Стерилізація харчових продуктів – це не просто нагрівання продукту до певної температури. Для продуктів з високою в'язкістю справжня проблема полягає в тому, чи може тепло ефективно проникати в продукт і забезпечити досягнення кожною його частиною необхідного стану стерилізації. Навіть якщо температура обладнання досягає встановленого значення, погана теплопередача всередині продукту все одно може вплинути на кінцевий результат стерилізації. В останні роки, зі швидким зростанням популярності таких продуктів, як готові до вживання страви, соуси, вологий корм для домашніх тварин, напої «Пташине гніздо» та фруктові пюре, продукти з високою в'язкістю стають все більш поширеними в харчовій промисловості. Порівняно зі звичайними напоями або рідинами з низькою в'язкістю, ці продукти важче стерилізувати через повільніше проникнення тепла та нерівномірний розподіл температури. Це ставить вищі вимоги як до проектування процесу, так і до стерилізаційного обладнання.

Чому продукти з високою в'язкістю важче стерилізувати?

Під час термічної обробки тепло передається переважно двома способами: конвекцією та теплопровідністю. Для продуктів з низькою в'язкістю, таких як сік та молоко, рух рідини створює природну циркуляцію під час нагрівання. Це допомагає швидше та рівномірніше розподіляти тепло по всьому продукту. Однак продукти з високою в'язкістю мають поганий рух рідини. Внутрішня конвекція обмежена, тобто тепло повинно повільно рухатися ззовні до центру шляхом теплопровідності. Чим товщий продукт і чим вищий вміст твердих речовин, тим очевиднішим стає цей ефект. Як результат, за однакових умов стерилізації зовнішня область продукту з високою в'язкістю може вже досягти цільової температури, тоді як центр залишається при значно нижчій температурі. Ця різниця в розподілі температури є основною причиною, чому продукти з високою в'язкістю складніше стерилізувати.

Холодна точка – найважливіша зона для моніторингу

Під час стерилізації харчових продуктів однією з ключових концепцій єхолодна плямаХолодна точка – це ділянка всередині продукту, яка нагрівається найповільніше та потребує найбільше часу для досягнення необхідного рівня стерилізації. У продуктах з високою в'язкістю ця точка зазвичай розташована поблизу центру упаковки або в найтовстішій частині продукту. Чи досягає продукт комерційної стерильності, визначається не найвищою температурою, що відображається на обладнанні. Натомість це залежить від того, чи пройшла холодна точка достатню термічну обробку. Якщо холодна точка не відповідає необхідним умовам обробки, продукт все ще може зіткнутися з потенційними мікробними ризиками. Тому, розробляючи процеси стерилізації, виробники харчових продуктів більше зосереджуються на тому, скільки часу потрібно теплу, щоб досягти холодної точки, ніж просто на підвищенні температури обробки.

Вища температура не завжди є найкращим рішенням

У виробництві деякі виробники намагаються вирішити проблеми повільного нагрівання, підвищуючи температуру стерилізації або збільшуючи час витримки. Хоча такий підхід збільшує теплове навантаження, він також може створювати нові проблеми. Надмірна термічна обробка може призвести до потемніння соусів, зменшити свіжий смак фруктових пюре або вплинути на текстуру продуктів «Пташине гніздо», м’ясних продуктів та кормів для домашніх тварин. Для преміальних харчових продуктів надмірна обробка не тільки збільшує споживання енергії, але й може знизити якість продукту. Тому сучасна стерилізація харчових продуктів рухається в напрямкуточний контроль процесуМета полягає в досягненні вимог безпеки харчових продуктів, мінімізуючи непотрібне пошкодження від нагрівання та зберігаючи оригінальні характеристики продукту.

Як можна покращити ефективність проникнення тепла?

Покращення проникнення тепла вимагає комплексного підходу, що охоплює продукт, процес та обладнання. По-перше, виробникам необхідно проводити випробування на проникнення тепла на основі рецептури продукту, в'язкості, розміру упаковки та об'єму заповнення. Визначивши фактичну холодну точку всередині продукту, вони можуть встановити відповідні параметри температури та часу стерилізації. По-друге, різні формати упаковки вимагають різних стерилізаційних рішень. Гнучкі пакети, скляні пляшки, металеві банки та пластикові лотки мають різні характеристики теплопередачі та стійкості до тиску. Тому параметри стерилізації не можуть універсально застосовуватися для всіх типів упаковки. Нарешті, метод теплопередачі стерилізаційного обладнання також відіграє важливу роль. Водяні реторти, реторти з водяним розпиленням та роторні реторти мають свої переваги залежно від вимог до продукту. Для деяких продуктів з високою в'язкістю роторна стерилізація може допомогти покращити теплообмін шляхом м'якого обертання продуктів під час обробки. Водночас стабільна циркуляція гарячої води та точний контроль температури та тиску допомагають зменшити різницю температур між продуктами та покращити консистенцію партії.

Проникнення тепла визначає якість продукції

Для продуктів з високою в'язкістю найбільшою проблемою стерилізації є не те, наскільки високою може бути температура обладнання, а те, чи може тепло рівномірно та послідовно надходити до продукту. Безпечна стерилізація може бути досягнута лише тоді, коли холодна точка досягне необхідних умов обробки. Водночас, уникнення надмірного нагрівання допомагає зберегти колір, смак і текстуру продукту. Зі зростанням виробництва готових до вживання продуктів, кормів для домашніх тварин та преміальних харчових продуктів виробники переключають свою увагу з простого «досягнення стерилізації» на «досягнення точної стерилізації». Підвищення ефективності проникнення тепла, зменшення різниці температур та оптимізація методів термічної обробки ставатимуть дедалі важливішими для харчових компаній, які прагнуть покращити якість продукції та ефективність виробництва.