หน่วยที่ 5 เครื่องมือ อุปกรณ์ในการแปรรูปน้ำนม

หนว่ ยท่ี 5 เครอ่ื งมือ และอุปกรณใ์ นการ แปรรปู นา้ นม นางสาวปิยฉัตร ศรสี ัตบตุ ร

1 หนว่ ยที่ 5 เคร่ืองมือ อปุ กรณใ์ นการแปรรปู นา้ นม หวั ข้อเรื่อง 1. เคร่ืองมือ เครื่องจักรและอปุ กรณท์ ี่สำคัญที่ใช้ในกระบวนกำรแปรรปู นำนม 2. เคร่อื งมอื เคร่ืองจกั ร และอุปกรณอ์ ื่นๆ สาระส้าคัญ ในอตุ สำหกรรมกำรผลิตนมนันตำ่ งกม็ กี ระบวนกำรผลติ ทมี่ ีกำรใชเ้ คร่ืองมือ เครอื่ งจกั รและ อุปกรณ์ที่แตกต่ำงกันไปตำมสำยกำรผลิตและชนดิ ของผลติ ภัณฑ์นม สำหรบั กำรแปรรูปผลติ ภัณฑน์ ม ชนิดเหลวโดยส่วนใหญ่จะมกี ระบวนกำรหลักในกำรผลติ ที่เป็นพนื ฐำนและมีกำรใช้เคร่ืองมอื เคร่ืองจกั รตลอดจนอปุ กรณ์ทสี่ ำคัญๆ ในกำรผลิตทค่ี ล้ำยคลงึ กัน ดังนันจึงมคี วำมจำเป็นทีจ่ ะตอ้ ง เรียนรู้เบืองตน้ ถงึ เครอ่ื งมือ เครอ่ื งจักร และอุปกรณ์ทีม่ ีควำมจำเป็นและมคี วำมสำคญั ในสำยกำรผลิต และแปรรปู นำนม จดุ ประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. อธบิ ายถงึ เครอ่ื งมอื เครอ่ื งจกั รและอุปกรณ์ทใ่ี ชใ้ นกระบวนตา่ งๆ ของการแปรรูป น้านมได้ 2. บอกชอ่ื ของเครอ่ื งมอื เคร่อื งจกั ร และอุปกรณ์ในการแปรรูปน้านมได้ เนอื หาสาระ กำรผลิตและแปรรปู นำนมให้ได้ผลิตภัณฑ์ทม่ี ีคุณภำพ สะอำด ปลอดภยั ตอ่ ผบู้ ริโภคนนั จำเปน็ อย่ำงยงิ่ ท่จี ะตอ้ งมี เคร่ืองมือ เครือ่ งจกั รและอุปกรณก์ ำรผลิตท่เี หมำะสมและมปี ระสิทธภิ ำพ ซ่งึ ในหนว่ ยนจี ะขอกลำ่ วถึงเครอ่ื งมือในสว่ นที่เปน็ กำรผลติ นมชนดิ เหลว สว่ นใหญใ่ นกำรผลติ นมชนิด เหลวแต่ละชนิดมีกระบวนกำรผลติ คล้ำยคลงึ กัน ปัจจุบนั นยิ มใชก้ ำรผลติ แบบตอ่ เน่ือง (continuous process) มำกกวำ่ กำรผลิตแบบไม่ต่อเนือ่ ง (batch process) ซงึ่ กำรผลติ แบบต่อเนอื่ งนันเป็นกำร ผลติ ทม่ี ีปรมิ ำณนำนมมำกๆ ต้องทำกำรผลิตอย่ำงต่อเน่ือง จงึ นิยมใช้กำรแลกเปลยี่ นควำมร้อนแบบ แผ่น (Plate Heat Exchanger: PHE) สว่ นกำรผลติ แบบไม่ตอ่ เนอื่ งนนั เหมำะสมกบั กำรผลิตทม่ี ี ปรมิ ำณนำนมไมม่ ำกนัก

2 อยำ่ งไรกต็ ำมไม่วำ่ จะเปน็ กำรผลติ แบบใด จะมีกระบวนกำรผลติ หลกั เป็นไปตำมลำดับคอื กำรรับและเก็บนำนมดบิ (milk collection and reception) กำรแยกฝนุ่ และส่ิงสกปรกออกจำก นำนม (removal of particles) กำรใช้ควำมรอ้ นแบบเทอร์ไมซ์ (thermization) กำรปรับมำตรฐำน ไขมันนม (standardization) กำรปนั่ แยกครีม (cream separation) กำรโฮโมจีไนซ์ (homogenization) กำรให้ควำมรอ้ น (heat treatment) กำรบรรจุ (fillingoperation) และกำร เก็บรกั ษำ ซ่งึ ในแต่ละกระบวนกำรมกี ำรใชเ้ ครื่องมอื เครือ่ งจักรตลอดจนอุปกรณ์ทส่ี ำคญั ในกำรผลิต ดงั นี 1. เครอื่ งมือ เครือ่ งจกั ร และอุปกรณท์ ่ีส้าคัญท่ีใชใ้ นกระบวนการแปรรปู น้านม 1.1 การรับและจัดเก็บนา้ นมดบิ 1.1.1 กำรรบั และรวบรวมนำนม ในอดตี โรงงำนนมมีขนำดเล็กและมีกำรรับนำนมในขอบเขตที่จำกดั เฉพำะฟำรม์ ท่อี ยู่ ใกล้ และสำมำรถทำกำรควบคุมจุลินทรยี ์ในนำนมได้ดดี ้วยควำมเย็นเพียงเล็กน้อย เนื่องจำกระยะทำง ในกำรขนส่งท่ีไม่ไกลและมีกำรเก็บรับนำนมทุกวัน แต่ปัจจุบันโรงงำนนมมีขนำดใหญ่ จึงมีควำม ต้องกำรในกำรเพ่ิมผลผลิตผลิตภัณฑ์นมที่มีคุณภำพมำกขึน จึงต้องรับนำนมมำจำกพืนท่ีห่ำงไกลขึน กำรเก็บนำนมจำกฟำร์มทุกวันจึงเป็นไปได้ยำก ดังนันจึงต้องมศี ูนย์รวบรวมนำนมเพ่ือรวบรวมนำนม ดิบและจำเป็นต้องมีกำรเก็บรักษำนำนมให้มีอุณหภูมิไม่เกนิ 4 องศำเซลเซียส ทันทีหลังจำกมีกำรรีด นม ซึ่งควรเก็บท่ีอุณหภูมินีตลอดจนไปถึงโรงงำนนม ซ่ึงหำกควำมเย็นขำดหำยไปชั่วขณะ เช่น ใน ระหว่ำงกำรขนส่ง จุลินทรีย์ในนำนมจะเพ่ิมจำนวนขึนทันที รวมถึงสำร และเอนไซม์ชนิดต่ำงๆ ด้วย ถงึ แม้ว่ำจะมีกำรทำให้นำนมเย็นลงแล้วก็ตำม สำรและเอนไซมต์ ่ำงๆ ท่ีจุลินทรีย์ได้สร้ำงขึนก่อนหน้ำ นันก็จะส่งผลถึงคุณภำพของผลติ ภณั ฑ์ด้วย กำรรับนำนมดิบ สำมำรถรบั ได้ 2 แบบ คือ (1) กำรรับนำนมจำกถงั ในกรณีท่ีปรมิ ำณนำนมน้อย กำรรวบรวมนำนมจะใช้ถงั ใส่นมขนำดเลก็ แล้วใช้ รถบรรทุกมำส่งใหโ้ รงงำนแปรรปู นม กำรช่ังนำหนกั อำจทำได้โดยกำรชั่งนำหนักทีละถงั พรอ้ มนำนม แล้วเทนำนมออกเพื่อช่ังถงั เปลำ่ แล้วหักลบเป็นนำหนักของนำนมหรือในโรงงำนนมที่ทนั สมัยจะมีถัง รับนำนมที่ทำหนำ้ ที่เป็นเคร่ืองชง่ั ในตัว สำหรบั กำรทำควำมสะอำดนำนมทำได้โดยกำรลำ้ งนำหรอื ใช้ เคร่ืองลำ้ งถงั นำนม

3 ภาพที่ 5.1 กำรรบั นำนมจำกถงั เกบ็ นำนมดบิ ของเกษตรกรทศ่ี นู ย์รวบรวมนำนม ทมี่ า : ปิยฉัตร (2559) ภาพที่ 5.2 อำ่ งรับนำนมดิบ ทมี่ า : ปิยฉตั ร (2559) (2) กำรรับนำนมจำกรถขนสง่ นำนม กำรส่งนำนมดบิ เขำ้ โรงงำนนมโดยรถบรรทุกท่หี ุ้มฉนวน กำรใชร้ ถบรรทุกทห่ี ุม้ ด้วย ฉนวนขนส่งนมจะต้องมีรูปแบบที่ชดั เจนเฉพำะเจำะจงตรงกับถังพกั นมขนำดใหญ่ที่ฟำร์ม กำรเก็บ นำนมต้องเกบ็ ใหเ้ ยน็ จดั และไม่ใหส้ ัมผัสกบั อำกำศ เช่น ควรจะเติมนำนมใหเ้ ตม็ ถังพอดเี พ่อื ปอ้ งกัน ไม่ใหน้ ำนมไหลกระเดน็ นำนมดบิ ที่เข้ำสโู่ รงงำนจะถกู ตรวจสอบคุณภำพโดยแผนกควบคมุ คุณภำพ เพือ่ ให้มน่ั ใจในคุณภำพก่อนนำเข้ำส่กู ระบวนกำรผลติ โดยกำรลดอุณหภูมิ 4-6 องศำเซลเซยี ส กอ่ น เกบ็ รวบรวมในแท็งคน์ ำนมดิบ กำรช่ังนำหนักของนำนมอำจทำโดยกำรชั่งนำหนักรถทังคนั จำกนันปม๊ั นำนมออก

