روش تولید شیر استریلیزه در کارخانجات لبنی

تولید شیر استریلیزه در کارخانجات تحت ضوابط و قوانین سختگیرانه و مشخص، به دلیل حساسیت بالای این محصول، انجام می شود. خوانندگان محترم وبلاگ آی فودز با مطالعه این مقاله می توانید با علت انجام فرآیند استریلیزاسیون و مراحل تولید شیر استریلیزه آشنا شوید.

چرا شیر را با فرآیندهای حرارتی پردازش می کنند؟

شیر یک ماده غذایی با قابلیت فساد پذیری بالا است. بنابراین ضروری است که بتوان آن را بدون فاسد شدن و بدون اینکه باکتری های بیماری زا در آن رشد کنند، ذخیره و مصرف کرد. از این رو شیر را تحت فرآیند های حرارتی قرار می دهند.

رایج ترین نوع عملیات حرارتی در بسیاری از نقاط جهان پاستوریزاسیون است. این فرآیند در حداقل دمای 72 درجه سانتی گراد به مدت 15 ثانیه انجام می شود. این کم ترین عملیات حرارتی مورد نیاز برای از بین بردن اکثر میکروارگانیسم های بیماری زا است. هم چنین قادر است اکثر میکروارگانیسم های فساد را از بین ببرد.

با این حال، تعداد کمی از باکتری ها پس از پاستوریزاسیون و بسته بندی باقی می مانند. این باکتری ها می توانند در طول زمان نگهداری رشد کنند. چنین رشدی در دمای پایین آهسته است و در نتیجه شیر پاستوریزه همیشه در یخچال نگهداری می شود. با این حال، شیر پاستوریزه حتی در یخچال فقط حدود دو هفته باقی می ماند.

استریلیزه کردن (استرلیزاسیون) شیر

از راه های افزایش ماندگاری شیر این است که آن را در دمای کافی گرم کرد تا تقریباً همه میکروارگانیسم ها نابود شوند. سپس آن را در ظروف در بسته بدون آلودگی با هرگونه میکروارگانیسم نگهداری کرد.

دو روش برای انجام این کار وجود دارد:

• استریلیزاسیون در بطری (ظرف بسته بندی)- (به دو روش انجام می شود: مداوم- غیر مداوم)
• استریلیزاسیون در دمای فوق العاده (UHT)

شیر استریلیزه حاصل از دو روش فاقد میکروارگانیسم هایی است که می توانند تحت شرایط عادی نگهداری (در این مورد دمای اتاق) رشد کنند.

هدف میکروبیولوژیکی اصلی پردازش UHT غیرفعال کردن باکتری های تشکیل دهنده هاگ است. این باکتری ها می توانند در طول ذخیره سازی رشد کنند و باعث فساد شوند. باکتری های اصلی برای از بین بردن یا غیرفعال کردن عبارتند از:گونه های باسیلوس. به ویژه گونه های مقاوم در برابر حرارت مانند B. licheniformis و B. subtilus..

در فیلم زیر خط تولید شیر استریلیزه نشان داده شده است.

تفاوت تولید شیر استریلیزه به دو روش استریلیزاسیون در بطری و UHT

این دو روش دارای اثر میکروبیولوژیکی یکسانی هستند اما اثرات شیمیایی بسیار متفاوتی بر ترکیبات شیر دارند. شیر استریل شده درون بطری معمولاً طعم پخته شده و رنگ قهوه ای ملایمی دارد. از طرف دیگر، شیر UHT طعم پختگی کمتری دارد و تغییر رنگ قهوه ای بسیار کمی دارد.

تفاوت در کیفیت محصول بین دو نوع شیر استریلیزه یک محرک اصلی برای توسعه پردازش UHT برای تولید یک محصول پایدار بود. با این حال، محرک اصلی برای تجاری‌سازی و پذیرش گسترده این محصول، توسعه بسته بندی آسپتیک بود. به موجب آن شیر استریل شده در بسته های استریل و محیط استریل بسته بندی می شود. درب آن نیز به صورت کاملا نفوذ ناپذیر مهر و موم می شود.

