Процесс пастеризации молока и аппараты для его реализации

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОКА

     Основной  задачей, стоящей перед предприятиями  пищевой отрасли, является выпуск качественной продукции, соответствующей по физико-химическим, микробиологическим и органолептическим  показателям действующей нормативно-технической  документации.

     Пастеризация – это процесс обработки пищевых продуктов нагреванием (не выше 100 ) или гамма-излучением и выдержки в этих условиях заданное время для уничтожения микробов в них. Этот процесс получил свое название по имени известного французского ученого Луи Пастера (1822— 1892), впервые применившего такой метод для уничтожения микроорганизмов в вине и пиве.

     Пастеризацию  проводят в целях уничтожения  болезнетворных микроорганизмов и  снижения общего количества микроорганизмов. Бактерицидное действие пастеризации определяется эффективностью подавления возбудителя туберкулеза, обладающего  высокой тепловой устойчивостью, а  также не менее термоустойчивой  кишечной палочки.

     Подавление  микроорганизмов при воздействии  температуры протекает во времени. Поэтому температура и продолжительность  нагревания продукта являются основными  факторами, определяющими эффективность  пастеризации (таблица 1.1). В зависимости  от этих факторов различают следующие  режимы пастеризации молока:

     Длительный – температура нагревания 60-63 и продолжительность воздействия (выдержка) 30 минут;

     Кратковременный – температура нагревания 72-76 и выдержка 15-20 секунд;

     Моментальный – температура нагревания 85-90 и выдержка 2 секунды. [1, стр. 45].

     Таблица 1.1 – Зависимость продолжительности выдержки молока от температуры пастеризации

[2, стр.28].

     Профессор Г.А. Кук предложил зависимость  продолжительности выдержки молока от температуры пастеризации : 

     Эффективность пастеризации оценивают коэффициентом  скорости гибели микроорганизмов: 

     где продолжительность пастеризации, с;

       соответственно начальное  и конечное количество  микроорганизмов  в продукте. [3, стр.173].

     Режим пастеризации зависит от свойств  продукта. Если продукт содержит термолабильные компоненты, разрушающиеся при высоких  температурах, то пастеризацию проводят при 60 в течении 30 минут. В большинстве случаев пастеризацию следует проводить при высокой температуре до 95 в течение 2-30 секунд.  При пастеризации погибают ни все микроорганизмы, поэтому пастеризованный продукт следует хранить в охлажденном виде при температуре 2-6 . Охлаждение продукта препятствует развитию избежавшей летального исхода при пастеризации патогенной микрофлоры.

     Рисунок 1.1 – Схема режимов пастеризации молока и сливок

     Помимо  тепловой применяют ультразвуковую, ультрафиолетовую и механическую пастеризацию.

     При ультразвуковой пастеризации продукт  подвергают действию ультразвука с  частотой колебаний свыше 25 кГц. При  этом в жидкости возникают гидравлические удары, которые вызывают кавитацию  в жидкости. Под действием кавитации  происходит разрыв клеток микроорганизмов, что приводит к их гибели.

     Ультрафиолетовое  облучение применяют при тонкослойной пастеризации.

     Источником  ультрафиолетового облучения служат кварцевые лампы, заполненные парами ртути. Бактерицидными свойствами обладают ультрафиолетовые лучи в диапазоне  длин

     При механическом способе пастеризации бактерицидный эффект достигается за счет центробежной силы. Механическую пастеризацию проводят в бактофугах, которые представляют собой разновидность высокоскоростного соплового сепаратора, выполненного в виде осветлителя и снабженного рубашкой для охлаждения, а также циклоном деаэрации.

     [3, стр. 173]. 

1. ОЦЕНКА  СПОСОБОВ ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОКА И ВЫБОР  ОПТИМАЛЬНОГО

     В условиях российского производства молока большую сложность оказывает  применении инновационных способов пастеризации. В применении ультразвука, сложность заключается в малом  исследовании этого физического  явления. В данном направлении только ведутся разработки, и неизведанность данного способа не дает на право считать его лучшим.

     Ультрафиолет  применяется при тонкослойной пастеризации. А следовательно сложность заключается  в создании тонкого слоя молока. Вследствие того, что слой небольшой, значит, за единицу времени перерабатывается небольшое количество молока, по сравнению  с другими методами. А также  это ультрафиолетовое облучение  молока, что может отрицательно сказываться  на здоровье человека.

     Положительным качеством этих двух методов является то, что с их применением не стоит  нагревать молоко свыше 60 , а затем охлаждать его. А отрицательным, что в обоих случаях оборудование для реализации будет иметь высокую технологическую сложность и высокую стоимость.

     Тепловые  методы пастеризации молока, на данный момент,  являются самыми распространенными в России. Предприятия обладают оборудованием для тепловой обработки молока. Возникает сложность выбора между тремя видами данного метода.

     При длительном методе переработки падает производительность, т.к. молоко следует  выдерживать 20-30 минут.

     При мгновенной пастеризации резко увеличивается  производительность, но в связи с  большой температурой нагревания молока, затрачивается много времени  на его охлаждение. Т.к. время выдержки молока очень короткое, то возможно, что вредные микроорганизмы будут уничтожены не в полном объеме.

     Оптимальным способом для реализации процесса пастеризации – является кратковременная пастеризация. С применением данного способа  мы имеем высокую производительность, относительно небольшое время выдержки – 20-30 секунд (которого будет достаточно для создания благоприятной микрофлоры в молоке), не такую высокую температуру нагревания – 72-76 , как при мгновенной пастеризации.