Ванны длительной пастеризации - что это такое?

Для удаления вредоносной микрофлоры из молока путем тепловой обработки используют ванны длительной пастеризации (ВДП). Они позволяют сохранить состав сырья и в то же время доводят показатели содержания вредных микроорганизмов до допустимых. Такие аппараты применяются для приготовления сквашивания молока, переработки творожных продуктов и других целей. ВДП могу не только нагревать сырье, но и охлаждать его. Чаще всего они используются сельскохозяйственными и перерабатывающими предприятиями.

Для чего проводят пастеризацию

Парное молоко изначально содержит большое количество микроорганизмов. Если их не удалить, молоко быстро утратит свои свойства и станет непригодным к переработке. Удаление микроорганизмов производят с помощью термической обработки. Но кипятить молоко нельзя, так как при этом свойства сырья меняются, поэтому на практике кипячение не используется.

Чтобы сохранить состав сырья и его характеристики, необходимо подвергнуть его термообработке таким образом, чтобы не доводить до кипения. Для этого служит ванна ВДП. С их помощью молоко нагревается до необходимой температуры (63-95°C) и эта температура поддерживается в течение определенного времени. В результате большая часть микробов гибнет, их уровень опускается ниже того, который установлен санитарно-гигиеническими нормами.

Данная технология была открыта еще в XIX веке. Специфика такого метода термической обработки в том, что чем меньше температура, тем больше должна быть выдержка. Это позволяет уничтожить бактерии и сохранить качественные характеристики продукта.

Теоретические основы пастеризации описал заслуженный деятель науки и техники РСФСР Г. А. Кук. Он доказал, что при воздействии повышенной температуры бактерии погибают не мгновенно, а в течение определенного времени. Чтобы эффект пастеризации был выше, необходимо перед процедурой провести очистку сырья, так как дополнительные примеси образуют вокруг микроорганизмов своеобразную пленку, защищающую их от воздействия температуры. И еще один важный момент – между температурой и временем выдержки существует прямая зависимость.

Очень важно, чтобы расчетное и практическое время совпадало. Если время выдержки будет меньше расчетного, то не будет уничтожено достаточное количество микроорганизмов. Если молоко передержать, то его свойства ухудшатся, соответственно снизится экономическая целесообразность всего процесса.

Режимы пастеризации

На основе теоретических расчетов были разработаны несколько режимов пастеризации, которым соответствуют определенная температура обработки и время выдержки:

• Длительный. Процесс в среднем занимает 20-30 минут при средней температуре 63°C (допустимы колебания в пределах 60-65°C). При использовании этого режима удается уничтожить до 99.98% бактерий. Он часто используется для цикличного производства, при котором молоко обрабатывают с применением ВДП. При этом сырье практически не меняет свои свойства.
• Краткий. Пастеризация проводится в среднем 15-30 секунд при температуре от 72°C до 76°C. При таком режиме уничтожаются не только бактерии, но и практически все термофилы, но незначительно меняются свойства молока, в том числе его вкус. Этот режим часто применяют крупные предприятия, так как он прекрасно подходит для поточной технологии.
• Мгновенный. При таком режиме смесь нагревается до температуры 85-95°C на несколько секунд. Это позволяет уничтожить практически все патогенные микроорганизмы. Но в то же время свойства сырья существенно меняются.

Предприятие для производственного процесса выбирает режим, который соответствует специфике его деятельности (максимальное количество микроорганизмов, допустимое изменение свойств сырья, объем производства и др.). Как правило, успешность пастеризации определяют по тому, удалось ли уничтожить туберкулезную палочку, которая стойка к высокой температуре. Для оценки результата используют показатель отношения погибших микроорганизмов к их первоначальному количеству, выраженный в процентах.

Пастеризация – неотъемлемая часть процесса переработки молока. На сегодняшний день это один из наиболее эффективных способов, позволяющих уничтожить большую часть микроорганизмов и получить на выходе продукт с определенными свойствами и консистенцией (топленое молоко, ряженка и др.).

Какие бывают аппараты для пастеризации?

Установки, в которых проводят пастеризацию, называются "пастеризаторы молока". Одна их главных характеристик, по которой они классифицируются – технология нагрева:

• Аппараты с прямым нагревом воздействуют с помощью инфракрасного излучения, поля сверхвысоких частот, электродными системами. Но лучшими считаются гидродинамические установки. Их действие основано на превращении кинетической энергии ротора в тепловую. Им отдают предпочтение из-за высокого КПД.
• Аппараты косвенного нагрева – это электрические установки или установки, в которых обогрев осуществляется с помощью внешнего теплоносителя.

Установки могут быть проточного типа или емкостные. Первые используются при мгновенной пастеризации и применяются на крупных производствах. Вторые – используются там, где производственный процесс имеет цикличный характер. Ванна длительной пастеризации относится к емкостным установкам косвенного воздействия. Они применяются небольшими хозяйствами и способны обработать за один раз до 1500 литров молока.

