Досвід використання установок інфрачервоного нагріву для пастеризації і знезараження молока, їх порівняння з іншими типами пастеризаторів
До уваги ветеринарних і санітарних лікарів! «Молоко від умовно здорових відносно захворювання на туберкульоз корів неблагополучного господарства та від реагуючих на туберкулін корів благополучного господарства (в період визначення у них причин сенсибілізації до туберкуліну) знезаражують методом пастеризації у пастеризаторах існуючих систем при режимі 85 0С протягом 30 хв. або при режимі 90 0С протягом 5 хв, на установках інфрачервоного нагрівання - при режимі 79,5 0С ± 0,50 без витримування». (Інструкція про заходи з профілактики та оздоровлення тваринництва від туберкульозу). Всі пастеризатори, що не забезпечують зазначених режимів знезаражування, є звичайними пастеризаторами, і не можуть бути використані для знезараження молока.
Один з найвідповідальніших моментів в переробці молока - вибір обладнання. Необхідно ретельно скласти технологічну схему і подивитися, чи не суперечить їй хоча б одна з характеристик придбаного устаткування. Незбиране молоко - основа основ, тому чим ближче за своїми технологічними властивостями до цілісного молока буде продукт після первинної обробки, тим більший спектр молочної продукції можна буде отримати з нього надалі. Вашій увазі пропонується інфрачервоний пастеризатор молока УЗМ.
До теперішнього моменту випущено понад 400 пастеризаторів ІК електронагріву різних модифікацій і продуктивностей, більшість з яких успішно експлуатується. В Україні дані установки працюють у всіх областях країни.
Слід зазначити, що після розвалу СРСР молочне тваринництво в Україні, як і в багатьох інших колишніх радянських республіках, переживало глибоку кризу. З одного боку, скорочувалося поголів"я, з іншого - падали надої. Умови утримання молочної худоби погіршувалися через нестачу коштів на заготівлю повноцінних кормів, ремонт приміщень, відсутність електроенергії. Це призвело до збільшення захворювань тварин на мастит, туберкульоз, лейкоз. У сукупності зі збільшенням бактеріального обсіменіння тільки що видоєного молока гостро стало питання про первинну обробку молока безпосередньо на фермі. Більшість сільгосппідприємств не могли дозволити собі імпортні пастеризатори через їх високу вартість.
Що стосується знезараження молока, то практично все, що може запропонувати вітчизняний виробник - це установки, що підтримують режим, затверджений в Інструкції по боротьбі з туберкульозом: витримка нагрітого до 90 0С молока протягом 5 хвилин, або нагрітого до 85 0С молока протягом 35 хвилин і пастеризатори інфрачервоного нагріву, що забезпечують знезараження молока від туберкульозу, лейкозу та бруцельозу при температурі 79 0С без витримки, в потоці. Для здійснення режиму 90 0С протягом 5 хвилин звичайні пастеризатори молока обладнуються витримувачем, в якому нагрітий продукт перебуває необхідний час, що негативно позначається на енерговитратах при обробці молока і на якості промивання.
Не можна не зупинитися на такій тонкощі: гарячий продукт у витримувачі остигає. Якщо врахувати, що та ж Інструкція по боротьбі з туберкульозом передбачає витримку молока, нагрітого до 85 0С вже протягом 30 хвилин, стає зрозумілим, що забезпечити режим знезараження за допомогою витримувача неможливо.
Так, установка продуктивністю 1 тонна на годину для забезпечення витримки молока протягом 5 хвилин повинна мати витримувач обсягом не менше 80 літрів. За цей час продукт охолоне більше, ніж на 50, а значить і витримка збільшується як мінімум до 30 хв. Але за 30 хв. продукт охолоне набагато сильніше.
Потік молока у витримувачі такого об’єму має ламінарний характер, через що на стінках відкладається молочний камінь. З цієї ж причини мийка установки в безрозбірному режимі неефективна.
Пастеризатори молока, в яких продукт нагрівається в ванні, позбавлені цього недоліку. Однак вони також позбавлені рекуператора, який дозволяє економити до 80% енергії, необхідної на нагрів. Крім того, після нагрівання до 85 0С молоко слід охолодити, витративши значну кількість води і енергії. Необхідно відзначити незамінність ванн тривалої пастеризації в деяких технологічних процесах: витримка сироватки і молока з квасцями при певній температурі протягом тривалого часу при виробництві йогуртів, кефіру і деяких видів сирів.
