Пастеризация: обзор процесса, принципы работы и применяемые нагреватели

Сто лет назад перспектива сохранения свежести продуктов на протяжении нескольких дней могла показаться абсурдной и даже опасной из-за риска пищевого отравления от употребления испорченных продуктов. До появления электрических холодильников в начале XX века, люди приобретали свежие продукты ежедневно и использовали их сразу. Сегодня, благодаря усовершенствованной технологии хранения, некоторые типы молока могут сохраняться в холодильнике в течение большей части месяца.

Такая долговременная сохранность продуктов достигается не только благодаря наличию холодильника на кухне, но и благодаря методам обработки продуктов, таким как пастеризация. Этот процесс включает кратковременный нагрев молока (и других продуктов) до высоких температур для уничтожения вредных бактерий, за которым следует быстрое охлаждение перед распределением в продуктовые магазины. Пастеризация значительно продлевает срок хранения упакованных пищевых продуктов и считается одной из наиболее значимых технологий в области сохранения продуктов. Давайте более детально изучим, как работает этот процесс!


Пастеризация: обзор процесса, принципы работы

Почему это называется пастеризацией?

Название "пастеризация" происходит от имени её изобретателя, французского учёного Луи Пастера (1822–1895), который впервые применил этот метод в середине XIX века в ходе исследований, направленных на изучение причин порчи пищи. Получив научное образование и работая в университете в Лилле, Франция, Пастер занялся проблемой, с которой столкнулись виноделы, обеспокоенные тем, что их вина портились неожиданно быстро.

Используя микроскоп, Пастер выявил, что в процессе изготовления вина и пива используются дрожжи, в которых присутствуют различные бактерии. Некоторые из них способствуют превращению сахара в алкоголь через ферментацию, в то время как другие вредные микроорганизмы приводят к порче напитка. Пастер пришёл к выводу, что кратковременный нагрев напитка может уничтожить патогенные бактерии, предотвращая таким образом его порчу. Это открытие и положило начало пастеризации как методу, который впоследствии был адаптирован для консервации широкого ассортимента продуктов питания и напитков.


Пастеризация: история возникновения процесса

Далее, Пастер и его современники, включая Роберта Коха, сделали значительный вклад в развитие микробиологии и микробной теории болезней, доказав, что многие болезни передаются через микроорганизмы, находящиеся в окружающей среде.

Как происходит пастеризация?

Пастеризация продуктов представляет собой процесс, варьирующийся в зависимости от типа продукта, включая и молоко, которое подвергается обработке различными методами.

Традиционный метод пастеризации молока включает его нагревание в больших объемах до примерно 60°C на период около 30 минут. Существует также ускоренный метод, при котором молоко нагревается до более высокой температуры, 72°C, но на короткое время — всего около 30 секунд (или два раза по 15 секунд). Этот процесс обеспечивает сохранность молока в холодных условиях на срок от 7 до 12 дней с момента его отправки с завода.

Более того, существует метод пастеризации при еще более высокой температуре, около 140°C, но на очень короткий период времени — всего 2-3 секунды. Этот метод производит UHT (ультравысокотемпературное) молоко, способное храниться на протяжении нескольких месяцев без порчи.

Помимо молока, пастеризации подлежат и другие продукты, такие как миндаль, пиво, вино, консервированные продукты, сыры, яйца и фруктовые соки. Различные методы пастеризации позволяют продлить срок хранения этих продуктов, обеспечивая при этом безопасность и сохранность их питательных свойств.


Как происходит пастеризация молока

Работа пастеризатора

Пастеризатор — это устройство, полностью автоматизированное для обработки молока или других продуктов с целью уничтожения вредных микроорганизмов. Процесс пастеризации начинается с заливки молока в машину, после чего оно протекает через серию нагревательных элементов, таких как ТЭНы или пластины, на протяжении определенного времени — достаточно длительного для нейтрализации большинства бактерий. Затем продукт проходит через систему охлаждения перед тем, как быть разлитым в контейнеры.

Пастеризация: оборудование
Этот процесс может казаться простым, но на деле он включает в себя множество сложных шагов и компонентов для обеспечения эффективности и безопасности. Примером может служить пастеризатор, разработанный Фрэнсисом П. Ханраханом для Министерства сельского хозяйства США в конце 1950-х годов, который использовал впрыск пара для нагревания молока. В данном случае молоко перемещается по системе, обозначенной оранжевым цветом, проходя через различные этапы обработки, при этом пар подается через компоненты, обозначенные зеленым.

