پاستوریزه کننده لوله ای در تولید مارگارین

۱. چرا در تولید مارگارین به دستگاه پاستوریزه کننده لوله‌ای نیاز است؟

مواد اولیه مارگارین عمدتاً شامل روغن نباتی تصفیه شده، آب، اجزای لبنی (مانند پودر شیر، پودر آب پنیر)، امولسیفایرها، نمک، ویتامین‌ها و طعم‌دهنده‌ها است. این مواد اولیه، به ویژه فاز آبی و اجزای لبنی، محیط رشد بسیار خوبی برای میکروارگانیسم‌ها (مانند باکتری‌ها، مخمرها و کپک‌ها) هستند. اگر به طور موثر پاستوریزه نشوند، محصول در مدت زمان کوتاهی خراب می‌شود و حتی ممکن است باعث ایجاد مشکلات ایمنی مواد غذایی شود.

وظیفه اصلی پاستوریزه کننده لوله ای، از بین بردن کامل باکتری های بیماری زا و عامل فساد در مایع مواد اولیه قبل از امولسیون سازی و شکل دهی محصول، تضمین ایمنی شاخص های میکروبی محصول و افزایش ماندگاری آن است.

دوم. فرآیند کار پاستوریزه کننده لوله ای در خط تولید مارگارین

یک پاستوریزه‌کننده لوله‌ای معمولی بعد از سیستم امولسیون‌سازی و قبل از دستگاه خنک‌کننده سریع (Votator یا مبدل حرارتی سطح خراشیده) تعبیه شده است. فرآیند کار آن به شرح زیر است:

۱. پیش گرمایش و همگن سازی:

مخلوط روغن و آب که از قبل مخلوط و امولسیون شده است (که اکنون به امولسیون تبدیل شده است) ابتدا به سیستم پاستوریزاسیون پمپ می‌شود.

مواد از بخش پیش‌گرمایش عبور می‌کنند، جایی که دما تا دمای مطلوب برای همگن‌سازی (معمولاً ۶۰-۷۰ درجه سانتیگراد) افزایش می‌یابد.

o متعاقباً، ماده با دمای بالا وارد شیر همگن‌سازی فشار بالا می‌شود و تحت فشار بسیار بالا (مثلاً ۱۵۰-۲۰۰ بار) تجزیه می‌شود و گویچه‌های چربی و قطرات آب بسیار کوچک و یکنواختی تشکیل می‌دهد که پایداری و بافت محصول را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

۲. بخش پاستوریزاسیون:

مواد همگن شده وارد بخش گرمایش پاستوریزه کننده لوله‌ای می‌شوند. در اینجا، مواد از طریق لوله‌های متحدالمرکز احاطه شده توسط بخار یا آب داغ با فشار بالا جریان می‌یابند و دما به سرعت و در مدت زمان بسیار کوتاهی به دمای پاستوریزاسیون تنظیم شده افزایش می‌یابد.

پارامترهای معمول فرآیند پاستوریزاسیون:

دما: ۸۵ تا ۹۵ درجه سانتیگراد (با توجه به فرمول و الزامات فرآیند تنظیم می‌شود؛ برخی فرمول‌ها ممکن است بالاتر باشند).

 زمان: به مدت ۱۵ تا ۳۰ ثانیه نگهداری می‌شود. این «زمان نگهداری» با طراحی طول مشخصی از «لوله نگهدارنده» در خط لوله حاصل می‌شود.

این فرآیند «دمای بالا و زمان کوتاه (HTST)» می‌تواند به طور موثری تمام باکتری‌های بیماری‌زا و اکثر باکتری‌های عامل فساد را از بین ببرد، در حالی که آسیب حرارتی به طعم، رنگ و اجزای تغذیه‌ای محصول را به حداقل می‌رساند.

۳. بخش خنک‌کننده:

پس از پاستوریزاسیون، مواد باید بلافاصله خنک شوند تا از گرم شدن بیش از حد و رشد مجدد میکروارگانیسم‌ها جلوگیری شود.

ماده وارد بخش خنک‌کننده می‌شود و با یک محیط سرد (معمولاً آب یخ) تبادل حرارتی انجام می‌دهد و به سرعت دما را به دمای مورد نیاز برای فرآیندهای بعدی (معمولاً ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد) کاهش می‌دهد تا برای کریستالیزاسیون وارد دستگاه خنک‌کننده سریع شود.

۴. سیستم بازیابی حرارت (اختیاری اما با پیکربندی بسیار کارآمد):

o پاستوریزه کننده های لوله ای مدرن معمولاً مجهز به سیستم بازیابی گرما هستند.

