Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Пастеризация -- процесс тепловой обработки молока, при котором уничтожается патогенная микрофлора с сохранением основных питательных свойств продукта. Выбор режима определяется назначением готового продукта, требуемым сроком хранения и нормативными требованиями.
Пластинчатый пастеризатор -- основной тип оборудования для кратковременной пастеризации молока на молочных предприятиях. Конструктивно представляет собой пластинчатый теплообменный аппарат, разделённый на секции: регенерации (I и II ступени), пастеризации и охлаждения (водяного и рассольного/ледяного). Между гофрированными пластинами из нержавеющей стали формируются тонкослойные каналы для продукта и теплоносителя.
Секция регенерации I ступени -- сырое молоко (4-9 градусов) нагревается встречным потоком горячего пастеризованного молока до 35-50 градусов. Между I и II секциями регенерации предусмотрена возможность подключения сепаратора-молокоочистителя.
Секция регенерации II ступени -- молоко догревается до 50-70 градусов. После этой секции может подключаться гомогенизатор.
Секция пастеризации -- молоко нагревается до заданной температуры (72-95 градусов) горячей водой, циркулирующей в контуре нагрева.
Выдерживатель -- трубчатый элемент, в котором молоко выдерживается при температуре пастеризации заданное время (15-20 секунд при кратковременном режиме).
Перепускной (возвратный) клапан -- при снижении температуры ниже заданной (например, ниже 72 градусов) автоматически возвращает недопастеризованное молоко в уравнительный бак на повторную обработку.
Секции охлаждения -- пастеризованное молоко, прошедшее секции регенерации, доохлаждается артезианской водой до 12-18 градусов и ледяной водой (или рассолом) до 4-6 градусов.
Коэффициент регенерации тепла показывает, какая доля тепловой энергии горячего пастеризованного молока возвращается для нагрева сырого молока:
etaрег = (tрег - tвх) / (tпаст - tвх) * 100%
где tрег -- температура молока после секции регенерации; tвх -- температура входящего сырого молока; tпаст -- температура пастеризации.
Современные пластинчатые установки обеспечивают коэффициент регенерации 85-95%, что существенно снижает расход тепловой энергии.
Трубчатые пастеризаторы представляют собой теплообменные аппараты типа "труба в трубе" или многотрубные кожухотрубные конструкции. Молоко движется по внутренним трубам, теплоноситель (горячая вода или пар) -- в межтрубном пространстве.
Возможность работы при давлении до 1 МПа и более, что позволяет обрабатывать вязкие продукты (сливки, сгущённое молоко, смеси для мороженого). Отсутствие уплотнительных прокладок в зоне контакта с продуктом исключает их износ и контаминацию. Простота конструкции и надёжность в эксплуатации.
Трубчатые пастеризаторы применяются для обработки продуктов повышенной вязкости, а также при высокотемпературных режимах (85-95 градусов). Типовая установка -- АПОУ-5Т (автоматизированная пастеризационно-охладительная установка трубчатая, производительность 5000 л/ч).
Ванна длительной пастеризации (ВДП) -- ёмкостной аппарат циклического действия, представляющий собой термоизолированный резервуар из нержавеющей стали с водяной рубашкой. Нагрев осуществляется через теплообменную рубашку с помощью ТЭНов (электронагрев) или пара. Молоко перемешивается мешалкой рамного типа для равномерного распределения температуры.
Длительная (низкотемпературная) пастеризация: нагрев до 63-65 градусов, выдержка 30 минут. После выдержки молоко охлаждается подачей холодной (ледяной) воды в рубашку до температуры 4-6 градусов.
ВДП выпускаются в типоразмерном ряду: 100, 200, 300, 500, 600, 1000 л и более (до 2000-5000 л). Время нагрева от 5 до 63 градусов составляет 50-160 минут в зависимости от объёма и мощности нагревателя.
Простая и надёжная конструкция с длительным сроком службы. Минимальное изменение состава и свойств молока при длительном режиме. Универсальность: помимо пастеризации, используется для сквашивания, приготовления сырного/творожного сгустка, производства ряженки и топлёного молока.
Основные ограничения: невысокая производительность (циклический режим), значительные габариты, повышенный расход тепловой энергии по сравнению с пластинчатыми установками (отсутствие регенерации тепла), контакт продукта с воздухом при открытой загрузке.
Ультрапастеризация (Ultra High Temperature, UHT) -- обработка молока при температуре 135-145 градусов в течение 2-4 секунд с последующим быстрым охлаждением. Процесс обеспечивает практически полную стерильность продукта при сохранении основных питательных свойств.
Прямой нагрев -- молоко контактирует непосредственно с паром (инжекция пара в молоко или впрыск молока в паровую камеру). Обеспечивает мгновенный нагрев (менее 1 секунды) и минимальное тепловое воздействие. После нагрева избыточная влага удаляется в вакуумной камере (флеш-охлаждение).
Косвенный нагрев -- молоко нагревается через стенку теплообменника (пластинчатого или трубчатого) без контакта с паром. Более простая конструкция, но более длительное тепловое воздействие.
Для UHT-обработки требуется молоко высокого качества с низкой бактериальной обсеменённостью. После обработки продукт фасуется в асептическую упаковку в стерильных условиях. Срок хранения UHT-молока при комнатной температуре составляет до 6 месяцев (в зависимости от упаковки).
