В производстве напитков микробиологическая стабильность достигается за счет использования термических процессов: пастеризации и стерилизации. Многие люди объединяют данные понятия, но это разные процессы с разными целями, и как раз понимание их различий и служит ключом к пониманию особенностей технологий.
Пастеризация — это нагрев продукта до температур от 50°C до 95°C для уничтожения всех вегетативных форм патогенных микроорганизмов и большинства дрожжей и плесеней, вызывающих порчу. Но важно учитывать, что пастеризация не уничтожает все бактериальные споры, ее цель — «коммерческая стерильность» и безопасность с ограниченным сроком годности.
Стерилизация — нагрев продукта до температур выше 100°C, обычно 110-130°C, для уничтожения всех вегетативных клеток и спор микроорганизмов. Цель стерилизации — обеспечить срок хранения более 6 месяцев при комнатной температуре.
Выбор между стерилизацией и пастеризацией зависит от двух вещей: от того, какой результат вы хотите получить, и от того, как устроен сам процесс обеззараживания.
На выбор технологического оборудования также влияет тара, которую использует производитель. К примеру, ПЭТ-тара — это термопластичный полимер, который начинает размягчаться при температуре около 70-80°C. Это накладывает строгие ограничения при нагреве, которые отсутствуют при использования тары из других не полимерных материалов, например, стекла.
Обработка в стеклянной таре
Стекло химически инертно и термостабильно, что позволяет применять к нему как пастеризацию, так и стерилизацию уже после укупорки.
1. Туннельная пастеризация
Это процесс пастеризации уже разлитого и укупоренного продукта в бутылке.
- Используется пастеризационный туннель — длинная установка с зонами нагрева, выдержки и охлаждения.
- Процесс:
- Бутылки с продуктом поступают в туннель.
- Их постепенно обрызгивают горячей водой, доводя до температуры пастеризации, которая индивидуальна для каждого продукта.
- Бутылки выдерживаются при температуре необходимое время.
- Затем их постепенно охлаждают до комнатной температуры, для завершения процесса пастеризации и исключения боя тары.
- туннельная пастеризация получило широкое распространение при производстве вина, пива, сидра, соков, холодного чая.
2. Стерилизация в автоклаве (Ретортная стерилизация)
Обработка укупоренных бутылок насыщенным паром под давлением при температурах выше 100°C.
- Оборудование: автоклав (реторта) — большой промышленный скоровар.
- Процесс: бутылки помещаются в автоклав, где находятся под давлением и при температуре 115-125°C на протяжении 15-30 минут. Это уничтожает все микроорганизмы, включая споры.
Обработка в ПЭТ-таре
1. Туннельная пастеризация ПЭТ
ПЭТ-тару можно использовать в туннельных пастеризаторах, но со строгими ограничениями. Зачастую максимальная температура продукта не должна превышать 75-78°C. Из-за низкой термостойкости ПЭТ бутылка может деформироваться под воздействием внутреннего давления и температуры.Процесс аналогичен пастеризации стекла, но с более щадящим температурным профилем и более быстрым нагревом/охлаждением.
2. Асептический розлив — основной метод для стерильных продуктов в ПЭТ
Это единственный жизнеспособный способ получить стерильный продукт в ПЭТ-таре с длительным сроком хранения. Ключевое отличие подхода от вышеописанных — это то, что продукт и тара стерилизуются раздельно, а соединение происходит в стерильной среде. Такой способ стерилизации часто применяется при розливе молочной продукции.
- Оборудование:
- UHT-установка (Ultra High Temperature): стерилизует продукт путем мгновенного нагрева до 135-150°C на 2-8 секунд с последующим быстрым охлаждением.
- Система стерилизации тары: обычно используется пероксид водорода (H₂O₂) в комбинации с горячим стерильным воздухом. Бутылка ополаскивается раствором H₂O₂, который затем удаляется и разлагается на воду и кислород стерильным воздухом. Альтернативы — УФ-излучение, плазма.
- Стерилизация крышек: парами H₂O₂ или УФ-излучением.
- Асептический розливной автомат: герметичная камера, заполненная стерильным воздухом под избыточным давлением, где происходит розлив и укупорка.
Также стоит отметить что при необходимости пастеризации продукта при розливе использует метод горячего розлива. Горячий розлив — это технология, при которой продукт, нагретый до температуры пастеризации, разливается в горячем виде в холодную, предварительно вымытую, но не стерильную тару (ПЭТ или стекло). Стерильность обеспечивается за счет тепла продукта, которое прогревает внутреннюю поверхность тары и крышки. После укупорки бутылка часто переворачивается для обработки крышки. Охлаждение тары происходит за счет поступления укупоренных бутылок в охладитель, например, «башенный» или туннельный. Также туннель охлаждения может применяться для выравнивания температуры тары с температурой цеха для исключения конденсата. (в данной статье более подробно про туннель нагрева/охлаждения ММ 9). Этот метод занимает промежуточное положение между пастеризацией и асептикой.
Преимущества горячего розлива:
- относительная простота и низкая стоимость — не требуется сложное оборудование для стерилизации тары и создания асептической зоны,
- надежность, так как процесс менее чувствителен к микробиологическим сбоям по сравнению с асептикой,
- универсальность, так как подходит как для стекла, так и для термостабилизированного ПЭТ.
В заключение хочется сказать, что выбор технологии зависит от продукта, требуемого срока годности и типа тары. Компания «Мегамаш» выпускает туннели охлаждения и нагрева серии ММ9, которые используются в линиях розлива для температурной обработки наполненной и укупоренной стеклянной, ПЭТ, ПЭ, ПП тары. Данное оборудование может быть выполнено в исполнение туннельного пастеризатора под ваши цели и задачи, с учетом выбранного вами температурного и временного производственного процесса.