Tiệt trùng thực phẩm không chỉ đơn giản là làm nóng sản phẩm đến một nhiệt độ nhất định. Đối với thực phẩm có độ nhớt cao, thách thức thực sự là liệu nhiệt có thể thâm nhập hiệu quả vào sản phẩm và đảm bảo mọi phần đều đạt được điều kiện tiệt trùng cần thiết hay không. Ngay cả khi nhiệt độ thiết bị đạt đến giá trị đã cài đặt, sự truyền nhiệt kém bên trong sản phẩm vẫn có thể ảnh hưởng đến kết quả tiệt trùng cuối cùng. Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của các sản phẩm như bữa ăn chế biến sẵn, nước sốt, thức ăn ướt cho thú cưng, đồ uống tổ yến và nước ép trái cây, thực phẩm có độ nhớt cao ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. So với đồ uống thông thường hoặc chất lỏng có độ nhớt thấp, những sản phẩm này khó tiệt trùng hơn do tốc độ thâm nhập nhiệt chậm hơn và phân bố nhiệt độ không đồng đều. Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn đối với cả thiết kế quy trình và thiết bị tiệt trùng.

Tại sao thực phẩm có độ nhớt cao lại khó tiệt trùng hơn?

Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt chủ yếu được truyền qua hai phương pháp: đối lưu và dẫn nhiệt. Đối với các sản phẩm có độ nhớt thấp như nước ép và sữa, sự chuyển động của chất lỏng tạo ra sự tuần hoàn tự nhiên trong quá trình gia nhiệt. Điều này giúp phân phối nhiệt nhanh hơn và đồng đều hơn khắp sản phẩm. Tuy nhiên, thực phẩm có độ nhớt cao có sự chuyển động chất lỏng kém. Sự đối lưu bên trong bị hạn chế, có nghĩa là nhiệt phải di chuyển chậm từ bên ngoài vào trung tâm thông qua dẫn nhiệt. Sản phẩm càng đặc và hàm lượng chất rắn càng cao, hiệu ứng này càng rõ rệt. Kết quả là, trong cùng điều kiện tiệt trùng, vùng bên ngoài của sản phẩm có độ nhớt cao có thể đã đạt đến nhiệt độ mục tiêu trong khi phần trung tâm vẫn ở nhiệt độ thấp hơn nhiều. Sự khác biệt về phân bố nhiệt độ này là lý do chính khiến thực phẩm có độ nhớt cao khó tiệt trùng hơn.

Vùng lạnh là khu vực quan trọng nhất cần theo dõi.

Trong quá trình tiệt trùng thực phẩm, một khái niệm quan trọng là...điểm lạnhĐiểm lạnh là vùng bên trong sản phẩm nóng lên chậm nhất và cần nhiều thời gian nhất để đạt đến mức độ tiệt trùng cần thiết. Trong các thực phẩm có độ nhớt cao, điểm này thường nằm gần trung tâm bao bì hoặc phần dày nhất của sản phẩm. Việc một sản phẩm có đạt được độ tiệt trùng thương mại hay không không được quyết định bởi nhiệt độ cao nhất hiển thị trên thiết bị. Thay vào đó, nó phụ thuộc vào việc điểm lạnh có được xử lý nhiệt đầy đủ hay không. Nếu điểm lạnh không đáp ứng các điều kiện xử lý cần thiết, sản phẩm vẫn có thể đối mặt với nguy cơ vi sinh vật. Do đó, khi phát triển các quy trình tiệt trùng, các nhà sản xuất thực phẩm tập trung nhiều hơn vào thời gian nhiệt cần để đạt đến điểm lạnh hơn là chỉ đơn giản là tăng nhiệt độ xử lý.

Nhiệt độ cao hơn không phải lúc nào cũng là giải pháp tốt nhất.