CIP (Cleaning In Place) -- безразборная мойка оборудования, при которой моющие растворы прокачиваются через пастеризатор по замкнутому контуру без разборки аппарата. Для пластинчатых и трубчатых пастеризаторов CIP-мойка является обязательной процедурой.
Предварительное ополаскивание водой (5-10 минут) для удаления остатков продукта. Циркуляция щелочного раствора (NaOH, 1-2%, температура 70-80 градусов, 15-20 минут) для удаления белковых и жировых отложений. Промежуточное ополаскивание водой. Циркуляция кислотного раствора (HNO3, 0,5-1,0%, температура 60-70 градусов, 10-15 минут) для удаления минеральных отложений (молочного камня). Финальное ополаскивание чистой водой.
Для ВДП мойка может выполняться через форсунки, установленные на крышке ванны, или вручную с использованием тех же моющих средств.
Для питьевого пастеризованного молока оптимальным является режим кратковременной пастеризации: 72-76 градусов с выдержкой 15-20 секунд. Этот режим обеспечивает уничтожение патогенных микроорганизмов при минимальном изменении вкуса, запаха и питательной ценности молока. Потери витаминов (C, B) незначительны, белки, жиры и кальций практически не изменяются.
Коэффициент регенерации показывает, какая доля тепла горячего пастеризованного молока возвращается для предварительного нагрева входящего холодного молока. При коэффициенте регенерации 90% только 10% энергии нужно затратить на нагрев, остальное рекуперируется. Это означает значительное снижение расхода пара/горячей воды. Пластинчатые установки обеспечивают 85-95%, трубчатые -- 60-75%, ВДП -- 0% (отсутствие регенерации).
Перепускной клапан -- критический элемент безопасности пастеризатора. Он автоматически контролирует температуру молока после выдерживателя. Если температура упала ниже заданного значения (например, ниже 72 градусов), клапан перенаправляет недопастеризованное молоко обратно в уравнительный бак для повторной обработки. Это гарантирует, что ни одна порция продукта не пройдёт в готовую продукцию без надлежащей термообработки.
ВДП работает в циклическом (периодическом) режиме: загрузка порции молока, нагрев, выдержка, охлаждение, выгрузка. Пластинчатый пастеризатор работает в непрерывном поточном режиме. ВДП обеспечивает длительную пастеризацию (63 градуса / 30 минут), пластинчатый -- кратковременную (72 градуса / 15-20 секунд). ВДП проще по конструкции, но имеет меньшую производительность и не использует регенерацию тепла. Пластинчатый пастеризатор значительно энергоэффективнее.
Трубчатые пастеризаторы применяют для обработки продуктов повышенной вязкости (сливки жирностью более 20%, сгущённое молоко, смеси для мороженого), которые затруднительно пропускать через узкие каналы пластинчатых теплообменников. Также трубчатые аппараты используются при рабочих давлениях до 1 МПа и для высокотемпературных режимов (85-95 градусов). Их конструкция не содержит уплотнительных прокладок в зоне контакта с продуктом.
Периодичность CIP-мойки зависит от типа продукта и режима работы. Для пластинчатых пастеризаторов при обработке молока типовая периодичность -- каждые 6-8 часов непрерывной работы или после каждой смены. При обработке продуктов с повышенным содержанием белка или жира (сливки, смеси) мойка может требоваться чаще -- каждые 4-6 часов. Цикл включает щелочную (NaOH) и кислотную (HNO3) стадии.
UHT (ультрапастеризация) проводится при температуре 135-145 градусов с выдержкой 2-4 секунды, что обеспечивает практически полную стерильность продукта. Обычная кратковременная пастеризация (72 градуса / 15-20 секунд) оставляет часть термоустойчивых бактерий и спор, поэтому пастеризованное молоко хранится до 7-10 суток при температуре 4-6 градусов. UHT-молоко в асептической упаковке хранится до 6 месяцев при комнатной температуре.
Для мини-завода с переработкой до 1000-2000 л/сут подойдёт ВДП объёмом 300-600 л. При объёме переработки 3000-5000 л/сут и необходимости выпуска пастеризованного питьевого молока -- пластинчатая установка производительностью 1000-3000 л/ч. При производстве сыра на небольших объёмах ВДП предпочтительнее: она позволяет провести пастеризацию и последующее сквашивание в одной ёмкости.
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и справочный характер. Информация предназначена для общего ознакомления инженерно-технических специалистов с типами и режимами работы пастеризационного оборудования и не может использоваться в качестве проектной документации или технологического регламента.
Автор не несёт ответственности за последствия применения данной информации при выборе, проектировании или эксплуатации оборудования. Конкретные параметры технологических режимов должны определяться в соответствии с действующими нормативными документами и технической документацией производителей оборудования.
1. ГОСТ 31450-2013 "Молоко питьевое. Технические условия".
2. ГОСТ 3623-2015 "Молоко и молочные продукты. Методы определения пастеризации".
3. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 033/2013 "О безопасности молока и молочной продукции".
4. Бредихин С. А., Космодемьянский Ю. В., Юрин В. Н. Технология и техника переработки молока. -- М.: Колос.
5. Крусь Г. Н., Храмцов А. Г., Волокитина З. В., Карпычев С. В. Технология молока и молочных продуктов. -- М.: Колос.
6. Шалыгина А. М., Калинина Л. В. Общая технология молока и молочных продуктов. -- М.: Колос.
7. Lewis M. J. Pasteurization of Liquid Products // Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition. -- Academic Press.
8. Bylund G. Dairy Processing Handbook. -- Tetra Pak Processing Systems.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.