امروزه ، کیفیت و ایمنی محصولات غذایی به یک اولویت مهم تبدیل شده است. با توجه به نیاز روزافزون صنایع غذایی به فرآیند هایی که بتوانند میکروارگانیسمهای مضر را از بین ببرند و ایمنی مصرفکنندگان را تضمین کنند، پروسه پاستوریزاسیون در دستگاه پاستوریزاتور به عنوان یکی از مهمترین و موثرترین روشها مطرح شده است. دستگاه های پاستوریزاتور ، با بهره گیری از تکنولوژی های پیشرفته، نه تنها کیفیت محصولات را حفظ میکنند، بلکه به طور قابل توجهی طول عمر مفید آنها را افزایش میدهند. در این مقاله، به بررسی فرایند پاستوریزه کردن در دستگاه های پاستوریزاتور و چگونگی عملکرد این دستگاه ها میپردازیم. این مقاله در تیم محتوای لیماک صنعت نوشته شده است.
پاستوریزاسیون چیست و چرا اهمیت دارد؟
پاستوریزاسیون فرآیندی است که در آن شیر را حرارت میدهند تا میکروب های مضر موجود در آن از بین بروند و شیر برای مصرف ایمن شود. اجرای این فرآیند توسط دستگاه پاستوریزاتور، به دلیل حفظ ویژگی های طبیعی مواد غذایی و افزایش ایمنی مصرف، در صنعت غذایی از اهمیت ویژهای برخوردار است. از کاربرد های آن میتوان تولید شیر کامل، شیر پس چرخ، دوغ و محصولات لبنی مشابه اشاره کرد.
مبانی علمی پاستوریزاسیون
در حالت کلی پاستوریزاسیون عملی است که طی فرآیندی روی شیر، عرقیات و سایر مواد غذایی مرتبط صورت می گیرد تا تمامی میکروب ها و باکتری های موجود در آنها نابود شود. شیر اصلی ترین ماده ای است که بعد از تولید، بلافاصله نیاز به پاستوریزه شدن دارد؛ چرا که احتمال نفوذ باکتری ها و میکروب ها به داخل آن بالاست و نیز اگر عمل پاستوریزه روی آن صورت نگیرد، خیلی زود کیفیت اولیه خود را از دست داده و فاسد می گردد. برای پاستوریزه کردن این ماده، باید آن را حرارت داد تا بتوان از آن در طولانی مدت، بدون افت کیفیت استفاده کرد.
میکروارگانیسمها و نقش آنها در فساد مواد غذایی
میکروارگانیسمها شامل باکتریها، قارچها و ویروسهایی هستند که در شرایط مناسب میتوانند در مواد غذایی رشد کرده و به فساد آنها منجر شوند. برخی از این میکروبها میتوانند بیماریزا باشند و مشکلات جدی برای سلامت انسان ایجاد کنند.
دما، زمان و تاثیر بر میکروارگانیسمها
پاستوریزاسیون بر اساس اصول علمی تنظیم دما و زمان صورت میگیرد. برای از بین بردن میکروارگانیسمهای خاص، باید مواد غذایی به دمای مشخص و به مدت معینی گرم شوند. هرچقدر دما بالاتر باشد، مدت زمان کمتری برای نابودی میکروارگانیسمها نیاز است و برعکس.
انواع روش های پاستوریزه کردن
پاستوریزاسیون در دستگاه پاستوریزاتور به چندین روش مختلف انجام میشود که هرکدام دارای ویژگیها و مزایای خاص خود هستند:
روش غیرمداوم
در این روش از مدت زمان زیاد، اما دمای پایین برای انجام عمل پاستوریزاسیون استفاده می شود. به عنوان مثال به مدت ۳۰ دقیقه، شیر را ۶۳ درجه سانتی گراد گرما می دهند. این روش به عنوان ساده ترین و همچنین قدیمی ترین روش هاست. با ریختن موادی که می خواهیم پاستوریزه کنیم، درون دیگ های بزرگ، به آن ها حرارت و گرما داده می شود. در حین گرما دادن داخل دیگ ها را، به منظور انتقال یکنواخت گرما هم می زنند.
روش مداوم
در این روش از میزان دمای بالا، اما مدت زمان کم برای پاستوریزاسیون استفاده می کنند. به عنوان مثال شیر را ۱۵ دقیقه، به اندازه ۷۲ درجه سانتی گراد حرارت می دهند. در روش مداوم که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، سرعت و مصرف انرژی بهتری نسبت به روش غیر مداوم دارد. منبع گرما در روش غیر مدوام یک مبدل حرارتی است. موادی که هدف پاستوریزاسیون است در جریانی مخالف جریان ماده گرم کننده با دما و زمانی که بیان شده، قرار می گیرد. بعد از این مرحله، ماده به سرعت سرد می شود.
