thông tin

Thiết bị tiệt trùng phun trực tiếp là loại thiết bị được sử dụng để tiệt trùng hoàn toàn nhiều loại sản phẩm, bao gồm chất lỏng, bán lỏng và vật liệu có độ nhớt cao. Thiết bị thường được sử dụng trong các ngành thực phẩm và đồ uống, dược phẩm và mỹ phẩm.

Khác với quá trình thanh trùng, vốn nhằm giảm số lượng vi khuẩn và mầm bệnh trong sản phẩm, tiệt trùng phun trực tiếp bảo đảm loại bỏ hoàn toàn mọi vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, vi-rút và bào tử. Quy trình này giúp kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm và loại bỏ nguy cơ nhiễm bẩn.

Thiết bị tiệt trùng phun trực tiếp hoạt động bằng cách phun hơi nước hoặc nước nóng trực tiếp vào sản phẩm. Nhiệt độ và áp suất cao đạt được sẽ tiêu diệt hiệu quả mọi vi sinh vật có trong nguyên liệu. Chu trình tiệt trùng gồm các giai đoạn gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội nhằm bảo đảm sản phẩm được xử lý đúng cách.

Thiết bị tiệt trùng phun trực tiếp thường được trang bị hệ thống kiểm soát nhiệt độ và áp suất chính xác để bảo đảm đạt các thông số tiệt trùng mong muốn. Thiết bị cũng có thể tích hợp cơ cấu khuấy nhằm bảo đảm nhiệt được phân bổ đồng đều trong toàn bộ sản phẩm.

Các thiết bị tiệt trùng này có thể được thiết kế với nhiều kích thước và cấu hình khác nhau để đáp ứng nhiều quy mô sản xuất. Thiết bị thường được chế tạo bằng thép không gỉ, dễ vệ sinh và bảo trì, giúp vận hành vệ sinh và ngăn ngừa nhiễm bẩn.

Thiết bị tiệt trùng phun trực tiếp thường được sử dụng để tiệt trùng các sản phẩm dạng lỏng như nước trái cây, nước xốt, súp, kem và các công thức dược phẩm. Thiết bị có hiệu suất cao, cung cấp phương pháp đáng tin cậy để đạt được mức tiệt trùng hoàn toàn, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng và an toàn của nhiều ngành công nghiệp.

Nguyên lý của thiết bị tiệt trùng bằng hơi nước phun trực tiếp chủ yếu gồm các bước sau:

1. Tạo hơi nước:Bộ tạo hơi bên trong thiết bị gia nhiệt nước đến trên nhiệt độ sôi để tạo ra hơi nước bão hòa. Trong quá trình này, áp suất và nhiệt độ của hơi nước được kiểm soát chính xác theo yêu cầu tiệt trùng, thường với điều kiện tiệt trùng tối thiểu 121 °C và áp suất dương phù hợp.

2.Phun hơi nước trực tiếp:Hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao được phun trực tiếp vào vật cần tiệt trùng thông qua vòi phun được kiểm soát chính xác, hoặc vật cần tiệt trùng được đặt trong buồng tiệt trùng chứa đầy hơi nước. Thiết kế này bảo đảm hơi nước được phân bổ nhanh chóng và đồng đều, tiếp cận mọi bề mặt và khe hở cần tiệt trùng.

3. Trao đổi nhiệt và tiệt trùng:Hơi nước được phun vào sẽ ngưng tụ khi tiếp xúc với bề mặt của vật cần tiệt trùng, giải phóng một lượng lớn nhiệt ẩn. Nhờ đó, nhiệt độ bên trong vật có thể tăng nhanh, tiêu diệt hiệu quả mọi loại vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, vi-rút và bào tử.

4. Xả hơi và làm nguội:Sau khi hoàn tất chu trình tiệt trùng, hơi nước sẽ được xả ra, đồng thời buồng hoặc vật chứa tiệt trùng sẽ được làm nguội để chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo hoặc đưa vào sử dụng.

Có thể thực hiện việc này bằng cách đưa không khí vô trùng vào hoặc làm nguội tự nhiên. Công nghệ này tận dụng tác động trực tiếp của hơi nước để hoàn tất nhanh chóng và hiệu quả quá trình tiệt trùng, phù hợp với nhiều ứng dụng cần tiệt trùng hiệu suất cao như y dược, chế biến thực phẩm và môi trường phòng thí nghiệm.

Ứng dụng

So với các phương pháp gia nhiệt gián tiếp truyền thống như bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hoặc dạng ống, thiết bị tiệt trùng gia nhiệt trực tiếp làm nóng sản phẩm nhanh chóng bằng cách trộn trực tiếp sản phẩm với hơi nước, sau đó làm nguội nhanh bằng phương pháp bay hơi chớp nhoáng sau thời gian giữ nhiệt. Điều này rút ngắn đáng kể thời gian gia nhiệt sản phẩm, đồng thời vẫn bảo toàn các dưỡng chất và hợp chất tạo hương vị hoạt tính tương đương quá trình thanh trùng.