Trong sản xuất, một số nhà sản xuất cố gắng giải quyết vấn đề gia nhiệt chậm bằng cách tăng nhiệt độ tiệt trùng hoặc kéo dài thời gian giữ nhiệt. Mặc dù cách tiếp cận này làm tăng lượng nhiệt đầu vào, nhưng nó cũng có thể tạo ra những thách thức mới. Xử lý nhiệt quá mức có thể khiến các sản phẩm nước sốt bị sẫm màu, làm giảm hương vị tươi ngon của nước ép trái cây, hoặc ảnh hưởng đến kết cấu của các sản phẩm tổ yến, sản phẩm thịt và thức ăn cho thú cưng. Đối với các sản phẩm thực phẩm cao cấp, việc chế biến quá mức không chỉ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng mà còn có thể làm giảm chất lượng sản phẩm. Do đó, phương pháp tiệt trùng thực phẩm hiện đại đang hướng tới...kiểm soát quy trình chính xácMục tiêu là đáp ứng các yêu cầu về an toàn thực phẩm đồng thời giảm thiểu tối đa sự hư hại do nhiệt không cần thiết và bảo toàn các đặc tính ban đầu của sản phẩm.

Làm thế nào để cải thiện hiệu quả truyền nhiệt?

Việc cải thiện khả năng truyền nhiệt đòi hỏi một phương pháp toàn diện bao gồm sản phẩm, quy trình và thiết bị. Đầu tiên, các nhà sản xuất cần tiến hành các thử nghiệm truyền nhiệt dựa trên công thức sản phẩm, độ nhớt, kích thước bao bì và thể tích đóng gói. Bằng cách xác định điểm lạnh thực tế bên trong sản phẩm, họ có thể thiết lập các thông số nhiệt độ và thời gian tiệt trùng phù hợp. Thứ hai, các định dạng bao bì khác nhau đòi hỏi các giải pháp tiệt trùng khác nhau. Túi mềm, chai thủy tinh, lon kim loại và khay nhựa đều có đặc tính truyền nhiệt và chịu áp suất khác nhau. Do đó, các thông số tiệt trùng không thể áp dụng chung cho tất cả các loại bao bì. Cuối cùng, phương pháp truyền nhiệt của thiết bị tiệt trùng cũng đóng vai trò quan trọng. Máy tiệt trùng ngâm nước, máy tiệt trùng phun nước và máy tiệt trùng quay đều có những ưu điểm riêng tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm. Đối với một số thực phẩm có độ nhớt cao, tiệt trùng quay có thể giúp cải thiện trao đổi nhiệt bằng cách nhẹ nhàng quay sản phẩm trong quá trình chế biến. Đồng thời, sự tuần hoàn nước nóng ổn định và kiểm soát nhiệt độ và áp suất chính xác giúp giảm sự chênh lệch nhiệt độ giữa các sản phẩm và cải thiện tính nhất quán của lô hàng.

Độ xuyên thấu nhiệt quyết định chất lượng sản phẩm.

Đối với thực phẩm có độ nhớt cao, thách thức lớn nhất trong việc tiệt trùng không phải là nhiệt độ thiết bị có thể đạt tới bao nhiêu, mà là liệu nhiệt có thể truyền vào sản phẩm một cách đồng đều và nhất quán hay không. Chỉ khi điểm lạnh đạt đến điều kiện xử lý cần thiết thì mới có thể đạt được sự tiệt trùng an toàn. Đồng thời, tránh làm nóng quá mức giúp duy trì màu sắc, hương vị và kết cấu của sản phẩm. Với sự tăng trưởng liên tục của thực phẩm ăn liền, thức ăn cho thú cưng và các sản phẩm thực phẩm cao cấp, các nhà sản xuất đang chuyển trọng tâm từ việc chỉ đơn giản là “đạt được sự tiệt trùng” sang “đạt được sự tiệt trùng chính xác”. Việc cải thiện hiệu quả truyền nhiệt, giảm sự chênh lệch nhiệt độ và tối ưu hóa các phương pháp xử lý nhiệt sẽ ngày càng trở nên quan trọng đối với các công ty thực phẩm đang tìm cách cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.