Lò hơi trong ngành thực phẩm - Trái tim năng lượng của nhà máy F&B

Trong các nhà máy thực phẩm (Food & Beverage - F&B), hệ thống lò hơi là “trái tim” cung cấp năng lượng nhiệt ổn định cho các quy trình cốt lõi như nấu, tiệt trùng, sấy… Thách thức lớn nhất hiện nay là đảm bảo hơi sạch, an toàn, và giảm chi phí nhiên liệu song song với mục tiêu giảm phát thải và đạt chuẩn ESG (Môi trường, Xã hội, Quản trị). Trong bài viết sau đây, hãy cùng Kim Trường Phúc tìm hiểu tổng quan về lò hơi trong ngành thực phẩm nhé!

1. Vai trò của lò hơi trong ngành thực phẩm

Hơi nước đóng vai trò không thể thay thế trong mọi công đoạn chế biến, từ khâu sơ chế, nấu nướng cho đến tiệt trùng sản phẩm cuối cùng. Hơi nước cung cấp nhiệt lượng lớn, dễ kiểm soát và không gây cháy cục bộ, là môi chất lý tưởng cho thực phẩm.

1.1. Ứng dụng chính

- Gia nhiệt và nấu: Hơi được sử dụng để gia nhiệt và nấu chín các nguyên liệu lỏng như sữa, siro, nước quả, súp, và các loại sốt. Quá trình này chủ yếu được thực hiện gián tiếp thông qua các bộ trao đổi nhiệt (Heat Exchanger) để duy trì nhiệt độ chuẩn xác theo yêu cầu, đảm bảo chất lượng và hương vị đồng nhất.

Chần/blanching và sấy: Trong khâu sơ chế rau củ, thủy sản hoặc thịt, hơi nước dùng để chần (blanching) nhằm bất hoạt enzyme, giữ màu sắc, hoặc để chuẩn bị trước khi cấp đông/sấy. Hơi nước còn là nguồn nhiệt chính cho các quy trình sấy gián tiếp, giữ cho sản phẩm không bị nhiễm bẩn.

- Tiệt trùng/khử trùng (Sterilization): Đây là ứng dụng quan trọng nhất đòi hỏi hơi nước phải đạt độ sạch cao. Hơi nước được dùng trong các quy trình như SIP (Steam-In-Place) để tiệt trùng các đường ống, bồn chứa, thiết bị đóng gói và bao bì, đảm bảo loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn và mầm bệnh.

- CIP (Cleaning-In-Place): Hơi nước dùng để gia nhiệt dung dịch tẩy rửa, giúp tăng hiệu quả làm sạch và khử trùng khi súc rửa các đường ống và bồn trong dây chuyền sản xuất mà không cần tháo lắp thiết bị.

1.2. Quy trình đặc thù theo phân khúc

• Sữa (Dairy): Yêu cầu độ sạch và ổn định hơi ở mức cực kỳ cao cho các quy trình UHT (Siêu thanh trùng) và Pasteurization (Thanh trùng). Hơi sạch (Clean Steam) là bắt buộc để tiệt trùng đường ống, đồng hóa và thiết bị tiếp xúc trực tiếp.

• Đồ uống (Beverage): Tập trung vào các quy trình gia nhiệt cốt lõi trong chế biến (ví dụ: đun sôi hèm bia, nấu siro, hòa tan đường), cùng với thanh trùng chai/lon/keg (Tunnel Pasteurizer) và tiệt trùng thiết bị. Do tính chất sản xuất theo mẻ và theo mùa, lưu lượng hơi có xu hướng biến động mạnh theo mẻ nấu hoặc theo mùa sản xuất.

• Thịt (Meat): Hơi nước dùng để chần, nấu, hấp và khử khuẩn bề mặt. Nguy cơ dầu mỡ nhiễm vào đường condensate rất cao, đòi hỏi hệ thống tách dầu/mỡ nghiêm ngặt.

Lò hơi được sử dụng để gia nhiệt và nấu chín các nguyên liệu lỏng

2. Các loại lò hơi phù hợp cho ngành thực phẩm

Việc lựa chọn công nghệ lò hơi không chỉ dựa trên công suất mà còn phải cân nhắc chi phí nhiên liệu dài hạn và mục tiêu giảm phát thải của nhà máy.

2.1. Tiêu chí so sánh các công nghệ lò hơi phổ biến

Tiêu chí	Fire-tube (Ống lửa)	Water tube (Ống nước)	Gas/Dầu	Điện	Lò hơi tầng sôi đốt biomass
Quy mô	Nhỏ–vừa	Vừa–lớn	Nhỏ–lớn	Nhỏ	Vừa–lớn
Đáp ứng Tải	Vừa	Tốt	Tốt	Tốt	Rất tốt (quán tính nhiệt ổn định)
Chi phí nhiên liệu	—	—	Phụ thuộc thị trường, giá nhiên liệu biến động cao	Cao (OPEX cao)	Ổn định, tận dụng nguồn nhiên liệu nội địa (trấu, mùn cưa...)
Phát thải	—	—	Phát thải CO2 cao	Thấp tại chỗ	Giảm phát thải ròng (Net Zero/ESG)
Độ phù hợp F&B	Tốt tải nhỏ	Tốt tải lớn	Linh hoạt, dễ vận hành	Backup/pilot	Tối ưu chuyển đổi xanh & TCO (Tổng Chi phí Sở hữu)

2.2. Chiến lược chuyển đổi xanh cho ngành F&B

Với xu hướng Net Zero toàn cầu và yêu cầu ESG ngày càng chặt chẽ từ các thị trường xuất khẩu, các tập đoàn F&B lớn đang chuyển dịch mạnh mẽ sang lò hơi tầng sôi đốt biomass (FBC). Công nghệ này cho phép đốt hiệu quả nhiều loại sinh khối, giảm phát thải carbon ròng.

