Chất chống tạo bọt—còn được gọi là chất khử bọt—là một thành phần dùng trong thực phẩm để ngăn ngừa hoặc phá vỡ bọt trong quá trình chế biến. Bọt trông có vẻ vô hại, nhưng nó giữ lại không khí, làm giảm khả năng truyền nhiệt, gây ra lỗi cảm biến mức, làm chậm dây chuyền chiết rót và có thể làm tràn bể chứa. Một lượng nhỏ chất chống tạo bọt ngăn không cho các bọt khí hình thành màng ổn định để chất lỏng chảy, nấu, bay hơi, lên men và chiết rót đúng cách. Mục tiêu là ổn định quy trình mà không ảnh hưởng đến mùi vị, mùi thơm, màu sắc hoặc giá trị dinh dưỡng.

Tại sao bọt hình thành trong hệ thống thực phẩm?

Các chất lỏng trong thực phẩm rất giàu các phân tử hoạt tính bề mặt. Protein, peptide, saponin, polysaccharid và các lipid vi lượng di chuyển đến giao diện không khí-chất lỏng và tạo thành các màng đàn hồi xung quanh các bong bóng khí. Khuấy trộn, đun sôi, sục khí hoặc lên men sẽ đưa khí vào, giúp ổn định các màng này. Một khi đã hình thành, bọt sẽ chống lại sự sụp đổ vì:

• độ đàn hồi bề mặt Cho phép màng phim co giãn mà không bị rách.

• hiệu ứng marangoni Hút chất lỏng tươi mới vào những vùng da bị rụng tóc và giúp chúng phục hồi.

• độ nhớt và chất rắn Thoát nước chậm nên bọt khí vẫn còn.

• các hạt mịn Các chất như tinh bột hoặc bột giấy có thể bám vào các khe hở giữa các bề mặt và gia cố chúng.

Các nhà máy chế biến thực phẩm tăng cường tất cả những điều này thông qua máy bơm, máy trộn, thiết bị bay hơi và thiết bị phun khí. Chất chống tạo bọt chống lại các quy luật vật lý tại giao diện, do đó bọt khí hoặc không bao giờ hình thành hoặc vỡ nhanh chóng.

Cách thức hoạt động của chất chống tạo bọt

Hầu hết các chất chống tạo bọt là các giọt kỵ nước phân tán trong chất lỏng tạo bọt. Quá trình hoạt động của chúng gồm ba bước phối hợp thường được mô tả trong khoa học giao diện:

1. lối vào
   Giọt chất lỏng phải xuyên qua lớp màng bọt. Tính kỵ nước và sức căng bề mặt thấp giúp giọt chất lỏng vượt qua ranh giới giữa hai lớp thay vì bị đẩy lùi.

2. lan rộng
   Khi đã nằm bên trong màng phim, giọt chất lỏng lan rộng thành một lớp mỏng. Sự lan rộng này làm giảm sức căng bề mặt cục bộ và đẩy chất lỏng ra xa, làm mỏng màng phim.

3. vỡ
   Vết vá tạo ra một cầu nối tách nước giữa các pha khí. Cầu nối này hút hết chất lỏng còn lại và màng bị rách. Trong thuật ngữ chống tạo bọt, đây là hiện tượng tách nước do tạo cầu nối và đó là bước quyết định làm vỡ các bọt khí.

Các chất chống tạo bọt được thiết kế tốt sử dụng hỗn hợp chất lỏng và chất rắn mịn để đảm bảo khả năng lan tỏa và phá vỡ bọt hiệu quả ngay cả ở liều lượng thấp.

các loại chính được sử dụng trong chế biến thực phẩm

Nồng độ sử dụng hiệu quả thường nằm trong khoảng 5–100 phần triệu hoạt chất, mặc dù một số sản phẩm gốc dầu có thể cần nhiều hơn. Liều lượng hiệu quả thấp nhất luôn là mục tiêu cần đạt được.

nơi sử dụng chất chống tạo bọt

• chế biến đường và siro
  Trong quá trình bay hơi và sử dụng nồi chân không, protein và saponin từ nước ép tạo ra bọt cứng đầu làm giảm khả năng truyền nhiệt. Chất chống tạo bọt giúp ổn định quá trình sôi và cho phép cô đặc cao hơn mà không bị thất thoát do cuốn theo chất lỏng.

• sữa
  Các thiết bị tiệt trùng, dây chuyền UHT và thiết bị bay hơi váng sữa tạo bọt dưới tác động của lực cắt và nhiệt do protein sữa. Chất chống tạo bọt dùng trong thực phẩm cho phép dòng chảy ổn định qua các bể cân bằng, thiết bị khử khí và thiết bị tách, đồng thời ngăn ngừa hiện tượng xâm thực trong bơm.

• ủ bia và lên men
  Men tạo ra CO₂ và bọt có thể làm ngập thùng lên men. Chất chống tạo bọt được kiểm soát giúp ngăn ngừa sự hình thành lớp bọt dày, bảo vệ các cảm biến và duy trì sự giải phóng khí đồng thời giữ được chất lượng bọt trong đồ uống cuối cùng thông qua việc kiểm soát liều lượng và thời gian.

