Công nghệ sản xuất sữa bột

MỤC LỤC PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 3 I. Nguyên liệu chính 3 II. Phụ gia 3 PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 5 A.Quy trình sản công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream 5 I. Quy trình sản xuất 5 II. Thuyết minh quy trình 6 B. Quy trình sản xuất sữa bột gầy 7 C. Sản xuất sữa bột tan nhanh 7 D. Giới thiệu quy trình theo thiết bị 8 PHẦN 3: MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 9 I. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CHUẨN HÓA 9 1. Phân loại theo nhiệt độ làm việc 10 1.1. Thiết bị ly tâm lạnh 10 1.2. Thiết bị ly tâm ấm 11 2. Cách phân loại khác 11 2.1.Thiết bị ly tâm loại nửa hở 11 2.2. Thiết bị ly tâm kín 12 3. Giới thiệu một số thiết bị sử dụng hiện nay 13 II. THIẾT BỊ THANH TRÙNG 14 1. Thiết bị thanh trùng dùng nhiệt 14 1.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng 15 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống 16 1.3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học 17 2. Thiết bị ly tâm tách VSV kết hợp trong thanh trùng 18 2.1. Phân loại 18 2.2. Một số thiết bị ly tâm 19 3. Thiết bị membrane tách vi sinh vật 20 III. THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 22 1. Thiết bị cô đặc bốc hơi 22 1.1 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng hình trụ 22 1.2. Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng 24 1.3. Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức 24 1.4. Hệ thống bốc hơi nhiều cấp 25 1.5. Một số thiết bị 25 2. Thiết bị cô đặc membrane 27 3. So sánh 2 nhóm thiết bị 28 IV. THIẾT BỊ ĐỒNG HÓA 29 1. Một số thiết bị đồng hóa áp lực cao 29 2. So sánh giữa các nhóm thiết bị 31 V. THIẾT BỊ SẤY 31 1. Thiết bị sấy trục 32 2. Thiết bị sấy phun 34 3.Sự kết tụ ứng dụng trong công nghệ sản xuất sữa tan nhanh 40 VII. THIẾT BỊ BAO GÓI 42 VII. THIẾT BỊ CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN 46 PHẦN 4: SẢN PHẨM SỮA BỘT 48 I. Sữa bột được sản xuất trong nuớc 48 1. Sữa gầy 48 1.1.Sữa dành cho trẻ em 50 1.2 Sữa dành cho phụ nữ mang thai 51 1.3 Sữa dành cho người cao tuổi 51 2. Sữa nguyên kem 52 II. Sữa bột được sản xuất ở nước ngoài 52 1. Sữa nguyên liệu 52 2. Sữa thành phẩm 53 2.1 Sữa bột gầy 53 2.2 Sữa bột nguyên kem 54 PHẦN 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM 57 PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU I. Nguyên liệu chính Nguyên liệu để sản xuất sữa bột là sữa tươi nguyên cream (whole milk) hoặc sữa gầy (skimmilk). Để sản phẩm có chất lượng tốt và ổn định, sữa nguyên liệu phải đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh. Tùy quy trình chế biến áp dụng tại nhà máy, mỗi cơ sở sản xuất sẽ tự thiết lập các yêu cầu chỉ tiêu thích hợp. Bảng 1.1 Thành phần hóa học của sữa bò (% khối lượng) Protein tổng Casein Chất béo Carbohydrate Khoáng 3,4 2,8 3,9 4,8 0,8 Bảng 1.2 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng (mg/l) Vitamin Hàm lượng (μg/l) A D E K 0,2 ÷ 2,0 mg/l 0,375 ÷ 0,5 μg/l 0,75 ÷ 1,0 mg/l 80 μg/l B1 B2 B3 B5 B6 0,44 1,75 0,94 3,46 0,5 B12 C Biotine Acid folic 4,3 20 30 2,8 II. Phụ gia Trong sản xuất sữa bột người ta có thể sử dụng một số phụ gia sau: 1.Chất ổn định - Muối citratenatri, citratekali. - Muối chloride của kali, calci. - Di-, tri-, polyphosphate hay orthophosphate của natri, kali hay calci… 2.Chất