Как работает световой стерилизатор молока?
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Как работает световой стерилизатор молока?

Способы стерилизации молока

Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного, в санитарно-гигиеническом отношении, продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).

Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счет радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения [8].

Тем не менее, наиболее надежным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ [19].

В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трем принципиальным схемам:

одноступенчатая в упаковке – после розлива молока в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин;

двухступенчатая – предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130-150°С в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115-120 о С в течение 15-20 мин;

одноступенчатая с асептическим розливом – косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150 о С в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару [3].

В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.

Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 о С. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20 о С. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.

Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1) о С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125 о С и выдерживается в зависимости от объема бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5) о С, в четвертой – до (40 ± 5) о С. Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20 о С не более 2 мес. со времени выработки [21].

В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке.

Стерилизация в таре. Стерилизация молочного продукта в таре может осуществляться одноступенчатым способом (после розлива в тару и ее герметичной укупорки при 110-120°С с выдержкой 15-30 мин) и двухступенчатым (первоначально в потоке – сначала до розлива в тару при 130-150 о С в течение нескольких секунд, затем вторично после розлива продукта в тару и ее герметичной укупорки при 110-118 о С в течение 10-20 мин) [2; 4].

Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года. Для упаковывания продукта обычно используют стеклянные бутылки или жестяные банки.

При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства.

Стерилизация в потоке. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150 о С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.

Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.

Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.

В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.

Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150 о С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135 о С, так как при температуре менее 135 о С эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта [18].

Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.

Стерилизатор молока для дома и для фермы

Молоко – самый удивительный продукт, подаренный нам природой. Сельские жители имеют возможность употреблять его сразу из-под коровки. А вот горожане покупают полезный и незаменимый продукт в магазине. Это молоко обязательно проходит термическую обработку, которая продляет срок хранения продукта. В данной статье речь пойдет о стерилизаторах молока: их устройстве и назначении.

Польза молока

С самых первых дней рождения человек питается молоком, сначала грудным материнским, а позже – коровьим. Этот продукт богат содержанием витаминов и минеральных веществ, ферментов и белков, молочных жиров и сахара. Полезные вещества с легкостью усваиваются организмом человека.

Особенно молоко полезно малышам, ведь для строения мышц, клеток кожи, ногтей и волос так необходим белок. Для нормальной работы кишечника в организме должно быть достаточное количество молочного сахара. Он помогает нормализовать микрофлору, удаляя гнойные очаги и инфекцию. Молоко насыщает организм кальцием, который питает кости, зубы, способствует выработке гормонов и ферментов.

В продукте содержится много витаминов, которые способствуют нормализации всех жизненных процессов в организме человека. Особенно хорошо успокаивается нервная система, снимаются стрессы, и проходит депрессия.

Таблица Менделеева в составе молока

Этот полезный и вкусный продукт богат содержанием минеральных веществ: кальция и калия, магния и фосфора, натрия, хлора и серы. Все они относятся к макроэлементам. Наибольшую ценность в молоке представляет кальций. Он легко усваивается организмом человека. Для примера: молоко коровы содержит сто-сто сорок миллиграммов элемента на процент продукта. Количество кальция в молоке напрямую связано с рационом питания животного, его породы. Имеет значение стадия лактации и время года. Так, например, летом кальция в молоке меньше, чем в зимний период.

Молоко полезно содержанием микроэлементов. Их концентрация невелика, отсюда и название. К этой группе минеральных веществ относятся медь и железо, марганец и цинк, йод и кобальт, алюминий и фтор, селен и кремний, хром, свинец, хром, олово и другие. Они входят в состав витаминов и ферментов. Количество этих минералов в молоке зависит от воды, почвы, состава питательных смесей для животных, состояния их здоровья, способов обработки и условий хранения продукта. Обладая набором элементов почти всей таблицы Менделеева, может ли молоко быть не полезным? Конечно, нет. Молоко является самым первым продуктом питания. Молоко люди употребляют на протяжении всей жизни.

Какой стерилизатор выбрать: паровой или холодный?

С появлением грудного ребенка в доме возникает необходимость часто кипятить соски, бутылочки, игрушки. Они от этого быстро портятся, да и способ очищения аксессуаров не совсем удобен: нужна кастрюля, подносы, прихватки. Для этого существует специально разработанное устройство, которое отличается простотой и удобством в использовании. Это стерилизатор молока. Познакомившись с параметрами устройств, каждый выберет для себя лучшее. Стерилизаторы бывают:

  • Обычными паровыми. Их используют, когда нужно очистить соски, бутылочки и металлическую посуду. В основе действия – горячий пар.
  • Паровыми для СВЧ. Это устройство с подогревом применяют для очищения посуды и аксессуаров. Здесь для нагрева воды используется мощность микроволновой печи.

