ขั้นตอนการผลิตโยเกิร์ตในโรงงาน: กระบวนการอุตสาหกรรม อุปกรณ์ และขั้นตอนการผลิต

ในโรงงาน โยเกิร์ตผลิตโดยการปรับมาตรฐานนม ทำให้เนื้อเนียนสม่ำเสมอและผ่านความร้อน จากนั้นลดอุณหภูมิลงให้เหมาะสมกับการเติมจุลินทรีย์เริ่มต้น แล้วเติมเชื้อจุลินทรีย์ที่ใช้ในการหมัก หมักจนได้ค่าความเป็นกรดตามเป้าหมาย ลดอุณหภูมิอีกครั้ง แล้วบรรจุและเก็บรักษาภายใต้สภาวะที่ควบคุมอย่างเข้มงวด หลักการผลิตที่สำคัญมีความเรียบง่าย คือ การเตรียมนมพื้นฐานที่สม่ำเสมอ การสร้างสภาวะที่ปลอดภัยสำหรับจุลินทรีย์ที่เลือกใช้ การควบคุมการเกิดกรด การรักษาโครงสร้างของโยเกิร์ต และการป้องกันการปนเปื้อนหลังผ่านกระบวนการพาสเจอไรซ์

การจัดวางอุปกรณ์ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์แต่ละชนิด โดยโยเกิร์ตแบบเซ็ตจะใช้ถ้วยบรรจุสำหรับจำหน่ายเป็นภาชนะหมัก ส่วนโยเกิร์ตแบบสติร์เรดจะหมักในถังก่อนทำให้เย็น ผสม และบรรจุ ส่วนโยเกิร์ตแบบดื่มจำเป็นต้องผ่านกระบวนการตีหรือโฮโมเจไนซ์เพิ่มเติมเพื่อลดความหนืด โยเกิร์ตแบบกรีกหรือโยเกิร์ตเข้มข้นต้องใช้เครื่องแยกหรือระบบเมมเบรน ส่วนโยเกิร์ตแบบแอมเบียนต์ต้องผ่านการให้ความร้อนเพิ่มเติมและบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่สะอาดหรือปลอดเชื้อ ด้วยเหตุนี้ โรงงานจึงควรกำหนดประเภทผลิตภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์ก่อนเลือก สายการผลิตโยเกิร์ต .

กระบวนการผลิตโยเกิร์ตเชิงอุตสาหกรรมโดยย่อ

ต่อไปนี้คือลำดับขั้นตอนมาตรฐานสำหรับโยเกิร์ตแบบสติร์เรด ซึ่งเป็นกระบวนการอ้างอิงที่มีประโยชน์มากที่สุดในการทำความเข้าใจสายการผลิตโยเกิร์ตเชิงอุตสาหกรรม

สำหรับโยเกิร์ตแบบเซ็ต ลำดับขั้นตอนจะเปลี่ยนแปลงหลังจากเติมเชื้อจุลินทรีย์: นมที่เติมเชื้อแล้วจะถูกบรรจุลงในภาชนะก่อน แล้วจึงหมักในภาชนะนั้น ทำให้เย็นโดยไม่รบกวนโครงสร้างเจล จากนั้นจึงส่งไปเก็บในคลังเย็น

ขั้นตอนที่ ๑ — การรับนมดิบและการตรวจสอบคุณภาพ

การผลิตเริ่มต้นที่บริเวณรับนม นมที่เข้ามาจะถูกชั่งน้ำหนักหรือวัดปริมาตรด้วยมิเตอร์วัดอัตราการไหล จากนั้นจึงเก็บตัวอย่าง แยกสิ่งสกปรกออก และส่งต่อไปยังถังเก็บเย็น โรงงานโดยทั่วไปจะตรวจสอบอุณหภูมิ กลิ่น และลักษณะภายนอก ความเป็นกรดหรือค่าพีเอช ไขมัน โปรตีน หรือของแข็งรวม ความหนาแน่น คุณภาพจุลินทรีย์ รวมทั้งการมีอยู่ของสารตกค้างจากยาปฏิชีวนะหรือสารเคมีสำหรับทำความสะอาด ชนิดของการทดสอบเพื่อการยอมรับนั้นขึ้นอยู่กับระเบียบข้อบังคับในท้องถิ่นและแผนควบคุมคุณภาพของโรงงาน

ขั้นตอนนี้ส่งผลต่อทั้งแบตช์ จำนวนจุลินทรีย์สูงจะเพิ่มภาระต่อกระบวนการให้ความร้อน ในขณะที่สารตกค้างจากยาปฏิชีวนะอาจยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ที่ใช้ในการหมัก ทำให้การหมักช้าลงหรือล้มเหลว ดังนั้น นมดิบจึงควรเคลื่อนผ่านเส้นทางที่ปิดสนิทและมีความสะอาดสูง และใช้เวลาให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ระหว่างการรับนม การทำให้เย็น และการแปรรูป

อุปกรณ์ทั่วไปประกอบด้วยสถานีรับนม เครื่องกรองแบบสุขาภิบาลหรือเครื่องแยกตะกอน จุดเก็บตัวอย่าง มิเตอร์วัดอัตราการไหลหรือระบบชั่งน้ำหนัก ปั๊มส่งผ่าน ถังเก็บนมเย็น และเครื่องมือห้องปฏิบัติการ

ขั้นตอนที่ 2 — การปรับมาตรฐานนมและการผสมส่วนประกอบ

การปรับมาตรฐานช่วยให้แต่ละแบตช์มีองค์ประกอบตามที่ตั้งใจไว้ สามารถใช้เครื่องแยกครีมและระบบปรับมาตรฐานแบบต่อเนื่องเพื่อปรับระดับไขมันได้ อาจเพิ่มโปรตีนและของแข็งรวมโดยใช้ผงนมพร่องมันเนย ผงโปรตีนจากนม การระเหย หรือการเข้มข้นด้วยเมมเบรน การเพิ่มของแข็งในนมให้สูงขึ้นอาจช่วยเสริมเนื้อสัมผัสและลดการแยกตัวของซีรัม แต่หากของแข็งมีมากเกินไปหรือผงไม่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ อาจทำให้ผลิตภัณฑ์มีลักษณะฝืดหรือหยาบกร้าน

