• 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    液態食品的超高溫滅菌解決方案

    2015-07-08 14:38:32 來源: 食品安全導刊

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      □ 利樂公司 供稿

      利樂公司(以下簡稱“利樂”)對于技術的研發和創新,可以追溯到20世紀60年代。那時,利樂公司開創了劃時代無菌包裝技術,并一直延續到現在,這項技術被美國食品技術研究所評定為20世紀食品科學領域最大的創新。

      利樂作為液態食品包裝領域的領導者之一,一直致力于為客戶提供從產品的前處理加工到灌裝到最終產品包裝的整線解決方案。利樂在具體的產品生產過程當中,即液態食品無菌生產過程中的一個關鍵過程工藝——超高溫滅菌方面的創新,可以幫助企業提高效率、降低生產成本。

      對食品進行無菌加工處理,有些人可能認為是為了給消費者提供觸手可及的產品,也有些人覺得是為了滿足消費者各種不同口味的需求,還有人說是想擴大產品的分銷范圍,總而言之都是希望為消費者提供安全可靠的產品。

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      有效滅菌的超高溫處理方式

      食品安全是食品行業中最重要的考慮因素,為了獲得所需的產品特性,以及所希望的貨架期,包裝和超高溫滅菌在提供產品安全和保證貨架期方面扮演著非常重要的角色。

      超高溫處理是在液態食品加工過程中將最佳的溫度時間組合,使產品達到一個無菌的狀態,然后輸送至灌裝機完成無菌包裝。例如產品的原材料中或多或少都會有各種菌類,其中絕大多數可以通過一般的熱處理被殺滅。但是,在這些菌類當中有一種叫做芽孢的菌類十分頑強,特別是耐熱芽孢,這時通常就需要采用超高溫滅菌方式進行殺滅。超高溫滅菌過程中,首先要保證滅菌效果,但是在產品的受熱過程中,往往會產生化學反應,因此既要考慮產品的無菌性,又要盡量避免產品因受熱產生的化學變化導致風味或氣味方面的改變,從而減少對產品本身的負面影響。

      超高溫滅菌生產過程主要分為3個步驟。首先是預殺菌,讓生產設備達到無菌的狀態。接下來進行生產運行,產品會源源不斷地進入超高溫滅菌機,通過加熱、滅菌來實現產品無菌的狀態;然后輸送到灌裝機,最后進到包裝里面。生產結束后,需要對滅菌機進行清洗,在一個完整的生產周期中,利樂會采用各種配置,各種方法延長整體生產運行時間,其中包括控制產品的結焦、降低生產能耗、減少產品損失等。

      利樂的超高溫滅菌解決方案,可以分為兩大類。一是直接加熱式超高溫,即蒸汽與產品直接混合,瞬間將溫度提升至所需要的滅菌溫度。另一類稱為間接加熱式超高溫,這也是目前在殺菌機方面應用最多的處理方式。間接式超高溫系統采用各種不同類型的熱交換器,如板式、管式、還有最新的盤管式等形式,能夠滿足不同產品的應用需求。

      如果把間接式和直接式的超高溫滅菌進行對比,可以發現間接加熱式超高溫滅菌的優點是高效熱回收,采用這種方式進行生產,可以實現最低的能耗,降低整體運行成本。而直接加熱式超高溫滅菌則可以降低產品的熱負荷,減少產品在受熱過程中產生化學反應,對一些熱敏感性比較高且容易結焦的產品而言是很好的加工處理方式,但其缺點是能耗于蒸汽耗量相對較高。除了間接式和直接式的超高溫外,利樂還推出了最新的Tetra Vertico超高溫滅菌設備,可以處理幾乎所有品類的產品。

      做節能減排的高效滅菌系統

      伴隨著人們對美好環境的訴求,在保證產品質量安全的同時也需要關注環境保護。但是生產過程中不可避免的會消耗能源、排放污水,因此在整個生產過程中利樂也十分關注能源的節約。對企業而言生產效率至關重要,所以不管采用何種方式的換熱形式及解決方案,利樂始終堅持從產品質量、生產效率及客戶本身的可持續發展來進行考慮。從超高溫滅菌的主要特征來看,采用產品和產品直接的熱回收方式可以極大提高熱回收效率,降低生產能耗。此外利樂還采用可以在線平和酸堿添加的低損耗平衡桶及無菌休眠等功能以減少產品損失。

      目前絕大多數的超高溫殺菌機在產品加熱和冷卻時,都采用水作為中間介質來對產品進行加熱或者冷卻。而直接熱回收則是冷產品和熱產品之間相互作用,即未殺菌和已殺菌的產品直接進行熱量交換,不再用水作為中間介質,從而提高整體系統的熱回收效率,降低蒸汽能耗至25kg/1000L產品,熱回收效率可達92%。直接熱回收在降低蒸汽能耗的同時,降低了冰水耗量,不管是熱媒還是冷媒都得到了極大的節約。

      針對不同應用類型,有不同的配置可與之相匹配。例如,產品與水換熱的CM版本,比較適用于含有一些纖維、果肉這些產品的處理。采用產品和產品直接換熱的稱為CMR版本,根據熱回收溫度的不同,又可分為CMR75和CMR125兩種不同的類型。

      在延長生產運行時間方面,利樂為超高溫滅菌系統配置了蛋白穩定管。因為對含蛋白的產品而言,蛋白質在受熱時容易變性結焦,所以滅菌機內部配置了蛋白穩定管,可以使蛋白在最終加熱之前,具有一定的穩定性,避免最終加熱階段產生大量結焦。通過精確的控制熱水和產品最終加熱的溫差,并通過流量控制進一步調整熱水的溫度,最大程度的延長整個生產的運行時間。

      對于產品的損失,即在水和產品切換過程中出現產品和水混合的現象,利樂采用了雙平衡桶設計。通過一個閥組控制,可以在產品進入平衡桶之前,將平衡桶內的水排空,避免了產品與水在切換過程中產生大量混合,特別是對于一些成本較高的產品,減少產品損失具有更大的經濟效益。雙平衡桶的設計還可以通過在線連續添加方式精確地調配酸堿液,將酸堿液添加到整個系統中去,從而減少清洗的循環時間。

      利樂的超高溫殺菌設備還有一個重要的功能就是無菌休眠。殺菌機在運行過程中,當上下游設備出現異常,可以將其切換進入一個無菌休眠狀態,通過無菌水循環降低運行流量,維持整個設備的無菌狀態。等到上下游設備故障排除后重新投入生產,這樣可以有效避免停機后重新進行滅菌、升溫、清洗的過程,極大地節約生產成本,對于蒸汽、水、電力的節約,可達到75%。針對于半流量或者更低流量的運行,利樂還配置了分段加熱的形式,降低產品的熱負荷,保證產品質量。

      利樂超高溫滅菌的解決方案,可對連續運行的時間、產品損失、蒸汽能耗及水耗量等性能參數給予有效的保證。

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