• đồ uống từ thực vật và nước dùng giàu protein
  Protein từ đậu nành, đậu Hà Lan và gạo giúp ổn định bọt mạnh mẽ. Chất khử bọt giúp máy đồng hóa, bể trộn và máy chiết rót hoạt động ổn định và giảm lượng không khí bị kẹt dẫn đến quá trình oxy hóa.

• chiên và chiên sơ
  Sự thoát hơi ẩm và cặn bột có thể gây ra hiện tượng dầu sủi bọt. Chất chống tạo bọt gốc dầu giúp duy trì bề mặt dầu trong suốt, cải thiện khả năng truyền nhiệt và giúp lớp phủ đồng đều hơn.

• mứt, nước sốt và nước ép trái cây cô đặc
  Pectin và chất rắn trong trái cây giữ lại bọt khí trong quá trình nấu. Thêm chất chống tạo bọt trước khi đun sôi sẽ kiểm soát độ cao của bọt và ngăn ngừa trào bọt.

• chế biến khoai tây và rau
  Nước rửa và nước chần tạo bọt do saponin tự nhiên. Chất khử bọt giúp ngăn ngừa lỗi cảm biến và cải thiện hiệu suất trong hệ thống máng dẫn và hệ thống xử lý nước thải máy bóc vỏ.

• bể chứa hồi lưu CIP và dòng chất thải
  Các chất hoạt động bề mặt từ chất tẩy rửa có thể tạo bọt trong hệ thống tái chế. Một lượng nhỏ chất chống tạo bọt sẽ tránh được các vấn đề về kiểm soát mực nước và giữ cho máy bơm luôn sẵn sàng hoạt động.

các đặc tính chống tạo bọt gốc silicone

• có thể pha loãng với nước
  Chất chống tạo bọt gốc silicone dễ dàng phân tán vào hệ thống dung dịch nước mà không cần thiết bị nhũ hóa riêng biệt. Người vận hành có thể trộn trực tiếp vào nước trong quá trình sản xuất, cho phép phân bố đều và ngăn chặn bọt ngay lập tức.

• ngăn ngừa tạo bọt trong các quy trình thực phẩm và hóa chất
  Được thiết kế cho cả ứng dụng thực phẩm và kỹ thuật, sản phẩm này hoạt động hiệu quả trong quá trình cô đặc đường, làm bay hơi sữa, lên men đồ uống và pha trộn hóa chất, duy trì sự ổn định của quy trình trong nhiều ngành công nghiệp.

• tiết kiệm
  Hoạt tính cao trên mỗi liều dùng giúp giảm tổng lượng hóa chất tiêu thụ. Ở nồng độ hiệu quả thấp tới vài phần triệu, sản phẩm mang lại khả năng kiểm soát bọt ổn định đồng thời giảm thiểu chi phí xử lý tổng thể.

• dễ sử dụng
  Không cần đun nóng, pha trộn trước hoặc thao tác đặc biệt. Dạng lỏng dễ rót và bơm, tương thích với các hệ thống định lượng thông thường và điểm bơm trực tiếp.

• có hiệu quả trong cả hệ thống nóng và lạnh.
  Sản phẩm duy trì hiệu suất từ các bể trộn lạnh đến các thiết bị bay hơi sôi. Công thức này có khả năng chống lại sự xuống cấp dưới nhiệt độ khắc nghiệt, do đó phù hợp để sử dụng toàn bộ trong nhà máy.

• có hiệu quả ở nồng độ thấp
  Các thành phần hoạt tính nhanh chóng phá vỡ bọt ở liều lượng rất thấp, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn về độ tinh khiết và loại bỏ mọi ảnh hưởng đến hương vị hoặc hình thức của thực phẩm thành phẩm.

liều lượng và cách sử dụng tốt nhất

• thêm sớm
  Ngăn ngừa tạo bọt dễ hơn là phá hủy một lớp bọt đã ổn định. Thêm liều lượng tại điểm cắt đầu tiên hoặc trước khi gia nhiệt.

• phân tán tốt
  Dùng máy đo để dẫn dòng chảy nhỏ vào vòng tuần hoàn hoặc vào phía hút của bơm. Pha loãng trước với chất mang tương thích nếu nhà cung cấp khuyến nghị.

• nhắm mục tiêu giao diện
  Đối với nồi nấu hở, nhỏ giọt trực tiếp vào nơi bọt nổi lên. Đối với bể kín, bơm gần bộ khuấy hoặc bộ phun khí.

• sử dụng liều lượng hiệu quả tối thiểu
  Thiết lập đường cong liều lượng trong quá trình thử nghiệm và đặt giới hạn kiểm soát xung quanh điểm thấp nhất đáp ứng các tiêu chí về thời gian chạy và tràn liều.

