Trong quá trình vận hành nồi hấp thanh trùng hoặc tiệt trùng, không ít kỹ thuật viên gặp tình huống khá khó hiểu: đồng hồ áp suất hiển thị đã đạt giá trị cài đặt nhưng cảm biến nhiệt độ vẫn thấp hơn nhiều so với yêu cầu. Chu trình thanh trùng kéo dài bất thường, sản phẩm không đạt giá trị F0 hoặc hệ thống liên tục báo lỗi.
Phần lớn những trường hợp này không xuất phát từ lò hơi, van hơi hay cảm biến nhiệt mà đến từ một nguyên nhân rất phổ biến nhưng thường bị bỏ qua, đó là Air Pocket hay còn gọi là túi khí tồn dư trong buồng hấp.
Nếu không được xử lý đúng cách, Air Pocket không chỉ làm giảm hiệu quả truyền nhiệt mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ an toàn của sản phẩm sau thanh trùng.
Air Pocket Là Gì?
Air Pocket là hiện tượng một lượng không khí còn sót lại bên trong buồng hấp sau khi đóng cửa và bắt đầu cấp hơi.
Trong điều kiện lý tưởng, toàn bộ không gian bên trong nồi hấp phải được thay thế hoàn toàn bằng hơi nước bão hòa. Khi đó nhiệt độ tại mọi vị trí trong buồng hấp sẽ đồng đều và đúng với nhiệt độ tương ứng của áp suất làm việc.
Tuy nhiên, nếu không khí chưa được xả hết, hơi nước sẽ trộn với không khí tạo thành một hỗn hợp khí. Áp suất tổng thể vẫn tăng nhưng nhiệt độ thực tế tại khu vực chứa không khí lại thấp hơn nhiều so với mức cần thiết.
Đây chính là lý do vì sao nhiều người thấy áp suất đã đạt nhưng sản phẩm vẫn chưa được thanh trùng đúng yêu cầu.
Vì Sao Không Khí Làm Giảm Hiệu Quả Thanh Trùng?
Không khí và hơi nước có đặc tính truyền nhiệt hoàn toàn khác nhau.
Hơi nước bão hòa khi ngưng tụ trên bề mặt sản phẩm sẽ giải phóng một lượng nhiệt rất lớn trong thời gian ngắn. Chính lượng nhiệt này giúp tiêu diệt vi sinh vật hiệu quả.
Ngược lại, không khí gần như chỉ truyền nhiệt bằng đối lưu và dẫn nhiệt nên tốc độ truyền nhiệt chậm hơn rất nhiều.
Nếu trong buồng hấp tồn tại túi khí, vùng đó sẽ trở thành “điểm lạnh” (Cold Spot), khiến:
- Nhiệt độ sản phẩm tăng chậm.
- Thời gian thanh trùng kéo dài.
- Giá trị F0 không đạt.
- Chất lượng giữa các vị trí trong cùng một mẻ không đồng đều.
Đối với các sản phẩm có yêu cầu nghiêm ngặt như pate, thịt hộp hoặc thực phẩm đóng hộp, đây là rủi ro rất lớn vì có thể dẫn đến sản phẩm chưa được tiệt trùng hoàn toàn.
Dấu Hiệu Nhận Biết Air Pocket
Một số biểu hiện thường gặp trong quá trình vận hành gồm:
Nếu những hiện tượng này lặp lại nhiều lần, khả năng cao hệ thống đang gặp vấn đề về xả khí.
Những Nguyên Nhân Phổ Biến Gây Ra Air Pocket
Xả Khí Chưa Đủ Thời Gian
Đây là nguyên nhân thường gặp nhất.
Nhiều đơn vị muốn rút ngắn chu kỳ sản xuất nên giảm thời gian xả khí ban đầu. Điều này khiến một phần không khí vẫn còn nằm trong buồng hấp.
Đặc biệt với nồi hấp dung tích lớn, lượng không khí cần loại bỏ nhiều hơn nên thời gian xả khí cũng phải được tính toán phù hợp.