tạo nhũ - Lecithine (hay phospholipids nguồn gốc tự nhiên). - Mono- và diglycerides của acid béo. 3.Chất chống oxy hóa - Acid L-ascorbic, ascorbatenatri, ascorbyl palmitate. - Butylate hydroxyanisole (BHA). - Gallat propyl, gallat lauryl… Ngoài ra để tăng giá trị dinh dưỡng và đa dạng hóa các sản phẩm sữa bột, các nhà sản xuất còn bổ sung thêm các chất vi dinh dưỡng như vitamin, khoáng, các acid béo cần thiết, các acid amin và chất xơ (fructose-oligosaccharide- FOS) trong quá trình chế biến. PHẦN 2 [1] QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT A.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM I.Sữa nguyên liệu QUY TRÌNH SẢN XUẤT Sữa bột nguyên cream Bao gói Xử lý Sấy Đồng hóa Cô đặc Thanh trùng Chuẩn hóa Bao bì Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Chuẩn hóa Quá trình này có mục đích hiệu chỉnh hàm lượng chất béo có trong nguyên liệu. Tùy vào chỉ tiêu chất béo trong sản phẩm để hiệu chỉnh hàm lượng béo thích hợp cho nguyên liệu và được thực hiện trên dây chuyền tự động. Sữa nguyên liệu được bơm vào máy ly tâm hoạt động theo nguyên tắc liên tục. Có hai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bị là dòng sữa gầy và dòng cream. Một phần cream sẽ được phối trộn trở lại với dòng sữa gầy để hàm lượng chất béo trong hỗn hợp đạt giá trị yêu cầu. Thanh trùng Quá trình thanh trùng nhằm làm giảm số VSV trong sữa xuống dưới mức thấp nhất, đồng thời vô hoạt các enzyme, đặc biệt là nhóm enzyme bền nhiệt lipase. Thông thường sữa được thanh trùng ở 80 – 85oC trong vài giây. Để đảm bảo tiêu diệt VSV và hạn chế các biến đổi về chất lượng sữa do nhiệt độ, hiện nay một số nhà máy sử dụng kết hợp phương pháp ly tâm hoặc vi lọc để tách bớt VSV trước khi xử lý nhiệt. Cô đặc Mục đích quá trình cô đặc là tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Để hạ nhiệt độ cô đặc, người ta thường sử dụng phương pháp cô đặc chân không. Nhiệt độ sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 76oC. Trong sản xuất hiện nay, người ta thường dùng thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi. Ngoài ra, theo phương pháp mới, người ta có thể cô đặc sữa bằng membrane. Đồng hóa Sau quá trình cô đặc, hàm lượng chất béo trong sữa khá cao. Một số nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hóa để làm giảm kích thước hạt béo và phân bố đều trong sữa. Để quá trình đông hóa hiệu quả, người ta thường sử thiết bị đồng hóa hai cấp. Sấy Quá trình sấy tách nước trong sữa dưới tác dụng của nhiệt độ để hàm ẩm trong sản phẩm cuối cùng không quá 5% và thu được sản phẩm dạng bột. Người ta có thể sử dụng các thiết bị sấy như: thiết bị sấy thăng hoa (freeze dryer), thiết bị sấy trục (drum/roller dryer) hoặc thiết bị sấy phun (spray dryer). Xử lý Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói. Sữa bột nguyên cream có hàm lượng béo khá cao nên khó hòa tan trong nước. Vì vậy trong giai đoạn xử lý sữa, người ta có thể thực hiện quá trình lecithine hóa để khắc phục nhược điểm đó. Bao gói Thông thường, sản phẩm được đựng trong bao bì giấy hoặc bao bì kim loại. Yêu cầu chung của bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sản phẩm. B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY Sữa gầy Thanh trùng Cô đặc Sấy Rây Bao bì Bao gói Sữa bột gầy Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầy Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầy tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream. Do hàm lượng chất béo trong sản phẩm thấp nên người ta thường bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa sau khi cô đặc. C. SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH (Instant milk powder) Quy trình sản xuất sữa bột tan nhanh tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên kem hay sữa bột gầy. Điểm khác biệt ở đây là sau quá trình sấy phun các hạt sữa được làm ẩm trở lại để quá trình kết dính giữa chúng tạo ra những khối hạt mới diễn ra dễ dàng hơn. Tiếp theo, các khối hạt ssẽ được sấy tách ẩm và làm nguội. Các hạt sữa bột thông thường có kích thước từ 30 - 80μm. Riêng hạt sữa bột tan nhanh sẽ có kích thước lớn hơn từ 150 - 200 μm. D. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH THEO THIẾT BỊ Hình 2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bột theo thiết bị PHẦN 3 MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT I. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CHUẨN HÓA 1- tỷ trọng kế; 2- lưu lượng kế ; 3- van điều khiển; 4- hộp điều khiển; 5- van ổn định áp suất; 6- van khóa; 7- van kiểm tra Hình 3.1 Sơ đồ chuẩn hóa sữa Dòng sữa nguyên liệu sau khi qua thiết bị ly tâm cho ra hai dòng sản phẩm: một dòng là sữa gầy và dòng kia là cream. Để sản xuất sữa bột người ta phối trộn sữa gầy và cream với một tỉ lệ thích hợp ở bộ phận phối trộn (được điều khiển tự động). Thiết bị ly tâm tách béo Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm dạng dĩa Để tách béo ra khỏi sữa, người ta dùng thiết bị ly tâm dạng dĩa (H.3.2). Thiết bị gồm thân máy, bên trong là thùng quay được nối với motor truyền động. Các đĩa quay hình nón cụt, có đường kính dao động từ 20 – 102cm và được xếp chồng lên nhau. Khoảng cách giữa các đĩa ly tâm liên tiếp từ 0,5 – 1,3mm. Thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục. Đầu tiên, sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa vào (ở đỉnh hoặc đáy thiết bị), tiếp theo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn vào các khoảng không gian hẹp giữa các dĩa ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phân chia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động hướng về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay. Cả hai dòng sản phẩm sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài. 1. Phân loại theo nhiệt độ làm việc Nhìn chung có hai phương pháp ly tâm tách béo từ sữa nguyên liệu: thực hiện quá trình ly tâm ở nhiệt độ lạnh hay ở nhiệt độ ấm. Sữa sau khi tiếp nhận sẽ được bảo quản ở 4oC, người ta có thể đưa trực tiếp sữa ở nhiệt độ này vào thiết bị ly tâm trong quá trình chuẩn hóa sữa – phương pháp ly tâm lạnh; theo cách khác, sữa được gia nhiệt đến 50 – 60oC trước khi đưa vào ly tâm – phương pháp ly tâm ấm. 1.1. Thiết bị ly tâm lạnh Nhiệt độ trong thiết bị: 4- 5oC. Hàm lượng béo trong sữa gầy. Hàm lượng béo tối đa trong cream (ở 4oC) thường là 45%. 