Tìm hiểu về công nghệ sấy sữa

Mục lục 1. Lời mở đầu 2. Nội dung chính 2.1. Quá trình chuẩn bị 2.1.1. Đặc tính của sữa nguyên liệu 2.1.2. Quá trình chuẩn bị trước khi sấy 2.2. Quá trình sấy 2.2.1 Sấy trục lăn 2.2.2 Sấy phun 2.2.3 Sấy thăng hoa 3. Kết luận 1. Lời mở đầu Sữa là một loại thực phẩm không thế thiếu trong đời sống hằng ngày. Với sự phát triển của xã hội, ngày nay nhu cầu về sản phẩm sữa ngày càng cao và thời gian bảo quản sữa đòi hỏi càng lâu. Một trong những phương pháp chế biến sữa đáp ứng nhu cầu bảo quản lâu dài rất được ưa chuộng hiện nay là sấy sữa. Các loại sản phẩm từ sữa sấy tương đối đa dạng, bao gồm nhiều sản phẩm khác nhau như các loại sữa bột không tách béo, tách một phần chất béo hoặc tách hoàn toàn chất béo, các loại bột sữa chua, các sản phẩm sữa bột cho trẻ sơ sinh, các loại sữa bột giải khát với hương liệu trái cây hoặc bột café sữa, casein hoặc muối caseinat, các loại bột phụ gia từ sữa và monoacyglycerol để sản xuất bánh mì.. 2. Nội dung chính: 2.1 Quá trình chuẩn bị 2.1.1. Đặc tính của sữa nguyên liệu - Hàm lượng nước trong sữa nguyên liệu cao : 85.5-89% - Chứa nhiều chất rất nhạy cảm với nhiệt như protein, các vitamin, đường hòa tan và muối vô cơ. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao có thể xảy ra các biến đổi không mong muốn là phản ứng caramen hóa các chất đường và biến đổi các thành phần dinh dưỡng có trong sữa Thành phần dinh dưỡng trong một số loại sữa động vật (% khối lượng) 2.1.2 Quá trình chuẩn bị trước khi sấy - Để sữa có chất lượng tốt, sữa nguyên liệu phải được làm sạch: + Bài khí t + Thanh trùng hoặc tiệt trùng - Để nâng cao hiệu quả sấy, trước công đoạn sấy khô sữa là cô đặc nhằm làm bay hơi bớt một phần hơi nước do hàm lượng nước trong sữa nguyên liệu cao : 85.5-89% 2.2 Quá trình sấy 2.2.1 Sấy trục lăn Cấu tạo + Bộ phận nạp liệu. + Tang trống (trục lăn). + Dao cạo. + Bộ phận tháo liệu. - *Nguyên tắc hoạt động Trục rống làm bằng thép quay chậm được đun nóng bên trong bằng hơi nước áp suất đến 120-170oC. Một lớp mỏng nguyên liệu được trải đều lên bề mặt bên ngoài bằng phương pháp nhúng, phun, trải hoặc bằng các trục lăn nạp liệu. Trước khi hoàn thành 1 vòng quay (khoảng 20s đến 3 phút ) sản phẩm được cào ra bằng dao tiếp xúc với trục lăn theo chiều dài của nó Phân loại theo cách nạp liệu Nạp liệu bằng cách nhúng tang trống vào bể chứa nguyên liệu. Nạp liệu bằng trục lăn Nạp liệu bằng cơ cấu phun Trống đơn Trống kép Phân loại theo thiết kế Sơ đồ thiết bị sấy tang trống đơn Sơ đồ thiết bị sấy tang trống trục kép Ưu, nhược điểm phương pháp sấy trục lăn Ưu điểm - Đơn giản, rẻ tiền. - Ít chiếm diện tích. - Năng suất sấy cao. - Hiệu quả sử dụng nhiệt lớn. - Sấy được hầu hết các sản phẩm Nhược điểm - Không sấy được các sản phẩm dạng hạt có kích thước lớn. - Không thích hợp sấy nguyên liệu chứa nhiều đường. - Sản phẩm sữa dễ gây ra mùi khét, biến tính Protein. ứng dụng: Ngoài sấy