4 แล้วกลับมำช่ังนำ หนักรถเปล่ำอกี ครังจะไดน้ ำหนกั นำนม ส่วนอกี วิธีหนง่ึ ทำโดยกำรวัดปรมิ ำตรของ นำนมด้วยมำตรวัดกำรไหลของนำนมซง่ึ ตอ้ งระมัดระวงั ไม่ใหม้ ีอำกำศปนเขำ้ ไปในนำนม เพรำะอำจ เกิดกำรผิดพลำดได้ กำรทำควำมสะอำดถงั ขนสง่ นำนมทำโดยระบบกำรลำ้ งถังอตั โนมตั ิ ภาพที่ 5.3 รถขนสง่ นำนมรับนำนมจำกศนู ย์รวบรวมนำนมเข้ำสู่โรงงำนแปรรูปนม ท่มี า : ปิยฉตั ร (2559) 1.1.2 กำรแยกฝนุ่ และสิ่งสกปรกออกจำกนำนม กำรแยกฝุน่ และสิ่งสกปรกออกจำกนำนมทำได้ 2 วธิ ี คอื (1) กำรกรอง (filtration) กรองดว้ ยผ้ำกรอง สำลีหรือใยสงั เครำะห์ วธิ ีนีมี ประสิทธภิ ำพต่ำ แต่นิยมใช้ในโรงงำนแปรรปู นม เน่ืองจำกประหยดั ค่ำใช้จ่ำย (2) กำรหมุนเหวี่ยง (centrifuge) กำรหมนุ เหว่ียงเป็นกำรแยกส่ิงสกปรกโดยใช้ เครื่องเหว่ียง (clarifier หรอื highspeed centrifuge) สำมำรถแยกฝ่นุ ละออง เม็ดเลอื ดขำว เซลล์ จำกเตำ้ นมโค แบคทเี รียบำงชนิดตลอดจนสิ่งเจอื ปนตำ่ ง ๆ ในนำนมดบิ

5 ภาพท่ี 5.4 กรองนำนมดิบดว้ ยผ้ำกรองลงสูอ่ ่ำงพกั นำนม ทม่ี า : ปยิ ฉตั ร (2559) 1.1.3 กำรจัดเกบ็ นำนมดบิ นำนมดิบทีย่ งั ไม่ผำ่ นกระบวนกำรใดๆ จะถกู เก็บไวใ้ นถังไซโล ซึ่งมคี วำมจุ 25,000 – 150,000 ลติ ร โดยทัว่ ไปขนำดปกตจิ ะอยูร่ ะหว่ำง 50,000 – 100,000 ลิตร ไซโลขนำดเล็กมกั จะอยู่ ภำยในอำคำร ในขณะทีไ่ ซโลขนำดใหญจ่ ะอยภู่ ำยนอกเพ่ือลดคำ่ ก่อสรำ้ งไซโลทตี่ ดิ ตังนอกอำคำรจะมี ผนงั สองชันโดยมฉี นวนกนั ระหวำ่ งผนงั และมีผนงั ด้ำนในเปน็ สเตนเลสขัดมัน ส่วนผนงั ดำ้ นนอกมกั เป็นแผ่นโลหะเชือ่ มเข้ำดว้ ยกัน ในถังไซโลขนำดใหญม่ ีเครื่องกวนนำนมเพอื่ ป้องกนั กำรแยกชนั ของครีมทเ่ี กดิ จำก แรงโนม้ ถ่วงของโลก เคร่ืองกวนนตี อ้ งเคล่อื นไหวชำ้ ๆ หำกเคลอื่ นไหวแรงจะทำให้เกดิ ฟองอำกำศและ มีเม็ดไขมนั เล็กๆ แยกออกมำ ซึ่งงำ่ ยต่อกำรย่อยของเอนไซมไ์ ลเปสทเ่ี ป็นเอนไซมย์ อ่ ยไขมนั ทำให้ นำนมเสอ่ื มคุณภำพเร็ว ภาพที่ 5.5 ไซโลภำยนอกอำคำร ที่มา : ปยิ ฉัตร (2559)

6 ภาพที่ 5.6 ถังไซโลซ่ึงมเี คร่ืองกวนแบบใบพดั ที่มา : บริษัท เตด็ ตรำ แพค้ (ประเทศไทย) จำกดั (2557) 1.2 การเทอร์ไมเซชัน่ (Thermization) ในโรงงำนผลิตนำนมขนำดใหญ่ ในบำงครังไม่สำมำรถท่ีจะผลิตนำนมท่ีรับเข้ำมำได้ทันที นำนมบำงส่วนจะจัดเก็บในถังขนำดใหญ่นำนหลำยช่ัวโมงหรือหลำยวัน แม้ว่ำจะมีกำรแช่เย็นนำนม เป็นอยำ่ งดีแล้วก็ตำม แต่กย็ งั ไมเ่ พยี งพอในกำรปอ้ งกันกำรเส่ือมสภำพของนำนมได้ ดงั นนั โรงงำนผลิต นมจำนวนมำกจะทำกำรอุ่นนำนมก่อน โดยใช้อุณหภูมิต่ำกว่ำอุณหภูมิกำรพำสเจอร์ไรซ์ ทังนีเพื่อ ยับยังกระบวนกำรเจริญเติบโตของแบคทีเรีย กระบวนกำรนีเรียกว่ำ เทอร์ไมเซช่ัน โดยจะให้ควำม รอ้ นนำนมท่ีอุณหภูมิ 63 – 65 องศำเซลเซียส นำนประมำณ 15 วินำที แล้วแช่เย็นนำนมท่ีอุณหภูมิ 4 องศำเซลเซียส หรือต่ำกว่ำ เพ่ือป้องกันกำรเกิดสปอร์ของแบคทีเรียที่ใช้อำกำศท่ีอำจเพิ่มขึน หลังจำกกรรมวธิ ีเทอรไ์ มเซชั่น กำรเทอร์ไมเซชั่นนีจะสง่ ผลให้สปอร์เสียสภำพและสปอร์จะถกู ทำลำย ต่อในขบวนกำรพำสเจอร์ไรซ์ กำรเทอร์ไมเซช่ันจะอำศัยหลักกำรแลกเปล่ียนควำมร้อนกับนำร้อน และนำเย็น ที่เคร่ือง Plate Heat Exchanger จำกนันนำนมจะถูกเก็บไว้ในถังพักก่อนเพื่อรอเข้ำสู่ ขนั ตอนตอ่ ไป

7 ภาพที่ 5.7 ระบบกำรเทอรไ์ มเซช่นั ท่มี า : ปิยฉตั ร (2559) 1.3 การแยกครมี และปรบั มาตรฐานไขมันนม 1.3.1 กำรแยกครีม กำรแยกครีมมวี ัตถุประสงค์เพ่ือแยกครมี ออกจำกหำงนม เพื่อปรบั มำตรฐำนไขมนั นม และทำใหไ้ ด้ผลติ ภัณฑ์ที่มีปรมิ ำณไขมนั ตำมทตี่ อ้ งกำร ดังนันจึงมขี ันตอนนีในโรงงำนแปรรูปผลติ ภัณฑ์ นมทกุ ชนิด กำรเกิดชันครีมลอยขนึ สู่ผวิ หนำ้ ของนำนมตำมธรรมชำติ ซ่ึงเกดิ ขนึ เม่ือตงั นำนมทิงไวเ้ ปน็ เวลำนำน กำรปน่ั แยกครมี ออกจำกนำนมดว้ ยเคร่ืองปน่ั แยกครมี มีควำมแตกต่ำงกนั มำกในดำ้ น ควำมเร็วทใ่ี ช้ในกำรแยกครีมและควำมสมบรู ณข์ องกำรแยกครีม เน่ืองจำกกำรใชเ้ คร่ืองปนั่ แยกครีมทำ ใหเ้ กิดกระบวนกำรไหลอย่ำงตอ่ เน่ือง มกี ระบวนกำรหมุนเหว่ียงด้วยควำมเร็วสูงประกอบกับระยะทำง ทจี่ ำกดั ทำให้เม็ดไขมนั เกดิ กำรเคลื่อนทอี่ ย่ำงรวดเร็ว หลังจำกนันครีมจะถกู ส่งผำ่ นทำงช่องแคบ ๆ ภำยในระยะเวลำสัน หลกั กำรทำงำนของเครื่องป่ันแยกครมี แบบก่ึงเปิด (semiopen separator หรอื half separator) ในภำพท่ี 5.8 คอื นำนมจะไหลเขำ้ เคร่ืองปนั่ แยกครีมบริเวณแกนกลำงดำ้ นบนของ เครื่องและไหลลงไปในถว้ ย (bowl) ซ่ึงหมุนรอบตัวเอง ไหลทะลผุ ำ่ นถว้ ยเข้ำไปยงั จำนรูปกรวยซึ่ง วำงเรยี งซอ้ นกันและไหลไปตำมช่องวำ่ งระหวำ่ งจำนรูปกรวย แรงปนั่ เหว่ียงจะทำใหเ้ มด็ ไขมันเข้ำไปใน ชอ่ งว่ำงของจำนรูปกรวยซงึ่ อย่ตู ำ่ กว่ำ จำกนันจะเคลอ่ื นตัวสงู ขนึ และถกู แยกออกมำเปน็ ครมี สว่ นหำง นมซ่ึงประกอบด้วยหำงนมและเมด็ ไขมันขนำดเล็กซึ่งหลุดรอดออกมำจำกกำรแยกและถกู หมนุ เหวี่ยง ออกไปคนละชอ่ งกับครีม ทังครมี และหำงนมมีกำรเคล่ือนท่ีขนึ และแยกออกจำกกนั โดยจำนครีมก่อนที่ จะถูกปลอ่ ยออกจำกเคร่ืองปน่ั แยกครมี (Walstra, Wouters, & Geurts ; 2006)