1-Bồn chứa sữa nguyên liệu; 2, 16-bơm; 3-bồn cân bằng; 4-bơm nhập liệu (vào thiết bị ly tâm); 5-cảm biến lưu lượng; 6-van tự động; 7, 12-áp kế; 8-ống rửa thiết bị; 9-thiết bị ly tâm lạnh; 10, 14-van điều khiển; 11-dòng sữa gầy; 15-bồn chứa cream Hình 3.3 Sơ đồ ly tâm tách béo ở nhiệt độ thấp Ưu điểm: Quá trình ly tâm được thực hiện ở nhiệt độ thấp nên hạn chế ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sữa. Không tốn chi phí thiết bị và chi phí năng lượng cho quá trình gia nhiệt. Nhược điểm: Độ nhớt của nguyên liệu cao nên tốn nhiều năng lượng để vận hành thiết bị ly tâm. Chất béo trong nguyên liệu đóng rắn ở nhiệt độ thấp nên hiệu suất tách dòng sữa gầy không cao. 1.2. Thiết bị ly tâm ấm Thường được sử dụng trong quá trình ly tâm ở nhiệt độ cao nằm trong dây chuyền thanh trùng sữa. Quá trình chuẩn hóa áp dụng cho cả cream và sữa gầy. Nhiệt độ trong thiết bị: 50 – 60oC. Hàm lượng béo trong cream dao động trong khoảng rộng từ 20 – 70%. 4 1-bồn chứa sữa nguyên liệu; 2–bơm; 3-bồn cân bằng; 5-thiết bị đo lưu lượng; 4-thiết bị truyền nhiệt bảng mỏng; 7- thiết bị ly tâm Hình 3.4 Sơ đồ ly tâm tách béo ở nhiệt độ cao Ưu điểm: Độ nhớt của dung dịch không cao. Điều chỉnh hàm lượng béo trong cream dao động trong khoảng rộng. Chất béo ở trạng thái lỏng nên quá trình ly tâm đạt hiệu quả cao. Nhược điểm: Tốn chi phí năng lượng và thiết bị truyền nhiêt. Có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sữa. 2 Cách phân loại khác 2.1. Thiết bị ly tâm loại nửa hở (semi-open separator) 1-bộ phận phân phối; 2- đĩa ly tâm; 3-kênh dẫn cream; 4- kênh dẫn sữa gầy Hình 3.5 Thiết bị ly tâm tách béo loại nửa hở Trong quá trình vận hành, có khoảng không gian trống trong thiết bị. Sữa được đưa vào thân máy ở cửa vào (thường nằm ở đỉnh), xuyên qua ống trục stator. Khi sữa vào phần sườn của bộ phận phân phối (1), sẽ được tăng tốc nhờ tốc độ quay của rotor của thùng quay trước khi tiếp tục đi vào kênh dẫn giữa các dĩa. Lực ly tâm đẩy sữa ra xa tạo thành một bề mặt hình trụ. Nó liên thông với không khí ở áp suất khí quyển, nghĩa là áp suất của sữa tại bề mặt là áp suất khí quyển. Áp suất này tăng dần theo chiều tăng khoảng cách so với trục của thiết bị. 2.2. Thiết bị ly tâm kín (hermetic separator) 1-bơm sản phẩm ra; 2- nắp thiết bị; 3-kênh phân phối; 4-dĩa quay;5-bộ phận nối thân và nắp; 6-bộ phận phân dòng; 7-bề mặt thùng quay; 8-thân máy; 9-trục dẫn nguyên liệu vào Hình 3.6 Thiết bị ly tâm tách béo kín Khi vận hành, toàn bộ thiết bị chứa đầy sữa. Sữa được đưa vào thiết bị thông qua trục dẫn ở thân máy và đạt cùng vận tốc với thùng quay. Sau đó xuyên qua kênh dẫn của chồng dĩa và phân phối vào khe hở giữa các dĩa. Thùng quay luôn chứa đầy sữa trong quá trình vận hành do đó không có không khí ở vùng tâm. Áp lực sinh ra nhờ bơm nguyên liệu ở đầu vào đủ để đưa dòng sữa chảy xuyên qua máy ly tâm đến bơm cream và sữa gầy tại cửa ra. Đường kính của đầu đẩy bơm được thiết kế để đạt được áp suất cần thiết tại đầu ra. 3 Giới thiệu một số thiết bị sử dụng hiện nay Thiết bị ly tâm của hãng Westfalia Hình 3.7 Thiết bị ly tâm MSA 170 Hình 3.8 Thiết bị ly tâm MSB 130 Mã số: MSB 130 Năng suất: 33000 hrlbs/ Hình 3.9 Thiết bị ly tâm MSD 300 Hình 3.10 Thiết bị ly tâm MSG 85 Thiết bị ly tâm hãng Tetrapak Năng suất: 5000 - 75000 l/h Công suất: 0,5KW Thể tích: 3,3 m3 Hình 3.11 Thiết bị Tetra Alfast Thiết bị ly tâm ấm của hãng Alfa Laval Năng suất: 35000 – 50000 l/h Công suất: 25kW Hình 3.12 Thiết bị ly tâm Alfa Laval HMRPX 718 HGV II. THIẾT BỊ THANH TRÙNG Phương pháp thực hiện quá trình thanh trùng có thể dùng nhiệt; kết hợp ly tâm hay lọc membrane để tách VSV và xử lý nhiệt. 