Trong những năm gần đây, ngành protein thay thế có sự tăng trưởng đáng kể nhờ sự thay đổi trong nhu cầu của người tiêu dùng tiêu dùng. Thúc đẩy các nhà sản xuất thực phẩm khám phá ra những cách mới để tạo ra thực phẩm xanh và bền vững. Để đáp ứng điều này, từ các công ty khởi nghiệp đến những doanh nghiệp lớn đều không ngừng ứng dụng nhiều công nghệ, thiết bị hiện đại, trong đó có các phương pháp lọc trong sản xuất protein thay thế, nhằm tạo ra sản phẩm chất lượng và an toàn hơn cho người dùng.
Lên men là một quy trình linh hoạt và được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất protein thay thế cũng như nhiều thành phần thực phẩm khác. Trong quá trình này, việc kiểm soát nguy cơ nhiễm khuẩn và áp dụng các biện pháp phòng ngừa là rất quan trọng để bảo vệ nguyên liệu lên men khỏi sự nhiễm bẩn, đồng thời đảm bảo chất lượng và an toàn cho sản phẩm cuối cùng.
Tầm quan trọng của việc điều chỉnh kiểm soát khi thay đổi quy trình sản xuất
Khi một hoạt động sản xuất protein thay thế thay đổi, các biện pháp kiểm soát nhiễm bẩn đi kèm cũng phải được điều chỉnh để đảm bảo an toàn. Chẳng hạn, việc duy trì môi trường phù hợp cho quá trình lên men trong phòng thí nghiệm sẽ rất khác so với cách duy trì môi trường này trong môi trường công nghiệp.
Nếu không kịp thời thay đổi các biện pháp kiểm soát khi chuyển đổi quy trình, doanh nghiệp có thể gặp phải nhiều rủi ro như hư hỏng thiết bị, giảm chất lượng sản phẩm, lãng phí nguyên liệu và tài nguyên, thậm chí dẫn đến nhiễm bẩn và giảm hiệu quả sản xuất. May mắn là hiện nay, ngành thực phẩm và đồ uống đã có sẵn nhiều phương pháp kiểm soát nhiễm bẩn, bao gồm cả phương pháp lọc trong sản xuất protein thay thế, có thể áp dụng cho nguyên liệu lên men và các tiện ích trong quy trình.
tìm Hiểu về quá trình lên men và nguyên liệu lên men
Mặc dù quá trình đã tồn tại từ hàng thế kỷ, nhưng công nghệ lên men chính xác được kiểm soát chặt chẽ và ứng dụng trong sản xuất protein thay thế lại là một ứng dụng tương đối mới trong ngành thực phẩm và đồ uống. Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho sản xuất protein thay thế vì giúp tạo ra hương vị, kết cấu và cảm giác thưởng thức tương tự như các loại thực phẩm truyền thống.
Trong cả lên men truyền thống lẫn lên men chính xác, nguyên liệu lên men thường được coi như một dạng “nhiên liệu” cho quá trình này, thường ở dạng hỗn hợp lỏng, có vai trò “cung cấp năng lượng” cho quá trình lên men.
Có rất nhiều giải pháp về nguyên liệu lên men sẵn có, nhưng để cắt giảm chi phí và tìm giải pháp phù hợp với quy trình của mình, nhiều nhà sản xuất protein thay thế tự sản xuất nguyên liệu lên men tại nhà máy. Các dung dịch này thường chứa nước, đường và các chất dinh dưỡng khác, khá giống với dung dịch đường lỏng được sử dụng trong sản xuất nước ngọt, nước trái cây, rượu vang, bia và nhiều loại đồ uống khác.
Bên cạnh đó, các nhà sản xuất protein thay thế có thể tận dụng kinh nghiệm và chuyên môn phong phú mà các ngành công nghiệp lâu đời này đã phát triển mạnh mẽ này trong việc kiểm soát nhiễm bẩn. Việc học hỏi từ những quy trình đã được thử nghiệm và kiểm chứng sẽ giúp họ triển khai các biện pháp kiểm soát nhiễm bẩn hiệu quả, bảo vệ nguyên liệu lên men và toàn bộ quy trình sản xuất.