При покупке стерилизатора в упаковочную коробку всегда вкладывается паспорт с указанием технических характеристик и параметров устройства. Обратить внимание нужно на следующее:

  • Сколько бутылочек вмещается.
  • Наличие индикатора времени. Без него придется постоянного контролировать процесс.
  • Возможность для стерилизации других аксессуаров.
  • Мощность устройства. Выпускают модели с разным сроком стерилизации: от пяти минут до двадцати.

Стерилизатор молока для дома

Это устройство предназначено для термической обработки. Подвергшееся стерилизации молоко очищается от болезнетворных бактерий и микробов. Они просто погибают из-за воздействия высоких температур. Недостатком является то, что в стерилизованном грудном молоке часть полезных веществ, необходимых для формирования иммунитета ребенка, теряется. Поэтому тепловую обработку не рекомендуют использовать постоянно.

Стерилизовать молоко для малыша нужно только по необходимости. Например, у родившей женщины нет своего молока или его мало. Тогда донорскмй продукт обязательно обрабатывается. Стерилизатор для грудного молока в домашних условиях очень прост. Для этого достаточно приспособить большую эмалированную кастрюлю, приготовить стеклянные или пластиковые бутылочки. Процедура такова:

  • В бутылочки разливается грудное молоко.
  • Кастрюля наполняется водой так, чтобы тара устойчиво стояла, не плавала в воде и не падала.
  • Газовая или электрическая плита включается. Кастрюля ставится на огонь, вода доводится до кипения. Затем нагрев уменьшается, а кипячение продолжается. Достаточно пяти-восьми минут.
  • Плита выключается.
  • Бутылочки осторожно вынимаются из кастрюли с использованием полотенца, чтобы не обжечься.

Стерилизатор для детского питания

Установка Babymoov – незаменимый помощник для любой мамы. Этот стерилизатор молока для детей наделен отверстиями для подачи пара не только на центральной трубке, но и на держателях бутылочек, которые имеют съемные механизмы. При необходимости можно обработать молокоотсосы. Центральная часть установки тоже снимается, на ней можно сушить тару. Как видно, эти операции делаются, не прикасаясь к посуде руками. Установка вмещает шесть бутылочек с одетыми на них сосками. По звуковому сигналу можно узнать, что стерилизация окончена. Весьма популярны и стерилизаторы фирмы Philips, правда, они достаточно дорогие. Есть и альтернатива – белорусские стерилизаторы “Буслик”, которые с удовольствием приобретают многие мамы, так как качество у них неплохое, а цена более чем доступная.

Способы обработки продукта

Молоко стерилизованное является стерильным продуктом. В нем нет бактерий, присутствующих в сыром продукте, благодаря чему продляется срок хранения, и не изменяются вкусовые качества. Существуют разные способы стерилизации молока:

  • Одностадийный. Его применяют для изготовления молока стерилизованного в пакетах. Продукт нагревают до высокой температуры – сто сорок – сто пятьдесят градусов на протяжении одной секунды. Затем охлаждают, гомогенизируют и разливают в стерильные пакеты.

  • Двустадийный. Этот способ применяют, когда в качестве упаковки используют не пакеты, а стеклянную тару. Молоко нагревают до такой же температуры, как в первом случае, только выдерживают пять секунд, а не одну. Продукт охлаждают, разливают в стеклянные емкости и вторично стерилизуют. Но температура при этом ниже – сто двадцать градусов, а продолжительность обработки больше – двадцать минут.

При производстве стерилизованного молока первым способом лучше сохраняется биологическая ценность продукта. Вкус молока не отличается от свежего.

Технология производства стерилизованного молока

  • Подготавливается сырье.
  • Молоко нормализуется – жирность приводится к единой цифре.
  • Гомогенизируется – консистенция должна быть однородной, чтобы сливки не отслаивались.
  • Вносятся соли-стабилизаторы.
  • Стерилизуется – температура нагрева сто градусов и выше.
  • Охлаждается.
  • Немедленно разливается.