อาจผสมน้ำตาล สารคงรูป หรือส่วนประกอบที่ได้รับอนุญาตอื่นๆ ลงในฐานนมตามสูตรที่กำหนด ผงต่างๆ ควรกระจายตัวให้สม่ำเสมอภายใต้อุณหภูมิที่ควบคุมและแรงคนที่เหมาะสม การใช้เครื่องผสมแบบแรงเฉือนสูง หน่วยป้อนผง หรือถังผสมแบบหมุนเวียนสามารถลดระยะเวลาในการไฮเดรตและลดการเกิดก้อนได้ หากการเติมผงทำให้มีอากาศเข้าไปมากเกินไป อาจใช้การกำจัดอากาศด้วยสุญญากาศก่อนขั้นตอนการโฮโมจีไนเซชัน

การเปลี่ยนแปลงสูตรต้องตรวจสอบให้สอดคล้องกับกฎระเบียบการติดฉลากในท้องถิ่น นอกจากนี้ยังอาจส่งผลต่อกระบวนการหมักได้ เช่น ความเข้มข้นของน้ำตาลสูงในนมก่อนการเพาะเชื้ออาจทำให้กิจกรรมของจุลินทรีย์ช้าลง ดังนั้น สูตรการผลิตจึงควรพัฒนาควบคู่ไปกับการตั้งค่ากระบวนการ แทนที่จะพิจารณาเป็นการตัดสินใจแยกต่างหาก

ขั้นตอนที่ 3 — การทำให้เนื้อสม่ำเสมอ

การทำให้เนื้อสม่ำเสมอคือการบีบนมที่อุ่นผ่านวาล์วแคบภายใต้แรงดันสูง ซึ่งจะทำให้อนุภาคไขมันขนาดใหญ่แตกตัวเป็นอนุภาคเล็กลงและกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอมากขึ้น วิธีนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดชั้นครีมผิว และส่งผลให้โยเกิร์ตมีเนื้อสัมผัสเรียบเนียนและคงตัวมากยิ่งขึ้น

ช่วงค่าเริ่มต้นที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมสำหรับนมที่ใช้ผลิตโยเกิร์ตคือ 200–250 บาร์ ที่อุณหภูมิประมาณ 65–70 องศาเซลเซียส สามารถใช้การทำให้เนื้อสม่ำเสมอแบบหนึ่งขั้นตอนหรือสองขั้นตอนได้ ขึ้นอยู่กับปริมาณไขมัน ของแข็งทั้งหมด สารคงตัว และเนื้อสัมผัสที่ต้องการ แรงดันที่เหมาะสมไม่ใช่แรงดันสูงสุดเท่าที่จะทำได้เท่านั้น เพราะการใช้แรงดันสูงเกินไปอาจเพิ่มต้นทุน และอาจไม่เหมาะกับสูตรทุกชนิด โปรดดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ เครื่องโฮโมจีไนเซอร์นม การจัดวางโครงสร้างเมื่อวางแผนส่วนนี้ของสายการผลิต

ความจุของเครื่องทำให้เนื้อสม่ำเสมอควรสอดคล้องกับอัตราการไหลของเครื่องพาสเจอร์ไรซ์ ความมั่นคงของแรงดัน สภาพของวาล์ว อุณหภูมิของวัตถุดิบที่ป้อนเข้า และการกำจัดอากาศจากขั้นตอนก่อนหน้า ล้วนมีผลต่อผลลัพธ์ที่ได้

ขั้นตอนที่ 4 — การพาสเจอร์ไรซ์

นมสำหรับผลิตโยเกิร์ตมักผ่านการให้ความร้อนอย่างเข้มข้นกว่าการพาสเจอร์ไรซ์นมดื่มทั่วไป โดยวัตถุประสงค์ไม่ใช่เพียงเพื่อลดจุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์เท่านั้น แต่ยังเพื่อทำให้โปรตีนในเวย์เสียโครงสร้าง (denature) ด้วย เพื่อให้โปรตีนเหล่านั้นสามารถโต้ตอบกับเคซีนและช่วยสร้างเจลที่แข็งแรงและคงตัวมากยิ่งขึ้น

สภาวะอ้างอิงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ 90–95 องศาเซลเซียส ค้างไว้ประมาณ 5 นาที นอกจากนี้ อาจเลือกใช้คู่ค่าเวลา–อุณหภูมิอื่นที่ผ่านการตรวจสอบแล้วว่าเหมาะสมกับสูตรเฉพาะและโรงงานนั้นๆ ได้ ทั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น (plate heat exchanger) หรือแบบท่อ (tubular heat exchanger) ล้วนสามารถใช้งานได้ โดยส่วนที่ใช้ค้างความร้อนต้องออกแบบให้มีขนาดเหมาะสมกับระยะเวลาที่ต้องการคงสภาพ และควบคุมอุณหภูมิโดยอัตโนมัติ เพื่อป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการพาสเจอร์ไรซ์ไม่เพียงพอเคลื่อนผ่านไปยังขั้นตอนถัดไป

โปรแกรมการให้ความร้อนต้องได้รับการตรวจสอบความถูกต้องสำหรับผลิตภัณฑ์จริง อัตราการไหล กฎระเบียบด้านความปลอดภัยของอาหารในท้องถิ่น และอุปกรณ์ การเรียกการให้ความร้อนทุกแบบว่า "พาสเจอไรเซชัน" อาจซ่อนปัญหาการออกแบบที่สำคัญ: การให้ความร้อนแก่นมสำหรับโยเกิร์ตนั้นเลือกมาเพื่อควบคุมจุลินทรีย์และพัฒนาเนื้อสัมผัสทั้งสองประการ เครื่องพาสเจอร์ไรซ์นม  จึงจำเป็นต้องเลือกอุปกรณ์ให้สอดคล้องกับอุณหภูมิที่ต้องการ เวลาในการคงอุณหภูมิ ความหนืด และกำลังการผลิตของสายการผลิต