Якщо молоко гріється парою, потрібна котельня. Парові пастеризатори економічно ефективні при продуктивності вище 10 тон за годину. Пастеризатори, що використовують для нагрівання молока водяну сорочку, поступаються по економічності ІК-пастеризаторам, тому що використовують теплоносій замість прямого нагріву продукту. У разі необхідності переобладнання пастеризатора в знезаражувач стає питання про витримувач з вищезгаданими недоліками.
На тлі вищевикладеного можна сказати, що поряд з інфрачервоними пастеризаторами (режим знезараження затверджений Інструкцією по боротьбі з туберкульозом, Головним управлінням ветеринарної медицини з Госветінспекціей, Міністерством охорони здоров"я України, заступником Головного санітарного лікаря України), вітчизняний виробник пропонує обладнання, яке або принципово не відрізняється від того, що використовувалося 50 років тому, або не забезпечує затверджений режим знезараження.
Інфрачервоні пастеризатори молока (УЗМ) на сьогоднішній день є єдиним обладнанням, при використанні якого знезараження молока відбувається при 79,5 0С в потоці (без витримки). При більш низькій температурі пастеризації УЗМ працює як звичайний пастеризатор.
Таким чином, якщо УЗМ купується господарством, неблагополучним щодо туберкульозу або лейкозу, у нього не виникне проблем з прийомом молока на молочному заводі, тому що щадний режим пастеризації-знезаражування (79,5 0С без витримки) збереже всі технологічні властивості продукту. До мінімуму зведено як температурний вплив на молоко, так і механічний. Таке господарство також вирішує проблему випоювання телят.
Якщо високопродуктивна УЗМ купується мініцехом по переробці молока або молочним заводом, молоко після пастеризації може пакетуватися. За органолептичними характеристиками продукту і збереженням вітамінного складу УЗМ перевершує традиційне пастеризаційне обладнання, але при цьому має більш тривалий термін зберігання. Також з молока, що пройшло ІЧ обробку, можливо виготовлення майже всього спектру кисломолочних продуктів, масла, вершків, твердих сирів, казеїну, сухого молока, дитячого харчування. Інфрачервоними пастеризаторами обладнані лінії по виробництву всіх перерахованих вище продуктів.
Режим звичайної пастеризації (температура пастеризації нижче 79,50С) менш енергоємний, але також ефективний для знищення менш стійких шкідливих мікроорганізмів.
Торкнемося питання про необхідність первинної обробки молока на молочній фермі. Більшість господарств відправляють молоко на молочні заводи. Тому їм необхідно забезпечити збереження вечірнього удою до ранку. Для цієї мети досить охолодження молока без пастеризації. Якщо господарство бажає реалізовувати своє молоко самостійно в районному чи обласному центрі, пастеризатор необхідний з двох причин: дотримання ветеринарних і санітарних вимог; забезпечення кислотності і бактеріального обсіменіння молока в рамках вимог протягом доби. Крім того, якщо непастеризоване молоко за день продається не все, до вечора воно псується. А непродане пастеризоване молоко можна на ніч повторно охолодити і продати на наступний день без втрати якості і органолептичних якостей.
Деякі господарства займаються виготовленням молочних продуктів самі. Технологічний процес передбачає пастеризацію молока. Частка таких господарств в загальній кількості невелика, хоча останнім часом є тенденція до зростання.
Зовсім по-іншому виглядає необхідність знезараження молока. Аж до 2000 р ситуація виглядала так: інфрачервоний пастеризатор купувався господарством, на яке вже було накладено карантин, або воно стояло на межі того. І без того небагаті господарства змушені були витрачати колосальні матеріальні та трудові кошти на оздоровлення стада і площ.
У десятки разів дешевше обходяться профілактичні заходи. Зараз переробка молока носить централізований характер - на молочарні, і це економічно виправдано. Зворотний бік цього явища - це та легкість, з якою поширюються туберкульоз та лейкоз по тим господарствам, які користуються послугами того ж молзаводу, що і неблагополучне господарство. Це в повній мірі усвідомлюють ті керівники сільгосппідприємств, які живуть не тільки сьогоднішнім днем. Після приватизації с/г підприємств і деякого поліпшення їхнього економічного становища, різко зросла кількість охочих придбати інфрачервоний пастеризатор саме з профілактичних міркувань. На даний момент є приклади районів, в яких до 60% господарств оснащені інфрачервоними пастеризаторами молока. Досвід роботи свідчить, що з ветеринарно-санітарної точки зору особливо ефективно придбання ІЧ-установок декількома господарствами в районі, або однієї високопродуктивної установки молокопереробним підприємством. Останній варіант виключає такий спосіб занесення збудника в господарство: с/г підприємство здає молоко на молзавод, а відвійки забирає для випоювання телят. Режими пастеризації молока на молочарні не забезпечують його знезараження. В здорове господарство можуть потрапити заражені відвійки з неблагополучного господарства.