8 ภาพท่ี 5.8 เครอ่ื งปนั่ แยกครีม ท่มี า : Walstra, Woulters & Geurts (2006) 1.3.2 กำรปรับมำตรฐำนไขมนั นม กำรปรับมำตรฐำนไขมนั นม คือกำรปรบั ปริมำณไขมนั นมโดยกำรเติมครีมหรือหำงนมใน ปริมำณท่เี หมำะสม เพือ่ ใหไ้ ดป้ รมิ ำณไขมันรวมตรงตำมตอ้ งกำร ในโรงงำนอตุ สำหกรรมนมท่มี กี ำรผลติ เป็นปริมำณมำก ตอ้ งกำรควำมรวดเร็วและมี ผลิตภัณฑ์หลำกหลำยชนดิ จะใชร้ ะบบกำรปรับมำตรฐำนแบบโดยตรงในสำยกำรผลิต โดยมีระบบ คอมพวิ เตอร์ควบคมุ วงจรกำรทำงำนเพอ่ื ปรับมำตรฐำนไขมันของนมและครมี ให้ได้คำ่ ตำมตอ้ งกำร ปกตินมสดจะได้รับควำมรอ้ นท่ี 55 – 65 องศำเซลเซียส ในเครือ่ งพำสเจอรไ์ รซก์ ่อนทำกำร แยก ในกำรแยกจะปรับมำตรฐำนครมี ท่ปี รมิ ำณไขมนั ทีไ่ ดก้ ำหนดไว้ลว่ งหน้ำ ขนั ต่อมำคอื ใช้ปรมิ ำณ ของครมี ท่คี ำนวณได้เพือ่ ทำกำรปรับมำตรฐำนนมโดยจะสง่ เข้ำสู่สำยกำรผสม ซงึ่ จะทำกำรผสมกบั หำง นมในปริมำณที่พอดี ครีมส่วนเกนิ จะสง่ ตรงไปยังเคร่อื งพำสเจอรไ์ รซส์ ำหรบั ครมี ต่อไป 1.4 การโฮโมจิไนซเ์ ซช่นั (Homoginization) เปน็ กำรทำให้ของเหลวท่ีไม่รวมเปน็ เนือเดียวกัน ให้รวมเป็นอมิ ัลชนั (emulsion) ไม่แยกชนั โดยใช้เครอ่ื งโฮโมจีไนเซอร์ (homogenizer) เพ่ือทำใหเ้ ม็ดอนภุ ำคไขมนั แตก เพ่ือลดขนำดของเมด็ ไขมันใหม้ ีขนำดเลก็ ลงโดยเฉลีย่ เลก็ กว่ำ 1 ไมครอน เพอ่ื ปอ้ งกนั ไม่ให้เม็ดไขมนั เกดิ กำรรวมตวั กนั เปน็ ชนั ของครมี (cream) และทำใหส้ ว่ นผสมตำ่ งๆ ละลำยเปน็ เนอื เดียว ทำให้ได้ผลติ ภัณฑ์ที่มีเนอื ละเอียดเนยี น

9 วตั ถุประสงคข์ องกำรโฮโมจไิ นซ์ 1. ทำให้เมด็ ไขมันเลก็ ละเอยี ดลง เพื่อให้ไขมนั กระจำยตัวแทรกอยใู่ นนำนมไดท้ นทำน 2. ป้องกนั กำรเกิดชนั ครมี เมด็ ไขมนั ทีม่ ขี นำดเลก็ ยอ่ มแทรกอย่ใู นนำนมไดน้ ำน จงึ ไม่แยกตัว ลอยขนึ มำรวมตัวเป็นชนั ครีม 3. ทำใหน้ มยอ่ ยงำ่ ยขึน นมทผ่ี ่ำนกำรโฮโมจไิ นสม์ ำแลว้ โปรตนี นมจะมคี ำ่ curd tension ตำ่ ทำใหย้ ่อยง่ำย เหมำะที่จะใช้เป็นอำหำรทำรก 4. ทำนมคืนรปู และผลิตภัณฑน์ มคืนรปู ต่ำง ๆ นมคนื รูปหรือผลติ ภัณฑ์นมคนื รูปต่ำง ๆ ทต่ี อ้ ง ผสมไขมันเขำ้ ไปดว้ ยนนั ตอ้ งนำมำโฮโมจไิ นสเ์ พ่อื กำรทำใหเ้ ป็นเนือเดยี วกนั 5. ทำให้ไอศกรมี มเี นอื นุม่ กำรทำไอศกรีมนนั ต้องผสมสำรอำหำรหลำยอยำ่ งเข้ำดว้ ยกนั ถ้ำ ตอ้ งกำรให้เป็นเนือเดยี วกัน ตอ้ งนำมำทำกำรโฮโมจไี นส์ดว้ ย 6. เพือ่ ให้ถูกตอ้ งตำมกฎหมำยในขบวนกำรผลติ กำรผลิตนมสเตอริไลสแ์ ละนม ยู เอช ที นัน กฎหมำยกำหนดไว้ว่ำตอ้ งทำใหเ้ นอื เดียวกัน ดังนนั กำรโฮโมจิไนสจ์ ึงมีควำมจำเปน็ (แหลง่ ท่มี ำ: https://web.ku.ac.th/nk40/nk/data/27/n1.htm) ในขันต้นกำรทำใหเ้ ปน็ เนอื เดยี วส่งผลให้ก้อนไขมันกระจำยออกเปน็ ก้อนเล็กๆ ผลต่อมำก็คือ เป็นกำรลดสภำพกำรเปน็ ครีมและยังลดกำรเกำะรวมกันหรอื กำรจบั กนั ของก้อนไขมัน จงึ จำเปน็ อยำ่ ง ยงิ่ ท่ีกำรทำให้เปน็ เนอื เดยี วกนั ตอ้ งทำโดยวธิ เี ชงิ กล เชน่ กำรฉีดนมอยำ่ งรวดเรว็ ผ่ำนชอ่ งทำงเลก็ ๆ โดยทว่ั ไปเครอื่ งโฮโมจไิ นซ์จะอยู่ในส่วนต้นสำยกำรผลิต ไดแ้ ก่ ก่อนสว่ นให้ควำมร้อนขัน สุดทำ้ ยในเครือ่ งแลกเปลย่ี นควำมรอ้ นในโรงงำนพำสเจอร์ไรซ์ท่วั ไปสำหรบั ผลติ นมสู่ตลำด ในกำรผลิต นมยเู อชทีเคร่ืองโฮโมจไิ นซ์มักจะติดตังไว้ตอนตน้ สำยกำรผลติ ในระบบทำงอ้อม แตจ่ ะติดตังไว้ตอน ปลำยนำในระบบทำงตรง เชน่ ในดำ้ นปลอดเชือหลังกำรยเู อชที ดังนันเคร่ืองโฮโมจิไนซ์จะได้รับกำร ออกแบบใหป้ ลอดเชือ มีลูกสูบกำรผนึกแบบพเิ ศษ กำรบรรจุ เครือ่ งควบแน่นฆ่ำเชอื และเคร่ืองปดิ ผนึกปลอดเชือ

10 ภาพที่ 5.9 กำรทำให้เป็นเนอื เดยี วกัน บีบให้นมผ่ำนช่องแคบๆ ทำให้ก้อนไขมันแยกออก ทมี่ า : บรษิ ัท เต็ดตรำ แพค้ (ประเทศไทย) จำกดั (2557) ภาพท่ี 5.10 เครอ่ื งโฮโมจิไนซ์ ทีม่ า : ปิยฉตั ร (2559) 1.5 กระบวนการฆ่าเชือด้วยความร้อน (Heat treatment process) กระบวนกำรฆ่ำเชือดว้ ยควำมร้อน มี 3 วธิ ี ดังนีคอื 1.5.1 กำรพำสเจอรไ์ รซ์ (Pasteurisation) แบ่งเป็น 2 แบบ คือ

