آشنایی با خط تولید شیر استریلیزه
شیر محصولی است که به راحتی خراب می‌شود. از دیدگاه تولیدکنندگان، فرآورده‌های لبنی را می‌توان برای مدت طولانی‌تری قبل از تحویل به مصرف‌کنندگانی که به آن نیاز دارند، نگهداری کرد. شیر باید در فرآیند تولید استریل شود تا محصولات لبنی ارزش خوراکی طولانی‌تری داشته‌باشند و فرآورده‌های لبنی بتوانند بطور کامل نیاز بازار مناطق جغرافیایی بیشتری را برآورده‌کنند.
از دیدگاه مصرف کنندگان معمولی، فرآورده‌های شیری که نگهداری راحت‌تری دارند نیز بسیار پرطرفدار هستند که به مصرف کننده زمان بیشتری برای مصرف فرآورده‌های شیری می‌دهد. با مقاله امروز سپیانی همراه باشید تا به موارد زیر بپردازیم:
- تعریف شیر استریلیزه
- الزامات شیر استریلیزه
- روش تولید
- توزیع، آزمایش‌ها و عیوب
- تجهیزات خط تولید شیر استریلیزه
حتما بخوانید:
صفر تا 100 خط تولید شیر پاستوریزه
تعمیر و نگهداری خط تولید شیر پاستوریزه
تعریف شیر استریلیزه:
شیر استریلیزه می‌تواند بعنوان شیر (هموژن) تعریف شود که در دمای 100 درجه سانتیگراد یا بالاتر برای مدت زمانی گرم شده‌باشد که حداقل به مدت 7 روز در دمای اتاق برای مصرف انسان باقی بماند. (از نظر تجاری، شیر استریلیزه به ندرت به معنای دقیق باکتریولوژیک استریل است. این به این دلیل است که الزامات عقیمی کامل با ترجیح مصرف کننده برای رنگ و طعم معمولی در محصول استریلیزه در تضاد است. باکتری‌های تشکیل دهنده هاگ در شیر خام که بسیار گرم و مقاوم است، در دمای استریلیزاسیون استفاده شده‌در لبنیات زنده می‌ماند و در نهایت منجربه خراب شدن شیر استریلیزه می‌شود.)
کیفیت مواد اولیه خط تولید شیر استریلیزه:
شیر استریلیزه با دمای بالا باید کیفیت خوبی داشته‌باشد. به ویژه، پروتئین موجود در شیر خام باعث بی ثباتی حرارتی نمی‌شود. پایداری حرارتی پروتئین را می‌توان بسرعت با آزمایش الکل تعیین کرد. هنگامی که نمونه شیر با مقدار مساوی محلول اتانول مخلوط می‌شود، پروتئین ممکن است ناپایدار شود و شیر لخته می‌شود. هر چه غلظت محلول اتانول اضافه شده بدون لخته‌سازی بیشتر باشد، پایداری حرارتی شیر بهتر است. اگر شیر حتی پس از افزودن محلول الکلی با غلظت 75 درصد الکل پایدار بماند (رسوب نشود)، مشکلات تولید و ماندگاری تا حد زیادی قابل اجتناب است.
آزمایش الکل معمولاً برای رد شیری که برای درمان UHT مناسب نیست استفاده می‌شود زیرا:
- این اسید است، زیرا تعداد میکروارگانیسم‌های تولید کننده اسید بسیار زیاد است.
- تعادل نمک اشتباه وجود دارد.
- حاوی سطوح بالایی از پروتئین سرم است که یکی از ویژگی‌های معمول آغوز است.
- شیر خام با کیفیت پایین اثرات نامطلوبی بر عملکرد فرآوری و کیفیت محصول نهایی دارد. کاهش پایداری حرارتی شیر با مقدار pH کمتر از 6.65 در دمای 20 درجه سانتیگراد نه تنها منجر به مشکلات فرآوری از جمله مدت زمان کوتاه کار ناشی از سوختن روی سطح حرارتی می‌شود. بلکه منجربه مشکلاتی در تمیز کردن و رسوب پروتئین در پایین بسته در هنگام ذخیره‌سازی می‌شود.