1. Thiết bị thanh trùng dùng nhiệt Sữa có thể được gia nhiệt trực tiếp hay gián tiếp để đạt nhiệt độ 80 – 85oC và được giữ nhiệt trong vài giây. Thiết bị sử dụng trong phương pháp gia nhiệt gián tiếp có ba loại phổ biến: Trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng (plate heat exchangers). Trao đổi nhiệt dạng ống (tubular heat exchangers). Trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học (scraped – heat exchangers) Thiết bị gia nhiệt trực tiếp: Thiết bị phối trộn dạng ống với đầu phun hơi. Thiết bị phối trộn dạng hình trụ đứng. 1.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng Hình 3.13 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật, rất mỏng và được làm bằng thép không gỉ. Mỗi tấm bảng có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt. Khi ghép các tấm bảng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành hệ thống đường vào và ra của sữa và tác nhân gia nhiệt. Sữa lần lượt đi qua các vùng gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. Có thể bố trí để sữa đi ra ở vùng làm nguội trao đổi nhiệt với sữa đi vào ở vùng gia nhiệt. Hình 3.15 Thiết bị truyền nhiệt dạng Hình 3.14 Thiết bị truyền nhiệt dạng bảng mỏng Tetra Plex CD bảng mỏng của hãngPolaris Hình 3.16 Thiết bị truyền nhiệt dạng Hình 3.16 Thiết bị truyền nhiệt dạng bảng mỏng của hãng UKAS bảng mỏng của hãng APV Nhiệt độ tối đa: 200oC Áp suất: 10 – 25 bar 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống Hình 3.17 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống Có hai dạng: Thiết bị gồm những ống hình trụ lồng vào nhau trong đó sữa và tác nhân gia nhiệt đi trong các ống xen kẽ nhau. Thiết bị gồm một ống lớn và chùm ống nhỏ bên trong, sữa đi trong những ống nhỏ và tác nhân gia nhiệt đi ngoài ống lớn. Tác nhân gia nhiệt và sữa có thể đi cùng chiều hay ngược chiều nhau. Hình 3.18 Thiết bị trao đổi nhiệt Hình 3.19 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng chùm ống của hãng APV của hãng Statco 1.3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học Hình 3.20 Thiết bị dạng ống có cánh khuấy Thiết bị gồm hai ống hình trụ đồng trục có đường kính khác nhau đặt lồng vào nhau. Trục là roto có gắn cánh khuấy và một số thanh chắn theo phương thẳng đứng. Sữa được bơm vào ống hình trụ bên trong từ phía đáy thiết bị và được tháo ra ở đỉnh. Ngược lại, tác nhân gia nhiệt được nạp vào từ đỉnh theo khoảng không gian giữa hai thân trụ và tháo ra phía gần đáy. Hình 3.22 Thiết bị gia nhiệt dạng ống có khuấy trộn của hãng APV Nhiệt độ tối đa: 150oC Áp suất tối đa: 30 bar Bảng 3.1 So sánh ưu, nhược điểm các loại thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị dạng bảng mỏng Thiết bị dạng ống Thiết bị dạng ống có khuấy trộn Ưu điểm Hiệu quả truyền nhiệt cao. Thanh trùng sữa có hàm lượng béo cao hơn so với thiết bị dạng bảng mỏng. Áp dụng cho mẫu có độ nhớt cao. Thích hợp thanh trùng hay tiệt trùng riêng dòng cream và dòng sữa có hàm lượng vi sinh vật cao (khi kết hợp ly tâm hay lọc tách VSV). Nhược điểm Không hiệu quả khi thanh trùng sữa có hàm lượng béo cao. Hiệu quả truyền nhiệt thấp hơn so với thhiết bị dạng bảng mỏng Tốn năng lượng để thực hiện khuấy trộn. 2. Thiết bị ly tâm tách VSV kết hợp trong thanh trùng Để giảm thời gian và nhiệt độ thanh trùng sữa tránh tổn thất giá trị dinh dưỡng và vẫn đảm bảo hiệu quả thanh trùng, người ta sử dụng thiết bị ly tâm tách VSV trước khi xử lý nhiệt. Người ta sử dụng thiết bị ly tâm dạng dĩa, hoạt động theo phương pháp liên tục. Nguyên tắc hoạt