẩm
ü Số lượng tế bˆo VSV trong TP: nhiều à chế độ xử lý
nhiệt: nhiệt độ cao hơn, thời gian dˆi hơn
ü Thˆnh phần c‡c loˆi VSV c— mặt trong TP: VSV chịu
nhiệt àt>80oC
v  Thˆnh phần h—a học của TP
ü TP c— hˆm lượng chất bŽo cao (cream): hệ số dẫn
nhiệt rất thấp à tăng nhiệt độ vˆ thời gian xử lý
ü TP c— gi‡ trị pH cao (pH>4,5) (sữa tươi): t>100oC
TP c— gi‡ trị pH thấp (pH<4,5) (sữa chua, yoghurt,
kefirÉ): giảm nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt
57

4.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh thanh tr•ng vˆ tiệt tr•ng
v  C‡c t’nh chất vật lý của TP
ü Khả năng truyền nhiệt: đối lưu, dẫn nhiệt kŽm à thời
gian gia nhiệt kŽo dˆi. VD: TP lỏng vs.TP rắn
ü Hˆm lượng chất kh™, độ nhớt cao: khả năng truyền
nhiệt kŽm à giảm hiệu quả thanh tr•ng/tiệt tr•ng
v  Chế độ thanh tr•ng/tiệt tr•ng
ü T•y thuộc vˆo điều kiện cụ thể của nhˆ m‡y
ü Mục đ’ch c™ng nghệ
É.

59

4.3. C‡c yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả qu‡
tr“nh thanh tr•ng vˆ tiệt tr•ng
v Phương ph‡p vˆ thiết bị thanh tr•ng/tiệt tr•ng
ü Đ/v phương ph‡p thanh tr•ng/tiệt tr•ng sản phẩm
trong bao b“:
¥  Bao b“: h“nh dạng c‰n đối, k’ch thước nhỏ, vật liệu
bao b“ c— hệ số truyền nhiệt cao
¥  Thiết bị: c— bộ phận đảo trộn
=> đối lưu tốt, truyền nhiệt nhanh àhiệu quả hơn
ü Đ/v phương ph‡p thanh tr•ng/tiệt tr•ng sản phẩm
ngoˆi bao b“:
¥  Thiết bị: thiết kế sao cho lˆm xuất hiện c‡c d˜ng
chảy rối à truyền nhiệt nhanh, hiệu quả
58

4.4. Thiết bị thanh tr•ng/tiệt tr•ng
v  Thanh tr•ng/tiệt tr•ng sản phẩm trong bao b“
q  Phương ph‡p gi‡n đoạn
Thiết bị thanh tr•ng/tiệt tr•ng autoclave bằng nước n—ng/
hơi
q  Phương ph‡p li•n tục
-  Thiết bị tiệt tr•ng thủy lực (hydrostatic steriliser)
-  Thiết bị tiệt tr•ng hydrolock (hydrolock steriliser)

60


61

1 - băng chuyền mang c‡c hộp sản phẩm
2 - van xoay chuy•n chở lon hay chai vˆo vˆ ra khỏi buồng ch‰n kh™ng
3 - khu vực tiệt tr•ng
4 - quạt cho hỗn hợp hơi Ð kh™ng kh’
5 - v•ng lˆm nguội
6 - lˆm m‡t bằng kh™ng kh’
7- th‡o dỡ sản phẩm
63

62

4.4. Thiết bị thanh tr•ng/tiệt tr•ng
v Thanh tr•ng/tiệt tr•ng sản phẩm ngoˆi bao b“
q  Phương ph‡p gia nhiệt gi‡n tiếp
-  Thiết bị trao đổi nhiệt bảng mỏng (plate heat
exchanger)
-  Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống (tubular heat
exchanger)
-  Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống c— bộ phận khuấy trộn
cơ học (scraped surface heat exchanger)
q  Phương ph‡p gia nhiệt trực tiếp
-  Thiết bị phối trộn dạng ống với đầu phun hơi (steam
injection systems)
-  Thiết bị phối trộn dạng h“nh trụ đứng (steam infusion
systems)
64
-  Lưu ý: sau gia nhiệt àlˆm nguội ch‰n kh™ng

Thiết bị TĐN bảng mỏng
(plate heat exchanger)

CẤU HíNH NHIỀU KæNH
(Multi-channels)
Thiết bị TĐN dạng ống
(tubular heat exchanger)

CẤU HíNH NHIỀU ỐNG
(Multi-tubes)

Chùmốngsongsong

Ốnglồngống

65

66

Thiết bị phối trộn dạng ống với đầu phun hơi
(steam injection systems)

Thiết bị TĐN c— bộ phận khuấy trộn cơ học
(scraped surface heat exchanger)

hơi

Hỗnhợpsữa+hơi

Sữanguyênliệu

67

68


Thiết bị phối trộn dạng h“nh trụ đứng
(steam infusion systems)

Sữanguyênliệu

Hơi

Hỗnhợpsữa+hơi

69