Технология пищевых продуктов

4.1. Сочетание времени и температуры
Сочетание температуры нагрева и его продолжительности - очень важный фактор, определяющий интенсивность тепловой обработки. На рис. 6.1.1 показаны кривые разрушающего воздействия для кишечной палочки, возбудителей брюшного тифа и туберкулеза. В соответствии с этими графиками кишечная палочка погибает при выдерживании в течение 1 секунды при температуре 70°С. При температуре 65°С для уничтожения кишечной палочки молоко надо выдерживать в течение десяти секунд. Эти две комбинации: 70°С/1с и 65°С/10 с - оказывают одинаковое летальное воздействие.
Туберкулезная палочка более устойчива к тепловой обработке, чем кишечная палочка. Для ее гарантированного полного уничтожения требуется выдерживать молоко в течение 20 секунд при 70°С или около двух минут при 65°С. В молоке также могут находиться теплоустойчивые микрококки, но, как правило, они абсолютно безвредны.
4.2. Факторы, органицивающие термообработку
С точки зрения борьбы с микроорганизмами, желательна интенсивная тепловая обработка молока. Но такая обработка повышает риск отрицательного воздействия на внешний вид, вкус и питательную ценность молока. При высоких температурах белки в молоке разлагаются. Это означает, что интенсивная тепловая обработка существенно ухудшает пригодность молока для изготовления сыра. Сильный нагрев приводит к изменению вкуса, сначала возникает привкус кипяченого, а затем и пригоревшего молока. Следовательно, необходимо найти оптимальное сочетание температуры и времени, при котором бы учитывались и микробиологические аспекты, и вопросы качества.
В связи с тем, что тепловая обработка стала важнейшей составляющей переработки молока и ее значение получило всеобщее признание, были разработаны различные виды тепловой обработки, которые перечислены в таблице 6.1.1.

4.3. ТЕРМИЗАЦИЯ

На многих крупных молокозаводах нет возможности осуществить пастеризацию и переработку всего молока сразу после его поступления. Часть молока приходится хранить в резервуарах в течение нескольких часов или дней. В таких условиях даже глубокое охлаждение не является достаточным для предотвращения серьезного ухудшения качества.
Поэтому на многих молокозаводах молоко предварительно нагревают до температур ниже, чем при пастеризации, с целью временного подавления роста бактерий. Этот процесс называется "термизацией". Молоко выдерживают при температуре 63-65°С в течение 15 секунд, такое сочетание времени и температуры не подавляет активность фосфатазы. Во многих странах запрещена двойная пастеризация молока, поэтому термизация прекращается до начала пастеризации.
Для того, чтобы не допустить размножения аэробных спорообразующих бактерий после термизации, молоко следует быстро охладить до 4°С или ниже и исключить его смешивание с необработанным молоком. Многие эксперты сходятся во мнении, что термизация оказывает благоприятное воздействие на некоторые спорообразующие бактерии. Тепловая обработка вызывает прорастание спор, а это означает, что они будут разрушены при последующей пастеризации молока.
К термизации следует прибегать только в исключительных случаях. Главной целью должна быть пастеризация всего молока в течение 24 часов после его поступления на предприятие.

4.4.СТЕРИЛИЗАЦИЯ

Самой первой формой стерилизации, используемой до настоящего времени, является стерилизация в емкостях, обычно при 115-120°С в течение примерно 20-30 минут.
После стандартизации по жирности, гомогенизации и нагрева до 80°С молоко разливается в чистую тару - обычно это стеклянные или пластмассовые бутылки для молока и консервные банки для концентрированного молока. Еще не остывшая продукция перемещается в автоклавы при серийном производстве или в гидростатическую башню - при непрерывном производстве. 
Нагрев и охлаждение являются самыми важными операциями в молочном производстве. 

4.5. ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НА МОЛОЧНОМ ЗАВОДЕ

Одним из важнейших требований современного молочного производства является возможность контролировать температуру продукта на каждом этапе производственного процесса. Нагрев и охлаждение, таким образом, являются основными операциями на молокозаводе.

НАГРЕВ

Молоко нагревается теплоносителем, таким как горячая вода (или иногда пар низкого давления). Определенное количество тепла передается от нагревающей среды к молоку, вследствие чего его температура повышается, а температура теплоносителя, соответственно, снижается.

ОХЛАЖДЕНИЕ

Сразу после поступления на молокозавод молоко, чаще всего, охлаждается до низкой температуры - порядка 5°С или еще ниже, для того, чтобы временно предотвратить рост микроорганизмов. После пастеризации молоко также охлаждается до примерно 4°С.
При наличии обычной холодной воды ее можно использовать для первичного охлаждения после пастеризации и регенеративного теплообмена. Во всех случаях тепло передается от молока к охлаждающей среде. Температура молока снижается до необходимого уровня, а температура охлаждающей среды, соответственно, возрастает. В качестве охлаждающей среды может использоваться холодная вода, ледяная вода, солевой раствор или спиртовой раствор, такой как гликоль.

Регенеративный нагрев и охлаждение

Во многих случаях сначала для определенной обработки продукт должен быть нагрет, а затем охлажден. Одним из подобных примеров является пастеризация молока. Молоко, охлажденное до 4°С, нагревается до температуры пастеризации – 72°С, выдерживается при этой температуре 15 секунд, а затем снова охлаждается до 4°С.
Тепло пастеризованного молока используется для нагрева холодного молока. Поступающее холодное молоко нагревается от выходящего горячего молока, которое, в свою очередь, охлаждается. Это позволяет экономить энергию нагрева и охлаждения. Процесс протекает в теплообменнике и носит название "регенеративный теплообмен" или, как его чаще называют, использование вторичного тепла. Таким образом, удается вернуть в оборот до 94-95% тепла от пастеризованного молока.