Máy tiệt trùng UHT xử lý thực phẩm dạng lỏng bằng cách gia nhiệt ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn, sau đó làm nguội nhanh. Quy trình gồm bốn công đoạn: cấp liệu, gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. Hệ thống kiểm soát chặt nhiệt độ, thời gian giữ nhiệt và lưu lượng để xử lý vi sinh vật mà vẫn hạn chế ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

1. Nguyên lý hoạt động của máy tiệt trùng UHT

Phương pháp UHT dựa trên nguyên tắc nâng nhiệt nhanh, duy trì nhiệt độ trong khoảng thời gian xác định rồi làm nguội ngay sau đó.

UHT là viết tắt của Ultra High Temperature, nghĩa là xử lý ở nhiệt độ siêu cao. So với gia nhiệt kéo dài, phương pháp này rút ngắn thời gian sản phẩm tiếp xúc với nhiệt, giúp sản phẩm giữ được hương vị, màu sắc và dinh dưỡng tốt hơn.

Nhiệt độ xử lý không giống nhau đối với mọi loại nguyên liệu. Sữa, nước trái cây, trà, đồ uống dinh dưỡng và nước sốt có thành phần, độ axit và đặc tính vật lý khác nhau. Vì vậy, mỗi sản phẩm cần một chế độ nhiệt phù hợp.

Đối với máy tiệt trùng UHT dạng ống Mutto, nhiệt độ vận hành thông thường nằm trong khoảng 95–125°C và tối đa đạt 138°C. Hệ thống được cấu hình theo đặc tính nguyên liệu và yêu cầu xử lý của từng dây chuyền.

2. Quy trình hoạt động của máy tiệt trùng UHT gồm những bước nào?

Quy trình tiệt trùng UHT gồm bốn công đoạn liên tiếp, từ cấp nguyên liệu đến làm nguội sản phẩm sau xử lý nhiệt, và diễn ra trong hệ thống khép kín để kiểm soát dòng chảy và điều kiện xử lý.

Bước 1: Cấp nguyên liệu

Bơm đưa nguyên liệu vào hệ thống với lưu lượng ổn định, để thời gian lưu ở các công đoạn sau luôn đúng thiết lập.

Bước 2: Gia nhiệt

Máy nâng sản phẩm lên nhiệt độ xử lý đã thiết lập. Tùy cấu hình, nhiệt truyền trực tiếp qua hơi nước hoặc gián tiếp qua bề mặt trao đổi nhiệt. Phương pháp gia nhiệt ảnh hưởng đến cấu tạo thiết bị và cách làm nguội sản phẩm.

Bước 3: Giữ nhiệt

Sau khi đạt nhiệt độ yêu cầu, sản phẩm đi qua cụm ống giữ nhiệt (Holding Tube). Tại đây, sản phẩm lưu lại ở nhiệt độ đó trong khoảng thời gian xác định để đạt hiệu quả xử lý vi sinh vật.

Đây là công đoạn cần kiểm soát đồng thời nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt. Nếu sản phẩm chưa đạt điều kiện xử lý, van chuyển hướng sẽ đưa dòng sản phẩm quay lại hệ thống thay vì cho đi tiếp.

Bước 4: Làm nguội

Máy làm nguội sản phẩm sau xử lý nhiệt xuống nhiệt độ đầu ra đã thiết lập. Với hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp, nhiệt từ sản phẩm nóng có thể làm ấm nguyên liệu đầu vào, giúp giảm nhu cầu cấp nhiệt bổ sung.

Bên cạnh bốn công đoạn chính, máy tiệt trùng UHT còn sử dụng hai quy trình hỗ trợ vệ sinh và kiểm soát vi sinh vật. CIP (Cleaning In Place) làm sạch đường ống và các bề mặt tiếp xúc sản phẩm tại chỗ. SIP (Sterilization In Place) tiệt trùng thiết bị trước khi đưa vào sản xuất.

3. Gia nhiệt trực tiếp và gián tiếp trong máy tiệt trùng UHT khác nhau thế nào?

Gia nhiệt trực tiếp và gián tiếp khác nhau ở cách truyền nhiệt từ môi chất gia nhiệt sang sản phẩm. Hệ thống tiệt trùng UHT dùng một trong hai phương pháp này, tùy đặc tính nguyên liệu và yêu cầu công nghệ.

Vì hơi ngưng tụ làm tăng lượng nước trong sản phẩm, hệ thống gia nhiệt trực tiếp thường dùng buồng chân không để làm nguội nhanh và loại bỏ phần nước bổ sung. Hệ thống gia nhiệt gián tiếp làm nguội qua bộ trao đổi nhiệt.