ขั้นตอนที่ 5 — การทำให้เย็นลงและการเติมเชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้น

หลังจากผ่านกระบวนการให้ความร้อนแล้ว นมจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเพาะเชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้น สำหรับเชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้นแบบเทอร์โมฟิลิกที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตโยเกิร์ต อุณหภูมินี้มักอยู่ที่ประมาณ 40–45°C ข้อมูลจำเพาะจากผู้จัดจำหน่ายเชื้อจุลินทรีย์ควรกำหนดค่าอุณหภูมิสุดท้ายที่แน่นอน

เพิ่มวัฒนธรรมเริ่มต้นภายใต้สภาวะที่สะอาด ไม่ว่าจะโดยการเติมลงในถังหมักโดยตรง หรือผ่านระบบไหลต่อเนื่องขณะนมไหลเข้าสู่ถังหมัก วัฒนธรรมต้องกระจายอย่างสม่ำเสมอ โดยไม่นำเชื้อปนเปื้อนหรืออากาศส่วนเกินเข้าไปด้วย วัฒนธรรมแบบแช่แข็งสำหรับใช้ในถังหมักโดยตรง (direct-vat-set) หรือวัฒนธรรมแบบแห้งเย็น (freeze-dried) เป็นที่นิยมในกระบวนการผลิตเชิงอุตสาหกรรม แต่ปริมาณที่ใช้และวิธีจัดการขึ้นอยู่กับคำแนะนำของผู้จัดจำหน่ายแต่ละราย

ทุกสิ่งที่อยู่หลังขั้นตอนพาสเจอร์ไรเซชันจัดเป็นโซนที่ต้องรักษาความสะอาดสูงมาก วาล์วแบบสุขาภิบาล การถ่ายโอนแบบปิดสนิท ช่องระบายอากาศของถังที่มีตัวกรอง การปฏิบัติงานที่สะอาดของผู้ปฏิบัติงาน และรอบการทำความสะอาดแบบ CIP ที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว ล้วนจำเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะไม่มีขั้นตอนทำลายจุลินทรีย์ใดๆ เพิ่มเติมหลังจากนี้สำหรับโยเกิร์ตที่เก็บเย็น

ขั้นตอนที่ 6 — การหมัก

ระหว่างการหมัก สเตรปโตคอคคัส เทอร์โมฟิลัส และ แลคโตบาซิลลัส เดลบรูคิอิ ย่อยพันธุ์ บูลการิกัส เปลี่ยนแลคโตสบางส่วนในนมให้กลายเป็นกรดแลคติก เมื่อค่า pH ลดลง เครือข่ายเคซีนจะเริ่มก่อตัว และนมจะเปลี่ยนสภาพเป็นเจลโยเกิร์ต

สำหรับโยเกิร์ตแบบคน ช่วงอุณหภูมิเริ่มต้นที่เหมาะสมคือ

• อุณหภูมิ: ประมาณ 42–43 องศาเซลเซียส
• เวลา: ประมาณ 4–5 ชั่วโมง
• จุดสิ้นสุด: โดยทั่วไปอยู่ที่ค่า pH 4.2–4.5

ตัวเลขเหล่านี้ไม่ใช่ข้อกำหนดที่ใช้ได้ทั่วไป สายพันธุ์จุลินทรีย์ ปริมาณการเพาะเชื้อ องค์ประกอบของนม ระดับน้ำตาล ขนาดถัง การให้ความร้อนก่อนหมัก และรสชาติที่ต้องการ ล้วนส่งผลต่อเส้นโค้งการหมักได้ทั้งสิ้น ผู้ปฏิบัติงานควรติดตามการเปลี่ยนแปลงของค่า pH เวลา และอุณหภูมิร่วมกัน แทนที่จะพึ่งแต่ตัวจับเวลาเพียงอย่างเดียว

เมื่อถึงค่า pH เป้าหมายที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ควรเริ่มกระบวนการลดอุณหภูมิทันที การรอช้าจะทำให้เกิดการเป็นกรดต่อเนื่องหลังการหมัก ส่งผลให้รสชาติเปรี้ยวจัดขึ้น และอาจทำให้โครงสร้างเจลแข็งกระด้างพร้อมแยกซีรัมมากขึ้น ถังหมักแบบอุตสาหกรรม  ถังหมักโยเกิร์ต ควรมีระบบควบคุมการให้ความร้อนและการลดอุณหภูมิอย่างแม่นยำ มีการคนอย่างเหมาะสม มีช่องระบายอากาศที่สะอาดตามหลักสุขอนามัย และสามารถเข้าถึงเพื่อทำความสะอาดด้วยระบบ CIP ได้

ขั้นตอนที่ 7 — การลดอุณหภูมิและการควบคุมเนื้อสัมผัส

การลดอุณหภูมิช่วยชะลอการทำงานของจุลินทรีย์และกำหนดเนื้อสัมผัสสุดท้ายของผลิตภัณฑ์ สำหรับโยเกิร์ตแบบคน โครงสร้างเจลจะถูกทำลายอย่างเบามือขณะที่ผลิตภัณฑ์ไหลออกจากถังหมัก ผลิตภัณฑ์อาจผ่านอุปกรณ์ปรับเนื้อสัมผัส จากนั้นผ่านเครื่องทำความเย็นแบบแผ่นหรือแบบท่อ ก่อนเข้าสู่ถังพัก