11 (1) กำรพำสเจอร์ไรซ์แบบอุณภมู ิตำ่ เวลำนำน (Low Temperature Long Time; LTLT) เป็นกรรมวธิ กี ำรให้ควำมร้อนแบบดงั เดิม เปน็ กำรให้ควำมร้อนท่ีอณุ หภูมิ 63 องศำเซลเซยี ส และรกั ษำทอ่ี ุณหภูมินีไวน้ ำน 30 นำที (2) กำรพำสเจอร์ไรซแ์ บบอณุ ภมู ิสูงเวลำสนั (High Temperature Shotr Time; HTST) กรรมวธิ ี HTST สำหรบั นำนมจะใหค้ วำมร้อนทีอ่ ุณหภูมิ 72 – 75 องศำเซลเซยี ส และรกั ษำท่ี อุณหภูมินี 15 – 20 วินำที ก่อนที่จะทำให้เย็นลง ภาพที่ 5.11 ระบบกำรพำสเจอรไ์ รซ์เซชั่น ที่มา : ปิยฉัตร (2559) 1.5.2 กำรสเตอริไลเซชน่ั (Sterilisation) เปน็ รูปแบบดังเดิมของกำรฆ่ำเชือแบบปลอด เชอื คอื กำรฆ่ำเชือเม่อื บรรจุในบรรจภุ ัณฑ์แลว้ โดยทำกำรฆ่ำเชือท่ีอุณหภมู ิ 115 – 120 องศำเซลเซยี ส นำน 20 – 30 นำที สำหรับกำรใช้ควำมร้อนในกำรฆำ่ เชืออำหำรระดับกำรสเตอรไิ ลซ์ ต้องใช้ควำมร้อนสูงเปน็ เวลำนำน ทำให้สญู เสยี คุณภำพของอำหำร ทังคุณภำพทำงประสำทสัมผัส และคณุ คำ่ ทำงโภชนำกำร ทังยงั สนิ เปลอื งพลังงำนมำก (แหล่งทมี่ ำ: www.foodnetworksolution.com/.../sterilization) 1.5.3 ระบบยเู อชที (Ultra High Temperature; UHT) กรรมวธิ ียูเอชทเี ป็นเทคนคิ สำหรบั กำรถนอมรักษำผลติ ภณั ฑ์อำหำรเหลว โดยกำรผ่ำนควำมรอ้ นสงู อยำ่ งรวดเรว็ โดยปกตจิ ะใช้ อุณหภมู ใิ นกำรฆำ่ เชอื ที่ 135 – 140 องศำเซลเซียส เวลำ 2-3 วินำที กรรมวธิ ียูเอชทเี ป็นกระบวนกำร ตอ่ เนอ่ื งในระบบปิดเพอ่ื ปอ้ งกันผลิตภัณฑจ์ ำกกำรปนเปอื้ นจุลินทรีย์ในอำกำศ ผลติ ภณั ฑ์จะไดร้ ับ ควำมร้อนและทำให้เยน็ ลงอย่ำงรวดเรว็ จำกนนั จะผำ่ นกำรบรรจุแบบปลอดเชอื เพือ่ ป้องกนั กำรติด เชือใหม่

12 กรรมวธิ ีกำรใหค้ วำมรอ้ นแบบยูเอชที มี 2 แบบ คอื (1) กำรให้ควำมรอ้ นโดยทำงอ้อมและทำใหเ้ ย็นลงในเครอ่ื งแลกเปล่ยี นควำมรอ้ น (2) กำรให้ควำมรอ้ นทำงตรง ด้วยกำรฉดี ผ่ำนไอนำหรอื กำรพ่นนำนมอยำ่ งรวดเร็วเขำ้ ไป ในไอนำร้อนและทำให้เย็นลงโดยกำรกระจำยตัวในห้องสูญญำกำศ ภาพที่ 5.12 ระบบยเู อชที ที่มา : ปิยฉตั ร (2559) ตำรำงท่ี 5.1 กรรมวธิ ใี หค้ วำมร้อนชนดิ ทใ่ี ชใ้ นอุตสำหกรรมกำรผลิตนม กระบวนกำร อณุ หภมู ิ (องศำเซลเซยี ส) เวลำ (วินำที) 15 Thermization 63 – 65 30 นำที LTST Pasteurisation กับนำนม 63 15 – 20 1-5 HTST Pasteurisation กับนำนม 72 - 75 2-4 HTST Pasteurisation กบั ครีมนม มำกกวำ่ 80 2-3 20 - 30 Ultra Pasteurisation 125 - 138 UHT (Flow sterilisation) โดยทัว่ ไป 135 - 140 กำรฆ่ำเชือภำชนะหลังกำรบรรจุ 115 - 120 ทม่ี ำ: คมู่ ือกำรผลิตและแปรรูปผลติ ภณั ฑน์ ม, 2557

13 เครอื่ งแลกเปล่ยี นควำมร้อนในปจั จบุ นั มี 3 แบบ คือ 1. เครื่องแลกเปลย่ี นควำมรอ้ นแบบแผ่น (Plate Heat Exchange, PHE) กรรมวธิ ีให้ควำมร้อนส่วนใหญ่ของผลติ ภัณฑ์นมใช้เคร่อื งแลกเปล่ียนควำมรอ้ นแบบแผน่ ประกอบขนึ ด้วยแผน่ เหล็กสเตนเลสประกบติดกนั ในกรอบ กรอบหนึ่งมหี ลำยแผ่นที่แยกกันมำประกบ ตดิ กันเป็นชดุ ๆ เพ่ือใชเ้ หมำะกับแตล่ ะขนั ของกรรมวิธใี ห้ควำมรอ้ น เช่น กำรอนุ่ ขนั เร่ิมตน้ กำรให้ ควำมร้อนขันสุดท้ำย และกำรทำให้เยน็ สอื่ ส่งควำมร้อนคือนำ ส่ือส่งควำมเยน็ คอื นำ นำแข็ง และ Propyl Glycol ขนึ อยู่กบั อุณหภมู ทิ ่ตี อ้ งกำรของผลติ ภณั ฑท์ ี่ด้ำนขำออก แผ่นจะออกแบบให้เป็นลอน หยักตำมรปู แบบท่สี ่งผำ่ นควำมร้อนไดด้ ีทีส่ ุด แผน่ จะถูกอดั กันอยู่ในกรอบหนึง่ ๆ จดุ ยึดรองรบั ในส่วน ลอนหยกั แยกแตล่ ะแผ่นไว้ เพอื่ ใหเ้ กดิ ช่องว่ำงเลก็ ๆ ระหวำ่ งแผ่น ของเหลวจะเข้ำมำและออกจำกท่อผำ่ นรทู ำงตอนมุมของแผ่น รูปแบบตำ่ งๆ กันของทำงเขำ้ และรทู ี่ปดิ ตันจะกำหนดทิศทำงให้ของเหลวไหลผ่ำนจำกช่องหนึ่งไปอีกช่องท่ถี ดั ไป ปะเก็นที่รอบขอบ ของแผน่ และรอบรจู ำกขอบทำงเข้ำทำหนำ้ ท่ปี ้องกันกำรผสมกนั จำกกำรรว่ั ออกหรือซมึ เข้ำของ ของเหลว ภาพที่ 5.13 หลกั กำรของกำรไหลและกำรถ่ำยเทควำมรอ้ นในเครอื่ งแลกเปลย่ี นควำมร้อน ท่ีมา : บริษัท เต็ดตรำ แพ้ค (ประเทศไทย) จำกัด (2557) 2. เครอ่ื งแลกเปล่ียนควำมรอ้ นแบบท่อ (Tubular Heat Exchanger, THE) เครือ่ งแลกเปลี่ยนควำมร้อนแบบท่อ ในบำงกรณีใชส้ ำหรับกรรมวธิ ีพำสเจอร์ไรซ์หรอื ยเู อชที ของผลิตภัณฑ์นม

14 ภาพที่ 5.14 เคร่อื งแลกเปลยี่ นควำมรอ้ นแบบท่อ ทม่ี า : บริษัท เต็ดตรำ แพ้ค (ประเทศไทย) จำกดั (2557) 3. เครอื่ งแลกเปลี่ยนควำมร้อนแบบ Scarped - surfaced เครอ่ื งแลกเปลยี่ นควำมรอ้ นแบบ Scarped – surfaced เปน็ กำรออกแบบสำหรับให้ควำม รอ้ นหรอื เยน็ กับผลติ ภณั ฑท์ ่หี นืด เหนยี ว และจบั กันเปน็ กอ้ นและสำหรับผลติ ภัณฑ์ที่เป็นผลกึ แรงดนั ทใี่ ช้ในกระบวนกำรผลิตของส่วนด้ำนผลติ ภัณฑ์จะสงู และมักจะสูงถึง 40 บำร์ ผลิตภัณฑท์ ่ีสำมำรถ สบู ไดก้ ็จะผำ่ นกรรมวิธนี ีได้ ภาพท่ี 5.15 เครือ่ งแลกเปลี่ยนควำมร้อนแบบ Scarped – surfaced แบบแนวตัง ท่มี า : บรษิ ัท เตด็ ตรำ แพ้ค (ประเทศไทย) จำกดั (2557)