- شیری که برای مدت طولانی در دمای پایین نگهداری می‌شود ممکن است حاوی تعداد زیادی باکتری روان دوست باشد که می‌توانند آنزیم‌های مقاوم در برابر حرارت تولید کنند که غیرفعال شدن کامل آنها با عملیات حرارتی دشوار است. در طول نگهداری، این آنزیم‌ها می‌توانند تغییرات حسی مانند ترشی، تلخی و حتی ژلی (غلیظ شدن یا شیرین شدن) ایجاد کنند.
- کیفیت باکتریولوژیکی شیر باید بالا باشد. این نه تنها در مورد تعداد کل باکتری‌ها، بلکه مهمتر از آن، در مورد تعداد باکتری‌های تشکیل دهنده هاگ که بر عقیمی تأثیر می‌گذارند نیز صدق می‌کند.
شیر استریلیزه باید:
- بدون فرسودگی حفظ شود، یعنی پایدار بماند و برای مدت کافی برای برآوردن الزامات تجاری، ارزش تجاری خوبی داشته‌باشد.
- عاری از میکروارگانیسم‌های مضر برای سلامت مصرف‌کننده، یعنی میکروب‌ها و سموم بیماری‌زا، سم‌زا باشد.
- عاری از هرگونه میکروارگانیسمی باشد که در معرض تکثیر باشد، یعنی نباید علائم رشد باکتری را نشان دهد (که از جمله منجر به عدم تخریب می‌شود).
روش های خط تولید شیر استریلیزه
الف. استریلیزاسیون در بطری:
جزئیات ساخت:
شیر خام در هنگام دریافت باید توسط آزمایشات فیزیکی و شیمیایی و باکتریولوژیکی تجویز شده‌مورد بررسی دقیق قرار گیرد و برای تولید شیر استریل فقط از شیر مرغوب استفاده‌شود. باید مراقب باشید که شیرهایی را بپذیرید که اسیدیته توسعه نیافته و حاوی کمترین تعداد باکتری هاگ ساز هستند.
شیر مصرفی باید فوراً در دمای 5 درجه سانتیگراد خنک شود تا بصورت عمده نگهداری شود تا رشد باکتری بررسی شود. در مرحله بعد، برای فیلتراسیون/شفاف سازی کارآمد باید آن را در دمای 35-40 درجه سانتیگراد از قبل گرم کرد تا کثیفی‌های قابل مشاهده و غیره حذف شود و کیفیت زیبایی آن افزایش یابد.
شیر باید دوباره تا 5 درجه سانتیگراد خنک شود تا کیفیت آن حفظ شود. سپس باید با درصدهای تعیین شده چربی و محتوای جامد بدون چربی استاندارد شود تا با استانداردهای قانونی مطابقت داشته‌باشد (که از ایالت به ایالت برای شیر گاو و گاومیش متفاوت است). تا زمان فرآوری باید در دمای 5 درجه سانتیگراد نگهداری شود.
حتما بخوانید:
آشنایی با تجهیزات استرلیزاسیون
تفاوت پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون چیست؟
همگن کردن شیر در خط تولید شیر استریلیزه:
شیر باید بسرعت در دمای 60 درجه سانتیگراد برای همگن شدن کارآمد گرم شود تا از تشکیل لایه خامه بعدی جلوگیری شود. معمولاً همگن سازی تک مرحله‌ای در فشار 2500 psi انجام می‌شود. شیر همگن شده باید به گونه‌ای شفاف شود که رسوب تشکیل شده در طول فرآیند همگن سازی حذف شود.
شیر داغ حاصل از هموژنایزر را باید در بطری‌های تمیز شده‌و ضدعفونی شده(گرم) که از ماشین لباسشویی می‌آید پر کرد و سپس با درپوش‌های مخصوص (از نوع مهر و موم تاج) مهر و موم کرد. بطری‌های پر شده و درب دار باید سپس در جعبه‌های فلزی قرار داده شوند تا توسط فرآیند دسته‌ای استریل شوند یا به نوار نقاله‌هایی برای فرآیند پیوسته وارد شوند.