ขั้นตอนการระบายความร้อนขั้นแรกมักทำให้โยเกิร์ตที่ผ่านการคนแล้วลดอุณหภูมิลงเหลือประมาณ 15–22°C เพื่อการจัดการและบรรจุภัณฑ์ ตามด้วยการระบายความร้อนขั้นสุดท้ายในบรรจุภัณฑ์จนเหลือประมาณ 2–6°C โดยขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์และกฎระเบียบในท้องถิ่น ควรเลือกปั๊ม เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ วาล์ว ข้อต่อโค้ง แรงดันตกคร่อมเครื่องระบายความร้อน ความเร็วในการคน และระยะเวลาพักในถังสำรองให้เหมาะสม เพื่อจำกัดแรงเฉือน

หากแรงเฉือนต่ำเกินไปอาจทำให้เจลไม่สม่ำเสมอ แต่หากแรงเฉือนสูงเกินไปอาจลดความหนืดอย่างถาวรและเร่งการแยกซีรัม ดังนั้น การควบคุมเนื้อสัมผัสจึงเป็นประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบสายการผลิต ไม่ใช่เพียงแค่สูตรผลิตภัณฑ์เท่านั้น

ขั้นตอนที่ 8 — การเติมผลไม้และสารแต่งกลิ่นรส

โดยทั่วไปจะวัดปริมาณส่วนผสมผลไม้ น้ำเชื่อม สารแต่งกลิ่นรส สี หรือส่วนผสมอื่นที่ได้รับอนุญาตใส่ลงในโยเกิร์ตที่ผ่านการคนแล้วหลังการระบายความร้อนขั้นต้นและก่อนการบรรจุภัณฑ์ ปั๊มจ่ายสารแบบซิงโครไนซ์และเครื่องผสมแบบคงที่หรือแบบหมุนเวียนที่ผ่านการฆ่าเชื้ออย่างเหมาะสม จะช่วยรักษสัดส่วนระหว่างผลไม้ต่อยอเกิร์ตตามที่ระบุไว้ โดยไม่ทำให้โครงสร้างเจลเสียหายจากการคนมากเกินไป

การเตรียมผลไม้เป็นแหล่งเสี่ยงหลักต่อการปนเปื้อน เนื่องจากผลไม้จะถูกเติมเข้าไปหลังขั้นตอนการให้ความร้อนกับนม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีข้อกำหนดด้านจุลชีววิทยาที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว และต้องผ่านกระบวนการให้ความร้อน การบรรจุหีบห่อ การเก็บรักษา และขั้นตอนการเชื่อมต่อที่เหมาะสม ทั้งผลไม้ทั้งลูกหรือชิ้นส่วนของผลไม้ยังส่งผลต่อการเลือกปั๊ม ขนาดช่องทางของวาล์ว เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลำเลียง วิธีการผสม และการออกแบบเครื่องบรรจุ

สำหรับโยเกิร์ตแบบมีผลไม้ที่ก้นถ้วย ผลไม้อาจถูกใส่ลงในถ้วยก่อนที่นมที่ผ่านการเพาะเชื้อแล้วจะถูกบรรจุ สารส่วนผสมที่มีค่า pH ต่ำต้องไม่รบกวนกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่ใช้ในการหมัก หรือทำให้โครงสร้างเจลอ่อนแอลง

ขั้นตอนที่ 9 — การบรรจุและการหีบห่อ

เครื่องบรรจุจะแบ่งสัดส่วนผลิตภัณฑ์ลงในถ้วย ขวด ซอง หรือกล่อง จากนั้นปิดแต่ละบรรจุภัณฑ์ด้วยฝา ฟอยล์ ฝาปิด หรือรอยปิดผนึก นอกจากนี้ยังอาจพิมพ์รหัสวันที่ และรองรับขั้นตอนต่อเนื่อง เช่น การตรวจสอบคุณภาพ การติดฉลาก การหุ้มด้วยปลอกหุ้ม (sleeving) การจัดเรียงลงกล่อง และการจัดวางบนพาเลท

การบรรจุเป็นหนึ่งในจุดที่มีความเสี่ยงสูงที่สุดต่อการปนเปื้อนหลังพาสเจอร์ไรซ์ การเครื่องบรรจุควรออกแบบให้มีทางเดินของผลิตภัณฑ์ที่ถูกสุขลักษณะ มีหัวจ่ายที่สามารถทำความสะอาดได้ มีการควบคุมการจัดการบรรจุภัณฑ์อย่างเหมาะสม และมีแนวคิดด้านการทำความสะอาดที่สอดคล้องกับอายุการเก็บรักษาที่ตั้งเป้าไว้ ความแม่นยำในการบรรจุ ความสมบูรณ์ของการปิดผนึก ปริมาตรช่องว่างเหนือผิวของผลิตภัณฑ์ (headspace) อุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ และความสะอาดของบรรจุภัณฑ์ ควรตรวจสอบระหว่างกระบวนการผลิต

ความสามารถในการบรรจุรวมทั้งหมดควรสอดคล้องกับขนาดของแบตช์ที่ผลิตก่อนหน้าและตารางเวลาการหมัก หากโยเกิร์ตต้องรออยู่ในถังพักนานเกินไป ความหนืดและรสชาติอาจเปลี่ยนแปลงไป และการแยกตัวของน้ำเวย์อาจเพิ่มขึ้น

ขั้นตอนที่ ๑๐ — การเก็บเย็น

หลังการบรรจุ โยเกิร์ตที่ต้องเก็บเย็นจะถูกส่งไปยังห้องเก็บเย็นเพื่อให้การระบายความร้อนเสร็จสมบูรณ์และทำให้โครงสร้างคงตัว ค่าเป้าหมายทั่วไปสำหรับอุณหภูมิการเก็บเย็นคือประมาณ 2–6°C แต่ข้อกำหนดตามกฎหมายและข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์มีผลเหนือกว่า ห้องเก็บเย็นควรมีระบบไหลเวียนอากาศอย่างสม่ำเสมอ มีการตรวจสอบอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง ระบุหมายเลขล็อตได้ชัดเจน และรองรับการหมุนเวียนสินค้าแบบเข้าก่อนออกก่อน (first-in/first-out)

