เครื่องฆ่าเชื้อ UHT (Ultra High Temperature) เป็นชนิดหนึ่งของอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ใช้สำหรับการอัดฉีดและฆ่าเชื้อในผลิตภัณฑ์อาหารเหลว เครื่องนี้ใช้กระบวนการอัดฉีดอุณหภูมิสูงมากเพื่อกำจัดจุลินทรีย์อันตรายในขณะที่ยังรักษาคุณภาพและความสดของผลิตภัณฑ์
เครื่องฆ่าเชื้อ UHT (Ultra High Temperature) คืออะไร
เครื่องฆ่าเชื้อ UHT (Ultra High Temperature) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการฆ่าเชื้อในผลิตภัณฑ์อาหารเหลวผ่านการอัดฉีดความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากในระยะเวลาสั้น โดยทั่วไปอุณหภูมิจะอยู่ในช่วง 135°C-150°C ใช้เวลาเพียง 2-5 วินาทีเพื่อทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย เครื่องนี้มักถูกใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น การผลิตนม น้ำผลไม้ และอาหารเหลวต่าง ๆ เพื่อเพิ่มอายุการเก็บรักษาโดยไม่ต้องใช้น้ำแข็งหรือการแช่เย็น
หลักการทำงานของเครื่อง UHT
- การเตรียมผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์อาหารเหลวจะถูกเตรียมในสภาวะปลอดเชื้อ ก่อนจะถูกป้อนเข้าสู่ระบบของเครื่อง UHT
- การทำความร้อน ผลิตภัณฑ์จะถูกอัดฉีดด้วยความร้อนที่สูงมากภายในระยะเวลาสั้น ซึ่งทำให้สามารถทำลายจุลินทรีย์อันตราย เช่น เชื้อแบคทีเรียและจุลชีพต่าง ๆ ได้โดยไม่ทำลายคุณภาพของอาหาร
- การระบายความร้อน หลังจากผ่านกระบวนการทำความร้อน ผลิตภัณฑ์จะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ยังคงความสดใหม่ และไม่เกิดการเสื่อมสภาพจากความร้อน
- การบรรจุปลอดเชื้อ เมื่อทำความร้อนและระบายความร้อนเสร็จสิ้น ผลิตภัณฑ์จะถูกบรรจุลงในบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดเชื้อเพื่อให้สามารถเก็บรักษาได้นานโดยไม่ต้องใช้สารกันบูด
ส่วนประกอบหลักของเครื่อง UHT
- เครื่องทำความร้อน (Heater) ใช้ในการอัดฉีดความร้อนเข้าสู่ผลิตภัณฑ์
- ระบบควบคุมอุณหภูมิ ใช้ในการตรวจสอบและควบคุมอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์เพื่อให้การฆ่าเชื้อเป็นไปตามมาตรฐาน
- เครื่องระบายความร้อน (Cooler) ใช้เพื่อลดอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์หลังจากกระบวนการทำความร้อนเสร็จสิ้น
- ระบบบรรจุปลอดเชื้อ (Aseptic Packaging) ใช้ในการบรรจุผลิตภัณฑ์ในบรรจุภัณฑ์ปลอดเชื้อเพื่อลดการปนเปื้อน
ตัวอย่างการผลิตด้วยเครื่อง UHT
ผลิตภัณฑ์ที่นิยมใช้เครื่อง UHT ได้แก่
- นม UHT นมที่ผ่านกระบวนการนี้สามารถเก็บได้ 6-12 เดือนในอุณหภูมิห้อง
- น้ำผลไม้ UHT ใช้ในน้ำผลไม้หลากหลายชนิด เช่น น้ำส้ม และน้ำแอปเปิ้ล
- ซุปและซอส ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการเก็บรักษาโดยไม่ต้องแช่เย็น สามารถเก็บได้นานถึง 1 ปี
ราคาเครื่อง UHT
