Quy Trình Sản Xuất Sữa Đặc Không Đường

Quy Trình Sản Xuất Sữa Đặc Không Đường – Phương pháp bảo quản sữa bằng cách cho bay hơi lượng nước có trong thành phần đã được phát triển vào đầu những năm 1880. Trước đó, vào khoảng năm 1850, phương pháp bảo quản sữa cô đặc bằng cách thêm đường đã được hoàn thiện bởi một người Mỹ. Việc sản xuất sữa đặc, sử dụng hai phương pháp này, đã phát triển nên một ngành công nghiệp có quy mô lớn và tạo ra hai loại sản phẩm khác nhau là sữa đặc không đường (unsweetened condensed milk – UCM) và sữa đặc có đường (sweetened condensed milk – SCM). Cả hai sản phẩm đều có thể làm từ sữa tươi hoặc sữa hoàn nguyên (gồm sữa bột, chất béo và nước).

Giai đoạn đầu tiên, trong cả hai trường hợp, đều là quá trình tiêu chuẩn hóa hàm lượng chất béo sữa và chất khô trong sữa tươi nguyên liệu. Tiếp theo là quá trình xử lý nhiệt nhằm mục đích tiêu diệt các vi sinh vật và ổn định chất lượng sữa giúp sữa không bị đông lại trong quá trình khử trùng tiếp theo. Yêu cầu nguyên liệu và xử lý ban đầu là giống hệt nhau cho cả hai sản phẩm. Tuy nhiên, các quá trình tiếp theo sẽ có một vài điểm khác nhau sẽ được trình bày rõ trong phần dưới đây.

Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu

Chất lượng của nguyên liệu thô để sản xuất sữa đặc về cơ bản giống như yêu cầu của nguyên liệu sử dụng trong sản xuất các sản phẩm sữa có thời hạn bảo quản lâu dài thông thường.

Tuy nhiên, có hai điểm quan trọng cần lưu ý đối với sản xuất sữa đặc là:

Số lượng bào tử và vi khuẩn chịu nhiệt có trong sữa
Khả năng chịu nhiệt mà không bị đông tụ của sữa (ổn định nhiệt)

Về mặt vi sinh : Quá trình bay hơi nước diễn ra trong điều kiện chân không ở nhiệt độ không quá 65 – 70°C. Ở nhiệt độ dưới 65°C, bào tử và vi khuẩn chịu nhiệt có điều kiện lý tưởng để phát triển như vậy sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng của toàn bộ quy trình sản xuất. Do đó, việc kiểm soát chặt chẽ mối nguy này trong quy trình là một yêu cầu thiết yếu.

Về mặt hóa lý : Khả năng chịu nhiệt độ cao của sữa phụ thuộc rất nhiều vào độ axit (nên thấp) và độ cân bằng của muối trong sữa. Ngoài ra, các yếu tố mùa, bản chất của thức ăn gia súc và giai đoạn cho con bú cũng ảnh hưởng đến khả năng chịu nhiệt của sữa nguyên liệu. Nhà sản xuất có thể bổ sung các chất phụ gia hoặc tiền xử lý sữa để cải thiện khả năng này.

Chuẩn hóa

Sữa đặc được bán trên thị trường sẽ có hàm lượng chất béo và chất rắn khô tuân thủ theo quy định. Các con số này thay đổi tùy theo tiêu chuẩn áp dụng nhưng thông thường khoảng 7,5% chất béo và 17,5% chất khô không béo. Sản phẩm sữa đặc không đường này còn được biết đến với tên gọi “double concentrated milk – sữa cô đặc hai lần” với 25% tổng hàm lượng chất khô. Đối với sản phẩm “triple concentrated milk – sữa cô đặc ba lần” thì hàm lượng tổng chất khô là 33% và chất béo là 4 – 10%.

Hiện nay, đã có các hệ thống tiêu chuẩn hóa tự động đảm bảo quá trình được thực hiện liên tục và cực kỳ chính xác cả hàm lượng chất béo và mối quan hệ giữa hàm lượng chất béo và chất khô không béo của sữa.

Xử lý nhiệt

Sữa sau tiêu chuẩn hóa sẽ trải qua quá trình xử lý nhiệt ban đầu để tiêu diệt vi sinh vật và cải thiện tính chất ổn định nhiệt. Quá trình xử lý nhiệt thường được tích hợp với quá trình bay hơi nước, diễn ra trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống hoặc dạng tấm ở nhiệt độ 100 – 120°C trong 1 – 3 phút, sau đó được làm lạnh đến khoảng 70°C trước khi sữa đi vào thiết bị bay hơi.

Trong quá trình xử lý nhiệt, một lượng lớn đạm whey bị biến tính, trong khi muối canxi thì bị kết tủa. Do đó, sự ổn định của phức hợp protein được cải thiện để trải qua giai đoạn khử trùng tiếp theo mà không bị đông tụ, ngay cả khi bảo quản thành phẩm.

Ngoài ra, giai đoạn này cũng quyết định phần lớn màu sắc và độ nhớt của sản phẩm cuối cùng.

Cô đặc

Thiết bị cô đặc thường dùng là loại màng rơi nhiều tầng. Sữa đi qua các ống được làm nóng trong điều kiện chân không. Nhiệt độ cô đặc thường rơi vào khoảng 65 – 70°C. Hàm lượng chất khô của sữa tăng lên khi nước bốc hơi. Ở giai đoạn này, tỉ trọng sữa được kiểm tra liên tục.

Đồng hóa

Sữa sau cô đặc được bơm đến thiết bị đồng hóa có áp suất hoạt động ở 5 – 25 MPa (50 – 250 bar). Quá trình này giúp làm giảm kích thước các hạt cầu béo và ngăn chặn sự kết tụ của chúng trong quá trình khử trùng sau đó.

Đồng nhất hóa không nên thực hiện ở áp suất quá cao bởi vì điều đó có thể làm giảm tính ổn định của protein cùng với nguy cơ đông tụ sữa trong quá trình tiệt trùng. Do đó, điều quan trọng là cần phải xác định chính xác áp suất đồng hóa của quá trình, đủ cao để tạo ra sự phân tán chất béo cần thiết nhưng cũng đủ thấp để loại bỏ nguy cơ đông tụ.

Làm nguội 1

Sau khi đồng hóa, sữa được làm lạnh đến nhiệt độ khoảng 14°C để chuẩn bị cho giai đoạn đóng gói sau này hoặc đến 5 – 8°C nếu sữa đặc được đem đi lưu trữ để chờ khử trùng. Các thông số hóa lý được kiểm soát ở giai đoạn này gồm có hàm lượng chất béo và chất khô không béo.

Rót hộp

Sau khi đạt đến nhiệt độ yêu cầu, sữa sẽ được máy rót tự động theo trọng lượng nhất định rồi ghép mí và chuẩn bị chuyển sang công đoạn tiệt trùng tiếp theo. Nhiệt độ đóng hộp được chọn để sự hình thành bọt là thấp nhất có thể.

Tiệt trùng

Hiện nay, có nhiều phương pháp tiệt trùng khác nhau song trong bài viết này sẽ đề cập đến hai phương pháp đó là tiệt trùng trong bao bì và tiệt trùng ngoài bao bì (tiệt trùng UHT).

Phương pháp tiệt trùng trong bao bì:

Tiếp theo, các hộp sữa sẽ được chuyển đến nồi hấp tiệt trùng và tiến hành tiệt trùng hàng loạt. Đối với phương pháp gián đoạn, các lon sữa đặc được xếp chồng lên nhau trong một vật chứa chuyên dụng, các giỏ chứa này lại xếp chồng lên nhau trong nồi hấp. Sau khi hoàn tất chu trình của một mẻ tiệt trùng các lon sữa sẽ được lấy ra rồi đem đi làm nguội và lưu trữ. Còn đối với phương pháp tiệt trùng liên tục, các hộp sữa được vận chuyển trong dòng nước trên một băng chuyền với tốc độ được kiểm soát chính xác để đạt được thời gian tiệt trùng yêu cầu. Sau một thời gian làm nóng nhất định, sữa đạt đến nhiệt độ tiệt trùng 110 – 120°C. Nhiệt độ này được duy trì trong 15 – 20 phút, sau đó sữa được làm lạnh đến nhiệt độ bảo quản và đem đi lưu trữ.

Việc xử lý nhiệt không hợp lý sẽ dẫn đến sản phẩm có màu nâu nhạt vì các phản ứng hóa học giữa protein và đường trong sữa (phản ứng Maillard hoặc phản ứng hóa nâu), làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

Phương pháp tiệt trùng UHT:

Thiết bị truyền nhiệt dạng ống lồng ống cũng có thể dùng để tiệt trùng sữa đặc. Trong trường hợp này, sữa sau khi được bổ sung các chất phụ gia cần thiết sẽ được bơm đến thiết bị tiệt trùng UHT. Tại đây, sữa được làm nóng đến nhiệt độ 122 – 140°C trong khoảng thời gian từ 4 giây đến 8 phút. Quá trình này có mục đích tiêu diệt hoàn toàn lượng vi sinh vật tồn tại trong sản phẩm giúp cho sản phẩm kéo dài thời hạn bảo quản. Sau khi làm mát, sữa được đóng gói vô trùng và đem đi lưu trữ.