پاستوریزاسیون بخار
در این نوع از پاستوریزه کردن که بیشتر برای گوشت گاو استفاده می شود، به مدت ۶ تا ۸ ثانیه این محصول را از مخزنی عبور می دهند که در مجاورت با بخار با فشار بالا قرار دارد. در این روش دمای مورد استفاده ۸۸ تا ۹۳ درجه سانتی گراد است. خنک و سرد کردن این محصول بعد از این مرحله با روش اسپری انجام می شود. در کشور آمریکا برای پاستوریزاسیون بیش از ۵۰ درصد گوشت این کشور از روش پاستوریزاسیون بخار استفاده می شود.
پاستوریزاسیون با اشعه
محصولاتی چون ادویه جات، میوه ها، سبزیجات و همچنین گوشت قرمز را با استفاده از تکنولوژی اشعه، می توان پاستوریزه کرد. جلوی رشد میکروب های این مواد با در معرض قرار دادن آن ها در مقابل مقدار کمی از اشعه های بتا و یا گاما، گرفته می شود. زمان ماندگاری این محصولات با پاستوریزاسیون بیشتر می شود.
فرایند UHT
این روش پاستوریزاسیون که برای شیر و یا خامه استفاده می شود، با دمای بالای ۱۳۸ تا ۱۵۰ درجه سانتی گراد و به مدت یک تا دو ثانیه، برای این مواد انجام می شود. نکته ای وجود دارد، شیر پاستوریزه شده با این روش دمایی بالا می تواند بدون یخچال، به مدت چندین ماه سالم بماند و فاسد نشود. وقتی بسته بندی این شیرها باز شود، زمان ماندگاری در آن ها مانند پاستوریزاسیون معمولی می شود.
پاستوریزاسیون توسط چه دستگاه هایی انجام می گیرد؟
برای انجام فرآیند پاستوریزاسیون، تجهیزات و دستگاههای خاصی مورد نیاز است. از جمله:
دستگاه پاستوریزاتور
دستگاه پاستوریزاتور شرکت لیماک صنعت استیل سبلان از بهترین تجهیزات برای از بین بردن میکروبهای موجود در شیر و سایر محصولات مایع است. این دستگاهها دارای مخزن هایی مقاوم از جنس استیل ضد زنگ هستند که مطابق با استانداردهای بهداشتی و صنعتی ساخته شده و در صنایع غذایی بهدلیل مقاومت بالا و راحتی شستشو بسیار پرکاربرد هستند.
دستگاه پاستور همراه با سیستم خنککننده (کولینگ تاور) و سیستم گرمایشی (پکیج زمینی) عرضه میشود. این دستگاه که بهدلیل پلیتهای حرارتی موجود در آن، به پاستوریزاتور صفحهای نیز معروف است، با استفاده از آب گرم تولیدی توسط پکیج زمینی، دمای دیواره صفحه پلیت را بالا میبرد. شیر پس از مکیده شدن از مخزن به وسیله پمپ، به صفحه پلیت منتقل میشود و دمای آن افزایش یافته و سپس به مخزن باز میگردد. کولینگ تاور نیز آب سرد مورد نیاز برای خنک کردن شیر را تولید میکند و آن را به صفحه پلیت میرساند تا دمای شیر کاهش یابد و به حالت استاندارد برسد.
پروسس تانک
پروسس تانک دستگاهی برای پخت شیر است، شاید الان بپرسید نقش این دستگاه در پاستوریزاسیون چیست؟ خب این دستگاه علاوه بر پخت شیر، از قابلیت پاستوریزه کردن محصولاتی نظیر شیر، عرقیات و … نیز برخوردار است. فقط بعد از اینکه شیر توسط پروسس تانک به مرحله پخت رسید، باید دمای آن را توسط یک سیستم خنک کننده ویژه کاهش داد.
این دستگاه جهت گرم کردن شیر و سایر مایعات به پکیج زمینی (تامین آبگرم) و جهت خنک کردن (تامین آب سرد) به کولینگ تاور نیاز دارد. این دستگاه نیز به مخزن استیل مجهز شده و به راحتی قابل شستشو است. مخزن این دستگاه حالت سه جداره دارد و آبگرم و آب سرد تولیدی توسط پکیج زمینی و کولینگ تاور در بین جداره های دستگاه به جریان در می آید تا مواد داخلی مخزن، گرم یا سرد شود.
شرکت ما بهعنوان تولیدکننده برتر پروسس تانک ، انواع مختلف مخازن نگهداری و ذخیره را با استفاده از بهترین مواد اولیه و تکنولوژی پیشرفته ارائه میدهد. محصولات ما شامل:
- مخازن ذخیره سیلو
- میکس تانکها
- مخازن فرآیندی دو و سه جداره
مراحل عملکرد دستگاه پاستور
در فرآیند پاستوریزاسیون در دستگاه پاستوریزاتور، مراحل مختلفی طی میشود تا محصول نهایی از لحاظ بهداشتی ایمن و قابل مصرف باشد. دستگاه های پاستوریزه با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته، این مراحل را بهدقت انجام میدهند و کارایی بالایی در حفظ کیفیت محصول دارند. در ادامه، مراحل مختلف پاستوریزاسیون را بررسی میکنیم:
- 1. آمادهسازی اولیه محصول
- در مرحله اول، محصول مورد نظر بهصورت اولیه تمیز و آمادهسازی میشود. این مرحله برای حذف ذرات معلق و آلودگیهای سطحی اهمیت دارد. محصولات لبنی، آبمیوهها و سایر محصولات مایع قبل از ورود به دستگاه پاستوریزاتور فیلتر میشوند تا ناخالصیها و ذرات اضافی آنها گرفته شود.