sữa, sấy trục lăn còn ứng dụng để sản xuất khoai tây dạng mãnh , ngũ cốc nấu, mất đường, purê quả 2.2.2 Thiết bị sấy phun Giới thiệu + Sấy phun là một trong những công nghệ sấy công nghiệp chính do khả năng sấy một bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng bột khá đơn giản, dễ dàng kiểm sóat nhiệt độ và định dạng hạt sản phẩm một cách chính xác. + Nguyên lý của phương pháp: một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phù đã được cô đặc trước(40-60% ẩm) được phun để hình thành những giọt mịn, rơi vào trong dòng khí nóng cùng chiều hoặc ngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150-300oC trong buồng sấy lớn. - Tất cả các thiết bị sấy phun đều bao gồm + Cơ cấu phun: có chức năng đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buồng sấy dưới dạng hạt mịn (sương mù ). Qúa trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy. Cơ cấu phun có các dạng như : cơ cấu phun áp lực, cơ cấu phun bằng khí động + Buồng sấy :là nơi hòa trộn mẫu sấy (dạng sương mù) và tác nhan sấy (không khí nóng). Buồng sấy phun có thể có nhiều hình dạng khác nhau nhưng phổ biến nhất là buồng sấy hình trụ đứng, đáy côn + Tác nhân sấy : không khí nóng là tác nhân sây thông dụng nhất. Hơi là tác nhân gia nhiệt phổ biến nhất. Nhiệt độ hơi sử dụng thường dao động trong khoảng 150-2500C . Nhiệt độ trung bình của không khí nóng thu được thấp hơn nhiệt độ hơi sử dụng là 100C + Hệ thống thu hồi sản phẩm : bột sau khi sấy phun được thu hồi tại cửa đáy buồng sấy. Phổ biến nhất là phương pháp lắng xoáy tâm, sử dụng cyclone + Quạt : để tăng lưu lượng tác nhân sấy sư dụng quạt li tâm. Quạt đặt ngay trên đâu cyclon, quạt phụ đặt trước thiết bị gia nhiệt trước khi vào buồng sấy và calorife Hệ thống sấy phun1.Buồng sấy; 2. caloriphe; 3. thiết bị chứa nguyên liệu cần sấy; 4. bơm nguyên liệu; 5. cơ cấu phun mẫu; 6. cyclone thu hồi sản phẩm từ khí thóat ra; 7. cyclone vận chuyển sản phẩm; 8. hệ thống quạt hút và màng lọc Nguyên tắc của sấy phun Nguyên liệu từ thùng chứa (3) được bơm số (4) bơm vào buồng sấy (1) khi vào buồng sấy được phân bố mấu thành hạt nhỏ li ti (dạng mù ) nhờ cơ cấu phun.1 lít dung dịch có thể được phun thành 1,5x1010 giọt với tổng diện tích bề mặt lên đến 120m2. Không khí nóng thổi qua calorife đưa vào buồng sấy. Không khí nóng và nguyên liệu ở dạng mù tiếp xúc với nhau trong vài giây, nước từ nguyên liệu bốc hơi sau đó thoát ra ngoài . Sản phẩm sau sấy được tách khỏi hơi nóng, được làm nguội và thu hồi. Phân loại theo chiều của tác nhân sấy Cùng chiều Ngược chiều Kết hợp Phân loại theo cấp độ sấy . Sấy một cấp Sấy hai cấp Ưu điểm -Quá trình sấy nhanh - Có thể điều khiển được tỷ trọng sản phẩm - Sữa sau khi sấy có độ hòa tan cao (90-100% ), độ ẩm thấp (3-4%) -Vận hành liên tục và có thể tự động hóa hoàn toàn -Chi phí nhân công thấp -Vận hành và bảo dưỡng đơn giản - Thiết kế đa dạng cho từng loại sản phẩm, từng loại qui mô