ห่วงโซ่ความเย็นยังคงดำเนินต่อเนื่องระหว่างการบรรจุ การขนส่ง การกระจายสินค้า และการจัดจำหน่าย ระยะเวลาที่สินค้าสามารถเก็บรักษาได้ไม่สามารถกำหนดได้จากอุณหภูมิในการแปรรูปเพียงค่าเดียว แต่ต้องกำหนดโดยโปรแกรมที่ผ่านการตรวจสอบและยืนยันแล้ว ซึ่งครอบคลุมผลิตภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ สุขอนามัย และการจัดเก็บ

อุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับโรงงานผลิตโยเกิร์ต

โรงงานผลิตโยเกิร์ตแบบครบวงจรโดยทั่วไปจะรวมระบบที่สำคัญต่อไปนี้เข้าด้วยกัน

อุปกรณ์	ปฏิบัติหน้าที่หลัก	จุดสำคัญที่ต้องพิจารณาในการเลือกอุปกรณ์
ระบบรับนมและถังเก็บนม	ทำหน้าที่รับ แยกสิ่งสกปรก กรอง ทำให้เย็น และเก็บนมดิบ	ปริมาณการรับต่อวัน เวลาในการเก็บรักษา ความสามารถในการทำความเย็น การคนนม การควบคุมระดับของเหลว
ถังผสม	ละลายผงและผสมส่วนประกอบต่าง ๆ	ชนิดของผง ความหนืด การให้ความร้อน แรงเฉือน การไหลเวียนซ้ำ และการกำจัดอากาศ
โฮโมจีไนเซอร์	ลดขนาดของเม็ดไขมันและเพิ่มความเสถียรของผลิตภัณฑ์	อัตราการไหล ความดันในการทำงาน จำนวนขั้นตอน อุณหภูมิของวัตถุดิบ
เครื่องพาสเจอร์ไรซ์ / หน่วยให้ความร้อนสำหรับโยเกิร์ตและนม	ให้โปรแกรมการให้ความร้อนและการคงอุณหภูมิที่ผ่านการรับรองแล้ว	ความหนืดของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิ เวลาในการคงอุณหภูมิ การกู้คืนความร้อน การควบคุมอัตโนมัติ
ถังหมัก	รักษาเงื่อนไขการเพาะเชื้อและการหมัก	ขนาดของแต่ละรอบการผลิต ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ การคน ระบบวัดค่าพีเอช การระบายอากาศแบบสุขอนามัย
ระบบเย็น	ยับยั้งการสร้างกรดและควบคุมเนื้อสัมผัส	ความหนืดของผลิตภัณฑ์ อัตราการลดอุณหภูมิ การลดความดัน กำลังการผลิตน้ำเย็น
ระบบจ่ายผลไม้และผสม	เติมผลไม้หรือสารแต่งกลิ่นอย่างสม่ำเสมอ	ความแม่นยำในการจ่ายสาร ขนาดของอนุภาค แรงเฉือน การเชื่อมต่อแบบสุขอนามัย
เครื่องเติมและปิด	แบ่งส่วนและปิดผนึกบรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้าย	ถ้วย/ขวด/กล่อง ช่วงปริมาตร ส่วนผสมที่ใส่ได้ ระดับสุขอนามัย อัตราการผลิต
ระบบ cip	ทำความสะอาดถัง ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และวงจรการบรรจุ	การออกแบบวงจร การกู้คืนสารเคมี อุณหภูมิ ความเร็วของการไหล การตรวจสอบและรับรอง

อุปกรณ์สนับสนุนอาจรวมถึงเครื่องแยกครีม เครื่องกำจัดอากาศ เครื่องสูบและวาล์วแบบสุขอนามัย หม้อไอน้ำหรือระบบจ่ายน้ำร้อน น้ำเย็นหรือน้ำยาโกลิค ลมอัด ระบบบำบัดน้ำสำหรับกระบวนการ ระบบควบคุมไฟฟ้า ห้องปฏิบัติการ และระบบทำความเย็นสำหรับการเก็บรักษาในที่เย็น

การตั้งค่าการผลิตโยเกิร์ตแบบแข็งตัวกับโยเกิร์ตแบบคน

ผลิตภัณฑ์ทั้งสองชนิดใช้ขั้นตอนการเตรียมนมที่คล้ายกัน แต่ตำแหน่งของการหมักจะส่งผลต่อสายการผลิตขั้นตอนต่อไป

ปัจจัย	โยเกิร์ตแบบแข็งตัว	โยเกิร์ตแบบคน
สถานที่หมัก	ภายในบรรจุภัณฑ์สำหรับจำหน่ายปลีก	ในถังหมักแบบฉนวนกันความร้อน
ลำดับขั้นตอนหลังการเพาะเชื้อ	บรรจุ → หมัก → เย็นลง → เก็บเย็น	หมัก → ทำลายเจลอย่างเบามือ → เย็นลง → เติมผลไม้ → บรรจุ → เก็บเย็น
การจัดการเจล	บรรจุภัณฑ์คงอยู่นิ่งขณะที่เจลกำลังก่อตัว	เจลได้รับการจัดการด้วยเครื่องจักรหลังการหมัก
อุปกรณ์เสริมที่สำคัญ	การเติมวัฒนธรรมอย่างแม่นยำ เครื่องบรรจุลงถ้วย ห้องเพาะเลี้ยง ช่องหรือห้องระบายความร้อน	ถังหมัก ปั๊มถ่ายโอนแบบนุ่มนวล เครื่องทำให้เย็น อุปกรณ์ควบคุมเนื้อสัมผัส ถังพักชั่วคราว
ความเสี่ยงหลักด้านการออกแบบ	การสั่นสะเทือนหรือการเคลื่อนไหวระหว่างการก่อตัวของเจล	แรงเฉือนมากเกินไปและเวลาที่เก็บในถังพักนานเกินไป
รูปแบบผลไม้	มักเป็นผลไม้อยู่ด้านล่างของถ้วย หรือเติมสารแต่งรสก่อนบรรจุ	มักผสมผลไม้แบบออนไลน์ก่อนบรรจุ