Зачем нужны соли-стабилизаторы? Они контролируют кислотность. Их присутствие в молоке не позволяет продукту скисать долгое время – шесть-восемь месяцев. Существует понятие буферной зоны. Если ее займет молочная кислота, продукт скиснет очень быстро. Соли растворяются и принудительно заполняют эту пустоту, не давая проникнуть туда кислоте продукта.

Для обработки в промышленных условиях используется стерилизатор молока. Процесс осуществляется в условиях абсолютной стерильности. Для розлива именно этого продукта используют закрытые установки, чтобы не попали микробы. Упаковка герметична, поэтому молоко застраховано от пагубного воздействия внешней среды.

Устройство для обработки молока на месте его надоя

Стерилизатор молока для фермы необходим в каждом хозяйстве, где занимаются разведение скота. Продукт продается с целью реализации населению после специальной обработки. Но, если на ферме есть новорожденные телята, первое время после появления на свет их поят молоком. Прежде его нужно обработать, чтобы малыши не заразились. Используют световой стерилизатор молока для мини-ферм “ССМ”.

Он представляет собой газоразрядную лампу с мощным потоком ультрафиолетовых лучей. Здесь отсутствует выхлоп озона, что не позволяет молочному жиру окисляться, в результате чего молоко не имеет неприятного запаха. Работает стерилизатор от сети. Время его разогрева – четыре минуты. Оно обязательно должно учитываться в процессе работы. Чтобы проверить, что стерилизатор молока готов к работе, на расстоянии одного метра к нему подносится какой-нибудь красный предмет. Если он становится коричневым, устройство готово к эксплуатации на всю мощность.

Стерилизатор во фляге размещают так, чтобы он не касался поверхности молока, которое нужно постоянно перемешивать. С периодичностью в десять минут берутся пробы с применением масттеста. Когда он покажет отрицательную реакцию, молоко готово для кормления телят. Ультразвуковой стерилизатор молока широко применяется для обработки молока на современных фермах.

Стерилизаторы трубчатые

Эти установки предназначены для тепловой обработки молока, сливок, различных соков. Применяются в промышленном производстве, где нужно осуществить длительные производственные циклы. Режим ожидания на стерилизаторе молока занимает короткий промежуток времени, а продукт сохраняет свои полезные свойства. Эти стерилизаторы отличаются высоким уровнем санитарии, хорошей термической продуктивностью, низкой стоимостью обслуживания, что имеет немаловажное значение в масштабах производства.

Преимущества стерилизаторов трубчатых

  • Отсутствует возможность заражения болезнетворными микробами.
  • Легко взять пробу для проверки на готовность продукта.
  • Промывка установки раствором осуществляется автоматически. Панель управления оснащена переключателями времени промывки, температуры, дозы концентратов и другими.

  • Все производственные линии автоматизированы, благодаря чему соблюдается полная стерильность.

Заболевания, передающиеся через молоко

Этот продукт человек получает от животных. Если они здоровы, никакого вреда даже от употребления свежего молока не будет. Но если животные больны, вероятность заражения велика. Человек может заболеть туберкулезом, ящуром, бруцеллезом или кокковыми инфекциями. Вот почему так важно молоко стерилизовать. Благодаря этой процедуре продукт очищается от микробов и бактерий, сохраняя свои ценные свойства.

Как стерилизуют молоко на производстве

Цель стерилизации – уничтожение микроорганизмов не только в вегетативной, но и споровой форме. В процессе стерилизации происходят существенные изменения физико-химических свойств молока. Так, стерилизованное молоко теряет способность свертываться под действием сычужного фермента. После стерилизации молоко приобретает привкус пастеризации, обусловленный образованием сульфгидрильных групп, которые являются антиокислителями. Кстати, свой кремоватый цвет молоко приобретает тоже в результате стерилизации.

Стерилизация молока бывает:

  1. Одноступенчатая: молоко стерилизуется в потоке при температуре 135-140°С в течение 2-4 сек.;
  2. Двухступенчатая: производится в два этапа. 1 этап: молоко стерилизуется в потоке при температуре 135-140°С в течение 2-4 сек.; 2 этап: после охлаждения до 65-70°С молоко разливают в термоустойчивые емкости, закупоривают и стерилизуют повторно при температуре 116-118°С, 16-20 мин.

Ультравысокотемпературная стерилизация (УВТ)

Молоко стерилизуют при температуре 135-150°С в течении 2 секунд. Двукратное действие высоких температур вызывает в молоке более заметные изменения составных частей, чем стерилизация при одноступенчатом режиме. Однако продукт, полученный таким способом, очень стойкий и может сохраняться в неохлажденных помещениях больше года.