- 2. حرارتدهی اولیه
- محصول وارد مرحله حرارتدهی اولیه میشود. در این مرحله، دما به تدریج افزایش مییابد تا به دمای مطلوب برای پاستوریزاسیون برسد.
- 3. نگهداری در دمای پاستوریزاسیون
- در این مرحله، محصول برای مدت معینی در دمای تعیینشده نگه داشته میشود. این زمان و دما بسته به نوع محصول متفاوت است؛ برای مثال در پاستوریزاسیون HTST (دمای بالا، زمان کوتاه)، محصول در دمای بالا برای چند ثانیه نگهداشته میشود. نگهداشتن محصول در این دما باعث از بین رفتن میکروبهای مضر بدون تاثیر منفی بر کیفیت محصول میشود.
- 4. خنکسازی سریع
- پس از حرارتدهی و پاستوریزاسیون، محصول به سرعت خنک میشود تا از رشد مجدد میکروارگانیسمها جلوگیری شود.
- 5. بستهبندی بهداشتی
- پس از خنکسازی، محصول وارد مرحله بستهبندی میشود. بستهبندی باید بهگونهای باشد که از آلودگی مجدد محصول جلوگیری کند. بستهبندی بهداشتی میتواند عمر مفید محصول را افزایش داده و از فساد زودهنگام آن جلوگیری کند.
کاربردهای پاستوریزاسیون
دستگاه پاستوریزه کاربردهای مختلفی دارد که ما در ادامه به مهم ترین آنها اشاره می کنیم:
1. پاستوریزاسیون شیر
یکی از اصلیترین کاربردهای دستگاه پاستور در صنعت لبنیات است. شیر خام میتواند حاوی باکتریها و میکروارگانیسمهای مضر باشد که در صورت عدم فرآوری، میتواند مشکلات بهداشتی ایجاد کند. پاستوریزاسیون شیر با از بین بردن این عوامل بیماریزا، شیر را ایمنتر برای مصرف میکند.
2. پاستوریزاسیون آبمیوه
آبمیوهها به دلیل داشتن قند طبیعی و PH پایین، محیط مناسبی برای رشد برخی میکروبها هستند. دستگاه پاستوریزاسیون میتواند با از بین بردن باکتریها و قارچها، عمر مفید آبمیوهها را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
3. تخم مرغ مایع
تخممرغ مایع یکی دیگر از محصولاتی است که نیاز به پاستوریزه شدن دارد. این فرآیند با از بین بردن عوامل بیماریزا مانند سالمونلا، محصولی ایمن و مطمئن را برای مصرفکنندگان فراهم میکند.
4. پاستوریزاسیون محصولات گوشتی
در صنعت فرآوری گوشت، از دستگاه های پاستوریزاسیون برای ایمنسازی محصولاتی مانند سوسیس، کالباس و گوشتهای بستهبندی شده استفاده میشود. این کار باعث کاهش ریسک آلودگیهای میکروبی میشود.
مزایای پاستوریزه کردن
مزایای استفاده از دستگاه پاستوریزاسیون عبارتند از:
- ایمنی مواد غذایی: با استفاده از این دستگاه، باکتریها و عوامل بیماریزا از بین میروند و مواد غذایی ایمنتر میشوند.
- افزایش طول عمر محصول: پاستوریزاسیون به طور چشمگیری زمان ماندگاری محصولات غذایی را افزایش میدهد.
- حفظ کیفیت مواد غذایی: فرآیند پاستوریزاسیون به نحوی طراحی شده است که ضمن از بین بردن میکروبها، خواص طبیعی محصول مانند طعم و مواد مغذی حفظ میشود.
- افزایش بهرهوری در تولید صنعتی: دستگاههای پیشرفته پاستوریزاسیون با سرعت و کارایی بالا، فرآیند تولید را بهبود میبخشند و هزینههای تولید را کاهش میدهند.
جمع بندی
پاستوریزاسیون در دستگاه پاستوریزاتور از جمله فرآیندهای اساسی و غیرقابل انکار در صنایع غذایی است که با هدف افزایش ایمنی و ماندگاری محصولات، به طور گسترده استفاده میشود. انتخاب روش مناسب پاستوریزاسیون بسته به نوع محصول و شرایط تولید، میتواند کیفیت و ایمنی محصول نهایی را تضمین کند. با پیشرفت فناوری، فرصتهای بیشتری برای توسعه روشهای پاستوریزه با تاثیر کمتر بر ارزش غذایی و خواص محصولات ایجاد خواهد شد.