Nhiệt độ siêu cao được sử dụng trong gia nhiệt trực tiếp giúp nâng cao đáng kể hiệu quả tiệt trùng và kéo dài thời hạn sử dụng của các sản phẩm từ sữa. Nhờ đó, các doanh nghiệp sữa có thể mở rộng phạm vi phân phối và gia tăng thị phần.

Thiết bị tiệt trùng gia nhiệt trực tiếp phù hợp với sữa tươi nhiệt độ thấp, sữa đậu nành, các sản phẩm nhạy nhiệt và một số sản phẩm không tương thích với phương pháp tiệt trùng truyền thống.

Việc kết hợp phương pháp tiệt trùng phun trực tiếp và tiệt trùng truyền dịch trong cùng một hệ thống tạo ra phương thức sản xuất linh hoạt hơn, cho phép chuyển đổi giữa các công nghệ xử lý khác nhau theo nhu cầu sản xuất để đáp ứng đa dạng yêu cầu xử lý nhiệt.

Sản phẩm nhiệt độ thấp (sữa tươi nhiệt độ thấp INF)

Tiệt trùng ở 143–158℃ → giữ nhiệt 0,09 giây → bay hơi chớp nhoáng → đồng hóa ở 65℃ → xả sản phẩm ở 1–4℃

Sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ thường (kem tươi dạng xịt, nước cốt dừa)

Tiệt trùng ở 135–142℃ → giữ nhiệt 4/6 giây → bay hơi chớp nhoáng → đồng hóa ở 82℃ → xả sản phẩm ở 10–25℃

Sản phẩm nhạy cảm với nhiệt (sữa yến mạch)

Tiệt trùng ở 115–140℃ → giữ nhiệt 5/10/15/30/60 giây → bay hơi chớp nhoáng → đồng hóa ở 85℃ → xả sản phẩm ở 60–70℃

Quy trình lắp ráp và chạy thử thiết bị tiệt trùng bằng hơi nước phun trực tiếp tương đối phức tạp, đòi hỏi kiến thức và kỹ năng chuyên môn, nhưng có thể tóm tắt qua các bước chính sau:

1. Chuẩn bị trước khi lắp đặt:Xác nhận môi trường lắp đặt đáp ứng các yêu cầu của thiết bị, bao gồm nguồn nước, nguồn điện, hệ thống thoát nước và điều kiện thông gió. Đọc và nắm rõ hướng dẫn lắp đặt cũng như các quy định an toàn do nhà sản xuất cung cấp.

2. Lắp ráp kết cấu chính:Lắp ráp khung chính, bộ tạo hơi, hệ thống đường ống và hệ thống điều khiển của thiết bị tiệt trùng theo hướng dẫn. Bảo đảm tất cả các mối nối đều chắc chắn và kín.

3. Kết nối hệ thống điện và điều khiển:Kết nối cáp nguồn, lắp đặt bảng điều khiển và cảm biến theo bản vẽ, bao gồm cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất và bộ điều khiển van. Tiến hành kiểm tra chức năng ban đầu để xác nhận độ chính xác.

4. Kiểm tra và làm kín hệ thống đường ống:Tiến hành kiểm tra rò rỉ toàn bộ hệ thống đường ống dẫn hơi để bảo đảm không có điểm rò rỉ. Sử dụng môi chất phù hợp như nước hoặc khí để thử áp suất.

5. Chạy thử bộ tạo hơi:Tiến hành kiểm tra riêng máy tạo hơi nước, thiết lập các thông số nhiệt độ và áp suất chính xác, đồng thời xác minh máy có thể tạo hơi nước bão hòa ổn định, đáp ứng các yêu cầu tiệt trùng.

6. Chạy thử toàn diện hệ thống:Tích hợp tất cả các bộ phận và tiến hành kiểm tra vận hành toàn bộ hệ thống. Bằng cách mô phỏng chu trình tiệt trùng, kiểm tra xem từng giai đoạn có diễn ra đúng như dự kiến hay không, theo dõi sự thay đổi của nhiệt độ và áp suất, đồng thời đảm bảo hiệu quả tiệt trùng và an toàn thiết bị.

7. Xác minh và thẩm định:Tiến hành thẩm định vật lý (chẳng hạn như kiểm tra bằng chỉ thị sinh học) và kiểm tra bằng chỉ thị hóa học theo các tiêu chuẩn ngành hoặc yêu cầu pháp lý để đảm bảo hiệu quả của quy trình tiệt trùng.

8. Đào tạo vận hành:Đào tạo cho người vận hành về cách sử dụng, bảo trì và đảm bảo an toàn thiết bị, giúp họ có thể vận hành thiết bị đúng cách và an toàn.