Досвід роботи показує, що при використанні інфрачервоних пастеризаторів найбільші вимоги пред"являються до кислотності молока і відсутності високої концентрації молозива. Перед пастеризацією молоко має проціджуватись через лавсан. Кислотність молока не повинна перевищувати 21 0Т. Це загальна вимога для всіх пастеризаційних установок, оснащених пластинчастим або трубчастим рекуператором: при кислотності молока, близькою до 21 0Т, молоко може згортатися не тільки в секції нагріву, але і в гарячій частині рекуператора. Якщо технологія доїння не дозволяє відокремити молоде молоко від загальної кількості, або технологія збору і доставки молока в літній період не гарантує його кислотність нижче 21 0Т, ТОВ «НВП Дайри» може запропонувати пастеризатори з особливо щадним режимом пастеризації за конкурентною ціною.
Сучасні пастеризатори можуть відрізнятися способом нагріву продукту. Спільне в них (якщо це не ванна тривалої пастеризації) наявність пластинчастого або трубчастого рекуператора. Його використовують для зменшення енергоспоживання і температури продукту на виході. Якщо у Замовника існує небезпека потрапляння в пастеризаційне обладнання молока з високою кислотністю (вище 21 0T) або молока з високим вмістом молозива, користуємося такою формулою:
tрекуп = tвх + ηрекуп · (tпастер - tвх), де tрекуп - температура продукту між рекуператором і секцією нагріву; tвх - початкова температура продукту; ηрекуп - коефіцієнт рекуперації теплообмінника; tпастер - температура пастеризації. Якщо tрекуп в результаті підстановки даних буде більше 68 0С, існує небезпека згортання продукту з підвищеним вмістом молозива або кислотністю вище 21 0T ще в рекуператорі. Така ймовірність тим вище, чим ближче tрекуп до 82 0С. Як показує досвід, відкладення утворюються на пластинах в пластинчастих і в трубах в трубчастих рекуператорах при проходженні молока з великим вмістом молозива або кислотністю вище 21 0T навіть при режимах руху рідини Re = 9.0 x 103, де Re - безрозмірний критерій Рейнольдса.
Незалежно від якості молока, що пастеризується, повинна повністю дотримуватися технологія промивки. Вона здійснюється безрозбірним напівавтоматичним способом лужним і кислотним розчинами з проміжним і кінцевим обполіскуванням.
При дотриманні вимог щодо попереднього проціджування молока через лавсан, кислотності, вмісту молозива і витримування технології промивання установки вимагають ремонту 1 раз на декілька років (заміна гумових прокладок рекуператора, інфрачервоних нагрівачів, торцевого ущільнення молочного насоса).
Останнім часом популярною стала модель придбання УЗМ, при якій відділ сировини молокопереробного підприємства, забезпечуючи себе якісною продукцією, укладає договори з господарствами-постачальниками і купує для них обладнання за лізинговою схемою.
Інфрачервоні пастеризатори комплектуються засобами автоматизації та реєстрації температурного режиму (цифровий прилад «Овен», самописець Диск-250), що забезпечує надійність дотримання температурного режиму і можливість контролю молзаводом свого постачальника. Пероксидазна проба при такій низькій температурі не покаже якісної пастеризації. Тому або температуру пастеризації підвищують до 86 0С, або якість пастеризації перевіряють фосфатазною пробою, або молоко супроводжують термограмою пастеризації.
