Khái niệm thanh trùng, tiệt trùng, sốc nhiệt trong công nghiệp thực phẩm.
Cơ sở của việc bảo đảm chất lượng của thực phẩm là việc nghiên cứu các phương pháp tiêu diệt bất kỳ vi sinh vật không có lợi cho sức khỏe tồn tại trong thực phẩm.
Xử lý nhiệt cho các sản phẩm thực phẩm là một trong những kỹ thuật chính trong ngành công nghiệp thực phẩm để bảo quản thực phẩm. Xử lý nhiệt làm ngừng hoạt động của vi khuẩn và enzym; do đó ngăn ngừa giảm chất lượng và giữ cho thực phẩm không bị hư hỏng. Trong các quy trình xử lý nhiệt, có thể áp dụng kết hợp các yếu tố thời gian / nhiệt độ khác nhau, tùy thuộc vào đặc tính của sản phẩm và yêu cầu về thời hạn sử dụng của thực phẩm.
Định nghĩa tổng quan
Thanh trùng là một quá trình gia nhiệt có kiểm soát được sử dụng để loại bỏ bất kỳ mầm bệnh nguy hiểm nào có thể có trong sữa, đồ uống làm từ trái cây, một số sản phẩm thịt và các thực phẩm khác thường được xử lý bằng phương pháp này.
Quá trình gia nhiệt được kiểm soát tương tự, được gọi là chần, được sử dụng trong chế biến trái cây và rau quả; Mục đích chính của nó là vô hiệu hóa nhiều loại enzym có trong nguyên liệu thực vật thuộc loại thực phẩm này. Cả quá trình thanh trùng và chần đều dựa trên việc sử dụng yêu cầu nhiệt tối thiểu cần thiết để khử hoạt tính của các vi sinh vật hoặc enzym cụ thể, do đó giảm thiểu bất kỳ sự thay đổi chất lượng nào trong chính thực phẩm.Trong quá trình thanh trùng, thường áp dụng nhiệt độ gia nhiệt dưới 100 ° C.
Tiệt trùng là loại bỏ các vi sinh vật sống và có thể đạt được bằng nhiệt ẩm, nhiệt khô, lọc, chiếu xạ hoặc bằng các phương pháp hóa học. So với quá trình thanh trùng, xử lý nhiệt trên 100 ° C được áp dụng trong thời gian đủ lâu để sản phẩm có thời hạn sử dụng ổn định.
Sốc nhiệt – UHT (Tiệt trùng ở nhiệt độ cực cao) có xử lý nhiệt trên 100 ° C trong thời gian rất ngắn; nó đặc biệt áp dụng cho các sản phẩm lỏng có độ nhớt thấp.
Dưới đây là một số loại thiết bị thanh trùng, tiệt trùng và UHT trong công nghiệp sản xuất đồ uống, nước ép trái cây nguyên liệu
Thiết bị thanh trùng dạng băng truyền
Thiết bị tiệt trùng nước ép trái cây cô đặc
Thiết bị tiệt trùng nước cà chua cô đặc
Lĩnh vực ứng dụng
Thanh trùng và khử trùng được sử dụng để xử lý tất cả các loại sản phẩm thực phẩm. Chúng bao gồm sữa, nước trái cây, bia và nhiều loại khác.
Kỹ thuật, phương pháp và thiết bị
Thanh trùng
Nhiệt độ thanh trùng thường dao động từ 62 đến 90 ° C, và thời gian thanh trùng thay đổi từ vài giây đến vài phút. Chúng ta có thể phân biệt:
- Thanh trùng theo mẻ: nhiệt độ từ 62-65 ° C, tối đa 30 phút.
- Nhiệt độ cao trong thời gian ngắn (HTST) thanh trùng: 72 – 75 ° C, 15 – 240 giây.
