Công nghệ gia nhiệt tiệt trùng UHT là một công nghệ được ứng dụng nhiều trong công nghệ thực phẩm, điển hình là chế biến sữa, đồ uống….

Ultra-high temperature processing (UHT), ultra-heat treatment, hoặc ultra-pasteurization đều là quá trình gia nhiệt tiệt trùng thực phẩm ở trên nhiệt độ 135°C (275°F). Nhiệt được yêu cầu để diệt các bào tử có trong Sữa tươi – trong khoảng thời gian giữ nhiệt từ 1-2 giây. Quá trình diệt khuẩn UHT thường được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chế biến : nước ép trái cây, kem, sữa đậu, sữa chua, rượu, soup, mật ong, các món hầm. Quá trình xử lý tiệt trùng UHT được nghiên cứu và phát triển từ những năm 1960 và được sử dụng phổ biến trong công nghiệp chế biến thực tế tiêu thụ từ năm 1970.

Quá trình gia nhiệt trong suốt thời gian tiệt trùng UHT có thể gây ra hiện tượng Maillard nâu và mùi vị của Sữa tươi sẽ biến đổi. Và có một quá trình có thể thay thế HTST – High temperature short time ( tiệt trùng nhiệt độ cao/ thời gian ngắn), sữa tươi sẽ được gia nhiệt đến 72°C(162°F) trong vòng 15 giây.

Đối với sản phẩm Sữa UHT sẽ được đóng gói trong bao bì vô trùng, nếu không mở ra thì vòng đời sản phẩm có thể lên tới 6-9 tháng và không cần bảo quản lạnh. Còn đối với các sản phẩm Sữa – HTST ( thanh trùng ) sẽ được đóng gói đa dạng trong nhiều loại chai thủy tinh, chai nhựa, hộp giấy tiêu chuẩn… và vòng đời sử dụng tính từ lúc sản xuất bảo quản là 02 tuần và 01 tuần tính từ lúc bán hàng.

Công nghệ tiệt trùng UHT

Quá trình xử lý nhiệt độ cực cao UHT là một quá trình sản xuất phức tạp – trong đó đòi hỏi nhiều công đoạn, liên kết chặt chẽ từ khâu chế biến cho đến khâu đóng gói được thực hiện một cách nghiêm ngặt và khép kín, theo trình tự:

1. Heating – Hệ thống gia nhiệt
2. Flash cooling – Hệ thống làm lạnh
3. Homogenization – Quá trình đồng hóa
4. Aseptic packaging – Quá trình đóng gói vô trùng

Trong quá các cấp xử lý nhiệt tiệt trùng UHT, chất lỏng trước tiên được đưa lên nhiệt độ (70-80°C) sau đó, một cách đột ngột đưa lên nhiệt độ yêu cầu của quá trình xử lý nhiệt UHT. Chúng ta có hai công nghệ để gia nhiệt : cách thứ nhất nồi hơi sẽ được kết nối trực tiếp với sản phẩm – hơi nóng từ đó được tiếp xúc trực tiếp, cách thứ hai sản phẩm sữa sẽ được tiếp xúc dán tiếp nhiệt độ qua các bề mặt. Với mục tiêu chính của cả 2 loại thiết kế là chất lượng sản phẩm và hiệu quả với các đặc điểm duy trì nhiệt độ sản phẩm ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn nhất có thể, đảm bảo nhiệt độ được phân bố một cách đều đặn.

Heating – Hai cách gia nhiệt UHT trực tiếp và gián tiếp

Cách gia nhiệt trực tiếp :

Đối với hệ thống sử dụng cách gia nhiệt trực tiếp có ưu điểm sản phẩm được giữ nhiệt độ cao trong khoảng thời gian ngắn, giảm tác hại do nhiệt trên sản phẩm nhạy cảm như Sữa. Trong cách trực tiếp sẽ có 2 nhóm : nhóm tiêm trực tiếp hơi nóng vào sản phẩm dưới áp lực lớn và làm lạnh ( nhóm này chỉ phù hợp với một số sản phẩm đặc biệt vì chất lỏng phải tiếp xúc trực tiếp với các vòi phun nóng dễ xảy ra tình trạng quá nhiệt, nhóm thứ hai hơi nóng được bơm vào dưới áp lực tương đối thấp bằng ống hút và buồng hơi ( phù hợp với các chất lỏng có độ nhớt cao).

Cách gia nhiệt gián tiếp :

Phương pháp gia nhiệt gián tiếp có hiệu quả hơn do nguồn nóng hoặc lạnh không tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm. Vì vậy chất lượng sản phẩm được đảm bảo. Ngoài ra, trong một hệ thống tuần hoàn kín việc gia nhiệt gián tiếp sẽ tiết kiệm được năng lượng trong quá trình tuần hoàn sản phẩm giữa hai quy trình làm nóng và làm lạnh. Do đó sẽ tiết kiệm được năng lượng và chi phí sản xuất.

Sẽ có 03 loại thiết bị chính đối với cách dán tiếp :

• Plate exchangers – Tấm phẳng ( bản mỏng )
• Tubular exchangers – Ống lồng ( ống chùm )
• Scraped-surface exchangers – Tấm bản mặt xước

Flash cooling – làm lạnh chân không

Sau quá trình gia nhiệt dịch lỏng được giữ trong ống chuyển đến buồng chân không. Tại đây quá trình bay hơi chân không sẽ diễn ra, và các quá trình làm mát nhanh – Flash, làm giảm tối đa các tổn thương nhiệt cho sản phẩm. Loại bỏ tất cả các chất lỏng nước thừa do tiếp xúc với hơi nước, toàn bộ các chất dễ bay hơi gây ảnh hưởng tiêu cực đến sản phẩm. Mức độ làm mát hoặc lượng nước lấy ra phải được xác định theo cấp độ chân không, và kiểm tra cẩn thận.

Homogenization – Quá trình đồng hóa

Quá trình đồng hóa là một phần không thể thiếu trong dây chuyền chế biến sữa tiệt trùng UHT . Đồng hóa là cách xử lý cơ học làm giảm kích thước các chất béo có trong sữa, giảm xu hướng Sữa tạo thành kem, ở bề mặt hoặc đóng gói. Tăng cường sự ổn định của Sữa và thoải mái hơn đối với người tiêu dùng khi sử dụng.

Aseptic packaging – Quá đóng gói vô trùng

Chức năng chính của máy chiết rót hộp giấy tiệt trùng : khép kín chu trình 1 lần – tự động hoàn chỉnh hộp sản phẩm, tiệt trùng, định dang hộp, chiêt rót, niêm phong hộp. Quy trình định hình hộp giấy : sử dùng vòi phun Hydrogen peroxide, bức xạ tia cực tím cường độ cao và khí nóng vô trùng. Sau đó khi định hình hộp giấy xong, quá trình chiết rót trong buồng kín vông tùng, và niêm phong hộp giấy, cắt đoạn xếp góc.

Quá trình chiết rót hộp giấy vô trùng, đảm bảo nguyên liệu bao bì và sản phẩm đều tiệt trùng, Giữ cho sản phẩm được tươi lâu trong vòng 6- 12 tháng.

Tổng hợp bởi Envitech Corp