Таким образом, одноступенчатый режим стерилизации целесообразно применять при выработке молока местного потребления. Если продукт должен транспортироваться на дальние расстояния или храниться в течение длительного времени, необходимо применять двухступенчатый режим стерилизации.

После всех основных процедур проводится 1-ый этап двухступенчатой стерилизации молока. Подготовленное для стерилизации молоко поступает в трубчатый стерилизатор, нагревается до 135-140°С и выдерживается при этой температуре в выдерживателе 2-4 сек. Стерилизованное молоко необходимо подвергнуть гомогенизации для улучшения его свойств.

Гомогенизация молока

Гомогенизация – процесс дробления (диспергирования) жировых шариков, чтобы не было отстоя во время хранения. В исходном молоке диаметр жировых шариков колеблется от 0,5 до 18 мкм, в среднем он равен 2-4 мкм. В гомогенизированном молоке диаметр жировых шариков составляет около 1 мкм.

В результате равномерного распределения жира по всей массе в гомогенизированном молоке повышается вязкость.

Молоко можно гомогенизировать при различных температурах, начиная с точки плавления молочного жира. При температуре ниже 30°С удовлетворительных результатов получить нельзя, так как молочный жир при этом находится не в жидком состоянии. С увеличением температуры от 30 до 65°С эффект гомогенизации возрастает. Лучшие результаты получают при 60-65°С, давление 15-20 МПа. Процесс проводят на специальных аппаратах – гомогенизаторах.

После гомогенизатора молоко возвращается в стерилизационную установку, где охлаждается до 35+-5°С и резервируется в промежуточной емкости. Цель охлаждения – подготовка молока к розливу и укупориванию.

Розлив и укупоривание

Перед розливом молоко подогревается до 65-70°С и самотеком поступает в фасовочно-укупорочный автомат для фасования молока в узкогорлые бутылки по 0,5 л. Бутылки предварительно моют и дезинфицируют в бутылкомоечной машине, они поступают на фасовочно-укупорочный автомат с температурой 60°С. Это предотвращает термобой бутылок. Так как объем молока при последующей стерилизации может увеличиться, бутылки на 4–8 см не заполняются. Бутылки герметично укупоривают кронен-корковыми пробками.

Повторная стерилизация в бутылках

Укупоренные бутылки направляются в башенный стерилизатор непрерывного действия, состоящий из четырех башен. В первой башне молоко в бутылках нагревается горячей водой до 90°С, во второй происходит стерилизация паром при температуре 116-118°С в течение 16-20 минут, в третьей и четвертой молоко охлаждается. Бутылки выходят из стерилизатора охлажденными до температуры около 45°С.

Охлаждение готового продукта

Дальнейшее охлаждение готового стерилизованного молока в камере для хранения, куда бутылки направляются после их маркировки и укладке в ящики.

Хранение готового продукта

Стерилизованное молоко хранят при температуре воздуха в камере не выше 20°С и относительной влажности воздуха 85-90%. В камерах хранения необходимо поддерживать строгую чистоту и обеспечивать вентиляцию воздуха. Стерилизованное молоко двухступенчатым способом стерилизации может храниться в неохлаждаемых помещениях более 1 года.

Стерилизованное молоко в торговую сеть и предприятия общественного питания доставляют в машинах с охлаждаемыми или изотермическими кузовами. Допускается перевозка стерилизованного молока в открытых машинах, но с обязательным укрытием продукта брезентом или материалом, заменяющим его.

Технические специалисты ООО “БЕСТЕК-Инжиниринг” готовы предложить вам помощь в правильном подборе оборудования для стерилизации молока под необходимую вам производительность.

Стерилизация молока

Споровые формы микроорганизмов попадают в молоко в основном при нарушении санитарно-гигиенических правил мойки и дезинфекции оборудования, транспортировки и обработки молока на заводах.
Содержание споровых форм микроорганизмов зависит от общей бактериальной обсемененности молока: чем она выше, тем больше содержание спор, поэтому на стерилизацию необходимо направлять молоко с невысокой бактериальной обсемененностью.
Эффективность стерилизации определяют с помощью показателя, который представляет собой логарифм отношения количества спор в стерилизованном продукте Ск к количеству спор в исходном продукте Сн в одном и том же объеме:

Эффективность стерилизации должна находиться в пределах 9–10. Это означает, что при эффективности стерилизации, равным 9 содержание спор микроорганизмов уменьшилось при стерилизации с 1000 в 1 см3 до 1 в 1000 л.
Начальная концентрация споровых микроорганизмов в молоке оказывает существенное влияние на эффективность стерилизации: чем выше начальное содержание спор, тем при одной и той же эффективности стерилизации больше спор остается в продукте. Количество споровых форм в молоке, предназначенном для стерилизации, не должно превышать 1000 в 1 см3.
Эффективность стерилизации находится в прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия. С повышением температуры требуется меньшее время для достижения одной и той же эффективности стерилизации:
Температура, °С 110 115 120 130 135 140 150 Продолжительность, мин, 35?40 20?30 15 1
с 30 10 1

С повышением температуры споры разрушаются намного быстрее, чем происходят изменения в молоке, приводящие к изменению его качества. При увеличении температуры на каждые 10 °С после 100 °С разрушение термофильных спор повышается в 11 раз, мезофильных в 30 раз, а изменение качественных показателей молока в 2,5–3 раза. Поэтому с целью сохранения качественных показателей молока при стерилизации применяют высокие температуры с кратковременной выдержкой.
В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трем принципиальным схемам:
? одноступенчатая в упаковке– после розлива молока в упаковку и ее герметичной укупорки при 115–120 °С с выдержкой 15–30мин;
? двухступенчатая– предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130–150 °С с выдержкой в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива в упаковку и герметичной укупорки при 115–120 °С с выдержкой в течение 15–20 мин;
? одноступенчатая с асептическим розливом– косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135–150 °С с выдержкой в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару.
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим или непрерывным способами.

Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках, в ламинированных пакетах) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08МПа, что соответствует температуре 121 ?С. При этой температуре продукт выдерживается 15–30 мин. Затем температуру снижают до 20 ?С (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Схема стерилизатора периодического действия:
1 – крышка; 2 – стерилизационная камера; 3 – стопки корзин;
4 – пол стерилизатора

Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах (рис.2.14). Фасованный в бутылки продукт подается в первую башню стерилизатора, где нагревается до 84?86 ?С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115–125 ? и выдерживается в зависимости от объема бутылки 20–30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры 60?70 ?С, в четвертой– до 35?45 ?С.
Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет примерно 1 ч.
Стерилизация молочного сырья после розлива в упаковку в горизонтальном ротационном стерилизаторе с клапанным затвором (рис. 2.15) осуществляется при температуре 132?140 ?С в течение 10?12 мин. Весь цикл обработки составляет 30?35 мин.
Рис.2.14. Гидростатический башенный стерилизатор непрерывного действия:
1 – верхние валы и колеса с индивидуальным приводом; 2, 3, 4, 5, 6 – соответственно 1-, 2-, 3-, 4-я и заключительная стадии охлаждения; 7 – 3-я стадия нагрева; 8 – стадия стерилизации; 9 – 2-я стадия нагрева; 10 – 1-я стадия нагрева

Рис. 2.15. Горизонтальный ротационный стерилизатор с клапанным затвором:
1 – автоматическая загрузка бутылок; 2 – секция стерилизации; 3 – область предварительного охлаждения; 4 – заключительное охлаждение при
атмосферном давлении; 5 – выгрузка с контейнера

При стерилизации молочного сырья в таре оно испытывает длительное тепловое воздействие, которое необходимо для нагрева его до температуры стерилизации и выдержки при этой температуре. Наибольшее температурное воздействие испытывает продукт у стенки упаковки. При данном способе стерилизации в продукте происходят изменения вкуса и цвета, понижается его пищевая ценность.
Наиболее прогрессивной является стерилизация молока в потоке (ультрапастеризация) при температуре 135–150 °С с выдержкой в течение нескольких секунд и последующим фасованием в стерильную тару в асептических условиях. При фасовании молока и молочных продуктов в асептических условиях применяют пакеты из комбинированного материала, пластмассовые и стеклянные бутылки, металлические банки. Ультрапастеризация молока обеспечивает уничтожение в нем бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и пищевой ценности.
Весь процесс стерилизации, охлаждения и фасования продукта проходит в асептических условиях. Соотношение температуры и продолжительности ее воздействия определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большое значение для качества продукта.
Верхним значением температуры стерилизации в потоке является температура 150 ?С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта; с другой стороны, очень сложно технологически обеспечить быстрый нагрев до 150 ?С и быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом стерилизации является температура 135 ?С, так как ниже этой температуры эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки нежелательно, так как снижается качество продукта.
Ультрапастеризацию молочного сырья в потоке с асептическим розливом проводят с использованием двух способов нагрева: прямого (пароконтактного) нагрева; косвенного (непрямого) нагрева молока через теплопередающую поверхность.
При прямом нагреве продукт и греющая среда находятся в непосредственном контакте, то есть смешиваются. Нагрев продукта может осуществляться двумя способами: инжекцией пара в молоко либо распылением молока в среде перегретого пара. В первом случае очищенный пар под большим давлением вводится в молоко, нагревая его за доли секунды до температуры 140–145 ?С (рис.2.16). Во втором случае молоко распыляется в среде перегретого пара в виде капель, струи или пленки (рис. 2.17). После нагрева молоко подается в выдерживатель на 1–3 с.
Рис. 2.16. Патрубок инжекции пара в молоко в пароконтактной
установке для ультрапастеризации молока