- Nhiệt độ cao thanh trùng trong thời gian ngắn (HHST): 85 – 90 ° C, 1 – 25 giây
Quá trình thanh trùng theo mẻ được thực hiện trong các bồn chứa (đã được khuấy trộn). Đôi khi sản phẩm (tức là bia, nước trái cây) được thanh trùng sau khi đóng chai hoặc đóng hộp, tại đây các sản phẩm đã đóng gói sẽ được ngâm trong nước nóng hoặc được đưa qua hầm hơi nước (thiết bị thanh trùng dạng băng truyền).
Đối với quá trình thanh trùng dạng liên tục, các thiết bị trao đổi nhiệt dòng chảy (hình ống – ống lồng ống, hay tấm và khung – dạng tấm bản mỏng) được áp dụng, với các bộ phận làm nóng – gia nhiệt, bộ phận giữ nhiệt trong một khoảng thời gian nhất định và bộ phận làm mát.
Tiệt trùng
Trong quá trình tiệt trùng bằng nhiệt ẩm, nhiệt độ thường dao động từ 110 đến 120 ° C với thời gian tiệt trùng từ 20 – 40 phút. Ví dụ, thực phẩm đóng hộp được khử trùng trong nồi hấp ở khoảng 121 ° C trong 20 phút. Nhiệt độ cao hơn và thời gian ngắn hơn có thể có tác dụng tương tự (ví dụ, 134˚C trong 3 phút). Tuy nhiên, nếu điều kiện không cho phép sự nảy mầm của bào tử, cũng có thể áp dụng nhiệt độ thấp hơn và thời gian ngắn hơn. Ví dụ, với nước trái cây chua, mứt hoặc món tráng miệng, thông thường, đun nóng đến 80 – 100 ° C trong 10 phút là đủ.
Để tiêu diệt nội bào tử vi khuẩn bằng nhiệt khô, cần thời gian tiếp xúc lâu hơn (ví dụ: lên đến 2 giờ) và nhiệt độ cao hơn (ví dụ: 160 – 180 ° C) so với nhiệt ẩm.
Các dung dịch có chứa các hợp chất bền nhiệt có thể được khử trùng bằng cách lọc qua các môi trường như màng nitrocellulose, kieselguhr, sứ, amiăng. Chiếu tia cực tím UV được sử dụng để giữ cho các phòng được vô trùng một phần. Vi khuẩn và bào tử của chúng bị tiêu diệt nhanh chóng, nhưng bào tử nấm chỉ nhạy cảm vừa phải với bức xạ. Bức xạ ion hóa (tia X, bức xạ gamma) được sử dụng để khử trùng thực phẩm và các vật liệu nhỏ gọn khác. Các phương tiện hóa học cũng có thể được áp dụng. Ethylene oxide được sử dụng để khử trùng thực phẩm, đồ nhựa, đồ thủy tinh và các thiết bị khác.
Nói chung để tiệt trùng, sản phẩm được đóng hộp hoặc đóng chai và sau đó được xử lý nhiệt trong máy tiệt trùng bằng hơi nước hoặc nước nóng (quá nhiệt). Máy tiệt trùng có thể được vận hành theo lô hoặc liên tục.
Sốc nhiệt – UHT
Quá trình sốc nhiệt UHT có nghĩa là thời gian xử lý nhiệt rất ngắn ở nhiệt độ khoảng 140 ° C (135 -150˚C) chỉ trong vài giây. Điều này dẫn đến một sản phẩm được tiệt trùng với nhiệt tối thiểu làm hỏng các đặc tính của sản phẩm.
Sốc nhiệt UHT chỉ có thể thực hiện được trong thiết bị dòng chảy. Do đó, sản phẩm được khử trùng trước khi chuyển sang các vật chứa đã được khử trùng trước trong môi trường vô trùng. Điều này đòi hỏi quá trình xử lý vô trùng. Đối với quá trình sốc nhiệt UHT, áp dụng gia nhiệt gián tiếp trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm và dạng ống lồng ống. Tuy nhiên, cũng có thể áp dụng phương pháp bơm hơi trực tiếp hoặc truyền hơi nước.
