Основы пастеризации и стерилизации.
Под пастеризацией понимают такую тепловую обработку продукта, в результате которой погибают лишь негативные болезнетворные формы микроорганизмов. Пастеризацию проводят при температурах ниже 100 для продуктов, качество которых значительно снижается при нагревании их свыше 100 . Чем ниже температура пастеризации, тем требуется больше времени для достижения нужного эффекта. В соответствии с этим пастеризацию молока производят при температуре = 72–75 в течении 21–24с. Для подавления микроорганизмов в продуктах питания и производственных средах применяется стерилизация – способ обезвреживания, аналогичный пастеризации, но осуществляемый при температурах выше 100 в течении определенного времени. Одним из основных требований, предъявляемых к высокотемпературной обработке пищевых сред, является быстрое проведение процесса в тонком слое без доступа кислорода с последующим быстрым охлаждением. В последнее время для стерилизации сливок, молока, томата-пасты, морковных и других пюре, а также для нагревания сахарных растворов до поступления их на выпарную установку и воды для диффузионных установок сахарных заводов применяют пароконтактные устройства. В них нагрев осуществляется в результате непосредственного контакта среды с паром. В пароконтактном стерилизаторе жидкий продукт распыляется в нагревателе и мгновенно обрабатывается в нем паром, полученным из дистиллированной воды. Затем продукт поступает в вакуумную камеру, где в результате испарения удаляется перешедший в него конденсат, а так же летучие кислоты придавшие продукту нежелательный привкус. В качестве химических стерилизующих средств применяют хлорную известь, формалин, серную и соляную кислоту.
Испарение, охлаждение.
Испарение – процесс превращения жидкости в пар путем подвода к ней теплоты. Наиболее эффективно испарение жидкостей происходит при кипении. Испарение в пищевой технологии используется для охлаждения и опреснения воды, концентрирования растворов, например сахарных, и для разделения жидких смесей. Испарение происходит в испарителях.
Аппараты, применяемые для опреснения воды, называются опреснителями, для повышения концентрации растворов – выпарными аппаратами. Расход теплоты на испарение (кДж)
Q=Wr, где W – количество испаренной жидкости, кг;
r – теплота парообразования,
Охлаждение – процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты. Для охлаждения газов, паров и жидкостей до 25…30 °С в пищевой
технологии используют воду и воздух.
Для охлаждения продуктов до низких температур используют низкотемпературные хладагенты – холодильные рассолы, фреоны, аммиак, диоксид серы, жидкий азот и др.
Охлаждение водой осуществляется в теплообменниках, в которых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются теплотой при смешивании. Например, газы охлаждают разбрызгиванием в них воды.
Для охлаждения применяется обычная вода температурой 15…25 °С либо артезианская температурой 8…12 °С. С целью экономии свежей воды часто для охлаждения используют оборотную воду, охлажденную
за счет ее испарения в градирнях. Оборотная вода имеет температуру,
достигающую летом 30 °С.
Охлаждение льдом применяется для охлаждения ряда продуктов, например, мороженого, до температуры, близкой к нулю. Лед, отдавая теплоту, нагревается до 0 °С и плавится, отнимая теплоту от охлаждаемого продукта. Для определения продолжительности охлаждения используются экспериментальные данные.
Охлаждение воздухом проводится естественным и искусственным способами. При естественном охлаждении горячий продукт охлаждается за счет потерь теплоты в окружающее пространство. Наиболее эффективно естественное охлаждение в зимнее время при низкой температуре воздуха. Искусственное охлаждение воздухом применяется для охлаждения
воды в градирнях, в которых охлаждаемая вода стекает сверху вниз навстречу подаваемому снизу воздуху. При этом охлаждение происходит не только за счет теплообмена, но и в значительной степени за счет испарения части жидкости.