15 1.6 การบรรจุ (Packaging) ในกำรบรรจนุ มพำสเจอร์ไรส์ เริม่ จำกกำรปอ้ นนมทผี่ ลิตไดเ้ ขำ้ สูเ่ ครอื่ งบรรจอุ ตั โนมัติ จำกนัน นำฟิล์มพลำสติกมำผำ่ นกำรซีลให้เป็น ถุงโดยใช้ควำมร้อน จำกนันจะป้อนนมลงไปในถงุ กอ่ นทจ่ี ะฆำ่ เชอื แบคทีเรียที่ปำกถงุ ด้วยรังสี Ulta violet (UV) ก่อนท่ีจะซลี ปิดถุง และทำ กำรตัดออกเป็นถุง กอ่ นที่จะนำผลิตภัณฑ์ไปเก็บรักษำไวใ้ นห้องเยน็ อุณหภมู ิ 4 องศำเซลเซียส เพือ่ รอกำรจำหนำ่ ยตอ่ ไป ภาพท่ี 5.16 เคร่อื งบรรจุนมพำสเจอร์ไรซ์แบบถุง ท่มี า : ปิยฉัตร (2559) กำรบรรจใุ นสภำพปลอดเชือ (aseptic packing) เป็นกำรบรรจุนำนมทปี่ ลอดเชือใน บรรจุภณั ฑห์ รอื ภำชนะบรรจทุ ี่ผำ่ นกำรฆำ่ เชือกอ่ นกำรบรรจแุ ละปดิ ผนึกในสภำพแวดลอ้ มที่ปลอดเชือ กำรบรรจนุ มยู เอช ที นิยมใช้ระบบ Tetra Brik ซึ่งระบบนีเปน็ ระบบกำรบรรจทุ ี่พัฒนำขนึ ในบริษัท Tetra Pak ประเทศสวีเดน เม่อื ปี ค.ศ. 1952 โดยภำชนะที่ใช้บรรจุทำด้วยกระดำษที่เคลอื บด้วย โพลีเอทิลนี (polyethylene, PE) และแผ่นอลูมิเนียมซอ้ นกนั จำนวนเจด็ ชันสำมำรถป้องกันกำรซมึ ผ่ำนของอำกำศ แสงสวำ่ งหรือควำมชนื เคร่ืองบรรจุแบบปลอดเชือ (aseptic packing machine) จะ อยูภ่ ำยในห้องบรรจุซ่ึงแยกออกมำจำกสว่ นอื่นของโรงงำน โดยขณะที่เครอื่ งบรรจแุ บบปลอดเชือ ทำงำนม้วนกระดำษท่ีเคลอื บด้วยโพลีเอทิลนี และแผน่ อลมู เิ นยี มจะผ่ำนไปในสำรละลำยไฮโดรเจน เปอรอ์ อกไซด์ (H2O2) ควำมเขม้ ข้นรอ้ ยละ 15-20 หรืออำจพน่ ไปบนพืนผวิ ของดำ้ นที่จะสมั ผัสกับ นำนมทงั นีเพ่อื ฆ่ำเชือจลุ ินทรีย์ หลังจำกนันกระดำษจะถกู ทำใหแ้ หง้ ด้วยลมร้อนอณุ หภมู ิ 125 องศำเซลเซียสเพ่ือระเหยนำและทำลำยจลุ ินทรยี ์ พร้อมกบั ทำใหแ้ ผน่ กระดำษมว้ นงอเป็นลกั ษณะ

16 คล้ำยทอ่ นำนมท่ีผ่ำนกำรสเตอรไิ ลซ์แบบยู เอช ที ทีอ่ อกจำกถังหล่อเย็นจะถกู ส่งไปยังทอ่ กระดำษ จำกนนั ทอ่ กระดำษท่ีบรรจุนำนมจะถูกปิดหัว-ท้ำยและทำให้เปน็ รปู ทรงส่ีเหลี่ยม (บุญศรี, 2553) ภาพที่ 5.17 เคร่อื งบรรจุนมแบบปลอดเชือ (Aseptic filler) ทม่ี า : ปยิ ฉัตร (2559) 1.7 การเกบ็ รกั ษา (Storage) ภำยหลังจำกผ่ำนขนั ตอนกำรบรรจนุ มแล้ว ผลิตภัณฑ์ทงั หมดจะตอ้ งถูกนำไปเกบ็ รกั ษำเพ่อื รอ กำรจำหน่ำยโดยผลติ ภัณฑ์นมพำสเจอรไ์ รส์จะถูกนำไปเก็บไวใ้ นหอ้ งเย็นอณุ หภมู ิ 4 องศำเซลเซยี ส สว่ นผลิตภัณฑ์นมยูเอชที สำมำรถเก็บรกั ษำไว้ไดท้ ่ีอุณหภมู ปิ กติภำยในโกดงั สนิ ค้ำ ห้องเย็นทีใ่ ช้กันท่ัวไปในโรงงำนนมมที งั ชนดิ ทส่ี ร้ำงเป็นหอ้ งเยน็ และชนิดทีใ่ ช้ตู้คอนเทนเนอร์ ซง่ึ หอ้ งเย็นทงั สองชนิดนตี ้องอำศยั ระบบคอมเพรสเซอรใ์ นกำรทำควำมเย็นเชน่ เดยี วกัน ถำ้ ตงั อณุ หภูมิ ของหอ้ งเย็น 5 องศำเซลเซยี ส เมื่ออุณหภมู ิภำยในหอ้ งเย็นตำ่ กวำ่ 5 องศำเซลเซยี ส นำยำจำก คอมเพรสเซอรจ์ ะหยดุ ไหลไมท่ ำควำมเย็นเพ่ิม แต่เมือ่ อุณหภมู ภิ ำยในหอ้ งเพิ่มขึนมำกกว่ำ 5 องศำเซลเซียส นำยำจำกคอมเพรสเซอรจ์ ะไหลมำที่คอยล์เยน็ เพื่อเรม่ิ ทำควำมเย็นอีกครงั โดยมีตวั เซน็ เซอร์ เปน็ อุปกรณ์สั่งตัดกำรทำงำนของคอมเพรสเซอร์

17 ภาพท่ี 5.18 กำรเกบ็ รกั ษำนมพำสเจอร์ไรส์ในหอ้ งเย็น ที่มา : ปิยฉตั ร (2559) 2. เคร่ืองมือ เคร่ืองจักร และอปุ กรณอ์ ่นื ๆ 2.1 เครอื่ งแยกอากาศ (Deaerators) นมมักจะมีปรมิ ำณอำกำศและกำ๊ ซมำกหรอื น้อยปะปนอยูเ่ สมอ ปรมิ ำณอำกำศในเต้ำนม กำหนดไดจ้ ำกปรมิ ำณอำกำศในกระแสเลอื ดของแม่วัว ปรมิ ำณทังหมดของอำกำศในเตำ้ นมสัตวอ์ ำจ เปน็ ประมำณ 4.5–6 % ซึ่งเปน็ ออกซิเจนประมำณ 0.1% ไนโตรเจนประมำณ 1% และ คำรบ์ อนไดออกไซดป์ ระมำณ 3.5-4.9% นมสัมผัสกับอำกำศได้หลำยทำงในระหวำ่ งกำรรีดนม ออกซิเจนในบรรยำกำศละลำยในนม ขณะทคี่ ำร์บอนไดออกไซด์จะถูกปลอ่ ยออกจำกนม อำกำศบำงส่วนไมล่ ะลำยในนมแตย่ ังคงกระจำย อยู่ท่ัวไปในนมและมกั เกำะติดอยูก่ บั ไขมนั กำรทมี่ ีอำกำศปะปนเขำ้ สูน่ ำนมมำกขึนในระหว่ำงจดั เก็บที่ ฟำรม์ และกำรขนสง่ สโู่ รงงำนรวมทงั กำรรบั เขำ้ ท่โี รงงำน ไมใ่ ชส่ งิ่ ผดิ ปกติทน่ี มจะมอี ำกำศมำกถงึ 10% โดยปริมำตรหรือมำกกวำ่ นัน ในขนั นีอำกำศทงั ละเอียดและหยำบจะกระจำยอยู่ทัว่ ไป อำกำศท่ีปะปน อยใู่ นนำนมมอี ยู่ 3 รูปแบบ คือ กระจำยตัวอยู่ในนม ละลำยอยูใ่ นนม และถูกจบั ด้วยพันธะเคมีในนม อำกำศทกี่ ระจำยตวั อยใู่ นนมจะทำใหเ้ กดิ ปญั หำในกำรผลติ และแปรรูป เช่น ไมม่ ีควำม เทย่ี งตรงในกำรวดั ปริมำตร เกดิ กำรเคลอื บบนผวิ แผ่นให้ควำมรอ้ นในเครอื่ งพำสเจอรไ์ รซ์ สญู เสยี ควำมเทีย่ งตรงในระบบอตั โนมตั ิในสำยกำรปรับมำตรฐำน ลดประสิทธภิ ำพในกำรแยกหำงนมใน เครือ่ งแยก เปน็ ต้น ดงั นนั จึงจำเป็นตอ้ งมีกำรกำจดั อำกำศโดยใชเ้ คร่อื งกำจัดอำกำศ เชน่ บนถัง รถบรรทกุ นมจะมีเครอ่ื งกำจัดอำกำศซงึ่ ทำกำรกำจัดอำกำศก่อนที่จะสูบนำนมลงสูถ่ งั บนรถ และเม่ือ นมมำถงึ โรงงำน นมจะมีอำกำศกระจำยอยู่ท่วั ไปอกี เนื่องจำกแรงกระเทอื นของถงั บนรถบรรทกุ ตำม

18 เส้นถนนสู่โรงงำน ดงั นนั ก่อนจะสบู นมเขำ้ สู่ถังในโรงงำน ก็จำเป็นตอ้ งผำ่ นเคร่อื งกำจดั อำกำศแบบเดิม อกี ภาพที่ 5.19 กำรรับนมที่โรงผลิตนม (1) เคร่ืองกำจดั อำกำศ (2) เคร่ืองวัดปริมำตร ที่มา : บรษิ ทั เต็ดตรำ แพ้ค (ประเทศไทย) จำกัด (2557) 2.2 ถังบรรจุ (Tanks) ถังทใี่ ช้ในกำรผลิตนมมีวัตถุประสงค์หลำยประกำร มีถังขนำดตำ่ งๆ ตงั แตข่ นำด 150,000 ลติ ร ซงึ่ เป็นถงั ไซโลในสว่ นรับเขำ้ จนถงึ ถงั ขนำดที่เล็กที่สุดประมำณ 100 ลิตร โดยทัว่ ไปแบง่ ถงั ออกเป็น 3 ประเภทหลักตำมกำรใชง้ ำนคือ ถงั จัดเกบ็ (Storage tanks) และ ถงั กระบวนกำร (Process tanks) 2.2.1 ถังจัดเกบ็ (Storage tanks) ถงั ไซโล เป็นถังทใี่ ช้สำหรับรับนำนมเขำ้ ในโรงงำน เปน็ ประเภทหนึ่งของถงั จัดเกบ็ กำร จัดเกบ็ และกำรรบั นำนมมีขนำดตังแต่ 25,000 ลติ ร ถงึ 150,000 ลติ ร พืนผวิ ที่สัมผัสของเหลวต้อง เป็นวสั ดเุ หล็กสเตนเลส มกั จะวำงถงั ชนดิ นีไวน้ อกอำคำรเพือ่ ประหยัดต้นทุนกำรกอ่ สรำ้ ง ถังไซโล จะตอ้ งมีฉนวน ตวั ถงั มสี องชันและมีเสน้ ใยฉนวนหนำอยำ่ งตำ่ 70 มิลลเิ มตร กันระหวำ่ งกลำง ผนัง ด้ำนนอกอำจจะทำดว้ ยสแตนเลส แต่เพอ่ื กำรประหยัดจึงมกั ทำจำกแผน่ เหล็กออ่ นท่ีเคลอื บดว้ ยสี ปอ้ งกันสนิม กน้ ถงั จะลำดเอยี งประมำณ 6% เพอ่ื ใหถ้ ำ่ ยเทนำนมได้งำ่ ย ในถงั ไซโลมกี ำรติดตังเคร่ือง

19 กวนหลำยแบบรวมทังอปุ กรณ์ตรวจติดตำมและควบคุม จำนวนและขนำดของถังไซโลจะกำหนดโดย ปัจจัยต่ำงๆ เช่น กำรรับนำนมเข้ำในแต่ละวัน จำนวนวนั ตอ่ สัปดำหท์ ำงำน จำนวนชัว่ โมงต่อวันทำงำน จำนวนของผลิตภณั ฑต์ ำ่ งๆ ที่ตอ้ งผลิต เปน็ ต้น ภาพที่ 5.20 ถงั ไซโล ท่ีมา : www.conomptl.com (2559) ถังจัดเก็บระหวำ่ งกำรผลิต เปน็ ถงั ท่ีใชเ้ ก็บผลติ ภัณฑใ์ นเวลำสัน กอ่ นท่ีจะผ่ำนตอ่ ไปในสำยกำรผลิต ใช้เป็นถัง พกั เพอ่ื ปรบั ระดบั (buffer tank) ควำมเปลี่ยนแปลงในกระแสไหล หลงั จำกกรรมวิธใี ห้ควำมรอ้ นและ ควำมเยน็ แลว้ นำนมจะถกู ปมั๊ สู่ถงั พกั และตอ่ ไปสูก่ ำรบรรจุ ถำ้ กำรบรรจุขัดขอ้ งนำนมท่ผี ำ่ น กระบวนกำรแลว้ จะเก็บพักไว้ในถังพักจนกว่ำกำรทำงำนจะดำเนินตอ่ ไปได้ ผนงั ดำ้ นในถังจะเปน็ สเตน เลส หมุ้ ด้วยฉนวนเพ่ือรกั ษำอุณหภมู ิของผลติ ภัณฑ์ใหค้ งท่ี ผนงั ดำ้ นนอกกเ็ ปน็ สเตนเลสและมีเส้นใย ฉนวนกันระหวำ่ งชันทังสอง ถังจัดเก็บมีเคร่อื งกวนและสำมำรถตดิ ตงั สว่ นประกอบและระบบต่ำงๆ ได้ สำหรบั กำรทำควำมสะอำด กำรควบคุมระดับและอณุ หภูมิ อปุ กรณ์โดยพืนฐำนเหมอื นกบั ถังไซโล

20 ภาพที่ 5.21 ถงั จัดเก็บนมพำสเจอรไ์ รส์ อุณหภูมิไมเ่ กิน 8 องศำเซลเซียส ที่มา : ปิยฉตั ร (2559) ถังผสม เป็นถังทใี่ ช้สำหรับผสมผลิตภัณฑ์ตำ่ งๆ และกำรผสมสว่ นผสมอืน่ ๆ ในผลติ ภัณฑ์ ถังอำจเปน็ ชนิดที่มฉี นวนหรือมีตัวถังชันเดียวเป็นเหล็กสเตนเลส อปุ กรณค์ วบคมุ อณุ หภมู อิ ำจจะติดตัง ไว้ดว้ ย ถงั จะหุ้มดว้ ยเสน้ ใยฉนวนระหวำ่ งชันในและชันนอก มชี ่อง jacket อยภู่ ำยนอกตัวถงั ดำ้ นใน เพ่อื ป๊มั ใหต้ ัวกลำงควำมรอ้ นและควำมเยน็ ผ่ำน เครือ่ งกวนสำหรับถังผสมจะออกแบบให้เหมำะสมกับ กำรใชง้ ำน ภาพที่ 5.22…. ถงั ผสม ทีม่ า : ปยิ ฉัตร (2559)

21 2.2.2 ถังกระบวนกำร (Process tanks) ผลติ ภัณฑ์ทต่ี อ้ งผ่ำนกรรมวธิ เี พ่ือเปลี่ยนแปลงคุณลกั ษณะจะใส่ในถงั ชนดิ นี ถงั นมี ี กำรใชอ้ ย่ำงแพรห่ ลำยในอุตสำหกรรมนม เชน่ ถังบม่ สำหรบั ครีม เนย และสำหรบั ผลติ ภัณฑน์ มหมัก เชน่ โยเกิร์ต ถงั ตกผลึกสำหรับวิปป้ิงครมี และถงั สำหรับเตรียมเชอื หมักนม ถงั กระบวนกำรมหี ลำย ชนดิ ซึ่งกำรใชง้ ำนจะเปน็ ตวั กำหนดแบบ โดยทว่ั ไปจะมเี ครื่องกวนและเครอ่ื งควบคมุ อณุ หภูมิ ตวั ถงั เปน็ เหลก็ สเตนเลส มหี รอื ไมม่ ฉี นวนและอำจตดิ ตังอปุ กรณ์ตรวจติดตำมและควบคมุ ไวด้ ้วย ถังปรับสภำพ เปน็ ถังทชี่ ่วยแกป้ ัญหำต่ำงๆ ท่ีเกีย่ วขอ้ งกบั กำรส่งผำ่ นผลิตภณั ฑ์ในสำยกำรผลิต เช่น ผลิตภัณฑ์ต้องปรำศจำกอำกำศหรอื ก๊ำซอน่ื ๆ เพ่อื ให้ป๊ัมเซน็ ตริฟวิ (Centrifuge pump) ทำงำนได้ อย่ำงเรียบรอ้ ย เพ่อื หลีกเล่ยี งกำรเกิดโพรงในของเหลว แรงดนั ทุกจดุ ด้ำนสง่ เขำ้ ปม๊ั ต้องสูงกวำ่ แรงดัน ของของเหลว วำลว์ จะตอ้ งปรับกระแสไหลของของเหลวที่ยงั ไมผ่ ่ำนกรรมวธิ ีถำ้ อณุ หภมู ิของผลิตภณั ฑ์ ตกตำ่ กวำ่ คำ่ ท่ีตอ้ งกำร ตอ้ งรกั ษำแรงดนั ด้ำนดดู เขำ้ ของปม๊ั ให้คงที่เพือ่ ให้แนใ่ จวำ่ กระแสไหลสม่ำเสมอ ในสำยกำรผลติ ดังนนั ถงั ปรับสภำพจะรกั ษำระดับผลิตภัณฑ์ให้คงท่ีเหนอื ดำ้ นส่งเขำ้ ปม๊ั หรอื กล่ำวได้วำ่ ต้องรักษำระดบั ดำ้ นดูดเข้ำป๊มั ใหส้ ูงคงท่ี ถังปรบั สภำพมกั จะรวมอยใู่ นระบบหมุนเวียนท่ีของเหลวตอ้ ง เวียนมำผ่ำนกระบวนกำรใหม่ ภาพที่ 5.23 ถังปรบั สภำพ ทม่ี า : ปิยฉตั ร (2559)

