Компанія ЗІКО є представником провідних європейських компаній, виробників пастеризаторів та стерилізаторів.
Багато факторів сприяли функціонуванню молочної промисловості, як ми її знаємо сьогодні. Багато годин було витрачено на аналіз виробничих процесів та їх вдосконалення. Багато цілей не були б досягнуті без людської праці, відданості та винахідливості. Часто в самій основі лежать техніки і технології, які пройшли перші позитивні тести в лабораторіях ще два століття тому. Однією з них є техніка під назвою пастеризація молока, без якої важко уявити сучасну харчову промисловість, у тому числі й молочну.
Пастеризація молока була вдосконалена з часом і адаптована до дедалі більшого масштабу виробництва їжі. Це призвело до розробки відповідного обладнання – пастеризаторів, які будуть встановлено на виробничій лінії для виробництва основних продуктів харчування, таких як молоко та молочні продукти.
Пастеризація молока – це процес, метою якого є усунення мікроорганізмів із продукту, з особливим наголосом на патогенних формах, які становлять загрозу для споживачів. У виробництві харчових продуктів надзвичайно важливо підтримувати безпеку здоров’я споживачів, особливо при великомасштабному розподілі харчових продуктів. Назва процесу походить від імені його першовідкривача Луї Пастера, який жив у 19 столітті. Дослідник виявив позитивний ефект термічної обробки їжі, яка значно подовжує термін її зберігання.
Пастеризація молока поєднується з іншими методами, такими як гомогенізація, мембранна фільтрація або центрифугування. Загалом, пастеризація — це процес консервування харчових продуктів таким чином, щоб знищити або придушити ріст патогенних мікроорганізмів і ферментів, при цьому приділяючи особливу увагу збереженню смаку та харчової цінності продуктів якомога незміннішими та запобігаючи повторному зараженню. Під час пастеризації корисні мікроорганізми, також гинуть.
Іншими словами, пастеризація молока – це нагрівання протягом певного періоду часу. Загалом можна виділити два типи пастеризації: низька пастеризація та висока пастеризація. Відмінності між ними обумовлені варіантами можливих значень використовуваних параметрів, до яких в даному випадку відносяться час і температура. Низька пастеризація молока також відома як довгострокова пастеризація або LTLT пастеризація. Пастеризація LTLT – Low Temperature Long Time – це, як випливає з назви, метод пастеризації, що передбачає тривалий вплив низької температури. Термічна обробка в цьому випадку триває близько 30 хвилин при температурі 63°С. У свою чергу, висока пастеризація молока, також відома як HTST (High Temperature Short Time) пастеризація, включає високу температуру протягом короткого часу. Вибір параметрів процесу в цьому випадку залежить від якості сирого молока. У цьому випадку молоко зазвичай нагрівають до температури 72-75°С і витримують у таких умовах близько 15-20 секунд.
У разі пастеризації вершків, які потім використовуються, наприклад, для виробництва вершкового масла, пастеризатори встановлюють на температуру приблизно 92°C і тривати від 30 до 40 секунд. Зміна параметрів цієї сировини обумовлена високим вмістом жиру. Захисна роль жиру полягає у створенні навколо клітин мікроорганізмів специфічної безводної оболонки, яка, в свою чергу, ускладнює процес пастеризації та вимагає зміни її параметрів.
Пастеризація молока забезпечує знищення мікроорганізмів, чутливих до нагрівання: дріжджів, плісняви та бактерій, які не утворюють ендоспор, тобто спор. Мікроорганізми, виявлені в молоці, наявність яких може мати негативний вплив на здоров’я людини, можна охарактеризувати параметрами, що визначають їх термостійкість. Ці параметри є специфічними для даного виду бактерій і можуть змінюватися залежно від умов навколишнього середовища та в межах даної популяції. Стійкість мікроорганізмів до нагрівання залежить від умов середовища, в яких вони знаходяться. У молоці на їх термостійкість впливають активність води, рН, вміст жиру та білка. Молоко є водним середовищем для мікроорганізмів, і ефект руйнування (за рахунок тепла) посилюватиметься зі зменшенням вмісту сухої речовини. Число мікроорганізмів, які витримують процес термічної деструкції при нагріванні та постійній температурі, є логарифмічною залежністю. Згідно з літературними даними, логарифмічний характер руйнування мікроорганізмів приводить до певних висновків, застосовних у лабораторній практиці: при підвищеній початковій кількості мікроорганізмів у сировині, тобто при великому початковому мікробіологічному зараженні молока, час його нагрівання при постійній температурі збільшується (чим вона вища, тим швидше гинуть бактерії) до досягнення необхідної мікробіологічної чистоти продукту, тобто бажаного зменшення кількості мікроорганізмів. Крім того, важливо зробити висновок, що повністю знищити всі клітини неможливо через необхідність нескінченного нагрівання, тому ефективність такого процесу як пастеризація молока оцінюється в 99%. Наявність мікроорганізмів у молоці становить небезпеку для здоров’я споживача, тому пастеризація молока спрямована на знищення їх якомога більшої кількості. Тому вкрай важливо визначити успішність пастеризації та підтвердити її ефективність. Отже, як ми можемо довести, що процес пастеризації молока та молочних продуктів було проведено правильно? Ефективність пастеризації в готовому продукті підтверджується визначенням активності природного в молоці ферменту – лужної фосфатази, скорочено ЛФ. Цей фермент інактивується високою температурою.
Відповідно до чинних законодавчих вимог, активність ЛФ в пастеризованому коров’ячому молоці обмежена і не повинна перевищувати 350 мОд/л. Не тільки лужна фосфатаза чутлива до високих температур. Згідно з проведеними дослідженнями, ферменти гамма-глутамілтрансфераза та лактопероксидаза також є хорошими показниками ефективності пастеризації та належних умов термічної обробки молока та молочних продуктів. Це пов’язано з тим, що термостійкість цих ферментів вища, ніж температуростійкість більшості неспороутворюючих мікроорганізмів, що містяться в молоці. Активність лужної фосфатази залежить, в тому числі, від вмісту жиру в молоці, породи великої рогатої худоби і виду використовуваного корму. Як уже згадувалося, присутність ЩФ у молоці після процесу пастеризації свідчить про його якість. Кількість ЛФ після процесу називається залишковою фосфатазою, а сама перевірка активності ЛФ стала частиною звичайного контролю ефективності, коли відбувається пастеризація молока. Визначення активності ЛФ можна проводити за допомогою класичних колориметричних методів. Це також можливо шляхом виконання інструментальних аналізів, які передбачають вимірювання випромінювання, наприклад, хемілюмінесценції або флуорометричного аналізу, або тестів, заснованих на електрохімічних реакціях, таких як амперометричний, потенціометричний, а також швидкі тести-смужки. Однак останні не дозволяють кількісно визначити фермент.
У молочній промисловості надзвичайно важливо контролювати умови термічної обробки, оскільки вони часто є основною критичною точкою при виробництві кінцевої продукції. В даний час на сучасних молокопереробних підприємствах процес пастеризації відбувається в технологічній лінії поряд з такими процесами, як гомогенізація або центрифугування.
Пастеризація молока відбувається в апаратах, які називаються пастеризатори. Молоко транспортується по трубопроводу в пастеризатор після запуску насосів. Пастеризатори можуть працювати в періодичному або безперервному режимі. Умовою теплового потоку є виникнення температурного градієнта. Тепло переходить від рідини з вищою температурою до рідини з нижчою температурою. Найпоширенішим теплообмінником у молочній промисловості є пластинчастий пастеризатор. Цей тип рішення передбачає розміщення на несучому каркасі ряду пластин, які розташовані паралельно. Теплоносієм є гаряча вода. Пастеризований матеріал – молоко – тече в т.зв протитечію нагрівального середовища. Це рішення забезпечує кращий теплообмін між рідинами. Рідини рухаються в канальних просторах, створених між пластинами. Пластини відокремлюють теплоносій від пастеризованої рідини.
Використовувані в даний час рішення передбачають поділ пластин теплообмінника на секції, кожна з яких відіграє певну роль у всьому процесі пастеризації.
Можна виділити наступні розділи:
- секція, де вода нагрівається парою;
- секція пастеризації молока, де відбувається суть процесу, тобто нагрівання молока гарячою водою з попередньої секції до температури пастеризації;
- витримувач, що складається з пластин з глибокими каналами, де нагріте до температури пастеризації молоко витримується при цій температурі протягом заданого часу від 15 до 30 секунд;
- теплорегенераційне відділення, яке складається з 2-х або 3-х секцій, в яких холодне молоко, що надходить в пастеризатор, нагрівається за рахунок тепла, що відбирається від гарячого молока, яке в свою чергу виходить з витримувача.
Крім того, є двосекційна секція для подальшого охолодження пастеризованого молока спочатку холодною, а потім крижаною водою. Пластинчасті теплообмінники мають ряд переваг. До найважливіших відносяться: велика кількість тепла, що рекуперується з відділення регенерації, досягає 80-90%, що є значною економією електроенергії, можливість контролювати ККД пристрою шляхом регулювання кількості пластин в окремих секціях, простота експлуатації. , легкість очищення та можливість пастеризації, окрім молока, багатьох інших рідких та напіврідких продуктів, наприклад, вершків. Також необов’язкове використання витримувача, а також можлива часткова дегазація молока. Сучасні пластинчасті пастеризатори, доступні на ринку, мають конструктивні елементи, які підтримують задану температуру пастеризації, і елементи, які автоматично повертають молоко, якщо воно не було достатньо пастеризоване.