مواد سردی که وارد بخش گرمایش می‌شوند و مواد گرمی که تازه از بخش پاستوریزاسیون خارج می‌شوند، در یک مبدل حرارتی مخصوص، تحت تبادل پیش‌گرمایش قرار می‌گیرند.

مزایا:

 صرفه‌جویی در مصرف انرژی: ماده گرم از قبل سرد می‌شود و ماده سرد از قبل گرم می‌شود که به طور قابل توجهی مصرف بخار و آب خنک‌کننده را کاهش می‌دهد.

 محافظت از محصول: از گرم شدن بیش از حد موضعی و کک شدن ناشی از تماس مستقیم مواد سرد با دیواره‌های با دمای بالا جلوگیری می‌کند.

III. مزایای پاستوریزه کننده لوله‌ای نسبت به سایر روش‌های پاستوریزه کردن

۱. تولید پیوسته: در مقایسه با دیگ‌های پاستوریزاسیون ناپیوسته، پاستوریزه‌کننده لوله‌ای می‌تواند به طور یکپارچه با فرآیندهای قبلی و بعدی ادغام شود و تولید کاملاً پیوسته و خودکار را با راندمان بسیار بالا امکان‌پذیر سازد. ۲. کیفیت بالای محصول: فرآیند HTST حفظ طعم و مواد مغذی مواد اولیه را به حداکثر می‌رساند و از طعم پخته شده ناشی از حرارت طولانی مدت جلوگیری می‌کند.

۳. مصرف بالای انرژی حرارتی: به لطف سیستم بازیابی گرما، مصرف انرژی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و هزینه بهره‌برداری را مقرون به صرفه‌تر می‌کند.

۴. فضای اشغالی کم: ساختار جمع و جور، ادغام آسان در خطوط تولید موجود.

۵. طراحی بهداشتی: کاملاً از جنس استیل ضد زنگ، مطابق با استانداردهای بهداشتی ۳-A، بدون گوشه‌های کور بهداشتی، و انجام آسان CIP (تمیز کردن در محل) و SIP (عقیم‌سازی در محل).

چهارم. ملاحظات کلیدی در کاربرد

۱. کنترل دقیق پارامترهای فرآیند: دما، فشار و سرعت جریان باید پایدار نگه داشته شوند. حتی نوسانات جزئی می‌توانند بر اثر استریلیزاسیون (مقدار F) تأثیر بگذارند یا باعث دناتوراسیون محصول شوند (مانند لخته شدن پروتئین).

۲. مشکل رسوب: پروتئین‌های موجود در مواد در دماهای بالا تمایل به کاراملی شدن روی دیواره‌های لوله دارند. تمیز کردن منظم CIP (معمولاً با استفاده از محلول‌های قلیایی و اسیدی در گردش) ضروری است؛ در غیر این صورت، بر راندمان انتقال حرارت و بهداشت محصول تأثیر خواهد گذاشت.

۳. نگهداری شیر همگن‌سازی: شیر همگن‌سازی یک قطعه دقیق است که هنگام کار تحت فشار بالا برای مدت طولانی مستعد فرسودگی است. برای اطمینان از اثر همگن‌سازی پایدار، بازرسی و تعویض منظم آن ضروری است.

۴. سازگاری با فرمولاسیون‌ها: فرمولاسیون‌های مختلف (به‌ویژه از نظر میزان پروتئین و چربی) حساسیت‌های حرارتی متفاوتی دارند و دما و زمان استریلیزاسیون باید بر این اساس بهینه شود.

۵. جلوگیری از آلودگی ثانویه: مواد استریل شده باید در یک محیط بسته و استریل به فرآیند بعدی منتقل شوند. هرگونه نشتی در هر مرحله می‌تواند منجر به آلودگی ثانویه میکروبی شود و تلاش‌های استریلیزاسیون را بی‌اثر کند.

خلاصه

استریلایزر لوله‌ای یک "محافظ ایمنی" ضروری در تولید مدرن مارگارین است. این دستگاه از طریق فرآیند استریلیزاسیون مداوم با دمای بالا و زمان کوتاه (HTST)، میکروارگانیسم‌ها را به طور موثر از بین می‌برد و در عین حال تعادل کاملی بین ایمنی مواد غذایی و کیفیت محصول برقرار می‌کند. ویژگی‌های آن از جمله راندمان بالا، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و اتوماسیون، آن را به یک وسیله کلیدی برای اطمینان از مطابقت محصولات مارگارین با استانداردهای بالای کیفیت و ایمنی تبدیل می‌کند.