ราคาของเครื่อง UHT มีความแตกต่างตามขนาดและความสามารถในการผลิต โดยเริ่มต้นตั้งแต่ 1 ล้านบาท จนถึง 20 ล้านบาท ขึ้นไป ขึ้นอยู่กับความจุของเครื่องและความซับซ้อนของระบบบรรจุปลอดเชื้อ สำหรับการผลิตในระดับโรงงานขนาดเล็ก อาจใช้เครื่องที่มีราคาประมาณ 2-5 ล้านบาท ในขณะที่โรงงานขนาดใหญ่ที่ต้องการการผลิตปริมาณสูงอาจใช้เครื่องที่มีราคาสูงกว่า 10 ล้านบาท
ข้อดีและข้อเสียของเครื่อง UHT
ข้อดีของเครื่อง UHT
- อายุการเก็บรักษายาวนาน อาหารที่ผ่านกระบวนการ UHT สามารถเก็บรักษาได้เป็นเวลาหลายเดือนโดยไม่ต้องแช่เย็น
- คงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ กระบวนการทำความร้อนที่รวดเร็วช่วยรักษาคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร
- ลดการใช้สารกันบูด กระบวนการนี้ทำให้ไม่ต้องใช้สารกันบูดในอาหาร เนื่องจากการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสามารถทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายได้ทั้งหมด
- สะดวกในการจัดเก็บและขนส่ง ผลิตภัณฑ์สามารถเก็บไว้ในอุณหภูมิห้องได้ ทำให้สะดวกต่อการขนส่งและการจัดเก็บ
ข้อเสียของเครื่อง UHT
- การลงทุนสูง เครื่อง UHT มีราคาสูง เนื่องจากเทคโนโลยีและระบบควบคุมที่ซับซ้อน
- ผลกระทบต่อรสชาติและเนื้อสัมผัส แม้ว่าคุณค่าทางโภชนาการจะยังคงอยู่ แต่การทำความร้อนที่อุณหภูมิสูงอาจทำให้รสชาติหรือเนื้อสัมผัสของอาหารเปลี่ยนไปเล็กน้อย
- ไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์บางชนิด ผลิตภัณฑ์บางประเภทที่ไวต่อความร้อนอาจไม่เหมาะสมกับกระบวนการ UHT เนื่องจากอาจทำให้คุณภาพลดลง
การเลือกเครื่อง UHT
- ชนิดของผลิตภัณฑ์ การเลือกเครื่อง UHT ต้องพิจารณาตามชนิดของอาหารเหลวที่ต้องการฆ่าเชื้อ เช่น นม น้ำผลไม้ หรือซุป
- ขนาดและกำลังการผลิต ขนาดของเครื่องและความสามารถในการผลิตต้องตรงกับปริมาณการผลิตในโรงงาน
- การควบคุมอุณหภูมิ ระบบควบคุมอุณหภูมิต้องมีความแม่นยำเพื่อป้องกันการทำลายคุณภาพของอาหาร
- การบำรุงรักษา การดูแลรักษาและความทนทานของเครื่องเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกซื้อ
ประวัติความเป็นมาของเครื่อง UHT
เครื่อง UHT มีรากฐานมาจากกระบวนการพาสเจอร์ไรส์ที่พัฒนาโดย หลุยส์ ปาสเตอร์ นักเคมีชาวฝรั่งเศส ในปี 1864 ซึ่งได้พัฒนากระบวนการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนครั้งแรกเพื่อใช้ในการป้องกันอาหารจากการปนเปื้อนของจุลินทรีย์อันตราย ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 มีการพัฒนาระบบทำความร้อนด้วยอุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อลดระยะเวลาการทำความร้อนโดยไม่ทำลายคุณภาพของผลิตภัณฑ์
กระบวนการ UHT ได้รับการพัฒนาอย่างจริงจังในช่วงปี 1960s เมื่อมีการนำระบบบรรจุปลอดเชื้อ (aseptic packaging) เข้ามาใช้ ซึ่งเป็นการผสานเทคโนโลยีการทำความร้อนสูงพิเศษเข้ากับการบรรจุปลอดเชื้อ เทคโนโลยีนี้ได้รับการยอมรับและใช้งานในระดับอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย จนกลายเป็นมาตรฐานใหม่ในการฆ่าเชื้อและการถนอมอาหาร
เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสูงพิเศษ (Ultra High Temperature หรือ UHT) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการในอุตสาหกรรมอาหารสำหรับการเก็บรักษาอาหารเหลว เช่น นม น้ำผลไม้ และอาหารอื่นๆ ที่ต้องการอายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน โดยยังคงรักษาคุณภาพและคุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ไว้ได้
เครื่อง UHT ใช้กระบวนการฆ่าเชื้อที่ใช้อุณหภูมิสูงประมาณ 135-150°C ในช่วงเวลาสั้น ๆ เพียง 2-5 วินาที เพื่อกำจัดจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย โดยไม่ทำให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมคุณภาพ กระบวนการนี้เริ่มพัฒนาขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แต่เทคโนโลยีนี้เริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอาหารช่วงทศวรรษ 1960s ซึ่งเป็นช่วงที่อุตสาหกรรมการผลิตนมต้องการวิธีการใหม่ในการเพิ่มอายุการเก็บรักษาโดยไม่ต้องใช้น้ำแข็งหรือการแช่เย็น
การพัฒนาของ UHT
ในปี 1960s มีการพัฒนาระบบบรรจุภัณฑ์ปลอดเชื้อ (aseptic packaging) ขึ้นมา ซึ่งทำให้กระบวนการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสูง UHT สามารถใช้งานได้จริงในระดับอุตสาหกรรม ระบบนี้ถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยบริษัท Tetra Pak ของประเทศสวีเดน ซึ่งได้คิดค้นวิธีการบรรจุของเหลวในบรรจุภัณฑ์ปลอดเชื้อที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูง ทำให้นมและอาหารเหลวสามารถเก็บไว้ได้นานหลายเดือนโดยไม่ต้องแช่เย็น
หลังจากการบุกเบิกนี้ เทคโนโลยี UHT ได้ขยายตัวไปสู่การใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารหลายประเภท ทั้งในน้ำนม น้ำผลไม้ ซุป และซอสต่างๆ ความสามารถในการฆ่าเชื้อที่รวดเร็วโดยไม่ทำลายคุณภาพของผลิตภัณฑ์ทำให้กระบวนการนี้ได้รับความนิยมไปทั่วโลก
วิวัฒนาการและการใช้งานในปัจจุบัน
ปัจจุบัน เครื่องฆ่าเชื้อ UHT ได้รับการพัฒนาให้มีความแม่นยำมากขึ้น ด้วยระบบควบคุมอุณหภูมิที่ทันสมัยและกระบวนการบรรจุที่สามารถทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารมีอายุการเก็บรักษานานยิ่งขึ้น นอกจากนี้ เครื่อง UHT ยังได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สามารถใช้งานกับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น นมไขมันต่ำ นมถั่วเหลือง ซุปแบบเข้มข้น และอาหารพร้อมทานต่าง ๆ
ด้วยการพัฒนาและการยอมรับในเทคโนโลยีนี้ เครื่องฆ่าเชื้อ UHT จึงกลายเป็นเครื่องมือสำคัญที่ทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารเหลวสามารถเก็บรักษาได้ยาวนานโดยไม่สูญเสียคุณภาพ อีกทั้งยังเป็นการสนับสนุนให้เกิดการลดใช้สารกันบูดในผลิตภัณฑ์อาหาร
ลักษณะเด่นและส่วนประกอบหลักของเครื่องฆ่าเชื้อ UHT
