Trong quy trình sản xuất ngành thực phẩm, việc tiêu diệt các tác nhân gây hại giúp đảm bảo an toàn vệ sinh và khả năng bảo quản được tốt hơn. Do đó nồi hấp thanh trùng – tiệt trùng được ứng dụng nhiều trong ngành thực phẩm, đồ uống và nhiều ngành khác. Vậy bạn có thắc mắc nồi hấp thanh trùng – tiệt trùng hoạt động như th nào không? Bài viết dưới đây sẽ giải đáp thắc mắc của bạn về nguyên lý hoạt động của nồi hấp thanh trùng – tiệt trùng.
Nguyên lý hoạt động của nồi hấp thanh trùng – tiệt trùng
Thanh trùng
Thanh trùng hoạt động bằng cách gia nhiệt ở mức độ thấp dưới 100°C, thường sẽ được chia thành 2 loại chính
- Thanh trùng ở nhiệt độ thấp từ 60-75°C trong 30 phút
- Thanh trùng ở nhiệt độ cao từ 75-100°C trong khoảng từ 15-30 giây nhằm tiêu diệt các tác nhân gây hại.
Sau quá trình thanh trùng bằng nhiệt, sản phẩm sẽ được đưa đi bảo quản lạnh nhanh chóng để tránh các vi khuẩn chịu nhiệt phát triển trở lại.
Tiệt trùng
Tiệt trùng hoạt động bằng cách kết hợp giữa nhiệt độ cao và áp suất để tiêu diệt vi khuẩn. Nhiệt độ thông thường được sử dụng để tiệt trùng là trên 100°C và phổ biến nhất là từ 115°C – 121°C hoặc có thể cao hơn.
Sau quá trình tiệt trùng sản phẩm được đưa đi làm mát và được bảo quản trong bao bì kín để không bị tái nhiễm hay phát triển trở lại. Tuy nhiên, khi tiệt trùng ở mức độ cao như vậy có thể làm biến đổi hương vị, cấu trúc và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Tùy vào từng loại sản phẩm và yêu cầu bảo quản, người dùng có thể lựa chọn công nghệ tiệt trùng và thanh trùng
- Chế độ thanh trùng nhiệt độ thấp
- Chế độ tiệt trùng nhiệt độ cao
- Hệ thống hấp bằng hơi nước
- Hệ thống phun nước tuần hoàn
- Tiệt trùng UHT
Nguyên lý hoạt động của nồi thanh trùng – tiệt trùng
Nếu bạn đang quan tâm đến những công nghệ thanh trùng và tiệt trùng có thể xem tham khảo bài này:
Quy trình chuẩn của hoạt động hệ thống thanh trùng – tiệt trùng
Để mỗi sản phẩm đều đạt an toàn tuyệt đối doanh nghiệp thường sử dụng thiết bị và công nghệ hiện đại. Toàn bộ quy trình hoạt động được diễn ra tự động và khép kín với 3 giai đoạn như:
Giai đoạn 1: Gia nhiệt và tạo áp suất
Đây là giai đoạn đầu tiên và quan trọng trong quy trình hoạt động. Sản phẩm được đưa vào buồng hấp và cài chốt an toàn, hệ thống bắt đầu cấp nhiệt và áp suất lên mức đã được cài đặt bằng hơi nước nóng vào buồng kín. Ở giai đoạn này trong buồng diễn ra quá trình:
- Nhiệt độ bên trong bắt đầu tăng dần lên từ từ
- Áp suất được hình thành để hỗ trợ truyền nhiệt
- Không khí bên trong được xả ra ngoài để nhiệt được phân bổ đều
Trong quá trình gia nhiệt lên từ từ giúp bao bì sản phẩm được giãn nở từ từ theo nhiệt độ và không bị sốc nhiệt
Giai đoạn 2: Duy trì nhiệt độ xử lý
Sau khi nhiệt độ được đưa lên đạt ở mức đã yêu cầu thì hệ thống sẽ tiến hành duy trì ổn định trong thời gian đã được cài đặt. Trong giai đoạn này:
- Vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt
- Hệ thống cảm biến theo dõi
- Hệ thống nồi hấp tự động cân bằng nhiệt độ và áp suất trong khoang
Tùy theo từng loại công nghệ hấp khác nhau sẽ được hấp ở mức nhiệt và thời gian phù hợp:
- Thanh trùng thường ở mức từ 60-70°C trong 30 phút hoặc từ 75-100°C trong khoảng 15-30 giây
- Tiệt trùng thường ở mức từ 115-121°C hoặc có thể cao hơn trong khoảng 15-30 phút
Tùy thuộc vào loại phương pháp được sử dụng để thanh trùng hay tiệt trùng và còn phụ thuộc vào loại sản phẩm, chất liệu bao bì,…
Giai đoạn 3: Làm mát và cân bằng áp suất
Sau khi quy trình hoàn tất xử lý nhiệt, hệ thống tiến hành làm nguội sản phẩm và giảm áp suất bên trong buồng xuống trạng thái ở nhiệt độ phòng một cách an toàn. Bằng cách bơm nước lạnh vào buồng hấp với mục đích:
- Hạ áp suất bên trong hạ xuống từ từ
- Đưa sản phẩm về mức nhiệt độ phòng
- Hạn chế làm ảnh hưởng đến sản phẩm
Đồng thời
- Áp suất bên trong buồng hấp được điều chỉnh từ từ giảm dần
- Van xả áp hoạt động liên tục để cân bằng áp suất bên trong và bên ngoài buồng hấp
Trong giai đoạn này, việc kiểm soát nhiệt độ và áp suất là điều rất quan trọng. Khi sản phẩm bị đun nóng đến mức 100°C không khí và áp suất bên trong túi sẽ bị biến đổi và làm phình to, nếu xả áp suất nồi đột ngột sẽ làm biến dạng sản phẩm hoặc bị nổ. Như vậy, hệ thống nồi hấp hoạt động tự động giúp:
- Bảo vệ sản phẩm không bị biến dạng
- Hạn chế hư hỏng sau quá trình thanh trùng – tiệt trùng
Sau khi hoàn thành chu trình, sản phẩm được đưa về mức nhiệt độ và áp suất an toàn sản phẩm được đưa ra ngoài và tiếp tục chu trình tiếp theo.