Sắp Xếp Sản Phẩm Quá Dày
Nếu khay sản phẩm được xếp kín hoàn toàn, hơi nước sẽ khó lưu thông đến mọi vị trí.
Không khí sẽ bị giữ lại giữa các khe hở của sản phẩm và hình thành các vùng Air Pocket cục bộ.
Điều này thường xảy ra với:
Việc bố trí khoảng cách hợp lý giữa các sản phẩm sẽ giúp hơi nước lưu thông tốt hơn.
Van Xả Khí Hoạt Động Không Hiệu Quả
Sau thời gian dài sử dụng, van xả khí có thể bị:
Khi đó, lượng không khí trong buồng hấp không được loại bỏ hoàn toàn trước khi bước vào giai đoạn giữ nhiệt.
Cảm Biến Đặt Sai Vị Trí
Nếu cảm biến nhiệt được lắp gần đường cấp hơi, nhiệt độ đo được có thể cao hơn thực tế trong buồng hấp.
Trong khi đó, những khu vực xa nguồn hơi vẫn còn tồn tại túi khí.
Điều này khiến người vận hành hiểu nhầm rằng hệ thống đã đạt nhiệt độ yêu cầu.
Cách Xử Lý Air Pocket Hiệu Quả
Để hạn chế hiện tượng này, doanh nghiệp nên thực hiện đồng thời nhiều giải pháp thay vì chỉ điều chỉnh một thông số.
Kiểm Tra Quy Trình Xả Khí
Đảm bảo toàn bộ không khí được đẩy ra ngoài trước khi đóng van xả.
Thời gian xả khí cần được xây dựng dựa trên:
Không nên áp dụng cùng một chương trình cho mọi loại sản phẩm.
Bố Trí Sản Phẩm Hợp Lý
Khoảng cách giữa các khay hoặc các lon hộp cần đủ để hơi nước lưu thông.
Việc cố gắng tận dụng tối đa thể tích buồng hấp đôi khi lại làm giảm hiệu quả thanh trùng và tăng tỷ lệ sản phẩm lỗi.
Kiểm Tra Hệ Thống Van Và Đường Ống
Các hạng mục cần bảo trì định kỳ gồm:
Một van xả khí hoạt động không đúng có thể làm giảm đáng kể hiệu quả của cả hệ thống.
Vai Trò Của Hệ Thống Điều Khiển Tự Động
Các dòng nồi hấp hiện đại thường được lập trình sẵn quy trình:
- Xả khí.
- Gia nhiệt.
- Giữ nhiệt.
- Làm nguội.
- Duy trì áp suất.
Nhờ đó, mỗi mẻ sản xuất đều diễn ra theo cùng một quy trình, hạn chế tối đa sai số do người vận hành.
Đối với các hệ thống hiện đại, việc kết hợp điều khiển tự động với chức năng duy trì áp suất bằng khí nén trong giai đoạn làm nguội còn giúp giảm nguy cơ biến dạng bao bì sau thanh trùng.
Một Số Khuyến Nghị Trong Quá Trình Vận Hành
Hiện tượng áp suất tăng nhưng nhiệt độ không tăng không phải lúc nào cũng xuất phát từ sự cố của lò hơi hay cảm biến. Trong rất nhiều trường hợp, nguyên nhân đơn giản chỉ là lượng không khí còn tồn tại bên trong buồng hấp chưa được loại bỏ hoàn toàn.
Việc hiểu đúng bản chất của Air Pocket sẽ giúp kỹ thuật viên xác định nguyên nhân nhanh hơn, giảm thời gian dừng máy và đảm bảo mọi vị trí trong buồng hấp đều đạt điều kiện thanh trùng theo yêu cầu.
Đối với các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm đóng hộp, việc kiểm soát tốt quá trình xả khí không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn góp phần đảm bảo chất lượng thành phẩm, hạn chế hàng lỗi và nâng cao tính ổn định của toàn bộ dây chuyền sản xuất.