Biện pháp kiểm soát nhiễm bẩn: Loại bỏ, vô hiệu hóa hoặc tiêu diệt tác nhân gây nhiễm
Trong quá trình sản xuất, kiểm soát nhiễm bẩn cần xử lý cả hai loại tạp chất: chất rắn lơ lửng và tác nhân vi sinh.
- Particulate là bất kỳ loại hạt rắn không mong muốn nào.
- Microbiological contaminants bao gồm vi khuẩn và vi sinh vật không mong muốn.
Vì vậy, một hệ thống kiểm soát nhiễm bẩn hiệu quả cho nguyên liệu lên men cần kết hợp các biện pháp sau:
- Loại bỏ tạp chất bằng các phương pháp lọc hạt hoặc màng lọc. Biện pháp này thường được áp dụng khi nguồn nước chứa các chất rắn như cát, vốn không thể xử lý bằng nhiệt. Ngoài ra, đây cũng là lựa chọn phù hợp khi xử lý nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn protein dễ bị biến tính khi gia nhiệt.
- Vô hiệu hóa hoặc tiêu diệt tác nhân gây nhiễm thông qua các biện pháp như gia nhiệt, làm lạnh hoặc chiếu tia UV. Trong ngành thực phẩm và đồ uống, phương pháp gia nhiệt phổ biến nhất là xử lý nhiệt bằng nồi hấp hoặc công nghệ phun hơi nước. Hình thức này thường áp dụng khi nguyên liệu không nhạy cảm với nhiệt, cũng như khi cần xử lý vi sinh vật vốn khó loại bỏ chỉ bằng lọc.
Trong nhiều trường hợp, nhà sản xuất có thể kết hợp cả hai biện pháp trên để tăng cường hiệu quả bảo vệ, đặc biệt khi cần đồng thời xử lý cả tạp chất rắn và tác nhân vi sinh.
3 Phương pháp kiểm soát nhiễm bẩn phổ biến: Lọc, Nồi hấp tiệt trùng và Phun hơi nước
Việc lựa chọn phương pháp kiểm soát nhiễm bẩn phụ thuộc vào mục tiêu cần đạt được và tác động của nó đến sản phẩm cũng như quy trình sản xuất. Khi đưa ra quyết định, các yếu tố cần cân nhắc bao gồm nguyên liệu lên men, đặc tính sản phẩm, chi phí, độ an toàn, khả năng mở rộng quy mô, loại quy trình áp dụng, mức độ tiện lợi và hiệu quả tổng thể. Sau đây là ba phương pháp phổ biến cùng những trường hợp ứng dụng phù hợp nhất.
Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào nguyên liệu lên men, quy mô sản xuất, chi phí, yêu cầu an toàn và khả năng mở rộng. Trong đó, phương pháp lọc trong sản xuất protein thay thế ngày càng được ưa chuộng nhờ tính hiệu quả, dễ kiểm soát và khả năng loại bỏ tạp chất mà không làm ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng.
Phương pháp 1 – Lọc
Khi cần loại bỏ tạp chất, các phương pháp lọc chất lỏng sẽ được áp dụng. Dù chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn trong việc lọc nguyên liệu lên men, nhưng các nhà sản xuất protein thay thế có thể tận dụng kiến thức từ ngành thực phẩm và đồ uống sẵn có, vốn đã quen thuộc với việc lọc các dung dịch đường như nước trái cây, nước ngọt hoặc nước .
Thông thường, quy trình lọc chất lỏng hiệu quả được tiến hành theo 3 bước:
- Bước 1: Sử dụng bộ lọc hạt danh định: Loại bỏ các hạt lớn, giúp bảo vệ màng lọc phía sau và thiết bị. Bước này làm giảm đáng kể lượng hạt và chất rắn lơ lửng.
- Bước 2: Sử dụng bộ lọc hạt tuyệt đối: Loại bỏ hoàn toàn các hạt có kích thước lớn hơn giới hạn của màng lọc, dựa trên chỉ số giữ hạt, với hiệu quả có thể đạt tới 99,9999999%.