تولید شیر استریلیزه به روش UHT:

CIP و ضدعفونی کردن تجهیزات

پیش از شروع فرآیند، خط تولید و تجهیزات آن باید توسط آب یه بخار داغ استریلیزه گردند (CIP شوند). پس از ضدعفونی و تمیز کردن تجهیزات تا هنگامی که آن ها به اندازه کافی خنک شوند صبر می کنیم.

حرارت دهی مقدماتی

شیر از تانک های ذخیره به تانک تراز منتقل می کنند، سپس به قسمت حرارت دهی مقدماتی پمپ می شود. در این قسمت این شیر در مجاورت با صفحات دارای شیر استرلیزه (حرارت دیده) قرار می گیرد. از این رو دمای آن افزایش می یابد تا حدود 75 سلسیوس. هم چنین دمای شیر استرلیزه شده نیز توسط این مجاورت کاهش می یابد.

این مرحله نوعی بازیابی حرارتی است که برای بهره وری انرژی کارخانه بسیار مهم است. از این طریق بیش از 90 درصد گرما را می توان بازیابی کرد، اگرچه این رقم بسته به کارخانه تولید کننده متفاوت است. در برخی از کارخانجات، شیر پس از گرم شدن برای مدتی در یک لوله نگهدارنده ذخیره می شود. به عنوان مثال به مدت 60 ثانیه در دمای 75 درجه سلسیوس. دلیل اصلی انجام این مرحله کاهش میزان رسوب یا تشکیل رسوب است. از این رو هنگام انتقال به مبدل های حرارتی مراحل بعدی می‌تواند تأثیر عمده‌ای بر کیفیت محصول نهایی داشته باشد. این امر از طریق غیرفعال کردن یک آنزیم طبیعی شیر انجام می شود.

هموژنیزه کردن

پس از حرارت دهی مقدماتی شیر را به دستگاه هموژنایزر انقال می دهند. در این دستگاه شیر تحت فشار ۲۵۰-۱۵۰ بار قرار می گیرد و در نتیجه چربی آن همگن می شود.

پیش از فرآیند استرلیزاسیون این مرحله برای همگن کردن گویچه های چربی قایل انجام است. بنابراین نیازی به ضدعفونی کردن و استریل بودن دستگاه هموژنایزر نمی باشد.

حرارت دهی اصلی (استرلیزاسیون شیر)

اکنون شیر گرم شده و همگن شده به صفحات تبادل حرارت منتقل می گردد. در این قسمت به واسطه تماس با صفحاتی که دارای آب داغ (تقریبا 137 درجه سلسیوس) هستند، حرارت می بیند. شیر در این دما در لوله های نگهدارنده به مدت تقریبا 4 ثانیه باقی می ماند، بلافاصله به بخش خنک کننده منتقل می شود.

سرد کردن شیر استرلیزه

در این بخش نیز شیر گرم در مجاورت با صفحات تبادل حرارتی که دارای آب سرد می باشند، قرار می گیرد. پس از آن نیز همانطور که در بالا اشاره شده در تماس با صفحات دارای شیری که هنوز استرلیزه نشده قرار می گیرد. در نهایت دمای آن حدود ۲۰ درجه سلسیوس کم می شود.

ذخیره و بسته بندی شیر استرلیزه

شیر استرلیزه شده پس از خنک شدن برای نگهداری و ذخیره به تانک های ذخیره منتقل می شود. هم چنین اگر بخواهن بلافاصله آن را بسته بندی و در بازار عرضه نمایند، به قسمت دستگاه های پر کن منتقل می شوند.

لازم به ذکر است:

• کلیه این دستگاه از قبل CIP و ضدعفونی شده اند.
• مبدل های حرارتی می توانند صفحه ای یا لوله ای باشند.