Cả hai phương pháp đều có thể đáp ứng yêu cầu xử lý tiệt trùng UHT khi được thiết kế và vận hành đúng chế độ. Thành phần, độ nhớt, độ nhạy nhiệt của nguyên liệu và yêu cầu chất lượng thành phẩm quyết định phương pháp phù hợp.

Mutto cung cấp giải pháp tiệt trùng UHT với phương pháp gia nhiệt trực tiếp và gián tiếp. Trong đó, dòng máy tiệt trùng UHT dạng ống sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp.

4. Máy tiệt trùng UHT gồm những bộ phận chính nào?

Các bộ phận làm việc theo chuỗi: bơm đưa sản phẩm vào, bộ trao đổi nhiệt và cụm giữ nhiệt xử lý nhiệt, cảm biến và PLC giữ các thông số trong giới hạn đã thiết lập.

Tùy phương pháp gia nhiệt, cấu hình máy có thêm các bộ phận chuyên dụng, như cụm cấp hơi trực tiếp và buồng chân không ở cấu hình gia nhiệt trực tiếp (xem mục 3).

5. Thông số máy tiệt trùng UHT dạng ống Mutto

Máy tiệt trùng UHT dạng ống Mutto sử dụng bộ trao đổi nhiệt gián tiếp: sản phẩm chảy bên trong ống gợn sóng, môi chất gia nhiệt hoặc làm nguội chảy phía ngoài ống. Thiết kế ống gợn sóng hỗ trợ truyền nhiệt, và toàn bộ quá trình diễn ra trong hệ thống khép kín.

Thông số kỹ thuật:

Lưu ý: Hiệu suất thu hồi nhiệt thực tế phụ thuộc vào điều kiện vận hành và cấu hình hệ thống.

Máy ứng dụng được trong các dây chuyền sản xuất sữa, nước trái cây, trà, đồ uống dinh dưỡng và nước sốt. Khi chọn model, Mutto đánh giá độ nhớt, thành phần và kích thước hạt của nguyên liệu để xác định cấu hình trao đổi nhiệt phù hợp.

Ngoài ra, máy tích hợp hệ thống CIP để vệ sinh tại chỗ và chức năng tự tiệt trùng thiết bị. Mutto có thể điều chỉnh thông số cấu hình theo yêu cầu của từng dây chuyền sản xuất.

Tìm hiểu thêm về máy tiệt trùng UHT dạng ống Mutto để xem thông tin sản phẩm và cấu hình thiết bị.

Câu hỏi thường gặp về máy tiệt trùng UHT

Hiệu suất thu hồi nhiệt lên tới 40% có ý nghĩa gì?

Hệ thống tận dụng nhiệt từ sản phẩm sau xử lý để làm ấm nguyên liệu đầu vào, nên lượng nhiệt cần cấp thêm giảm xuống. Hiệu suất thu hồi nhiệt thực tế thay đổi theo cấu hình máy và điều kiện vận hành.

SIP và CIP trong máy tiệt trùng UHT khác nhau thế nào?

CIP là quy trình làm sạch thiết bị tại chỗ, giúp loại bỏ cặn bẩn và tồn dư sản phẩm trên đường ống, bề mặt tiếp xúc. SIP là quy trình tiệt trùng thiết bị tại chỗ trước khi sản xuất. Hai quy trình có mục đích khác nhau nhưng cùng hỗ trợ kiểm soát vệ sinh của dây chuyền.

Máy tiệt trùng UHT dạng ống Mutto có cần tháo rời để vệ sinh không?

Hệ thống tích hợp CIP để vệ sinh đường ống và bề mặt tiếp xúc sản phẩm ngay trên thiết bị. Vì vậy, quy trình vệ sinh thông thường không cần tháo rời toàn bộ hệ thống.

Kết luận

Máy tiệt trùng UHT xử lý thực phẩm dạng lỏng qua bốn công đoạn: cấp liệu, gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. Để xử lý đạt yêu cầu, hệ thống phải kiểm soát đồng bộ nhiệt độ, thời gian giữ nhiệt và lưu lượng sản phẩm.

Mutto cung cấp giải pháp máy tiệt trùng UHT gia nhiệt trực tiếp và gián tiếp. Dòng dạng ống có công suất từ 1.000 đến 5.000 lít/giờ, tích hợp CIP và có hiệu suất thu hồi nhiệt lên tới 40%. Liên hệ Mutto để được tư vấn cấu hình phù hợp với nguyên liệu và quy mô sản xuất của doanh nghiệp.