Господарствам, мініцехам по переробці молока та молочним заводам, які вирішили придбати високопродуктивний інфрачервоний пастеризатор, слід звернути увагу на наступні моменти. Чи достатня потужність трансформатора місцевої підстанції? При недостатній потужності під навантаженням, не може забезпечити необхідних мінімальних 210 V. Це особливо стосується високопродуктивних пастеризаторів у вечірню і холодну пору року, коли енергоспоживання підвищене. При температурі знезараження 80 0С інфрачервоний пастеризатор споживає 13 кВт/год на 1 тонну молока при коефіцієнті рекуперації теплообмінника 83%, і 9 кВт/год на 1 тонну молока при коефіцієнті рекуперації теплообмінника 89%. Цього достатньо, щоб пастеризований продукт на виході з пастеризатора мав температуру на 9 градусів більше, ніж до пастеризації. За бажанням замовника рекуператор оснащується секцією охолодження. При цьому забезпечення крижаною водою або розсолом замовник бере на себе. Також за бажанням замовника може змінюватися коефіцієнт рекуперації. При його зменшенні температура пастеризованого продукту на виході збільшується (актуально для установок під випоювання телят, виробництво вершків і сиру) при збільшенні енергоспоживання. При збільшенні коефіцієнта рекуперації енергоспоживання падає до 7-9 кВт/год за умов зростання вартості установки на 9%.
Наступний момент, який необхідно забезпечити - це температура більше 0 0С в приміщенні, де знаходиться пастеризатор, в холодну пору року. Оскільки ІЧ-пастеризатор здійснює безрозбірну промивку, після закінчення роботи він заповнений водою. Від’ємна температура може розморозити герметичні вузли установки. Якщо господарство не може забезпечити централізованого опалення, досить електрокалорифера в безпосередній близькості від пастеризатора.
Іноді доводиться стикатися з незадовільним постачанням водою для промивання ІЧ-обладнання. Це може бути недостатній тиск (необхідно забезпечити кількість води в одиницю часу, що дорівнює продуктивності установки). Якщо це неможливо (засмічені канали від водонапірних веж, високе споживання води в літній період, недостатня потужність глибинного насоса і т.д.), ставлять проміжну ємність для води (не менше 200 л), підняту на 1,0-1,5 м для забезпечення максимального потоку. Також часто вода подається з великим вмістом піску або іржі. Якщо іржа вимивається кислотним розчином при промиванні, то пісок може накопичуватися в рекуператорі і насосі, знижуючи продуктивність пастеризатора. Це веде до його засмічення. Досвід показує, що досить дрібнопористого панчішного фільтра з нержавіючої сітки для забезпечення якісної води для промивання.
Добре себе зарекомендували молочні шланги з ПВХ. Нагріті в окропі, вони щільно натягаються на трубу, не допускаючи витоку молока. Також порада тим, хто вирішив придбати інфрачервоний пастеризатор. Заздалегідь визначитися з операторами: 2 людини для можливості підміни в разі потреби. Якщо це питання вирішується не в останній момент, оператор має можливість спостерігати за процесом монтажу установки з самого початку, попутно навчаючись роботі на обладнанні і знайомлячись з його устроєм. Монтаж здійснюється безкоштовно і зазвичай проводиться протягом кількох годин.
Вимоги до приміщення стандартні. Інфрачервоний пастеризатор монтується на площі 1,5 х 2 м вже з урахуванням зручного доступу оператора до нього з усіх боків. Ухил у бік каналізації, стіни - плитка або пофарбовані масляною фарбою, присутній контур заземлення, трифазна мережа.
Купуючи інфрачервоний пастеризатор, господарство відразу вирішує кілька питань: випоювання телят, профілактика туберкульозу і лейкозу, первинна обробка молока, можливість пакетування молока або реалізації його з ємності.
Найбільшим попитом користуються пастеризатори продуктивністю 0,2 – 1,0 т / год. Пастеризатори продуктивністю 200 - 500 л / ч купуються господарствами для знезараження маститного молока з метою випоювання їм телят. Пастеризатори більш високої продуктивності 600 - 3000 л/год купуються мініцехами по переробці молока. Після пастеризації молоко або пакетується, або направляється на сепаратор, гомогенізатор або в сироробну ванну.
Після того, як телят починають випоювати знезараженим молоком, у них різко знижуються проноси, захворюваність, смертність. А несортове молоко замість статті збитків починає приносити прибуток.
Молоко, пакетоване в поліетиленові пакети, після пастеризації на інфрачервоному пастеризаторі, зберігається до 10 діб при кімнатній температурі.
У числі господарств і мініцехів, що користуються інфрачервоними пастеризаторами, є виробники твердих і м"яких сирів, масла, вершків. Якщо на сепараторі переробляється пастеризоване на інфрачервоному пастеризаторі молоко, забезпечується вихід пастеризованих і стерильних як вершків, так і відвійок.
За консультаціями та з питань придбання інфрачервоних пастеризаторів молока звертатися за тел: +380503257808, +380503257812, e-mail pasteurizer.ir@gmail.com.
Фомін Р.Г.