1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นส่วนสำคัญของเครื่องฆ่าเชื้อ UHT ซึ่งรับผิดชอบในการทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารเหลวที่ไหลผ่านไปมีอุณหภูมิสูงมาก โดยมักประกอบด้วยท่อหลายชั้นหรือแผ่นหลายชั้นที่ผลิตภัณฑ์ไหลผ่านในขณะที่ถูกทำความร้อน
2. การรักษาอุณหภูมิสูงสุด (Ultra-High Temperature Treatment) เครื่องฆ่าเชื้อ UHT ยกระดับอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์อาหารเหลวไปสูงมาก (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 135 ถึง 150 องศาเซลเซียส) เป็นเวลาสั้นๆ (โดยทั่วไปไม่เกินหลายวินาทีถึงหนึ่งนาที) กระบวนการทำความร้อนอย่างรวดเร็วนี้มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย, ยีสต์ และราที่อาจพบในผลิตภัณฑ์
3. ระบบระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (Flash Cooling System) หลังจากกระบวนการรักษาอุณหภูมิสูงสุดแล้ว ผลิตภัณฑ์จำเป็นต้องระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันการทำอาหารเกินและรักษาคุณภาพ จึงมีระบบระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อลดอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ลงต่ำกว่าอุณหภูมิการฆ่าเชื้อ
4. ส่วนที่รักษาสุขอนามุติ (Sterile Holding Section) บางเครื่องฆ่าเชื้อ UHT มีส่วนที่รักษาสุขอนามุติที่เชื้อสามารถอยู่ได้สั้นๆ ก่อนที่จะบรรจุเพื่อให้แน่ใจว่าเชื้อที่เหลืออยู่จะถูกทำลายก่อนการบรรจุและยืดอายุของผลิตภัณฑ์
5. การผสมระบบการบรรจุที่เป็นเอสปทิก (Aseptic Packaging Line Integration) เครื่องฆ่าเชื้อ UHT บ่งบอกไว้ว่าส่วนใหญ่มักจะถูกผสมเข้ากับเส้นการบรรจุที่เป็นเอสปทิก โดยที่ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการฆ่าเชื้อจะถูกบรรจุเข้าสู่วัสดุบรรจุที่มีความสะอาดภายใต้เงื่อนไขเอสปทิกเพื่อป้องกันการติดเชื้ออีกครั้ง
6. ระบบการควบคุมและอัตโนมัติ เครื่องฆ่าเชื้อ UHT รุ่นใหม่มักจะมีระบบการควบคุ
มและอัตโนมัติขั้นสูงซึ่งช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบและปรับค่าต่างๆ เช่น อุณหภูมิ, ความดัน, และอัตราการไหลได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยให้กระบวนการทำงานผลิตภัณฑ์อาหารเหลวเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและเสถียร
7. ระบบทำความสะอาดในที่ (CIP System) เครื่องฆ่าเชื้อ UHT อาจมีระบบ CIP เพื่อทำความสะอาดและฆ่าเชื้อโดยอัตโนมัติบนอุปกรณ์ระหว่างการผลิต ซึ่งช่วยในการรักษาความสะอาดและป้องกันการติดเชื้อข้าม
8. คุณลักษณะด้านความปลอดภัย คุณลักษณะด้านความปลอดภัย เช่น วาล์วปล่อยความดัน, เซนเซอร์อุณหภูมิ, และปุ่มหยุดฉุกเฉิน เข้ารวมอยู่ในเครื่องฆ่าเชื้อ UHT เพื่อให้การทำงานปลอดภัยและป้องกันอุบัติเหตุ
โดยรวมแล้ว เครื่องฆ่าเชื้อ UHT เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มในการขยายอายุอาหารเหลวโดยทำให้เชื้อสามารถถูกกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพพร้อมรักษาคุณค่าโภชนาการและคุณลักษณะทางด้านรสชาติและกลิ่นไว้ในระดับที่ดีที่สุด