động về cơ bản giống với thiết bị ly tâm tách béo. 2.1. Phân loại Có hai dạng thiết bị ly tâm chính để tách VSV Thiết bị có hai dòng thoát sản phẩm: Sữa nguyên liệu được nặp vào thiết bị ở phía đáy. Thông qua thiết bị ly tâm sẽ có hai dòng sữa ra khỏi thiết bị. Dòng sữa ít VSV có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ thoát ra ở đỉnh thiết bị, dòng sữa giàu VSV chiếm 3% thể tích sữa nguyên liệu có khối lượng riêng lớn sẽ thoát ra ở của hông thiết bị. Dòng sữa giàu VSV sẽ được tiệt trùng riêng, và dòng sữa ít VSV chỉ cần thanh trùng trong thời gian ngắn. Hình 3.23 Thiết bị ly tâm tách vi sinh vật với hai dòng thoát sản phẩm Thiết bị có một dòng thoát sản phẩm: dòng sữa đã tách VSV sẽ thoát ra ở đỉnh thiết bị, các tế bào sinh dưỡng và bào tử VSV dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ bám trên thân thùng quay và được tháo bỏ định kỳ. Phần sữa chứa VSV trong thiết bị chiếm 0,15% thể tích sữa nguyên liệu. Nhiệt độ tối ưu để tách VSV ra khỏi sữa là 55 – 60oC. Phương pháp này có thể tách phần lớn các tế bào sinh dưỡng và bào tử của nhóm vi khuẩn chịu nhiệt như Clostridium nhờ vậy giảm nhiệt độ thanh trùng sữa. 2.2. Một số thiết bị ly tâm Thiết bị ly tâm tách VSV của hãng Tetra pak Westfalia Năng suất tối đa: 50000 l/h. Nhiệt độ ly tâm: 50 – 60oC Hình 3.24 Thiết bị ly tâm HyVOL CSE 500 Thiết bị ly tâm hãng Tetra pak Bảng 3.2 Giới thiệu thông số một số thiết bị ly tâm Lưu lượng (l/h) Công suất động cơ (kW) Thông thường Max BB 610 HGD BM 714 HGV BB 714 HGV BM 618 HGV BB 618 HGV BB 818 HGV BB 918 HGV 5000 15000 15000 25000 25000 35000 40000 10000 15000 25000 25000 45000 45000 50000 18,5 22 22 25 25 37 42 Hình 3.25 Thiết bị ly tâm Tetra Centri 3. Thiết bị membrane tách vi sinh vật Phương pháp phân riêng bằng membrane cho phép chúng ta tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp ở mức độ phân tử hoặc ion. Đối tượng của quá trình thường là dung dịch chứa các cấu tử hòa tan có phân tử lượng khác nhau. Động lực của quá trình phân riêng là áp suất. Kết quả của quá trình phân riêng bằng membrane cho ta hai dòng sản phẩm: + Dòng sản phẩm qua membrane được gọi là permeate. + Dòng sản phẩm không qua membrane được gọi là retentate. Trong công nghiệp chế biến sữa, thường sử dụng bốn quá trình: vi lọc(Micro-Filtration - MF), siêu lọc (Ultra-Filtration – UF), lọc nano (Nano-Filtration – NF) và thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO). Để tách VSV ra khỏi sữa, người ta sử dụng quá trình vi lọc. Kích thước membrane được chọn là 0,2μm. Quá trình vi lọc chỉ thực hiện được trên dòng sữa gầy vì chất béo trong sữa dễ bị hấp thụ lên membrane, dẫn đến hiện tượng tắt nghẽn màng lọc. Dòng sữa gầy sau khi qua thiết bị ly tâm tách béo sẽ được đưa qua thiết bị vi lọc membrane để tách VSV. Sản phẩm không qua membrane (retentate) sẽ được tiệt trùng riêng với phần cream. Một số thiết bị lọc membrane tách vi sinh vật Hình 3.26 Thiết bị lọc membrane OBRAT Vật liệu membrane: ceramic Thiết bị lọc membrane của hãng ALPMA + Vật liệu membrane: ceramic. + Kích thước lỗ lọc: 1,4 μm. Hình 3.27 Thiết bị lọc membrane của hãng Alpma Ưu điểm của phương pháp kết hợp membrane trong thanh trùng: Chỉ có phần cream và dòng sữa giàu vi sinh vật được tiệt trùng ở nhiệt độ cao nên ít làm thay đổi chất lượng sữa. Quá trình ít tiêu tốn năng lượng. Nhược điểm Nhược điểm lớn của phương