Bên cạnh đó, việc chọn mô hình Nhà bán hơi (House of Steam) cũng là một trong những giải pháp chiến lược, giúp nhà máy chuyển toàn bộ chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) thành chi phí vận hành (OPEX), đồng thời nhận hơi theo cam kết chất lượng, hiệu suất, loại bỏ rủi ro vận hành và biến động giá nhiên liệu.

Chiến lược chuyển đổi xanh cho các nhà máy thực phẩm

3. Yêu cầu đáp ứng về tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn nghiêm ngặt trong nhà máy

3.1. An toàn lò hơi (Boiler Safety)

An toàn là yếu tố tiên quyết trong việc vận hành thiết bị nhiệt, áp suất cao. Cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn kiểm định bao gồm: thử định kỳ van an toàn, đo độ dày thân lò bằng NDT (kiểm tra không phá hủy), và duy trì hệ liên động (interlock) cấp nước/ áp suất/ nhiên liệu để ngăn ngừa sự cố.

3.2. Vệ sinh Thực phẩm (Food Hygiene)

Trong các nhà máy thực phẩm việc triển khai các tiêu chuẩn HACCP và ISO 22000 là bắt buộc. Vậy nên đối với việc sử dụng hơi bão hòa, yêu cầu bắt buộc là sử dụng vật liệu inox 304/316 cho hệ thống đường ốn dẫn hơi. Quan trọng là phải hạn chế hoặc cấm tuyệt đối việc sử dụng phụ gia xử lý nước có khả năng bay hơi và nhiễm vào hơi sạch.

3.3. Yêu cầu về hồ sơ và kiểm soát trong lò hơi

Để đảm bảo hiệu suất và an toàn dài hạn, việc duy trì hồ sơ quản lý chặt chẽ là rất cần thiết.

- Việc vận hành lò hơi phải duy trì quy trình vận hành chuẩn (SOP) chi tiết, hồ sơ kiểm định định kỳ, và nhật ký vận hành hằng ca.

- Cần thiết lập ngưỡng cảnh báo tự động cho các thông số quan trọng như mức nước, áp suất, nồng độ Oxi trong khói, và TDS (Tổng chất rắn hòa tan), cho phép nhân viên vận hành thực hiện vận hành dự đoán (predictive operation) và phòng ngừa sự cố trước khi chúng xảy ra.

An toàn lò hơi là yếu tố tiên quyết trong việc vận hành thiết bị nhiệt, áp suất cao

4. Lợi ích của lò hơi trong ngành chế biến thực phẩm

Trong ngành chế biến thực phẩm, hơi nước luôn giữ vị trí vai trò quan trọng nhờ khả năng truyền nhiệt hiệu quả, ổn định và an toàn. Không chỉ là nguồn năng lượng sạch, hơi nước còn góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí vận hành và đáp ứng các yêu cầu khắt khe về vệ sinh – môi trường. Hơi nước được ưu tiên tuyệt đối so với các nguồn nhiệt khác trong sản xuất thực phẩm vì những lợi ích vượt trội sau:

• Đảm bảo vệ sinh và an toàn tuyệt đối: Hơi nước là môi chất tiệt trùng tự nhiên (>100oC), lý tưởng cho các quy trình SIP và Clean steam, bảo vệ sản phẩm khỏi nguy cơ ô nhiễm hóa chất.

• Thúc đẩy bền vững (ESG) & Net Zero: Với công nghệ lò hơi tầng sôi đốt biomass giúp hỗ trợ chuyển đổi năng lượng sạch, giảm phát thải carbon ròng và đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu.

• Kiểm soát chất lượng và hiệu suất: Cung cấp nhiệt lượng tiềm ẩn lớn và ổn định, giúp truyền nhiệt nhanh chóng, kiểm soát nhiệt độ chính xác trong các quy trình như UHT, thanh trùng giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất.

• Tối ưu Chi phí Vận hành (OPEX): Thu hồi nước ngưng condensate (>70%) để tái sử dụng. Nước ngưng đã được gia nhiệt sẵn giúp tiết kiệm nước sạch, hóa chất và ~1% nhiên liệu cho mỗi 6oC tăng nhiệt độ nước cấp.

Lò hơi trong ngành thực phẩm không chỉ là nguồn nhiệt — đó là nền tảng của chất lượng sản phẩm, an toàn vệ sinh và kiểm soát chi phí. Với mô hình Nhà Bán Hơi và công nghệ lò hơi tầng sôi đốt biomass, bạn có thể giảm chi phí hơi, ổn định chất lượng, đồng thời đáp ứng mục tiêu ESG và Net Zero.