Основным преимуществом прямого нагрева является мгновенный нагрев всей массы продукта без теплопередающей поверхности, при этом воздействие на молочное сырье минимальное. Стерилизационные установки прямого нагрева могут работать в течение длительного времени без промежуточной мойки (при сырье высшего качества до 15 ч).
К недостаткам такого способа можно отнести то, что молочное сырье вступает в прямое воздействие с нагревающей средой. Это заставляет предъявлять более высокие требования с сырью и пару, который применяют для нагрева.

Рис. 2.17. Стерилизационная камера нагрева молока путем
впрыскивания его в пар

Молочное сырье должно обладать высокой термоустойчивостью, а пар должен подвергаться особой очистке, чтобы не быть источником загрязнения стерилизованного молока. Он должен быть без посторонних привкусов и запахов, полученным из питьевой воды в специальных парогенераторах.
Кроме того, в результате прямого нагрева молочное сырье имеет повышенную влажность из-за попадания в него конденсата, в который превращается пар при соприкосновении с более холодным молоком. Конденсат удаляется из молока в вакуум-камере, куда поступает стерилизованное молоко из выдерживателя. В вакуум-камере поддерживается разрежение 0,04 МПа, при котором молоко кипит при температуре около 80 ?С. Конденсат, попавший в молоко в камере стерилизации, удаляется вместе с паром из молока при кипении. При прямом нагреве коэффициент регенерации тепла составляет 40–50 %.
При косвенном нагреве продукт и греющая среда разделены теплопередающей стенкой. В результате нагрева молока до 135–138 ?С в течение 6–12 с обеспечивается необходимая эффективность стерилизации. Повышение температуры стерилизации и продолжительности выдержки не рекомендуется, так как на теплопередающих поверхностях увеличивается пригар, снижается пищевая ценность молока, изменяются его вкус и цвет.
Косвенный нагрев при ультрапастеризации молока может осуществляться в пластинчатых и трубчатых теплообменниках.
Преимущества косвенного нагрева заключаются в том, что в стерилизационных установках можно использовать любой пар; процесс стерилизации молочного сырья более простой, надежный; регенерация тепла составляет 70–80 %.
Основной недостаток установок косвенного нагрева состоит в том, что они не могут работать длительное время без промежуточной мойки. Длительность их работы зависит от качества исходного сырья: при хорошем качестве сырья продолжительность работы установок составляет не более 6 ч, при низком– снижается до 4 ч.
Главная трудность при использовании косвенных систем нагрева, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в образовании пригара в секциях предварительного нагрева и стерилизации. Эти отложения образуются из денатурированных сывороточных белков и солей кальция и магния.
Качество молока, полученного при стерилизации в установках прямого и косвенного нагрева, практически не отличается, поэтому при выборе типа стерилизационной установки исходят из экономической целесообразности, условий эксплуатации, вида стерилизуемого продукта и качества исходного сырья.
В отечественной молочной промышленности качество готового стерилизованного продукта определяют на соответствие требованиям промышленной стерильности. Промышленно стерильным является продукт, определяемый как не содержащий микроорганизмы, рост которых происходит при широко распространенных условиях.
Для исследования продукта на соответствие требованиям промышленной стерильности отобранные упаковки со стерилизованным молоком выдерживают в течение 3-5 сут при температуре 37 ?С. После этого проводят визуальный осмотр упаковки. При вздутии упаковки продукт считают не отвечающим требованиям промышленной стерильности. Упаковку без внешних признаков порчи продукта вскрывают и проводят органолептический анализ. Продукт отвечает требованиям промышленной стерильности, если не установлено изменений консистенции и вкуса. После термостатной выдержки допускаются изменения титруемой кислотности не более чем на 2°Т, КМАФАнМ не более 10 КОЕ/см3 (г).

