Режим знезараження молока для інфрачервоних пастеризаторів

Для пастеризації молока використовують кілька режимів. Вони відрізняються температурою пастеризації та експозицією (витримкою молока при цій температурі на протязі певного часу).

Ємкісні пастеризатори (ванни довготривалої пастеризації, ВДП) зазвичай використовують режим 64 ± 1 ⁰С з витримкою 30-40 хв. Проточні пастеризатори використовують режими з більш високою температурою при меншій експозиції. Найбільш розповсюдженими є:

• 73 ± 1 ⁰С  з витримкою 15-20 секунд;
• 86 ± 1 ⁰С  з витримкою кілька секунд.

Вищенаведені режими пастеризації забезпечують якість пастеризованого молока у відповідності до ДСТУ 2661:2010 «Молоко коров’яче питне» [1] лише в тому разі, якщо сире молоко, яке поступає на пастеризацію, відповідає вимогам ДСТУ 3662-97 «Молоко коров’яче незбиране» [2].

В разі перевищення такого показника, як загальне бактеріальне обсіменіння, або наявності в незбираному молоці таких патогенних мікобактерій, як туберкульоз, бруцельоз, ящур, або якщо молоко отримане від хворих на лейкоз або мастит корів, вищенаведені режими пастеризації неспроможні знезаразити таке молоко.

Так, згідно «Інструкції з профілактики та боротьби з туберкульозом тварин» (пункт 6.1) [3], режим знезараження молока від мікобактерій туберкульозу передбачає його нагрівання до 85 ⁰С з витримкою 30 хв., або його нагрівання до 90 ⁰С з витримкою 5 хв.

Слід підкреслити, що збудники туберкульозу вважаються найбільш стійкими, і якщо режим знезараження знешкоджує їх у молоці, він також знешкоджує молоко від збудників кишкової палички, лейкозу, бруцельозу, сальмонельозу, ящуру; знезаражує молоко, отримане від хворих на мастит корів та ін.

В вищезгаданій інструкції окремо виділений режим знезараження молока, який забезпечується лише інфрачервоними пастеризаторами. Це нагрівання молока до 79,5 ± 0,5 ⁰С без витримки.

Виникає питання: за рахунок чого інфрачервоні пастеризатори настільки ефективніші за всі інші? Адже режим знезараження 79,5 ± 0,5 ⁰С без витримки є не тільки енергозберігаючим порівняно з іншими, але й ощадливим щодо технологічних якостей молока та його вітамінного складу.

Знезараження молока при температурі 79,5 ± 0,5 ⁰С без витримки забезпечується завдяки особливостям розподілу температури в молоці при нагріванні його інфрачервоними нагрівачами та турбулентному режиму руху рідини в них.

Інфрачервоний нагрівач представляє собою трубку з кварцового скла діаметром dнаріжний та товщиною стінки ε, всередині якої тече молоко, а ззовні - навитий ніхром, який при проходженні через нього електричного струму нагрівається до температури Тніхр та завдяки цьому випромінює в інфрачервоному спектрі.  Поперечний перетин такого нагрівача наведено на мал. 1:

мал. 1

де

• dнаріжний – наріжний діаметр кварцової трубки;
• ε – товщина стінки кварцової трубки;
• εпроникнення – глибина проникнення інфрачервоного випромінювання в молоко;
• Твнутр – температура внутрішньої стінки кварцової трубки;
• Тпастер – температура пастеризації молока;
• Тніхр – температура, до якої нагрівається ніхром при проходженні по ньому електричного струму.

Температура внутрішньої стінки кварцової трубки Твнутр сягає 120 ⁰С, а глибина проникнення інфрачервоного випромінювання в молоко εпроникнення – приблизно 2 мм. Спільна дія конвективного нагріву та інфрачервоного нагріву утворює в турбулентному потоці молока високотемпературний прошарок εпроникнення, де середня температура молока сягає 105-110 ⁰С. Завдяки турбулентному режиму руху рідини всередині інфрачервоного нагрівача забезпечується перебування всіх мікобактерій в зоні підвищеної температури з експозицією  1,5-3 сек, що гарантує їх повне знешкодження.

Таким чином, інфрачервоні пастеризатори забезпечують знезараження молока від збудників туберкульозу, лейкозу, кишкової палички, бруцельозу, ящуру, сальмонельозу; знешкоджують мікрофлору молока, що отримане від хворих на мастит корів та ін. при температурі пастеризації Тпастер 79,5 ± 0,5 ⁰С без витримки завдяки перебуванню мікобактерій в зоні проникнення інфрачервоного випромінювання εпроникнення при середній температурі 105-110 ⁰С з витримкою 1,5-3 сек.

Фомін Р.Г., Сімонов Є.Б.

14.01.2019