- Bước 3: Sử dụng bộ lọc màng: Xử lý các tác nhân vi sinh theo mức độ giữ hạt của màng lọc. Màng lọc cần được kiểm tra độ toàn vẹn và tiệt trùng thường xuyên để đảm bảo hiệu quả.
Trường hợp ứng dụng phổ biến:
Phương pháp này thường được áp dụng trong các quy trình sản xuất quy mô công nghiệp với khối lượng lớn, chất lỏng có độ nhớt thấp, vận hành liên tục, ngân sách linh hoạt và khi trong nguyên liệu có chứa tạp chất rắn.
Phương pháp 2 – Nồi hấp tiệt trùng
Nồi hấp tiệt trùng hoạt động bằng cách sử dụng hơi nước bão hòa trong môi trường áp suất cao để làm nóng và tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa tác nhân gây nhiễm trong nguyên liệu bên trong. Đây là phương pháp rất linh hoạt và thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm, nơi các quy trình theo mẻ được áp dụng.
Tuy nhiên, do đặc điểm thiết bị và tính chất quy trình theo mẻ, nồi hấp tiệt trùng phù hợp hơn với các hoạt động quy mô nhỏ và thường không khả thi khi áp dụng ở quy mô công nghiệp lớn.
Trường hợp ứng dụng phổ biến:
Thể tích nhỏ, độ nhớt cao, môi trường phòng thí nghiệm, quy trình theo mẻ và yêu cầu đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng dược phẩm.
Phương pháp 3 – Phun hơi nước
Phun hơi nước là một phương pháp gia nhiệt khác nhằm tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa tác nhân gây nhiễm. Phương pháp này thực hiện bằng cách trộn trực tiếp hơi nước với nguyên liệu lên men trong bồn lên men hoặc trong hệ thống đường ống. Có hai dạng chính:
1. Phương pháp theo mẻ
Ở phương pháp này, hơi nước được phun trực tiếp vào bồn lên men chứa nguyên liệu. Cách làm này khá dễ triển khai cho nhà sản xuất, chỉ cần có nguồn hơi nước sạch.
- Phương pháp phun hơi nước theo mẻ có thể mở rộng quy mô, nhưng khi áp dụng ở quy mô lớn thì thời gian làm nguội sẽ lâu hơn.
- Ngoài ra, hơi nước sau khi ngưng tụ trong bồn cũng sẽ gây pha loãng nguyên liệu. Đây không hẳn là ưu hay nhược điểm, nhưng là yếu tố quan trọng cần cân nhắc đến trong quy trình.
Trường hợp ứng dụng phổ biến:
Quy mô phòng thí nghiệm, sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau, không bị giới hạn thời gian, cần giải pháp linh hoạt.
2. Phương pháp liên tục
Phương pháp này phù hợp hơn với quy mô lớn hoặc sản xuất thương mại vì yêu cầu hệ thống thiết bị và cơ sở hạ tầng công nghiệp.
Trong quá trình này, hơi nước được phun liên tục vào đường ống tuần hoàn, nơi nguyên liệu đi qua trước khi vào bồn lên men. Ở cuối đường ống, có bước giãn nở nhanh giúp làm nguội nguyên liệu trong vài phút. Nhờ đó, phương pháp này nhanh hơn nhiều so với cách theo mẻ và thường sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao hơn.
Trường hợp ứng dụng phổ biến:
Quy mô công nghiệp lớn, khối lượng sản xuất cao, cần giải pháp linh hoạt, sản xuất đa dạng sản phẩm, vận hành liên tục.
Vậy, đâu là phương pháp kiểm soát nhiễm bẩn phù hợp?
Rõ ràng, không có một câu trả lời tuyệt đối cho câu hỏi này. Sự mới mẻ và tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành protein thay thế khiến việc lựa chọn quy trình hiệu quả càng trở nên phức tạp, đồng thời các nhà sản xuất cũng phải nỗ lực đáp ứng những tiêu chuẩn quản lý ngày càng khắt khe.