Vai trò của cảm biến nhiệt độ và van áp suất
Quá trình hấp thanh trùng – tiệt trùng được diễn ra trong quá trình khép kín. Vì vậy, độ chính xác của quy trình hấp phụ thuộc vào hệ thống cảm biến nhiệt và áp suất của nồi hấp đóng vai trò quan trọng trong quy trình.
Cảm biến nhiệt
Cảm biến nhiệt độ đóng vai trò giám sát nhiệt trong toàn bộ quy trình:
- Bộ điều khiển tự động điều chỉnh lượng nhiệt được cấp vào buồng hấp
- Đảm bảo nhiệt độ trong buồng hấp luôn được duy trì ổn định
- Hạn chế tình trạng quá nhiệt hoặc thiếu nhiệt
Cảm biến nhiệt không chỉ chịu trách nhiệm giám sát nhiệt độ ở quy trình mà còn giám sát nhiệt độ tại nhiều vị trí khác
- Theo dõi nhiệt độ tại nhiều vị trí trong buồng hấp
- Kiểm soát độ đồng đều nhiệt
- Hỗ trợ lưu trữ dữ liệu vận hành để kiểm tra chất lượng sản xuất
Van áp suất
Bên cạnh hệ thống cảm biến nhiệt, van áp suất là bộ phận không thể thiếu trong quy trình vận hành. Nó có nhiệm vụ duy trì mức áp suất luôn ổn định và cân bằng, đồng thời đảm bảo an toàn cho quy trình vận hành.
- Khi nhiệt độ tăng áp suất trong buồng tăng
- Van áp suất sẽ tự động điều chỉnh để phù hợp với mức áp suất
Ngoài những yếu tố về an toàn, van áp suất còn giúp
- Quá trình truyền nhiệt diễn ra ổn định
- Hạn chế làm biến dạng sản phẩm sau khi hấp
Ứng dụng tự động hóa trong quy trình
Tích hợp hệ thống điều khiển tự động với nồi hấp thanh trùng – tiệt trùng giúp quy trình diễn ra chính xác hơn, ổn định và tối ưu hóa hơn so với những phương pháp thủ công.
So với phương pháp thủ công thì ứng dụng tự động hóa chỉ yêu cầu người dùng thiết lập về các chỉ số nhiệt độ, thời gian, sau đó hệ thống tự động thực hiện các quy trình như:
- Gia nhiệt
- Giữ nhiệt
- Làm mát
- Cân bằng áp suất
Ngoài những nhiệm vụ trên, hệ thống còn đảm nhiệm nhiều nhiệm vụ khác trong suốt quá trình hoạt động như:
- Cảm biến nhiệt độ và cập nhật liên tục theo thời gian thực
- Van áp suất tự động điều chỉnh áp suất bên trong buồng
- Hệ thống tự động tăng giảm lượng nhiệt phù hợp
Việc ứng dụng tự động hóa vào quy trình giúp quy trình hoạt động diễn ra trơn tru hơn, hạn chế sai sót và luôn đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều.
Kết luận
Nồi hấp thanh trùng – tiệt trùng hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng nhiệt độ cao và áp suất để tiêu diệt các vi khuẩn và vi sinh vật. Với quy trình hoạt động chuẩn gồm các giai đoạn sau:
- Gia nhiệt và tạo áp suất
- Duy trì nhiệt độ xử lý
- Làm mát và cận bằng áp suất
Với quy trình hoạt động hiệu quả không thể thiếu vai trò của cảm biến nhiệt, van áp suất và ứng dụng tự động hóa. Nó đóng vai trò giúp duy trì sự ổn định và an toàn khi vận hành.
Nếu bạn đang tìm kiếm một thiết bị xử lý nhiệt phù hợp với quy mô và đặc thù ngành hàng của mình, hãy tham khảo ngay Nồi thanh trùng – tiệt trùng để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất.