معمولاً شیر در دمای 108-111 درجه سانتیگراد (225-230 درجه فارنهایت) به مدت 25-30 دقیقه استریل می‌شود. بطری‌های شیر استریلیزه باید به تدریج تا دمای اتاق خنک شوند. هر گونه سرد شدن ناگهانی ممکن است منجر به شکستن بطری شود. در نهایت شیر در بطری‌ها باید در جای خنک نگهداری شود.
استریل کننده ها:
اینها دو نوع هستند:
- دسته‌ای
- پیوسته
1. دسته‌ای:
اینها ممکن است دوار یا غیر چرخشی باشند. استریل کننده‌های دسته‌ای (مخزن) مستطیل شکل، افقی، دیگ بخار شکل با ورودی بخار و خروجی میعانات، مجهز به پوشش‌های گیره‌دار هستند که بخار برای دما و زمان مورد نیاز برای استریل کردن در آنها تنظیم می‌شود.
مزایا:
- سادگی و انعطاف پذیری عملیات
- سرمایه اولیه کمتر و مخارج مکرر
معایب:
- معمولاً ظاهر قهوه‌ای و طعم پخته‌در محصول نهایی ایجاد می‌کند.
- استریل سازی ممکن است معیوب باشد.
- برای جلوگیری از شکستگی، خنک کردن باید آهسته باشد.
- مزایای اقتصادی پردازش در مقیاس بزرگ بدست نیامده است.
- در نوع چرخشی دسته‌ای، بطری‌های پر شده‌را در نگهدارنده‌هایی قرار می‌دهند که با سرعت 6-7 دور در دقیقه می‌چرخند. شیر استریلیزه در ضدعفونی کننده‌های نوع چرخشی نسبت به انواع غیر چرخشی کیفیت کمی بهتری دارد.
2. پیوسته:
در این نوع بطری‌های شیر پر شده و مهر و موم شده‌به طور خودکار با استفاده از نوار نقاله در داخل قفس‌های حامل قرار می‌گیرند. سپس آنها در دمای جوش یا نزدیک به دمای جوش وارد آب می‌شوند. از آنجا وارد منطقه استریل‌سازی می‌شوند که از یک محفظه بخار در دمای 108-111 درجه سانتیگراد (225-230 درجه فارنهایت) تشکیل شده‌است. در اینجا بطری‌ها برای مدت زمان از پیش تعیین شده، یعنی 25-30 دقیقه، برای استریل سازی شیر باقی می‌مانند.
خنک کننده:
پس از عملیات حرارتی در استریل کننده‌های دسته‌ای/پیوسته، بطری‌های شیر می‌توانند در هوا یا آب خنک شوند. اگر خنک شدن خیلی سریع باشد، بطری‌ها ممکن است ترک بخورند. اگر خیلی کند باشد، بدلیل کاراملی شدن، خطر قهوه‌ای شدن شیر وجود دارد. در سیستم پیوسته، پس از خروج از منطقه استریل، بطری‌ها وارد ستونی از آب گرم می‌شوند که در آن فرآیند خنک سازی آغاز می‌شود.
به دنبال آن از یک مخزن آب دیگر (با دمای پایین‌تر از قبلی) برای خنک شدن بیشتر و در نهایت از یک مخزن کم عمق آب سرد برای خنک شدن نهایی عبور می‌کنند. سپس بطری‌ها بطور خودکار تخلیه می‌شوند و به نقطه‌ای منتقل می‌شوند که در جعبه‌ها قرار می‌گیرند و در آن به اتاق ذخیره منتقل می‌شوند.
حتما بخوانید:
معرفی انواع دستگاه‌های پاستوریزاتور
روش های پاستوریزه کردن (پاستوریزاسیون) شیر
ب. روش‌های استریلیزاسیون در دمای فوق العاده بالا (UHT):
در این فرآیندها، شیر معمولاً در یک صفحه یا مبدل حرارتی لوله ای به مدت چند ثانیه در دمای 135-150 درجه سانتیگراد گرم می‌شود. شیر که پس از آن تقریباً استریل می‌شود باید در ظروف برای توزیع پر شود. پر کردن باید بصورت آسپتیک انجام شود. در بسیاری از موارد استریل کردن در بطری انجام می‌شود.