หากโรงงานแห่งหนึ่งจะผลิตทั้งสองประเภท อาจใช้อุปกรณ์เตรียมนมร่วมกันได้ แต่ระบบการแยกสายการผลิตหลังจากนั้น การจัดตารางการหมัก การจัดการบรรจุภัณฑ์ และความสามารถในการระบายความร้อน ต้องออกแบบให้รองรับกระบวนการทั้งสองแบบ

พารามิเตอร์กระบวนการหลัก

ตารางด้านล่างให้จุดเริ่มต้นด้านวิศวกรรม ไม่ใช่ข้อกำหนดการผลิตขั้นสุดท้าย

พารามิเตอร์	ช่วงอ้างอิงทั่วไป	เหตุ ใด จึง สําคัญ
การให้ความร้อนกับโยเกิร์ตและนม	90–95°ซ., ประมาณ 5 นาที	การควบคุมจุลินทรีย์และการทำให้โปรตีนในเวย์เสียโครงสร้างเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของเจล
การผสมให้สม่ำเสมอ	200–250 บาร์ ที่อุณหภูมิประมาณ 65–70°ซ.	การกระจายตัวของไขมัน ความคงตัวของครีม ความรู้สึกในปาก และความหนืด
อุณหภูมิของการเพาะเชื้อ / การหมัก	โดยทั่วไปอยู่ที่ 40–45°ซ.; มักใช้ 42–43°ซ. สำหรับวัฒนธรรมเทอร์โมฟิลิกแบบดั้งเดิม	อัตราการเจริญเติบโตของวัฒนธรรม รสชาติ และระยะเวลาการผลิตแต่ละรอบ
ระยะเวลาการหมัก	มักใช้เวลา 4–5 ชั่วโมงสำหรับโยเกิร์ตแบบคน	ขึ้นอยู่กับเชื้อจุลินทรีย์ สูตร และอัตราการเพาะเชื้ออย่างมาก
ค่าพีเอชเป้าหมาย	โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 4.2–4.5	รสชาติ การก่อตัวของเจล และจุดเริ่มต้นของการทำให้เย็น
ขั้นตอนการทำให้เย็นเริ่มต้นสำหรับโยเกิร์ตแบบคน	ประมาณ 15–22 องศาเซลเซียส	ชะลอการเกิดกรด ขณะเดียวกันก็ควบคุมการจัดการและการบรรจุได้อย่างเหมาะสม
การเก็บรักษาสุดท้ายในตู้เย็น	ประมาณ 2–6 องศาเซลเซียส	จำกัดการเป็นกรดหลังกระบวนการและช่วยยืดอายุการเก็บรักษาในตู้เย็น

ควรยืนยันค่าที่ตั้งไว้แต่ละค่าผ่านการทดลองจริงและการตรวจสอบการควบคุมอันตรายสำหรับนม จุลินทรีย์หมัก สารเติมแต่ง บรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์ และข้อบังคับท้องถิ่นที่ใช้งานจริง

ปัญหาทั่วไปในการผลิตโยเกิร์ต

โยเกิร์ตมีความข้นน้อยเกินไป

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่ โปรตีนหรือของแข็งรวมต่ำ การให้ความร้อนนมสำหรับทำโยเกิร์ตไม่เพียงพอ การแยกเนื้อแบบไม่เหมาะสม จุลินทรีย์หมักอ่อนแอหรือจัดการไม่ดี การหมักไม่สมบูรณ์ หรือแรงเฉือนมากเกินไปหลังจากเจลก่อตัวแล้ว ควรทบทวนองค์ประกอบวัตถุดิบ เวลาที่แท้จริงที่คงอุณหภูมิไว้ ลักษณะเส้นโค้งการหมัก และการลดแรงดันก่อนหน้าขั้นตอนต่อเนื่อง แทนที่จะเพิ่มสารคงตัวโดยไม่พิจารณาสาเหตุอย่างละเอียด

เกิดการแยกน้ำส้มสายชู (whey) ออก

ปรากฏการณ์ซินเนอรีซิส (syneresis) อาจเกิดจากของแข็งต่ำ การให้ความร้อนไม่เสถียร การเป็นกรดมากเกินไป การสูบผ่านปั๊มอย่างรุนแรง การสั่นสะเทือนระหว่างการบ่มโยเกิร์ตแบบตั้ง (set-yogurt) การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือการเลือกสารคงตัวไม่ตรงกับความต้องการ ควรระบุตำแหน่งที่การแยกเริ่มเกิดขึ้นครั้งแรก—เช่น ในถัง บนเครื่องบรรจุ ภายในบรรจุภัณฑ์ หรือระหว่างการทดสอบอายุการเก็บรักษา—เพื่อแคบขอบเขตสาเหตุ

เนื้อสัมผัสหยาบกร้าน

ความหยาบกร้านอาจเกิดจากผงที่ไม่ดูดซับน้ำได้ดีพอ ความไม่สมดุลของโปรตีน ของแข็งมากเกินไป การทำให้เป็นกรดเร็วเกินไป การร้อนจัดบริเวณใดบริเวณหนึ่ง การใช้สารคงรูปผิดวิธี หรือการจัดการเจลแบบหยาบกระด้าง ควรตรวจสอบการกระจายตัวของส่วนผสม ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ และกระบวนการหมัก

ระดับความเป็นกรดเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละรอบการผลิต

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่ องค์ประกอบของนมที่แปรผัน ปริมาณเชื้อจุลินทรีย์ที่ใช้ ช่วงอุณหภูมิในการเพาะเชื้อ อุณหภูมิภายในถังหมัก สารตกค้างจากยาปฏิชีวนะ ปัญหาจากแบคทีเรียโฟจ หรือการคนไม่สม่ำเสมอ รวมทั้งการลดอุณหภูมิช้าเกินไป กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า pH กับเวลาที่บันทึกไว้มีประโยชน์มากกว่าการวัดค่า pH เพียงจุดเดียวตอนสิ้นสุดกระบวนการ

พบการปนเปื้อนจากยีสต์ รา หรือแบคทีเรีย

ควรตรวจสอบการควบคุมวัตถุดิบ ประสิทธิภาพของการทำความสะอาดด้วยระบบ CIP การยืนยันผลหลังล้าง ช่องระบายอากาศของถัง ซีลและส่วนที่น้ำไหลผ่านไม่สะดวก (dead legs) ขั้นตอนการเตรียมผลไม้ การฆ่าเชื้อเครื่องบรรจุ การรักษาสุขอนามัยของบรรจุภัณฑ์ วิธีปฏิบัติของผู้ปฏิบัติงาน และบันทึกการควบคุมอุณหภูมิในห่วงโซ่เย็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งขั้นตอนการเติมผลไม้และการบรรจุ ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการให้ความร้อนนมแล้ว

วิธีเลือกสายการผลิตโยเกิร์ต

เริ่มต้นด้วยข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่รายการเครื่องจักร ผู้จัดจำหน่ายจำเป็นต้องมีข้อมูลต่อไปนี้เพื่อกำหนดขนาดและจัดวางสายการผลิตให้เหมาะสม:

1. ความจุ: ปริมาณที่ต้องการต่อชั่วโมง (ลิตร/ชม.), ขนาดของแต่ละแบตช์, ผลผลิตต่อวัน, จำนวนกะการทำงาน และแผนการขยายกำลังการผลิตในอนาคต
2. ประเภทสินค้า: ผลิตภัณฑ์แบบเซ็ต, กวน, เครื่องดื่ม, แบบกรีก, พรีไบโอติก, ผสมผลไม้ หรือแบบพาสเจอไรซ์สำหรับเก็บที่อุณหภูมิห้อง
3. วัตถุดิบ: นมวัว นมแพะ หรือน้ำนมอูฐสด, นมผงที่รีคอนสติทูท, หรือวัตถุดิบพื้นฐานอื่นที่ผ่านการรับรองแล้ว
4. การบรรจุภัณฑ์: บรรจุภัณฑ์แบบถ้วย ขวด ซอง หรือกล่องกระดาษ, ปริมาตรการบรรจุ, ขนาดบรรจุภัณฑ์, ฝาปิด, ส่วนผสมที่เป็นอนุภาค, และอัตราการบรรจุที่ต้องการ
5. ระดับการอัตโนมัติ: ระบบควบคุมสูตร การจัดลำดับกระบวนการ อุณหภูมิ ค่า pH และการจัดการการทำความสะอาดแบบ CIP แบบแมนนวล กึ่งอัตโนมัติ หรือควบคุมด้วย PLC
6. กลยุทธ์การทำความสะอาดแบบ CIP: จำนวนวงจร, การครอบคลุมถังและท่อน้ำ, การจัดการสารเคมี, การนำสารกลับมาใช้ใหม่, การตรวจสอบยืนยัน, และระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงระหว่างการผลิตแต่ละชนิด
7. สาธารณูปโภค: แหล่งพลังงานและสาธารณูปโภคที่มีอยู่ ได้แก่ ไอน้ำหรือน้ำร้อน, น้ำเย็นหรือสารหล่อเย็นแบบไกลโคเลน, ไฟฟ้า, อากาศอัด, น้ำดื่ม/น้ำสำหรับกระบวนการ, ระบบท่อน้ำทิ้ง, และความจุห้องเย็น
8. ข้อจำกัดของสถานที่: ขนาดอาคาร, การแบ่งโซนด้านสุขอนามัย, ความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้น, ทางเข้า-ออก, ความสูงเพดาน, ข้อจำกัดด้านน้ำเสีย, และแผนการขยายอาคารในอนาคต

เปรียบเทียบข้อเสนอสายการผลิตด้วยสมดุลมวลและตารางเวลาด้วย ปริมาตรถัง อัตราการไหลของเครื่องพาสเจอไรซ์ เวลาพำนักในการหมัก ภาระงานการทำความเย็น ความเร็วของเครื่องบรรจุ และเวลาหยุดเพื่อทำความสะอาด (CIP) ต้องสอดคล้องกันทั้งหมด เครื่องบรรจุที่เร็วไม่สามารถชดเชยกำลังการหมักที่ไม่เพียงพอได้ และพื้นที่หมักที่กว้างใหญ่ก็ไม่สามารถชดเชยระบบทำความเย็นที่มีขนาดเล็กเกินไปได้

คำถามที่พบบ่อย

กระบวนการพื้นฐานในการผลิตโยเกิร์ตในโรงงานคืออะไร

กระบวนการพื้นฐานประกอบด้วย การรับนมดิบ การปรับมาตรฐาน การผสมส่วนผสม การทำให้เนื้อเนียนสม่ำเสมอ การให้ความร้อนนมสำหรับผลิตโยเกิร์ต การทำให้เย็นลง การเติมจุลินทรีย์เริ่มต้น การหมักจนถึงค่า pH ที่กำหนด การทำให้เย็นลงอีกครั้ง การเติมรสชาติ (ถ้าจำเป็น) การบรรจุ และการเก็บรักษาภายใต้อุณหภูมิเย็นจัด โยเกิร์ตแบบเซตจะถูกบรรจุก่อนเข้าสู่กระบวนการหมัก