Как работает ВДП?

Ванна ВДП представляет собой бак, помещенный в специальный кожух. Между ними проходит водяная рубашка, которая нагревает или охлаждает молоко. Сверху размещена крышка, она закрывает емкость и одновременно служит для чистки, осмотра. Внутри емкости размещается миксер, который приводится в движение мотором-редуктором. С его помощью смесь перемешивается, что обеспечивает равномерное распределение тепла. Также на крышке размещается датчик температуры, впускной трубопровод, через который сырье поступает в бак.

В нижней крышке установки находятся рукава, через которые подается (отводится) теплоноситель и патрубок, через который выходит продукт. Агрегат оснащен датчиком, контролирующим уровень наполнения. Внутренняя стенка бака выполнена из пищевой нержавеющей стали.

Оборудование может управляться вручную или работать автоматически. В блок управления можно внести показатели выдержки, температуры. При работе установки текущие показатели выводятся на экран, что позволяет их контролировать. Дополнительно пастеризатор может оснащаться фильтром, системой освещения, пробоотборником и др.

В зависимости от того, каким образом осуществляется нагрев (охлаждение) сырья, ВДП делятся на четыре вида:

• ТЭН прикрепляется снизу и нагревает воду, которая поднимается вверх, а вниз опускается холодная, благодаря чему обогрев получается равномерным.
• На стенку внутренней емкости устанавливается змеевик, в который подается пар. Он прогревает стенку бака и воду, которая находится в рубашке.
• Внизу установки между баком и внешним кожухом устанавливается барботер, через который подается горячий газ. Проходя через воду, газ ее нагревает.
• На поверхности внутренней емкости размещается спираль, которая служит рубашкой нагрева (охлаждения) продукта. В нее подается газ, пространство между баками заполняется материалом, имеющим высокие изоляционные характеристики. Такие установки хоть и стоят дороже, но более экономичны.

Для остановки процесса пастеризаций в устройствах первого, второго и третьего типа достаточно перекрыть подачу пара (отключить ТЭН) и наполнить рубашку холодной водой. В устройствах четвертого типа для остановки процесса холодную воду пускают в змеевик.

Принцип работы ВДП:

• Сырье через входной патрубок поступает в ванную и заполняет ее до необходимого уровня.
• Рубашка между патрубком и внешним кожухом наполняется водой.
• Включается подогрев.
• Молоко нагревается до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура.
• Подогретое молоко выдерживается определенное время в заданном температурном режиме.
• Молоко сливается.

Для того чтобы сырье прогревалось равномерно и не расслаивалось, оно периодически перемешивается с помощью встроенного миксера. Скорость вращения небольшая. Она рассчитывается таким образом, чтобы молоко нагревалось быстро, равномерно, но не пенилось, так как это может снизить эффективность термообработки.

По окончании процедуры необходимо охладить сырье. Для этого в рубашку подается ледяная вода и отключается обогрев. Охлажденное молоко сливается через выходной коллектор. Так как дно установки, как правило, имеет конусообразную форму или наклон в сторону спускного отверстия, молоко удаляется полностью.

Большая часть моделей ВДП имеет цилиндрическую форму. Но встречаются и прямоугольные установки, в которых подогрев осуществляется с помощью теплоносителя путем орошения, а перемешивание сырья – с помощью плоских мешалок методом качания. Преимуществом таких агрегатов является то, что они быстрее нагревают молоко. Они также более компактны и удобны в обслуживании.

Преимущества и недостатки использования ВДП

ВДП, как и любое другое молочное оборудование, имеет свои преимущества и недостатки. Плюсов, несомненно, больше:

• практически не меняются свойства молока;
• простая конструкция;
• высокая эффективность;
• долговечность;
• надежность;
• простота ухода и очистки.

Из недостатков можно выделить низкую производительность по сравнению с установками, работающими в кратком и моментальном режиме пастеризации. Также у ВДП больше расход энергии, затрачиваемой для нагрева сырья, соответственно расходы на обработку объема продукции выше. Агрегатам длительного режима отдают предпочтение из-за того, что они практически не меняют свойства и состав молока, но все же медленная пастеризация не уничтожает полностью все микробы. Хотя оставшееся количество ниже предела, установленного нормами СЭС.

Ванна длительной пастеризации 1000, 2000, 3000 литров и др. незаменима, если речь идет о переработке небольших объемов сырья. Это надежное оборудование, с помощью которого путем термической обработки удается уничтожить патогенные микроорганизмы, не нарушая свойства молока. Такие установки пользуются огромным спросом среди небольших перерабатывающих предприятий и фермерских хозяйств. Широкий выбор моделей отечественных и зарубежных производителей позволяют подобрать вариант, который оптимально подходит потребностям компании и соответствует бюджету заказчика.