nhà máy - Áp dụng được cho các sản phẩm bền nhiệt và không bền nhiệt, nguyên liệu ở dạng dung dịch, gel, paste, hồ vữa, huyền phù… - Chất lượng bột được bảo đảm trong suốt quá trình sấy - Vật liệu hầu như không tiếp xúc bề mặt kim loại của thiết bị trong quá trình sấy nên tránh ăn mòn. Nhược điểm: -Chi phí đầu tư cao -Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao để đảm bảo nguyên liệu có thể bơm đến thiết bị tạo giọt lỏng. -Chi phí năng lượng cao hơn (để tách ẩm) -Thất thoát các chất dễ bay hơi cao hơn 2.2.3 Sấy thăng hoa Giới thiệu : sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy băng quá trình thăng hoa của nước . Qúa trình thăng hoa là quá trình nước chuyển trục tiếp từ thể rắn sang thể hơi Các giai đoạn sấy thăng hoa + Giai đoạn lạnh đông : sản phẩm được lạnh đông bằng 2 cách. Cách thứ nhất làm lạnh thông thường hoặc là bơm ni tơ lỏng. Cách thứ 2 là vật liệu được tự lạnh đông ngay trong buồng sấy thăng hoa + Giai đoạn thăng hoa : Sản phẩm sấy thăng hoa được kết đông nhanh xuống -15 đến -20oC. Kích thước các tinh thể đá nhỏ không gây ảnh hưởng cấu trúc tế bào sản phẩm Nguyên tắc phương pháp sấy thăng hoa - Vật liệu được làm lạnh đông sau đó nhờ các đĩa cấp nhiệt cung cấp năng lượng cho quá trình thăng hoa. - Sự truyền nhiệt xảy ra bằng dẫn nhiệt từ các đĩa dẫn nhiệt, đối lưu từ không khí bên trong buồng sấy đến bề mặt và bức xạ. - Khi tinh thể đá bắt đầu được thăng hoa, hơi nước được vận chuyển đến thiết bị ngưng tụ, tránh hơi nước trở lại sản phẩm và cũng làm giảm thể tích, các khí được loại bỏ khỏi hệ thống nhờ bơm chân không. Phân loại các thiệt bị sấy thăng hoa : * Dựa vào quá trình làm việc + Máy sấy thăng hoa làm việc gián đoạn + Máy sấy thăng hoa làm việc liên tục * Dựa vào quá trình làm lạnh đông trong hay ngoài buồng sấy + Máy sấy thăng hoa có quá trình làm lạnh đông trong buồng sấy + Máy sấy thăng hoa có quá trình lạnh đông ngoài buồng sấy * Ưu điểm của sấy thăng hoa - Đảm bảo chất lượng và màu sắc, mùi vị như ban đầu. -Tiêu hao năng lượng bay hơi ẩm thấp. - Sấy ở nhiệt độ thấp nên giữ được tính chất tươi sống của sản phẩm. * Nhược điểm - Giá thành thiết bị cao - Vận hành phức tạp, người vận hành phải có trình độ kỹ thuật cao. - Khó khăn trong việc giũ được áp suất ở nhiệt độ thấp 3. Kết luận Qua quá trình tìm hiểu công nghệ sấy sữa, ngành sữa ngày càng phát triển và hoàn thiên hơn cả về công nghệ và các sản phẩm. Những sản phẩm sữa phong phú hơn, phục vụ cho nhiều lứa tuổi và đáp ứng chất lượng, thị hiếu của người tiêu dùng như sản phẩm sữa giành cho trẻ em (friso, dumex...), sữa dành cho người già (ensure, canxi, anline…) và một số sản phẩm sữa khác Công nghệ sấy sữa cũng góp một phần tăng thời gian bảo quản của sữa. Đối với sữa bột nguyên kem thời gian bảo quản trung bình là 6 tháng còn sữa tách béo (sữa gầy) thời gian bảo quản có thể lên tới 3 năm. Đây là ưu điểm lớn nhất của sữa bột so với sữa tươi