22 2.3 ป๊มั (Pumps) ในอดีตมักมีกำรปล่อยให้ของเหลวไหลผำ่ นส่โู รงงำนตำมแรงดึงดูดของโลก แต่ในปัจจบุ ัน ของเหลวถูกขบั ส่งผ่ำนท่อสง่ ยำวด้วยวำล์วหลำยตัว ผำ่ นเครื่องแลกเปล่ยี นควำมรอ้ น เครอื่ งกรอง และ อุปกรณ์อน่ื ๆ ทม่ี กั จะมีแรงดนั ในอัตรำกำรไหลสงู สม่ำเสมอ ดงั นันทำใหต้ อ้ งใช้ป๊มั สบู ส่งเป็นจำนวน มำกในสว่ นตำ่ งๆ ของโรงงำน ควำมตอ้ งกำรท่ตี ้องมปี ๊ัมแบบที่ถูกตอ้ งในจุดที่เหมำะสมจงึ มีควำมสำคัญ และอำจกอ่ ปญั หำมำกมำยถ้ำตดิ ตงั ผิดตำแหน่ง ปมั๊ ทีใ่ ช้ในอุตสำหกรรมนม เป็นแบบแรงเหวี่ยงหนศี ูนยก์ ลำง (Centrifugal) วงแหวนดนั สง่ ของเหลว (Liquid ring) และแบบลกู สบู ดันสง่ (Positive displacement) ซ่ึงทังสำมแบบจะใชใ้ นงำน ทต่ี ่ำงกนั ปั๊มแบบแรงเหวยี่ งหนีศนู ย์กลำง เป็นทน่ี ยิ มใช้กันมำกท่ีสุดในอตุ สำหกรรมผลิตนมและเหมำะ กบั กำรเลือกใช้กับงำนในส่วนตำ่ งๆ ท่ีต้องกำร เนื่องจำกมีรำคำไม่สงู กำรจดั ซอื ใช้งำนสะดวกและ บำรุงรกั ษำงำ่ ย ปมั๊ แรงเหวย่ี งหนีศูนยก์ ลำงสำมำรถใช้ในกำรสูบของเหลวได้ทกุ ชนิดทีม่ ีควำมหนืดต่ำ ซึง่ ไม่ต้องกำรดแู ลเปน็ พิเศษ สำมำรถใช้กบั อนุภำคขนำดใหญ่พอประมำณได้ แต่ข้อเสียคือ ไมส่ ำมำรถ ใชส้ ูบของเหลวทม่ี อี ำกำศปนอยู่มำกเพรำะจะเกิดกำรขำดชว่ งและทำงำนต่อไม่ได้ ปั๊มแบบวงแหวนของเหลว ใชก้ ับผลิตภณั ฑ์ทมี่ ีปริมำณอำกำศหรือก๊ำซมำก จึงนยิ มใช้กบั งำน ทำควำมสะอำดในสำยกำรผลิตแบบ CIP (Cleaning In Place) สูบส่งกลับสำหรบั สำรละลำยทำควำม สะอำดถงั เนื่องจำกสำรละลำยจำก CIP จะมีปริมำณอำกำศอยูม่ ำก ปม๊ั แบบดันสง่ และแทนท่ี ทำงำนในหลักกำรของแรงดนั ส่ง แยกออกเป็น 2 ประเภทหลกั คือ แบบหมุนเวยี นและแบบรับสง่ กนั ปัม๊ แบบดันสง่ และแทนทีใ่ ช้สำหรบั กรรมวิธีกำรผลติ แบบนมุ่ นวล และเหมำะสำหรับกำรผลิตที่มคี วำมหนืดสูง

23 ภาพท่ี 5.24 ป๊มั ท่ีนยิ มใช้ในอตุ สำหกรรมอำหำร (Sanitary pump) แบบแรงเหว่ียงหนศี นู ย์กลำง ท่มี า : คูม่ อื GMP ผลติ ภัณฑน์ มพรอ้ มบรโิ ภคชนิดเหลวท่ีผำ่ นกรรมวิธีฆำ่ เชือด้วยควำมรอ้ น โดยวิธีพำสเจอรไ์ รส์สำหรับผู้ประกอบกำร (2550) 2.4 ระบบท่อ วาลว์ (Pipes system and Valves) 2.4.1 ระบบทอ่ (Pipes system) เนื่องจำกในกำรผลติ นม ตอ้ งอำศัยกำรทำงำนในระบบท่อเปน็ หลกั โดยทอ่ ทีใ่ ช้ตำ่ งๆ เช่น ท่อสง่ นำนม ทอ่ นำต่ำงๆ เป็นระบบปิด ไมส่ ำมำรถท่ีจะมองเหน็ ภำยในท่อได้ ยำกตอ่ กำรดูแล รกั ษำและทำควำมสะอำด ดงั นันกำรออกแบบและตดิ ตงั ระบบทอ่ จึงมคี วำมสำคญั ต่อกำรผลิตเพื่อให้ เกดิ ควำมปลอดภยั กำรออกแบบระบบทอ่ ควรมคี วำมสมั พนั ธ์กบั กำรตดิ ตงั เครอ่ื งมือ เครื่องจกั รทีใ่ ชใ้ นกำร ผลติ โดยกำรตดิ ตังเคร่อื งมอื เคร่อื งจกั รในตำแหน่งที่เหมำะสมจะชว่ ยให้กำรวำงระบบท่อเปน็ ไปอย่ำง เหมำะสม สำมำรถที่จะดแู ลรกั ษำและทำควำมสะอำดไดง้ ำ่ ย รวมไปถงึ ช่วยลดคำ่ ใช้จ่ำยในกำรตดิ ตงั กำรออกแบบและวำงทอ่ ตอ้ งออกแบบให้ภำยในท่อไมม่ ีจุดอับ (Dead End) และซอกมมุ (Pocket) กำรออกแบบทอ่ ทม่ี กี ำรหักงอ หรอื ทอ่ ท่มี ีลกั ษณะโคง้ จะส่งผลใหเ้ กิดกำรลดแรงขดั ในกำรทำควำม สะอำดระบบภำยในทอ่ (CIP) กำรออกแบบท่อทีไ่ ม่เหมำะสมดังกลำ่ ว ทำให้กำรทำควำมสะอำดระบบ ทอ่ (CIP) ไม่ท่ัวถึง และกำรฆ่ำเชอื ขำดประสทิ ธภิ ำพลง ทำให้เกิดกำรสะสมของส่ิงสกปรกอันเป็น สำเหตุให้เกดิ กำรปนเปอ้ื นสู่นำนม โดยเฉพำะกำรปนเปื้อนสนู่ ำนมทผ่ี ำ่ นกำรฆำ่ เชือแลว้ ทำให้นำนมที่ ไดไ้ มป่ ลอดภัยตอ่ กำรบริโภค

24 (1) (2) ภาพท่ี 5.25 ตวั อย่ำงจุดอับ (1) และซอกมมุ ภำยในทอ่ ส่ง (2) ทีม่ า : คมู่ ือ GMP ผลติ ภัณฑน์ มพรอ้ มบริโภคชนิดเหลวท่ีผ่ำนกรรมวิธฆี ่ำเชอื ด้วยควำมรอ้ น โดยวิธีพำสเจอร์ไรสส์ ำหรับผู้ประกอบกำร (2550) ในโรงงำนนมมรี ะบบทอ่ สำหรบั ส่งสำรตำ่ งๆ เชน่ นำ ไอนำ สำรทำควำมสะอำด สำร หล่อเย็น (Coolant) และอำกำศท่ีถกู บบี อัด (Compressed air) ระบบนำเสียลงส่ทู ่อนำทิงกม็ คี วำม จำเป็นดว้ ยเช่นกนั ระบบทงั หมดนสี รำ้ งขึนในลกั ษณะเดียวกนั ส่งิ ทีแ่ ตกตำ่ งก็คือ วัสดุท่ีใช้ กำร ออกแบบสว่ นประกอบและขนำดของท่อ เพื่อสุขอนำมยั ทดี่ ี อุปกรณ์ส่วนตำ่ งๆ สำหรบั ผลิตภัณฑ์นมทีส่ ัมผัสของเหลวจะทำ จำกเหล็กสเตนเลส มีสองชนดิ หลักท่ใี ช้ คอื AIS 304 และ AIS 316 ชนิด AIS 316 มักเรยี กกันวำ่ เปน็ แบบเหลก็ ทนกรด (Acid proof steel) 2.4.2 วำลว์ (Valves) ในระบบทอ่ จะมีจุดเชอื่ มต่อมำกมำย ที่ผลติ ภณั ฑ์จะตอ้ งไหลผำ่ นสว่ นหนง่ึ ไปยังอกี สว่ นหน่ึง แตใ่ นบำงครังต้องปิดกนั เพอื่ ใหส้ ำรตำ่ งกันสำมำรถไหลผ่ำนสองสำยโดยไม่ผสมปนกนั ซึ่งส่งิ นีเปน็ ปญั หำที่มกั พบเวลำติดตงั เครอ่ื งจกั รในโรงงำนผลิตนม ผลิตภัณฑน์ มและสำรละลำยทำควำม สะอำดจะตอ้ งไหลในท่อแยกจำกกัน วำลว์ สำมำรถแบ่งตำมกำรนำไปใช้ในอตุ สำหกรรมอำหำร ได้เป็น 2 ประเภท คือ