Способ обработки молока ультрафиолетовым излучением

Владельцы патента RU 2263450:

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ заключается в обработке молока ультрафиолетовым излучением. При этом создают герметичный контролируемый по толщине слой молока. Его облучают в диапазоне длин волн 165-185 нм. Причем толщина контролируемого слоя составляет 80-120 мкм для указанного диапазона длин волн. Контролируемый по толщине слой молока может быть облучен одновременно в диапазоне длин волн 165-185 и 280-310 нм. Изобретение позволяет упростить процесс обработки молока путем достижения максимальной глубины обрабатываемого слоя при одновременном повышении качества молока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к нетепловой обработке молока ультрафиолетовым излучением и может быть использовано в пищевой промышленности.

Способы обработки молока ультрафиолетовыми лучами с “бактерицидной” длиной волны 254 нанометра (нм) известны и описаны давно (см., например, патент СССР №17146, МПК A 23 L 3/28, оп. 30.09.1930; патент США №2072417, НКИ 204-159, оп.02.03.1937).

Известно также, что способность проникновения ультрафиолетовых лучей с длиной волны 254 нм через слой молока невелика и не превышает 40. 50 микрон (мкм). В связи с этим в известных способах обработки молока ультрафиолетовым излучением для увеличения слоя обрабатываемого молока применяют перемешивание, турбулизацию и т.п. Однако эти приемы, как правило, усложняют технологический процесс и далеко не всегда дают требуемый результат. С целью устранения недостатков, связанных с низкой прозрачностью молока для ультрафиолетовых лучей, предложен целый ряд разновидностей этих способов обработки (стерилизации) молока. Так, известен способ стерилизации жидкостей, в частности молока, в котором жидкость диспергируют, затем насыщают озоном и турбулизуют с последующим перемешиванием и одновременным облучением ультрафиолетовыми лучами (см. заявка РСТ №W094/26131, МПК A 23 L 3/28, оп.24.11.94). Этот способ обеспечивает более высокую степень стерилизации и улучшает органолептические свойства молока, однако он довольно сложен в технологическом оформлении и не устраняет основной недостаток известных способов обработки молока ультрафиолетовым облучением – низкой прозрачности молока в применяемом на практике диапазоне длин волн.

Известны способы облучения молока ультрафиолетовыми лучами в тонком слое жидкости. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ обработки молока, в котором молоко центрифугируют до полного осаждения микрофлоры в тонкий слой 2 (см. авт. св. СССР №1450804, МПК А 23 С 3/07, оп.15.01.89). Недостатками процесса являются его периодичность, малая производительность, сложность контроля полноты осаждения всей микрофлоры в тонкий слой, прозрачный для ультрафиолетового излучения, неселективность обработки. А также усложнение процесса обработки, связанное, как уже выше отмечалось, с малой прозрачностью ультрафиолетового излучения для молока в применяемой на практике области длин волн.

Задачей изобретения было упрощение процесса обработки молока путем достижения максимальной глубины обрабатываемого слоя ультрафиолетовым излучением при одновременном повышении качества получаемого продукта.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ обработки молока в тонком слое ультрафиолетовым излучением, при котором облучение осуществляют в герметичном контролируемом по толщине слое молока в диапазоне длин волн 165-185 нм, при этом толщину контролируемого слоя выбирают не более оптической толщины для указанного диапазона длин волн, определяемой законом Бугера-Ламберта. Кроме того, можно осуществлять обработку молока одновременным облучением в диапазоне длин волн 280-310 и 165-185 нм.