Bảo quản

Đối với sản phẩm sữa đặc, do đã trải qua bước tiệt trùng nên có thể bảo quản chúng ở điều kiện thường.

Dây chuyền thiết bị sản xuất sữa đặc không đường

Chú thích :

Hệ thống cô đặc
Thiết bị đồng hóa
Thiết bị truyền nhiệt
Bồn cân bằng
Thiết bị rót hộp
Thiết bị tiệt trùng
Bảo quản

Công nghệ thay thế vị trí 5 và 6

Hệ thống tiệt trùng UHT
Hệ thống đóng gói vô trùng

Từ vựng chuyên môn

Acidity (n) /əˈsɪd.ə.ti/ : độ acid
Aseptic packaging technology (n) /ˌeɪˈsep.tɪk//ˈpæk.ɪ.dʒɪŋ//tekˈnɒl.ə.dʒi/ : công nghệ đóng gói vô trùng
Coagulation (n) /kəʊˌæɡ.jəˈleɪ.ʃən/ : sự đông tụ
Condensed/ Concentrated milk /kənˈdenst//mɪlk/ : sữa cô đặc, sữa đặc
Continuous heating systems (n) /kənˈtɪn.ju.əs//ˈhiː.tɪŋ//ˈsɪs.təm/: hệ thống gia nhiệt liên tục
Denature (v) /diːˈneɪ.tʃər/ : biến tính
Density (n) /ˈden.sɪ.ti/ : tỉ trọng
Distinction (n) /dɪˈstɪŋk.ʃən/ : sự khác biệt
Dry matter (n) /draɪ//ˈmæt.ər/ : chất khô
Evaporation (n) /ɪˌvæp.əˈreɪ.ʃən/ : sự cô đặc
Exceed (v) /ɪkˈsiːd/ : vượt quá
Fat globule (n) /fæt//ˈɡlɒb.juːl/ : hạt cầu béo
Fill (v) /fɪl/ : làm đầy
Heat-resistant bacteria (n) /hiːt.rɪˈzɪs.tənt//bækˈtɪə.ri.ə/ : vi khuẩn chịu nhiệt
Heat treatment (n) /hiːt//ˈtriːt.mənt/ : xử lý nhiệt
Homogenisation (n) /həˌmɒdʒ.ɪn.aɪˈzeɪ.ʃən/ : sự đồng hóa
Plate heat exchanger (n) /pleɪt//hiːt//ɪksˈtʃeɪndʒər/: thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm
Precipitate (v) /prɪˈsɪp.ɪ.teɪt/ : kết tủa
Raw material (n) /rɔː//məˈtɪə.ri.əl/: nguyên liệu thô
Reconstituted/ Recombined milk /ˌriːˈkɒn.stɪ.tʃuːtɪd//mɪlk/: sữa hoàn nguyên
Skim milk powder (n) /skɪm//mɪlk/ /ˈpaʊ.dər/: bột sữa gầy
Seal (v) /siːl/ : ghép mí
Solids-non-fat (n) /ˈsɒl.ɪd.nɒn.fæt/: chất khô không béo
Spore (n) /spɔːr/ : bào tử
Standardization (v) /ˌstæn.də.daɪˈzeɪ.ʃən/ : tiêu chuẩn hóa, chuẩn hóa
Sterilization (n) /ˌster.ɪ.laɪˈzeɪ.ʃən/ : tiệt trùng
Sweetened condensed milk (n) /ˈswiː.tənd/: sữa đặc ngọt/ có đường
Tubular heat exchanger (n) /ˈtʃuː.bjə.lər//hiːt//ɪksˈtʃeɪndʒər/: thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống
Unsweetened condensed milk/ Evaporated milk (n) /ʌnˈswiː.tənd/: sữa đặc không ngọt/ không đường
Vacuum (n) /ˈvæk.juːm/ : chân không
Viscosity (n) /vɪˈskɒs.ə.ti/ : độ nhớt

QUIZ – Câu hỏi liên quan

The ________ helps to enhance dry matter content of condensed milk.

Homogenisation
Standardization
Evaporation
All are incorrect

Bình luận kết quả của Bạn xuống phía bên dưới, sau đó nhập mã “scivn” vào mục PROTECTED AREA ở ngay đây nhé, sau đó F5 lại bài viết, kết quả sẽ hiện ra.

Bản quyền bài viết thuộc về Science Vietnam. Vui lòng để lại nguồn và link bài viết khi sao chép.