Sấy sữa

BÀI TẬP
KỸ THUẬT SẤY SỮA
Đà Nẵng 02-2011
Sinh viên thực hiện:
Trần Minh Hoàng
Lớp: 07H2B
NỘI DUNG
GIỚI THIỆU CƠ BẢN VỀ SỮA
Sữa là thực phẩm giàu dinh dưỡng. Trong sữa có chứa glucid, protein, lipit, một số khoáng chất, vitamin,… Những hợp chất này rất cần thiết cho khẩu phần ăn của con người. Có rất nhiều sản phẩm được sản xuất từ sữa: sữa tươi, sữa chua, phomat, sữa bột,..
Trong quy trình chế biến sản phẩm từ sữa, công đoạn sấy sữa đối với một số sản phẩm rất quan trọng. Nó nâng cao giá trị của sữa và giúp sữa bảo quản được lâu hơn. Các sản phẩm sấy sữa rất đa dạng và phong phú như các loại sữa: sữa bột không tách béo, tách một phần béo, các loại bột sữa chua, các loại sữa bột cho trẻ em, các loại sữa bột giải khát,…
Đặc điểm, thành phần của sữa.
Sữa là chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét.
Sữa bao gồm các thành phần sau:
Nước:85.5-89.5%
Nước tự do
Nước liên kết

Chất khô: 10.5 – 14.5%
Lipit 2.5-6.0%
Hệ protein 2.9-5%
Lactoza 3.6-5.5%
Chất khoáng 0.6-0.9%
Các enzim: Lactoperoxydase, protease, lipase, phophatase,...
Chất khí và sắc tố của sữa CO2, O2, N2
Các vitamin A, B, C, D, E,…
Các loại sản phẩm sấy từ sữa.
Các sản phẩm sấy từ sữa tương đối đa dạng, bao gồm nhiều loại sản phẩm khác nhau như các loại sữa bột không tách béo, tách một phần béo hoặc tách hoàn toàn béo, các loại bột sữa chua, các sản phẩm sữa bột cho trẻ sơ sinh, các loại bột sữa giải khát với hương vị trái cây hoặc bột cà phê sữa, casein hoặc muối caseinat, các loại bột phụ gia từ sữa và monoacylglycerol để sản xuất bánh mì.v.v...
Yêu cầu của bột sữa sấy là phải hoà tan được dễ dàng, nghĩa là khi pha nó thành chất lỏng với một khối lượng nước thích hợp thì chất lỏng này gần giống đặc tính của sữa hơn là một dung dịch keo.
SẤY SỮA
Mục đích của quá trình sấy sữa:
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc năng lượng điện trường có tần số cao.
Làm giảm khối lượng của vật liệu
Tăng độ bền và bảo quản được tốt.
Các biến đổi về thành phần tính chất trong quá trình sấy sữa
Sữa là sản phẩm chứa nhiều chất rất nhạy cảm với nhiệt. Ngoài những hạt chất béo tròn nhỏ, sữa còn chứa protein dạng keo trong nước (albumin, globulin), đường hoà tan và muối vô cơ; muối này một phần hoà tan ở dạng keo, một phần ở dạng phân tử hoặc ion. Nếu có nước, globulin bắt đầu biến tính ở nhiệt độ 50oC;albumin ở 65oC. Nếu ở trạng thái khô những chất này chịu được nhiệt độ khá cao.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao có thể xảy ra các biến đổi không mong muốn là phản ứng caramen hoá các chất đường có trong sữa và những biến đổi hoá học của các muối vô cơ.
Những yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị sấy sữa
Tính chất vật liệu sấy :
Hình dạng, kích thước.
Tính chất ẩm.
Sự nhạy cảm với nhiệt độ của sản phẩm sấy.
Năng suất sản phẩm.
Tính chất sản phẩm sữa sau khi sấy.
Khắc phục bụi và ngưng tụ hơi nước.
Làm vệ sinh máy sấy.
Diện tích hoạt động của máy sấy.
Nhu cầu về năng lượng.
Giá thành sấy.
Các phương pháp và thiết bị dùng trong sấy sữa
Sấy màng mỏng trên thiết bị sấy trục lăn (sấy tiếp xúc)
Dùng thiết bị sấy phun (phun chất lỏng vào không khí nóng)
Sấy thăng hoa
Sấy màng mỏng trên thiết bị sấy trục lăn
Gồm hai trục đặt sát nhau và quay ngược chiều.
Có thể sấy ở áp suất không khí hoặc áp suất thấp.