Пастеризация: история процесса

Для полного понимания механизма работы пастеризатора необходимо рассмотреть ключевые аспекты процесса, включая временные рамки и температурные режимы на этапах нагрева и охлаждения, а также специфику используемого оборудования. Все это способствует эффективному уничтожению патогенов и обеспечению безопасности пищевых продуктов для потребителей.

Типичный пастеризатор с впрыском пара работает следующим образом для обработки молока или других продуктов:

  1. Поплавковый резервуар (желтый, №1): Холодное сырое молоко поступает в систему при температуре около 4–5°C (40°F).
  2. Регенератор (серый, №2): Молоко проходит через этот теплообменник, где оно нагревается до примерно 38°C (100°F) за счет тепла от пастеризованного молока, выходящего из системы. Таким образом, входящее и выходящее молоко обмениваются теплом.
  3. Подогреватель (красный, №3): Далее молоко проходит через подогреватель, где в него впрыскивается пар через зеленые паропроводы, и температура молока повышается до 54°C (130°F).
  4. Цикл пастеризации (№7, №8, №12, №13): Молоко перемещается насосом (№7), и в него впрыскивается дополнительный пар (№8) для нагрева до 72°C (161°F). Затем молоко проходит через длинный контур (№12) на протяжении 15 секунд, что обеспечивает поддержание необходимой температуры для пастеризации.
  5. Клапан контроля температуры (№13): Определяет, достигло ли молоко необходимой температуры для пастеризации. Если температура недостаточна, молоко направляется обратно для дополнительного нагрева.
  6. Сепаратор (№18): После пастеризации молоко поступает в сепаратор, где оно охлаждается до примерно 53°C (128°F) и дезодорируется.
  7. Регенератор (№2): Частично охлажденное молоко снова проходит через регенератор, где оно охлаждается до 7°C (45°F), отдавая свое тепло входящему молоку.
  8. Холодильный агрегат (№21): Окончательное охлаждение молока до температуры, пригодной для розлива в бутылки или длительного хранения.

Этот автоматизированный процесс обеспечивает высокую эффективность и безопасность пастеризации, значительно увеличивая срок хранения молока и других продуктов питания.

Кто изобрел пастеризатор?

Хотя Луи Пастер является открывателем процесса, названного в его честь, конкретные устройства для пастеризации молока и других продуктов в больших объемах были разработаны другими инженерами и изобретателями. Один из таких ранних пастеризаторов был создан Оге Йенсеном из Топики, штат Канзас, в 1903 году. Этот паровой пастеризатор использовал паровой двигатель для вращения сливок внутри цилиндра, одновременно нагревая их отработанным паром для пастеризации.

Пастеризация: первый пастеризатор

Первые пастеризаторы появились в 1890-х годах и включали пивоваренную машину Густава Шнайдера 1892/1893 годов и аппарат Поля Пувреса для пастеризации, стерилизации и охлаждения пива. Специализированные устройства для пастеризации молока начали разрабатываться между 1890-ми и 1910-ми годами, включая «Процесс» Энрике Таулиса и устройство Джейкоба Вудьярда для нагрева, аэрации и охлаждения молока.

С течением времени были разработаны и внедрены в производство различные типы пастеризаторов, в том числе комбинированные устройства, такие как пастеризатор, созреватель сливок, маслобойка и маслоработница от Дариуса Пейна. Инновации в этой области продолжаются и по сегодняшний день, демонстрируя, что, подобно термически обработанному молоку, гениальные идеи способны сохраняться и развиваться на протяжении долгого времени.

Нагреватели для пастеризации

Компания "Термоэлемент" специализируется на производстве высококачественных нагревательных элементов, предназначенных для промышленного оборудования, в частности пастеризации молока и других пищевых продуктов. Мы предлагаем широкий ассортимент нагревательных решений, включая керамические сухие ТЭНы в колбе для эффективного нагрева жидкостей и трубчатые электронагреватели, обеспечивающие равномерный и контролируемый нагрев.

Наши нагревательные элементы разработаны с учетом потребностей современного производства и стандартов безопасности, что делает их идеальным выбором для интеграции в пастеризационное оборудование. Благодаря точному температурному контролю и долговечности, продукция "Термоэлемент" помогает обеспечить высокое качество пастеризации, увеличивая срок хранения продуктов без потери их питательных свойств и вкуса.

 Если вас интересует дополнительная информация о наших ТЭНах или вам необходима консультация по выбору наиболее подходящего нагревательного элемента для вашего процесса пастеризации, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону или оставьте запрос на нашем сайте. Наши специалисты готовы предоставить всю необходимую информацию и поддержку для подбора оптимального решения, отвечающего вашим требованиям.


Возврат к списку


Задать вопрос