25 (1) วำลว์ ชนดิ Non-Sanitary เป็นวำลว์ ทใ่ี ชก้ นั โดยท่ัวไป แตไ่ ม่นำมำใช้ใน อุตสำหกรรมอำหำร เนอ่ื งจำกไม่ได้ถกู ออกแบบมำให้สำมำรถสมั ผัสกับอำหำรได้ และไม่สำมำรถทำ ควำมสะอำดได้อยำ่ งท่ัวถงึ (2) วำลว์ ชนดิ Sanitary เป็นวำล์วที่ถกู ออกแบบมำเพอ่ื ให้ใชใ้ นอตุ สำหกรรมอำหำร เชน่ อุตสำหกรรมกำรผลติ นม กำรผลติ เครอ่ื งด่ืมชนดิ ต่ำงๆ โดยวสั ดทุ ี่ใช้เปน็ วสั ดทุ ีแ่ ข็งแรง ทนทำน รวมถงึ ทนตอ่ กำรกดั กร่อน ไมเ่ ป็นสนมิ เปน็ วสั ดทุ ่สี ำมำรถสมั ผัสกับอำหำรไดโ้ ดยไม่กอ่ ให้เกิดกำร ปนเปื้อนส่อู ำหำร มกี ำรออกแบบให้ง่ำยต่อกำรทำควำมสะอำด ไมม่ บี รเิ วณท่ีสำมำรถเป็นที่สะสมของ สิ่งสกปรกได้ ตัวอยำ่ ง Sanitary วำล์วท่ีนิยมใช้ในอตุ สำหกรรมกำรผลิตนม เช่น - Butterfly Valve หรือวำลว์ ปกี ผเี สือ เปน็ วำล์วท่ีใช้สำหรับควบคมุ ทศิ ทำงกำร ไหลของนม เปน็ วำลว์ ท่ีนยิ มใช้สำหรับผลติ ภัณฑ์ท่ีมีควำมหนดื สงู หรือผลิตภณั ฑ์ท่ไี มต่ อ้ งกำรกำรให้ ไหลแบบปน่ั ป่วน เนอ่ื งจำกชอ่ งทำงกำร เปดิ -ปิด วำลว์ จะมผี ลใหค้ วำมดันลดลง - Plug Valve เปน็ วำลว์ ท่ใี ช้ในกำรควบคมุ ทิศทำงกำรไหลของนมเชน่ เดียวกับ Butterfly Valve แต่ต่ำงกนั ท่ี Plug Valve สำมำรถหมุนไดร้ อบทิศ ทำให้อำจเกดิ ควำมผดิ พลำดได้ หำกใช้โดยผทู้ ่ีไม่มีควำมชำนำญ - Check Valve เปน็ วำลว์ ทที่ ำหน้ำที่ปอ้ งกนั กำรไหลย้อนกลับของของเหลว ภำยในท่อ เชน่ ป้องกนั กำรไหลย้อนกลบั ของนำยำ CIP โดย Check Valve ทใี่ ชจ้ ะตอ้ งเปน็ แบบ Sanitary ภาพที่ 5.26 วำลว์ ปกี ผเี สือ ทีม่ า : ปิยฉัตร (2559)

26 2.5 อุปกรณท์ ี่สนบั สนุนในสำยกำรผลิต 2.5.1 อุปกรณท์ ำควำมเย็นท่ีนำไปใช้ในกระบวนกำรผลิต อปุ กรณท์ ำควำมเย็นทน่ี ำไปใช้ในกระบวนกำรผลติ เช่น (1) Ripple Plate เป็นอุปกรณ์ท่ใี ช้สำหรับทำนำเยน็ สำมำรถทจ่ี ะลดอณุ หภูมิของนำ ไดอ้ ยำ่ งรวดเรว็ โดยกำรปล่อยนำไหลผ่ำนแผน่ plate ซงึ่ ภำยในมสี ำรทำควำมเย็น ทำให้เกดิ กำร แลกเปลยี่ นควำมรอ้ น ระหวำ่ งนำกบั สำรทำควำมเยน็ นำทีผ่ ่ำนแผน่ Plate จะตกลงสถู่ ังรองรบั ซง่ึ จะ ถูกนำไปใชต้ ่อไป (2) Ice Bank เป็นอปุ กรณส์ ำหรับสร้ำงนำแข็งแล้วเกบ็ สะสมไวส้ ำหรบั แชน่ ำท่ีต้องกำร จะทำควำมเยน็ (3) Cooling Tower เปน็ อปุ กรณส์ ำหรบั ทำนำเยน็ เพ่อื นำไปใช้ในระบบกำรระบำย ควำมรอ้ น โดยนำนำเขำ้ ไปแลกเปลี่ยนกับอำกำศที่เย็นภำยในอปุ กรณ์ ทำให้ควำมร้อนบำงส่วนระเหย ออกไป 2.5.2 Hot Water Boiler เป็นเคร่อื งมือทีใ่ ช้ในกำรทำนำร้อนหรอื ไอนำร้อนเพื่อนำไปใช้ในกระบวนกำรต่ำงๆ ซง่ึ รวมไปถงึ กำรฆ่ำเชือท่ตี อ้ งอำศยั นำร้อนหรอื ไอนำในอุณหภูมิที่สงู ดว้ ย ดงั นัน Hot Water Boiler จึง เปน็ ปจั จัยสำคญั ตอ่ ระบบกำรผลิต Hot Water Boiler มีทงั ชนิดที่ใช้นำมัน ถ่ำนหิน แกส๊ หรอื ไฟฟำ้ เปน็ เชือเพลิงในกำรท่ี จะสร้ำงควำมรอ้ น และใช้เปลวไฟ หรือคอยล์ทองแดงในกำรให้ควำมรอ้ น และควำมร้อนทถ่ี ูกสรำ้ งขึน จะถูกดูดซับโดยตัวกลำงซ่งึ โดยสว่ นมำกจะใช้นำเป็นตวั กลำงในกำรพำควำมร้อนเข้ำสู่กระบวนกำร ผลติ 2.5.3 อปุ กรณ์ปรับสภำพนำ ในกระบวนกำรผลติ อตุ สำหกรรมนมจำเป็นต้องใชน้ ำในกำรดำเนนิ กิจกรรมตำ่ งๆ เชน่ เป็นตวั กลำงในกำรแลกเปล่ียนควำมรอ้ น ซ่ึงนำเหลำ่ นมี ีโอกำสท่ีจะสัมผัสกบั นำนม ดังนันนำท่ีใช้ตอ้ ง เป็นนำที่มำตรฐำนเทยี บเท่ำนำสำหรับบรโิ ภค ดังนันจึงจำเป็นตอ้ งมีอุปกรณ์สำหรับปรบั สภำพนำตำม ควำมจำเป็น ซงึ่ ขึนอยกู่ บั ควำมเหมำะสมของแหล่งนำดบิ ที่ใช้

27 กำรปรับสภำพนำโดยทวั่ ไปจะใชเ้ ครื่องกรองนำสำหรับกรองสิ่งสกปรก สี กลน่ิ รส สนมิ เหลก็ รวมทงั ลดควำมกระด้ำงของนำ และผ่ำนกระบวนกำรฆ่ำเชือโดยอำจใชแ้ สง UV คลอรนี หรอื โอโซนกไ็ ด้ 2.5.4 CIP Unit เปน็ ถังสำหรับเก็บสำรเคมีท่ีใข้ในกำรลำ้ งทำควำมสะอำดดว้ ยระบบ CIP โดยแบง่ เปน็ 3 ถงั สำหรบั สำร CIP ประเภท กรด ด่ำง และสำรฆ่ำเชือหรอื อำจจะเปน็ นำรอ้ นสำหรับฆ่ำเชือ ลักษณะ ของถงั จะเปน็ ถังฉนวนท่ีภำยในเป็นคอยล์สำหรับใหค้ วำมร้อนกไ็ ด้ 2.5.5 CIP Mobile มีกำรใช้งำนเหมือน CIP Unit แต่ CIP Mobile นีเปน็ ถัง CIP เคลอ่ื นท่ี ใช้ในกำรผสมสำรเคมี ที่ใช้ล้ำงทำควำมสะอำดเคร่ืองมือโดยวธิ ีกำร CIP ประกอบด้วยถังสเตนเลสท่ภี ำยในมอี ปุ กรณ์ให้ควำม รอ้ นเพื่อเพ่มิ อุณหภูมสิ ำรเคมีที่ใช้ในกำร CIP ให้เปน็ ไปตำมขอ้ กำหนด และมปี ั๊มแสะสำยยำงทีท่ นต่อ กำรกัดกรอ่ นของสำรเคมี