Способ основан на том, что автор, изучая спектральные характеристики молока (зависимость коэффициента поглощения от длины волны) нашел, что в диапазоне 280-220 нм коэффициент поглощения ультрафиолетового излучения практически неизменен. Далее, двигаясь в область коротких волн, до 195 нм наблюдается резкое увеличение коэффициента поглощения молока почти вдвое, экстремум в области 195 нм и последующий резкий спад практически в 5-6 раз при приближении к 185 нм (см. график). Таким образом, в области 185 нм и менее автором обнаружено наличие спектрального “окна прозрачности” в спектре поглощения молока, что позволяет проводить облучение на максимальную глубину молока, уничтожая болезнетворные бактерии и в то же время не меняя природную белковую и аминокислотную структуру молока. Кроме того, смещение диапазона облучения в область более коротких волн по сравнению с традиционно известной бактерицидной длиной волны 254 нм приведет к тому, что возросшая энергия квантов в среднем с 5 эВ до 7 эВ позволит значительно сократить время бактерицидной обработки молока при одном и том же расходе. Это, в свою очередь, позволит максимально сохранить природную микробиологию и органолептику молока и улучшить качество его обработки. Обработка молока при длине волны менее 165 нм нецелесообразна, поскольку начинает происходить диссоциация воды и связанная с этим деструкция молока. Создание герметичной контролируемой по толщине пленки молока необходимо в связи с тем, что ультрафиолетовое излучение разлагает кислород воздуха с образованием озона, являющегося сильным окислителем и отрицательно воздействующего на молочный жир, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на органолептических свойствах молока. Для максимального прохода ультрафиолетового излучения необходимо выбирать контролируемую толщину пленки молока величиной не более ее оптической толщины для конкретной длины волны, определяемой из закона Бугера-Ламберта. В частности, для длины волны 185 нм толщина пленки не должна превышать 120 мкм, а для длины волны 165 нм – 100 мкм. Поскольку известно, что при облучении ультрафиолетовым излучением в диапазоне 280-310 нм в молоке происходит синтез витамина “D” (см. С.В.Конев, И.Д.Волотовский. Фотобиология. Минск, 1979, Большая медицинская энциклопедия, том 26, “Советская энциклопедия”, М., 1985), так необходимого для детского питания, то возможно одновременно с бактерицидной обработкой в диапазоне 165-185 нм и синтезировать витамин “D”, облучая молоко дополнительным источником ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн 280-310 нм.

Изобретение иллюстрируется графиком (чертеж), на котором приведена спектральная характеристика молока, полученная автором в результате исследований, где:

1 – спектральная характеристика молока – зависимость коэффициента поглощения молока от длины волны излучения;

2 – спектральное “окно прозрачности молока”;

3 – область излучения, способствующая образованию витамина “D”.

Способ осуществляется следующим образом. Молоко из емкости подают под избыточным давлением в контролируемый по толщине зазор в виде пленки толщиной 40-45 мкм для традиционной длины волны 254 нм и 80-120 мкм для “окна прозрачности” в области 185 нм. Контролируемый зазор создается между полированными плоскопараллельными пластинами, одна из которых или обе могут быть прозрачными для ультрафиолетового излучения с необходимой длиной волны. В качестве источника излучения служат газоразрядные лампы типа ДРБ-20U, дающие линейчатый спектр ультрафиолетового излучения в областях 254 нм и 185 нм. Излучение, проходя через пленку молока контролируемой толщины, проводит его бактерицидную обработку.

Для традиционной длины волны 254 нм при величине зазора 40 мкм расход молока составлял порядка 20 литров в час, и при интенсивности ультрафиолетового излучения 6 мВт/см 2 микробиологическое тестирование не смогло обнаружить ни в одной из проб наличия бактерий E-Coli, но появился некоторый специфический запах “пережженного” молока, который указывает на воздействие ультрафиолетового излучения с длиной волны 254 нм на частицы молочного жира.

Для длины волны излучения 185 нм в области “окна прозрачности” при величине зазора 120 мкм расход молока составил порядка 160 литров в час при том же перепаде давления на пленке молока, как и в первом случае и той же интенсивности ультрафиолетового излучения микробиологическое тестирование не смогло обнаружить ни в одной из проб наличия бактерий E-Coli и не обнаружено никаких изменений вкусовых свойств молока и его органолептики.

Предложенный способ обработки позволяет повысить класс молока, поскольку количество бактерий в готовом продукте уменьшается и уровень качества молока соответственно повышается. Данный способ можно осуществить как в непрерывном, так и в периодическом вариантах.

1. Способ нетепловой обработки молока ультрафиолетовым излучением в тонком слое, отличающийся тем, что создают герметичный контролируемый по толщине слой молока и облучают его в диапазоне длин волн 165-185 нм, причем толщина контролируемого слоя составляет 80-120 мкм для указанного диапазона длин волн.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой молока облучают одновременно в диапазоне длин волн 165-185 и 280-310 нм.

Читать еще:  Какой газовый обогреватель купить
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector