Компания ЗИКО является представителем ведущих европейских компаний, производителей пастеризаторов и стерилизаторов.
Многие факторы способствовали функционированию молочной промышленности, как мы ее знаем сегодня. Много часов было потрачено на анализ производственных процессов и их усовершенствование. Многие цели не были бы достигнуты без человеческого труда, преданности и изобретательности. Часто в самой основе лежат техники и технологии, прошедшие первые положительные тесты в лабораториях еще два столетия назад. Одной из них является техника под названием пастеризация молока, без которой трудно представить современную пищевую промышленность, в том числе молочную.
Пастеризация молока была усовершенствована со временем и адаптирована к растущему масштабу производства пищи. Это привело к разработке соответствующего оборудования – пастеризаторов, которые будут установлены на производственной линии для производства основных продуктов питания, таких как молоко и молочные продукты.
Пастеризация молока – это процесс, целью которого является устранение микроорганизмов из продукта, с особым акцентом на патогенных формах, представляющих угрозу для потребителей. В производстве пищевых продуктов очень важно поддерживать безопасность здоровья потребителей, особенно при крупномасштабном распределении пищевых продуктов. Название процесса происходит от имени его первооткрывателя Луи Пастера, жившего в 19 веке. Исследователь выявил положительный эффект термической обработки пищи, значительно продлевающей срок ее хранения.
Пастеризация молока сочетается с другими методами, такими как гомогенизация, мембранная фильтрация или центрифугирование. В общем, пастеризация — это процесс консервирования пищевых продуктов таким образом, чтобы уничтожить или подавить рост патогенных микроорганизмов и ферментов, при этом уделяя особое внимание сохранению вкуса и пищевой ценности продуктов как можно неизменнее и предотвращая повторное заражение. При пастеризации полезны микроорганизмы, также погибающие.
Другими словами, пастеризация молока – это нагрев в течение определенного периода времени. В общем, можно выделить два типа пастеризации: низкая пастеризация и высокая пастеризация. Различия между ними обусловлены вариантами возможных значений используемых параметров, к которым в данном случае относятся время и температура. Низкая пастеризация молока также известна как долгосрочная пастеризация или пастеризация LTLT. Пастеризация LTLT – Low Temperature Long Time – это, как следует из названия, метод пастеризации, предполагающий длительное воздействие низкой температуры. Термическая обработка в этом случае длится около 30 мин. при температуре 63°С. В свою очередь высокая пастеризация молока, также известная как HTST (High Temperature Short Time) пастеризация, включает высокую температуру в течение короткого времени. Выбор параметров процесса зависит от качества сырого молока. В этом случае молоко обычно нагревают до температуры 72-75 С и выдерживают в таких условиях около 15-20 секунд.
В случае пастеризации сливок, которые затем используются, например для производства сливочного масла, пастеризаторы устанавливают на температуру примерно 92°C и продолжаться от 30 до 40 секунд. Изменение параметров этого сырья обусловлено высоким содержанием жира. Защитная роль жира заключается в создании вокруг клеток микроорганизмов специфической безводной оболочки, которая, в свою очередь, усложняет процесс пастеризации и требует изменения параметров.
Пастеризация молока обеспечивает уничтожение микроорганизмов, чувствительных к нагреву: дрожжей, плесени и бактерий, которые не образуют эндоспор, то есть спор. Микроорганизмы, обнаруженные в молоке, наличие которых может оказать негативное влияние на здоровье человека, можно охарактеризовать параметрами, определяющими их термостойкость. Эти параметры специфичны для данного вида бактерий и могут изменяться в зависимости от условий окружающей среды и в пределах данной популяции. Устойчивость микроорганизмов к нагреву зависит от условий среды, в которых они находятся. В молоке на их термостойкость оказывают влияние активность воды, рН, содержание жира и белка. Молоко является водной средой для микроорганизмов и эффект разрушения (за счет тепла) будет усиливаться с уменьшением содержания сухого вещества. Число микроорганизмов, выдерживающих процесс термической деструкции при нагревании и постоянной температуре, является логарифмической зависимостью. Согласно литературным данным, логарифмический характер разрушения микроорганизмов приводит к определенным выводам, применимым в лабораторной практике: при повышенном начальном количестве микроорганизмов в сырье, т.е. при большом начальном микробиологическом заражении молока, время его нагревания при постоянной температуре увеличивается (чем она выше, тем быстрее) бактерии) до достижения необходимой микробиологической чистоты продукта, то есть желаемого уменьшения количества микроорганизмов. Кроме того, важно заключить, что полностью уничтожить все клетки невозможно из-за необходимости бесконечного нагревания, поэтому эффективность такого процесса как пастеризация молока оценивается в 99%. Наличие микроорганизмов в молоке представляет опасность для здоровья потребителя, поэтому пастеризация молока направлена на уничтожение их большего количества. Поэтому очень важно определить успешность пастеризации и подтвердить ее эффективность. Итак, как мы можем доказать, что процесс пастеризации молока и молочных продуктов был проведен правильно? Эффективность пастеризации в готовом продукте подтверждается определением активности природного в молоке фермента – щелочной фосфатазы, сокращено ЛФ. Этот фермент инактивируется высокой температурой.
Согласно действующим законодательным требованиям, активность ЛФ в пастеризованном коровьем молоке ограничена и не должна превышать 350 мОд/л. Не только щелочная фосфатаза чувствительна к высоким температурам. Согласно проведенным исследованиям ферменты гамма-глутамилтрансфераза и лактопероксидаза также являются хорошими показателями эффективности пастеризации и надлежащих условий термической обработки молока и молочных продуктов. Это связано с тем, что термостойкость этих ферментов выше, чем температуростойкость большинства неспорообразующих микроорганизмов, содержащихся в молоке. Активность щелочной фосфатазы зависит, в том числе, от содержания жира в молоке, породы крупного рогатого скота и вида используемого корма. Как уже упоминалось, присутствие ЛФ в молоке после процесса пастеризации свидетельствует о его качестве. Количество ЛФ после процесса называется остаточной фосфатазой, а сама проверка активности ЛФ стала частью обычного контроля эффективности, когда происходит пастеризация молока. Определение активности ЛФ можно производить с помощью классических колориметрических методов. Это также возможно путем выполнения инструментальных анализов, предполагающих измерение излучения, например хемилюминесценции или флуорометрического анализа, или тестов, основанных на электрохимических реакциях, таких как амперометрический, потенциометрический, а также быстрые тесты-полоски. Однако последние не позволяют количественно определить фермент.
В молочной промышленности очень важно контролировать условия термической обработки, поскольку они часто являются основной критической точкой при производстве конечной продукции. В настоящее время на современных молокоперерабатывающих предприятиях процесс пастеризации происходит в технологической линии наряду с такими процессами, как гомогенизация или центрифугирование.
Пастеризация молока происходит в аппаратах, называемых пастеризаторами. Молоко транспортируется по трубопроводу в пастеризаторе после запуска насосов. Пастеризаторы могут работать в периодическом или непрерывном режиме. Условием теплового потока есть возникновение температурного градиента. Тепло переходит от жидкости с более высокой температурой к жидкости с более низкой температурой. Самым распространенным теплообменником в молочной промышленности пластинчатый пастеризатор. Этот тип решения предполагает размещение на несущем каркасе ряда пластин, которые расположены параллельно. Теплоносителем является горячая вода. Пастеризованный материал – молоко – течет в т.н. противоток нагревательной среды. Это решение обеспечивает наилучший теплообмен между жидкостями. Жидкости двигаются в канальных пространствах, созданных между пластинами. Пластины отделяют теплоноситель от пастеризованной жидкости.
Используемые в настоящее время решения подразумевают разделение пластин теплообменника на секции, каждая из которых играет определенную роль во всем процессе пастеризации.
Можно выделить следующие разделы:
- секция, где вода нагревается паром;
- секция пастеризации молока, где происходит суть процесса, то есть нагрев молока горячей водой из предыдущей секции до температуры пастеризации;
- выдерживатель, состоящий из пластин с глубокими каналами, где нагретое до температуры пастеризации молоко выдерживается при этой температуре в течение заданного времени от 15 до 30 секунд;
- теплорегенерационное отделение, состоящее из 2-х или 3-х секций, в которых поступающее в пастеризатор холодное молоко нагревается за счет тепла, отбираемого от горячего молока, которое в свою очередь выходит из выдерживателя.
Кроме того, имеется двухсекционная секция для последующего охлаждения пастеризованного молока сначала холодной, а затем ледяной водой. Пластинчатые теплообменники обладают рядом преимуществ. К важнейшим относятся: большое количество рекуперируемого из отделения регенерации тепла достигает 80-90%, что является значительной экономией электроэнергии, возможность контролировать КПД устройства путем регулирования количества пластин в отдельных секциях, простота эксплуатации. , легкость очистки и возможность пастеризации, кроме молока, многих других жидких и полужидких продуктов, например сливок. Также не обязательно использование выдерживателя, а также возможная частичная дегазация молока. Современные пластинчатые пастеризаторы, доступные на рынке, имеют конструктивные элементы, поддерживающие заданную температуру пастеризации, и элементы, автоматически возвращающие молоко, если оно не было достаточно пастеризовано.
Компактная конструкция обменников означает, что они не занимают много места. Пластины, из которых изготовлены теплообменники, тонкие, металлические и коррозионностойкие. Платы соединяются между собой пайкой или с помощью натяжной рамки. Пластины расположены в подходящей конфигурации таким образом, что отверстия в их верхнем и нижнем углах создают каналы. Контроль потока жидкости в каналах достигается посредством уплотнений вокруг отверстий для отделения потоков друг от друга. Горячая среда течет с одной стороны пластины, а холодная – с другой. Теплообмен между жидкостями происходит бесконтактно. Оба текут против течения друг к другу.
Пластины теплообменника имеют на поверхности тиснения, которые можно разместить по разным узорам. Эта процедура увеличивает турбулентность потока обеих жидкостей при относительно низких скоростях потока при пастеризации молока. В свою очередь, турбулентность потока увеличивает коэффициенты теплопередачи, таким образом уменьшая количество возможных отложений, выпадающих из жидкости. Турбулентный поток поддерживает диффузию тепла, а также предотвращает образование слоев жидкости при разных температурах, что так характерно для ламинарного потока. Увеличение коэффициентов теплопередачи достигает вдвое больших значений в пластинчатых теплообменниках по сравнению с кожухотрубными. Система противотоковых потоков жидкости может быть последовательной, параллельной или смешанной системой. Этот тип концептуальных решений направлен на то, чтобы направить поток потоков по обе стороны пластин так, чтобы они претерпевали многократные изменения в направлении потока. В случае последовательного расположения путь потока длинный. Поэтому при относительно низкой скорости потока гидравлическое сопротивление велико. Что касается параллельной системы, то путь потока среды короток, поскольку его длина равна длине одного канала, поэтому перепад давления невелик.
Для сочетания преимуществ обоих решений используются смешанные системы. В этом решении достигается ожидаемая скорость потока – благодаря пластинам с параллельными каналами. Благодаря пластинам с последовательными каналами достигается желательное изменение температур среды в обоих контурах. Пластинчатые теплообменники следует очищать в соответствии с рекомендациями производителя и указанными им веществами во избежание нежелательных побочных эффектов, например микроповреждений на поверхности пластин, которые не видны невооруженным глазом. Для того чтобы молокозаводы имели наилучший контроль над термическим хранением пищевых продуктов, используется компьютерное управление процессом пастеризации, состоящее из соответствующим образом запрограммированных контроллеров. Соответствующие компьютерные программы контролируют все параметры и их значения, связанные с правильным процессом. Они позволяют контролировать технологический процесс и работу линии. При превышении установленных критических значений система срабатывает сигнал тревоги и активирует ряд мер и процедур для предотвращения дальнейшего производства бракованного продукта. Также возможна отправка молока, не соответствующего установленным параметрам, на повторную пастеризацию. Автоматическое управление линией с визуализацией процесса не только облегчает работу линии, но позволяет анализировать архивные данные процесса, что может оказаться полезным при планировании производственных задач или подготовке отчетов.
В автоматическом надзоре за линией пастеризации контроллер отвечает, среди прочего, за: управление работой насосов и клапанов, контроль, запись и регулировку температуры пастеризации, исходной температуры продукта, контроль давления на выходе пастеризатора и сохранение и архивирование строки режимов работы и параметров на диск компьютеров компьютера. Иллюстрация работы линии посредством графических и текстовых элементов облегчает контроль процесса в любой момент и считывание параметров процесса в конкретный момент.
На рынке есть много предложений теплообменников от производителей и поставщиков, таких как: Spomasz Bełżyce, Alfa Laval, GEA, Sondex, или Tetra Pak. Физические свойства жидкости, такие как вязкость, плотность или удельная теплоемкость, влияют, например, на эффективность или конфигурацию теплообменника и, таким образом, определяют выбор наиболее подходящего устройства. Однако, чтобы правильно выбрать теплообменник, необходимо иметь ряд данных, таких как тип и свойства носителя, температура на входе и выходе, скорость потока, объем потока, минимальное, максимальное и рабочее давление, допустимый перепад давления. , сопротивление, связанное с депозитами, а также следует учитывать, учитывать финансовые возможности. Многие компании предлагают помощь и сотрудничество в выборе устройства, которое лучше всего будет работать в заданных условиях процесса, работать с заданным фактором или даже иметь правильный размер. Доступность возможных комбинаций дизайнерских решений действительно велика. Становится возможным адаптировать устройство практически к любым условиям работы. Важнейшим остается сохранение повторяемости и микробиологической безопасности процесса, что имеет решающее значение в производстве пищевых продуктов.
Для получения консультации по техническим характеристикам, наличию оборудования и ценам, просим Вас оставить заявку на нашем сайте или позвонить по телефонам, указанным в разделе Контакты.