Sữa được phun lên bề mặt tiếp xúc của 2 trục lăn và nhận nhiệt trong khoảng 110-1300C
Ưu điểm:
Không cần thiết phải đun nóng lượng lớn không khí trước khi sấy, do đó hiệu quả nhiệt cao hơn,
có thể thực hiện không cần sự có mặt của oxy nên các thành phần dễ bị oxy hóa của nguyên liệu được bảo vệ
Nhược điểm:
Giá thành trục lăn cao và thành phần nhạy cảm nhiệt dễ bị hư hại
Thiết bị
Thiết bị sấy phun
Trong quá trình sấy nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do:
Chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu.
Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.
Ưu điểm:
Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy rất ngắn nên sự tổn thất chất dinh dưỡng không đáng kể, quá trình sấy nhanh.
Sản phẩm thu được có hình dạng và kích thước tương đối đồng nhất.
Sản xuất liên tục ở quy mô lớn, chi phí nhân công thấp,vận hành và bảo dưỡng tương đối đơn giản.
Dễ hiện đại hóa trong sản xuất công nghiệp.
Nhược điểm:
Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao, độ nhớt không được quá lớn.
Chỉ áp dụng cho những sản phẩm có những tính chất và chỉ tiêu đặc thù riêng.
Vốn đầu tư lớn
Thiết bị
1. Buồng sấy
2. Calorife
3. Thiết bị chứa
4. Bơm
5. Cơ cấu phun mẫu
6. Xyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát
7. Xyclon vận chuyển sản phẩm
8. Các hệ thống quạt hút và màng lọc
Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun
Nồng độ chất khô của nguyên liệu
Nhiệt độ tác nhân sấy
Kích thước, số lượng, quỹ đạo chuyển động của các hạt nguyên liệu trong buồng sấy
Sấy thăng hoa
Gồm nhiều giai đoạn:
Làm làm lạnh đông mẫu để xuất hiện những tinh thể đá,
Tạo môi trường chân không
Nâng dần nhiệt độ để nước từ trạng thái rắn chuyển sang trạng thái hơi
Ưu điểm:
Giữ lại được các chất dinh dưỡng và mùi vị của sữa với độ tổn thất thấp nhất.
Nhược điểm :
Đối với những nguyên liệu có cấu trúc dễ bị hư hại trong quá trình lạnh đông thì sản phẩm sấy thăng hoa khi hồi nguyên sẽ có kết cấu tồi.
Chi phí năng lượng và thiệt bị cho quá trình sấy thăng hoa quá lớn.
Thiết bị sấy thăng hoa
Sấy tầng sôi
Nguyên lý:
Gồm một thiết bị phân phối không khí đồng đều qua quanh phần đáy của nguyên liệu.
Một buông thông gió vào để tạo ra một vùng khí đồng nhất ngăn ngừa tốc độ cao cục bộ.
Một vùng thoát khí ở phía trên tầng sôi.
Không khí thoát ra từ tầng sôi thường được thổi vào các xyclon để tách những phần tử mịn, sau đó chúng được đưa trở lại vào sản phẩm hoặc được làm kết cục. Phía trên của hệ thống phân phối khí, các khay lưới có chứa lớp nguyên liệu dạng hạt. Không khí nóng thổi xuyên qua lớp nguyên liệu làm chúng lơ lửng và rung động mạnh.
Thiết bị sấy tầng sôi
Ưu điểm:
Năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt.
Độ ẩm của sản phẩm đồng nhất.
Áp dụng được cho các loại nguyên liệu dạng hạt nhỏ, có khả năng sôi mà không bị hư hại cơ học quá mức.
Nhược điểm:
Chi phí cao, khó điều chỉnh quá trình sấy.
ỨNG DỤNG:
Hệ thống sấy sữa bột tan nhanh
Đầu tiên ,sữa bột được đưa vào vùng 1 và rơi xuống trên mặt lưới có khả năng dao động để đưa sữa bột đi về hướng cửa tháo. Hơi được cung cấp vào vùng một từ bên dưới mặt lưới, mục đích để làm ẩm các hạt sữa và tạo khối hạt lớn hơn.
Tiếp theo các hạt sữa sẽ được đưa vào vùng 2. Đây là vùng sấy nhằm hiệu chỉnh lại độ ẩm cho các khối hạt sữa được hình thành tại vùng 1, không khí nóng được cung cấp từ bên dưới mặt lưới.
Sau cùng, các hạt sữa di chuyển vào vùng làm nguội, vùng này sử dụng không khí lạnh được nạp vào từ bên dưới mặt lưới. Các hạt sữa sau khi làm nguội thì đi về phía cửa thoát
Kết luận
Sấy sữa là phương pháp hiệu quả để bảo quản sữa và duy trì giá trị dinh dưỡng của sữa lâu dài.
Sản phẩm sữa sau khi sấy sẽ dễ dàng cho quá trình vận chuyển, lưu thông, phân phối.
Đồng thời nó còn được ứng dụng để làm nguyên liệu trong nhiều ngành công nghệ sản xuất khác.