โยเกิร์ตหมักที่อุณหภูมิเท่าใด

โยเกิร์ตแบบเทอร์โมฟิลิกแบบดั้งเดิมมักหมักที่ประมาณ ๔๒–๔๓ องศาเซลเซียส ซึ่งอยู่ภายในช่วงอุณหภูมิที่ใช้ในการเพาะเชื้อโดยทั่วไปที่ประมาณ ๔๐–๔๕ องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับชนิดของจุลินทรีย์เริ่มต้นที่เลือกใช้และข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์

การหมักโยเกิร์ตในระดับอุตสาหกรรมใช้เวลานานเท่าใด

โยเกิร์ตแบบคนผสมมักใช้เวลาประมาณ 4–5 ชั่วโมงภายใต้สภาวะทั่วไป แต่ระยะเวลาอาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับเชื้อจุลินทรีย์ที่ใช้ ปริมาณเชื้อ องค์ประกอบของนม ปริมาณน้ำตาล อุณหภูมิเริ่มต้นของการเพาะเชื้อ และค่า pH เป้าหมาย ดังนั้นควรใช้ค่า pH เป็นเกณฑ์หลักในการตัดสินจุดสิ้นสุดการหมัก ไม่ใช่เพียงแค่เวลาเท่านั้น

เหตุใดจึงต้องให้ความร้อนกับนมสำหรับทำโยเกิร์ตถึง 90–95 องศาเซลเซียส

การให้ความร้อนแบบนี้ช่วยลดจุลินทรีย์อื่นที่อาจแข่งขันกัน และทำให้โปรตีนในเวย์เสียโครงสร้าง ซึ่งส่งผลให้เกิดเจลที่แน่นขึ้นและลดการแยกตัวของเวย์ อย่างไรก็ตาม โปรแกรมการคงอุณหภูมิที่แน่นอนนี้จำเป็นต้องผ่านการตรวจสอบและยืนยันแล้วสำหรับผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์ที่ใช้

ค่า pH ของโยเกิร์ตเมื่อกระบวนการหมักเสร็จสมบูรณ์คือเท่าใด

หลายกระบวนการทางอุตสาหกรรมเริ่มลดอุณหภูมิเมื่อค่า pH อยู่ที่ประมาณ 4.2–4.5 จุดสิ้นสุดที่เลือกใช้ขึ้นอยู่กับเชื้อจุลินทรีย์ที่ใช้ เป้าหมายด้านรสชาติ เนื้อสัมผัส และระดับการเป็นกรดเพิ่มเติมหลังการหมัก

ความแตกต่างหลักระหว่างอุปกรณ์สำหรับทำโยเกิร์ตแบบตั้ง (set yogurt) กับแบบคนผสม (stirred yogurt) คืออะไร

โยเกิร์ตแบบตั้งแข็งต้องผ่านกระบวนการบ่มในบรรจุภัณฑ์ และควบคุมอุณหภูมิขณะทำให้เย็นหลังบรรจุ เนื่องจากเกิดการหมักในถ้วย ส่วนโยเกิร์ตแบบคนต้องใช้ถังหมัก ระบบทำลายเจลอย่างนุ่มนวล การส่งผ่านผลิตภัณฑ์ กระบวนการทำให้เย็น และโดยทั่วไปจะต้องผ่านขั้นตอนผสมผลไม้ก่อนบรรจุ

สายการผลิตหนึ่งสายสามารถผลิตโยเกิร์ตจากผงนมได้หรือไม่

ได้ สายการผลิตที่เหมาะสมสามารถเตรียมส่วนผสมนมจากผงนมได้ แต่จำเป็นต้องมีการผสมผงให้ทั่วถึง การทำให้ผงละลายอย่างเพียงพอ การกรองหรือกำจัดอากาศออก (ถ้าจำเป็น) และการควบคุมสูตรก่อนขั้นตอนการโฮโมจีไนซ์และให้ความร้อน

โรงงานผลิตโยเกิร์ตจำเป็นต้องมีระบบ CIP หรือไม่

สำหรับกระบวนการผลิตแบบปิดในระดับอุตสาหกรรม ระบบ CIP ที่ออกแบบและตรวจสอบความถูกต้องอย่างเหมาะสมถือเป็นข้อกำหนดพื้นฐานด้านสุขอนามัย ซึ่งต้องครอบคลุมถัง ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และวงจรทั้งหมดที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์ โดยไม่เหลือบริเวณที่น้ำยาทำความสะอาดเข้าไม่ถึง

วางแผนโครงการผลิตโยเกิร์ตของคุณ

สายการผลิตโยเกิร์ตที่ดีที่สุดถูกออกแบบขึ้นโดยคำนึงถึงตัวผลิตภัณฑ์ ตารางเวลาของกระบวนการ และบรรจุภัณฑ์ — ไม่ใช่จากการเลือกอุปกรณ์ทั่วไปเป็นหลัก เว่ยซู่จัดหาโซลูชันสำหรับการแปรรูปโยเกิร์ต ซึ่งอาจรวมถึงการรับและจัดเก็บนม การผสม การทำให้เนื้อสม่ำเสมอ การให้ความร้อน การหมัก การทำความเย็น การบรรจุ และการทำความสะอาดแบบ CIP

สํารวจ  สายการผลิตโยเกิร์ตเว่ยซู่ แล้วส่งรายละเอียดทั้งสี่ข้อนี้มาให้เรา

• ประเภทและแนวคิดสูตรของโยเกิร์ต
• กำลังการผลิตที่ต้องการต่อชั่วโมงหรือต่อวัน
• ประเภทบรรจุภัณฑ์และปริมาตรที่บรรจุ
• แหล่งจ่ายไอน้ำ ระบบทำความเย็น ไฟฟ้า น้ำ และพื้นที่โรงงานที่มีอยู่

ติดต่อเว่ยซู่ เพื่อรับคำแนะนำเกี่ยวกับลำดับขั้นตอนของกระบวนการและการจัดวางอุปกรณ์สำหรับโครงการโยเกิร์ตของท่าน