Режим обеззараживания молока для инфракрасных пастеризаторов

Для пастеризации молока используют несколько режимов.  Они отличаются температурой пастеризации и экспозицией (выдержкой молока при этой температуре на протяжении определённого времени).

Емкостные пастеризаторы (ванны длительной пастеризации, ВДП) обычно используют режим 64 ± 1 ⁰С с выдержкой 30-40 мин. Проточные пастеризаторы используют режимы с более высокой температурой при меньшей экспозиции. Наиболее распространёнными являются:

• 73 ± 1 ⁰С  с выдержкой 15-20 секунд;
• 86 ± 1 ⁰С  с выдержкой несколько секунд.

Вышеприведенные режимы пастеризации обеспечивают качество пастеризованного молока в соответствии с ДСТУ 2661:2010 «Молоко коров’яче питне» [1] лишь в том случае, если сырое молоко, которое поступает на пастеризацию, соответствует требованиям ДСТУ 3662-97 «Молоко коров’яче незбиране» [2].

В случае превышения такого показателя, как общее бактериальное обсеменение, или наличия в цельном молоке таких патогенных микобактерий, как туберкулёз, бруцеллёз, ящур, или если молоко получено от больных лейкозом или маститом коров, вышеприведенные режимы пастеризации неспособны обеззаразить такое молоко.

Так, в соответствии с «Инструкцией по профилактике и борьбе с туберкулёзом животных» (пункт 6.1) [3], режим обеззараживания молока от микобактерий туберкулёза предполагает его нагрев до 85 ⁰С с выдержкой 30 мин., или его нагрев до 90 ⁰С с выдержкой 5 мин.

Следует подчеркнуть, что возбудители туберкулёза считаются наиболее стойкими, и если режим обеззараживания уничтожает их в молоке, он также обезвреживает молоко от возбудителей кишечной палочки, лейкоза, бруцеллёза, сальмонеллёза, ящура; обеззараживает молоко, полученное от больных маститом коров и др.

В вышеупомянутой инструкции отдельно выделен режим обеззараживания молока, который обеспечивается только инфракрасными пастеризаторами. Это нагрев молока до 79,5 ± 0,5 ⁰С без выдержки.

Возникает вопрос: за счёт чего инфракрасные пастеризаторы настолько эффективнее, чем все остальные? Ведь режим обеззараживания 79,5 ± 0,5 ⁰С без выдержки является не только энергосберегающим по сравнению с другими, но и щадящим в отношении технологических свойств молока и его витаминного состава.

Обеззараживание молока при температуре 79,5 ± 0,5 ⁰С без выдержки обеспечивается благодаря особенностям распределения температуры в молоке при нагреве его инфракрасными нагревателями и турбулентному режиму движения жидкости в них.

Инфракрасный нагреватель представляет собой трубку из кварцевого стекла диаметром dнаружный и толщиной стенки ε, внутри которой течёт молоко, а снаружи - навит нихром, который при пропускании через него электрического тока нагревается до температуры Тнихр и благодаря этому излучает в инфракрасном спектре.  Поперечный разрез такого нагревателя приведен на рис. 1:

рис. 1

где

• dнаружный – наружный диаметр кварцевой трубки;
• ε – толщина стенки кварцевой трубки;
• εпроникновения – глубина проникновения инфракрасного излучения в молоко;
• Твнутр – температура внутренней стенки кварцевой трубки; Тпастер – температура пастеризации молока;
• Тнихр – температура, до которой нагревается нихром при пропускании через него электрического тока.

Температура внутренней стенки кварцевой трубки Твнутр достигает 120 ⁰С, а глубина проникновения инфракрасного излучения в молоко εпроникновения – около 2 мм. Общее действие конвективного нагрева и инфракрасного нагрева образует в турбулентном потоке молока высокотемпературный слой εпроникновения, где средняя температура молока достигает 105-110 ⁰С. Благодаря турбулентному режиму движения жидкости внутри инфракрасного нагревателя обеспечивается пребывание всех микобактерий в зоне повышенной температуры с экспозицией 1,5-3 сек., что гарантирует их полное обезвреживание.

Таким образом, инфракрасные пастеризаторы обеспечивают обеззараживание молока от возбудителей туберкулёза, лейкоза, кишечной палочки, бруцеллёза, ящура, сальмонеллёза; обеззараживают микрофлору молока, которое получено от больных маститом коров и др. при температуре пастеризации Тпастер 79,5 ± 0,5 ⁰С без выдержки благодаря пребыванию микобактерий в зоне проникновения инфракрасного излучения εпроникновения при средней температуре 105-110 ⁰С с выдержкой 1,5-3 сек.

Фомин Р.Г., Симонов Е.Б.

14.01.2019