Компактна конструкція обмінників означає, що вони не займають багато місця. Пластини, з яких виготовлені теплообмінники, тонкі, металеві та стійкі до корозії. Плати з’єднуються між собою пайкою або за допомогою натяжної рамки. Пластини розташовані у відповідній конфігурації таким чином, що отвори в їх верхньому і нижньому кутах створюють канали. Контроль потоку рідини в каналах досягається за допомогою ущільнень навколо отворів для відокремлення потоків один від одного. Гаряче середовище тече з одного боку пластини, а холодне — з іншого. Теплообмін між рідинами відбувається безконтактно. Обидва течуть проти течії один до одного.
Пластини теплообмінника мають на поверхні тиснення, які можна розташувати за різними візерунками. Ця процедура збільшує турбулентність потоку обох рідин при відносно низьких швидкостях потоку під час пастеризації молока. У свою чергу, турбулентність потоку збільшує коефіцієнти теплопередачі, таким чином зменшуючи кількість можливих відкладень, що випадають з рідини. Турбулентний потік підтримує дифузію тепла, а також запобігає утворенню шарів рідини при різних температурах, що так характерно для ламінарного потоку. Збільшення коефіцієнтів теплопередачі досягає вдвічі більших значень у пластинчастих теплообмінниках порівняно з кожухотрубними. Система протитечійних потоків рідини може бути послідовною, паралельною або змішаною системою. Цей тип концептуальних рішень спрямований на те, щоб спрямувати потік потоків по обидві сторони пластин так, щоб вони зазнавали багаторазових змін у напрямку потоку. У разі послідовного розташування шлях потоку довгий. Тому при відносно низькій швидкості потоку гідравлічний опір великий. Що стосується паралельної системи, то шлях потоку середовища короткий, оскільки його довжина дорівнює довжині одного каналу, тому перепад тиску невеликий.
Щоб поєднати переваги обох рішень, використовуються змішані системи. У цьому рішенні досягається очікувана швидкість потоку – завдяки пластинам з паралельними каналами. Завдяки пластинам з послідовними каналами досягається бажана зміна температур середовища в обох контурах. Пластинчасті теплообмінники слід очищати відповідно до рекомендацій виробника і зазначеними ним речовинами, щоб уникнути небажаних побічних ефектів, наприклад, мікропошкоджень на поверхні пластин, які не видно неозброєним оком. Для того, щоб молокозаводи мали найкращий контроль над термічним збереженням харчових продуктів, використовується комп’ютерне керування процесом пастеризації, яке складається з відповідним чином запрограмованих контролерів. Відповідні комп’ютерні програми контролюють всі параметри та їх значення, пов’язані з правильним перебігом процесу. Вони дозволяють контролювати технологічний процес і роботу лінії. У разі перевищення встановлених критичних значень система спрацьовує сигнал тривоги та активує низку заходів і процедур для запобігання подальшому виробництву бракованого продукту. Також можливе відправлення молока, що не відповідає встановленим параметрам, на повторну пастеризацію. Автоматичне керування лінією з візуалізацією процесу не тільки полегшує роботу лінії, але й дає змогу аналізувати архівні дані процесу, що може виявитися корисним при плануванні виробничих завдань або підготовці звітів.
В автоматичному нагляді за лінією пастеризації контролер відповідає, серед іншого, за: керування роботою насосів і клапанів, контроль, запис і регулювання температури пастеризації, вихідної температури продукту, контроль тиску на виході пастеризатора та збереження та архівування рядка режимів роботи та параметрів на диск комп’ютера. Ілюстрація роботи лінії за допомогою графічних і текстових елементів полегшує контроль процесу в будь-який момент і зчитування параметрів процесу в конкретний момент.
На ринку є багато пропозицій теплообмінників від виробників і постачальників, таких як: Spomasz Bełżyce, Alfa Laval, GEA, Sondex, або Tetra Pak. Фізичні властивості рідини, такі як в’язкість, щільність або питома теплоємність, впливають, наприклад, на ефективність або конфігурацію теплообмінника і, таким чином, визначають вибір найбільш відповідного пристрою. Однак, щоб правильно вибрати теплообмінник, необхідно мати ряд даних, таких як: тип і властивості носія, температура на вході і виході, швидкість потоку, обсяг потоку, мінімальний, максимальний і робочий тиск, допустимий перепад тиску. , опір, пов’язаний з депозитами, а також слід враховувати, враховувати фінансові можливості. Багато компаній пропонують допомогу та співпрацю у виборі пристрою, який найкраще працюватиме в заданих умовах процесу, працюватиме з заданим фактором або навіть матиме правильний розмір. Доступність можливих комбінацій дизайнерських рішень дійсно велика. Стає можливим адаптувати пристрій практично до будь-яких умов роботи. Найважливішим залишається збереження повторюваності та мікробіологічної безпеки процесу, що має вирішальне значення у виробництві харчових продуктів.
Для отримання консультації щодо технічних характеристик, наявності обладнання та цін, просимо Вас залишити заявку на нашому сайті або зателефонувати за телефонами, вказаним в розділі Контакти.