• sự tích tụ màn hình
  Silicon và sáp có thể tích tụ nếu sử dụng quá liều. Hãy lên lịch kiểm tra bộ lọc và vệ sinh bể dựa trên dữ liệu.

kiểm tra chất lượng và hiệu suất

• chiều cao bọt và thời gian phân rã
  Đo chiều cao bọt dưới điều kiện khuấy trộn tiêu chuẩn và thời gian bọt tan biến khi có và không có chất chống tạo bọt.

• phục hồi truyền nhiệt
  Theo dõi sự chênh lệch nhiệt độ giữa thiết bị bay hơi hoặc nồi hơi trước và sau khi xử lý. Sự truyền nhiệt được cải thiện cho thấy quá trình khử bọt hiệu quả.

• độ ổn định của cảm biến
  Ghi lại các cảnh báo sai từ cảm biến mức hoặc lưu lượng. Một giọt nước báo hiệu quá trình ổn định.

• độ chính xác khi đổ đầy
  Theo dõi tỷ lệ thiếu hoặc thừa nguyên liệu trên dây chuyền đóng gói. Độ lệch thấp hơn phản ánh khả năng kiểm soát bọt tốt hơn.

• kiểm tra cảm quan
  Tiến hành nếm thử để đảm bảo chất chống tạo bọt không để lại mùi vị khó nhận biết và đặc tính về độ sủi bọt hoặc lớp bọt đáp ứng các thông số kỹ thuật khi cần thiết.

hướng dẫn khắc phục sự cố

• bọt sẽ xuất hiện trở lại sau vài giờ.
  Tăng tần suất sử dụng liều nhỏ thay vì một liều lớn duy nhất. Kiểm tra xem có sự tích tụ chất hoạt động bề mặt từ các thành phần hoặc từ dư lượng CIP hay không.

• Chất chống tạo bọt mất tác dụng sau khi thay đổi công thức.
  Các protein hoặc chất nhũ hóa mới có thể trung hòa sản phẩm cũ. Hãy thử một công thức hóa học thay thế, thường là hỗn hợp silicon cộng với dầu, khi hiện tượng kháng thuốc xuất hiện.

• vị hoặc độ bóng bề mặt được quan sát
  Liều lượng có thể cao hơn mức cần thiết. Giảm nồng độ ppm hoặc chuyển sang chất mang có độ bóng thấp hơn. Kiểm tra độ phân tán và thêm vào sớm hơn.

• Lớp bọt trên bia hoặc đồ uống trở nên yếu đi.
  Điều chỉnh liều lượng sớm hơn trong quy trình để chất chống tạo bọt bay hơi hết trước khi đóng gói. Kiểm tra nồng độ giảm và xác nhận các chỉ số ổn định bọt cuối cùng.

• hiện tượng tắc nghẽn màng lọc gia tăng
  Hãy chọn sản phẩm được thiết kế tương thích với màng lọc hoặc giảm lượng hóa chất sử dụng ở giai đoạn cuối và lắp đặt bộ lọc sơ cấp.

cân nhắc về tính bền vững

Kiểm soát bọt hiệu quả mang lại lợi ích trực tiếp cho môi trường:

• Thời gian đun sôi và bay hơi ngắn hơn giúp giảm tiêu thụ năng lượng.

• Ít sự cố tràn nước hơn đồng nghĩa với việc giảm thiểu thất thoát sản phẩm và lượng nước thải.

• Dây chuyền chiết rót ổn định giúp giảm tỷ lệ sản phẩm lỗi và lượng bao bì thải.

• Việc sử dụng liều lượng thấp nhất có hiệu quả và tái sử dụng bao bì phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững của doanh nghiệp.

Phần kết luận

• Chất chống tạo bọt là một công cụ chính xác giúp duy trì sự trơn tru của các quy trình chế biến thực phẩm bằng cách ngăn ngừa hoặc làm vỡ các bọt khí tại bề mặt tiếp xúc.

• Việc lựa chọn loại hóa chất phù hợp—silicone, gốc dầu, polyether hoặc ester—phụ thuộc vào nhiệt độ, chất rắn, protein và nhu cầu sử dụng sau này.

• Việc định liều sớm, phân tán tốt và sử dụng liều lượng tối thiểu hiệu quả giúp đảm bảo hoạt động ổn định mà không ảnh hưởng đến cảm quan.

• Các quy trình kiểm tra nghiêm ngặt và kiểm tra tuân thủ đảm bảo an toàn, độ chính xác của nhãn mác và khả năng sẵn sàng cho kiểm toán

Quản lý bọt hiệu quả biến các hệ thống dễ tạo bọt, nhiều bong bóng thành các hoạt động có thể dự đoán được và năng suất cao. Với chương trình chống tạo bọt phù hợp, các đầu bếp, nhà sản xuất bia và nhà chế biến sẽ có được các bể chứa sạch hơn, truyền nhiệt nhanh hơn, máy chiết rót hoạt động êm hơn và chất lượng nhất quán giữa các mẻ sản xuất.