Trước nhiều lựa chọn khác nhau, điều quan trọng là các nhà sản xuất phải xem xét kỹ những yếu tố về quy trình đã đề cập để xác định đâu là “trường hợp ứng dụng tốt nhất” cho hoạt động của mình.
Khi đã xác định rõ các yếu tố này, các nhà sản xuất sẽ có cơ sở để chọn phương pháp kiểm soát nhiễm bẩn phù hợp – có thể là chiến lược loại bỏ tạp chất thông qua lọc, hoặc chiến lược vô hiệu hóa/tiêu diệt tác nhân gây nhiễm bằng nồi hấp tiệt trùng hay phun hơi nước. Trong một số trường hợp, việc kết hợp cả phương pháp lọc trong sản xuất protein thay thế cùng các kỹ thuật gia nhiệt như autoclave hoặc phun hơi nước cũng là giải pháp tối ưu để đảm bảo hiệu quả sản xuất.
Giải pháp Lọc của Donaldson trong Ngành Protein Thay Thế
Các chuyên gia lọc của Donaldson luôn sẵn sàng hỗ trợ các nhà sản xuất protein thay thế trong việc lựa chọn sản phẩm phù hợp để kiểm soát nhiễm bẩn trong quá trình lên men nguyên liệu. Là thành viên của Hiệp hội Thực phẩm Có Nguồn gốc Thực vật (Plant Based Foods Association – PBFA), Donaldson cam kết đồng hành cùng sự phát triển của ngành thực phẩm thực vật và protein thay thế.
Bên cạnh đó, Donaldson hợp tác chặt chẽ với đội ngũ tại Solaris Biotech – một thương hiệu thuộc Donaldson – để mang đến giải pháp lên men toàn diện, đồng bộ từ đầu đến cuối.
Bộ lọc chất lỏng PES-WN LifeTec™ – Donaldson
LifeTec™ PES-WN của Donaldson là lõi lọc màng polyethersulfone cao cấp, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong sản xuất thực phẩm và đồ uống. Với cấu trúc màng bất đối xứng, sản phẩm mang lại khả năng lọc ổn định, loại bỏ vi khuẩn và tạp chất hiệu quả mà vẫn duy trì lưu lượng cao.
Tính năng nổi bật của sản phẩm
- Màng lọc vô trùng đạt chuẩn: Giá trị giảm log (LRV) 7 ở các mức 0,2 / 0,45 / 0,6 micron, đảm bảo khả năng loại bỏ vi sinh vật hiệu quả.
- Lưu lượng dòng chảy cao: Thiết kế tối ưu giúp duy trì hiệu suất lọc ổn định trong suốt quá trình vận hành.
- Cấu trúc polypropylene bền vững: Ngăn ngừa biến dạng ngay cả trong điều kiện áp suất và nhiệt độ khắc nghiệt.
- Ổn định nhiệt cao: Chịu được môi trường gia nhiệt, tiệt trùng nhiều lần mà không ảnh hưởng đến hiệu suất lọc.
- Tính ưa nước bền vĩnh viễn: Đảm bảo khả năng lọc liên tục, đáng tin cậy trong cả ứng dụng phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp.
Xem thêm: Các bộ lọc chất lỏng từ thương hiệu Donaldson
Liên hệ Việt Nam FIL – Đối tác phân phối chính hãng Donaldson tại Việt Nam
Nếu doanh nghiệp của bạn cần giải pháp lọc khí, hơi hoặc chất lỏng trong quy trình sản xuất protein thay thế và thực phẩm có nguồn gốc thực vật, Việt Nam FIL chính là lựa chọn đáng tin cậy.
Với kinh nghiệm nhiều năm triển khai các dự án trong ngành thực phẩm, đồ uống và công nghiệp chế biến, chúng tôi mang đến các sản phẩm Donaldson chất lượng cao cùng dịch vụ tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, giúp doanh nghiệp tối ưu quy trình, nâng cao năng suất và đảm bảo chất lượng ổn định.
📞 Liên hệ ngay qua Hotline 09 7117 5789 hoặc Email hung.ly@fil.com.vn để được tư vấn giải pháp lọc Donaldson phù hợp nhất cho nhu cầu của bạn.