توزیع، آزمایشات و عیوب خط تولید شیر استریلیزه:
یک بار در هفته:
به همین دلیل است که شیر استریلیزه در کشورهای گرم تا زمانی که استفاده از یخچال‌های خانگی رایج نباشد، دامنه وسیعی دارد.
تست ها:
- تست کدورت (این تست رسمی است)
- تعداد باکتری
توجه داشته باشید که آزمایش فسفاتاز برای شیر استریلیزه قابل استفاده نیست.
عیوب:
رایج‌ترین آن قهوه ای شدن است. بدلیل این عیب، شیر استریلیزه «ساده» چندان محبوب نیست. شیر استریلیزه طعم دار (و به طور همزمان رنگی) محبوبیت بیشتری دارد.
حتما بخوانید:
همه چیز درباره لاکتوز موجود در شیر
تجهیزات مورد استفاده برای خط تولید شیر استریلیزه:
دو نوع استریل کننده در حال استفاده وجود دارد، یعنی دسته‌ای و پیوسته
تجهیزات استریل کننده دسته‌ای:
این تجهیزات شامل یک بشکه بخار افقی دیگ بخار بزرگ است که در بالا یا در یک یا هر دو انتها باز می‌شود. داخل توخالی آن مجهز به یک قاب گردان است که قوطی‌ها در آن قرار می‌گیرند. یک لوله توزیع کننده بخار سوراخ شده‌در نزدیکی پایین، با یک ورودی بخار در هر دو انتها، در تمام طول درام استریل کننده گسترش یافته‌است.
در بالای پوسته یک لوله توزیع آب با اتصالات به آب اصلی وجود دارد. در پایین پوسته یک زهکش وجود دارد. بر روی درام استریل کننده یک شیر ایمنی فشار، گیج‌های آب، بخار و خلاء، دماسنج با دمای بالا و غیره نصب شده‌است.
دستگاه ضدعفونی کننده با سرعت 6 تا 12 دور در دقیقه می‌چرخد. سرعت و یکنواختی توزیع گرما در طول استریلیزاسیون مهم است. استفاده از آب کافی در دستگاه ضدعفونی کننده عملی شده‌است تا تمام قوطی‌ها در یک موقعیت در قاب زیر آب قرار گیرند. استفاده از آب همچنین حفره‌های هوای مزاحم بین قوطی‌ها را از بین می‌برد.
زمان حرارت برای گرم کردن در طول استریل کردن باید به گونه‌ای باشد که از استریلیز کردن سازگار با بدن (برای جلوگیری از جدا شدن چربی) بدون ایجاد کشک، تغییر رنگ نامطلوب یا طعم بیش از حد پخته شده‌اطمینان حاصل کند.
مزایا:
- برای کارخانجات کوچک و بزرگ مفید است.
- قابل استفاده برای قوطی در هر اندازه
معایب:
- هزینه کاری بالا
حتما بخوانید:
فرایند کلی تولید شیر و فرآورده های لبنی
تفاوت شیر معمولی، استریلیزه و پاستوریزه
تجهیزات استریل کننده پیوسته:
این تجهیزات به گونه‌ای طراحی شده‌است که قوطی‌ها را به تدریج با حرکت آهسته آنها از طریق محفظه‌های آب داغ گرمتر تا چند درجه زیر نقطه جوش، از قبل گرم می‌کند. سپس قوطی‌ها وارد استریل‌کننده مناسب می‌شوند که با بخار تحت فشار تا دمای استریل‌کننده گرم می‌شوند.
سپس، فرآیند خنک‌سازی با حرکت تدریجی قوطی‌ها از طریق محفظه‌های آب گرم کمتر و در نهایت از طریق آب سرد (تحت فشار هوا) آغاز می‌شود. یکی از این نوع استریل کننده‌ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده‌است، یعنی پیش گرمکن، استریل کننده و خنک کننده با دو آشکارساز نشت در خروجی قوطی پیش گرمکن و خنک کننده.
خنک کننده:
بلافاصله پس از اتمام زمان نگهداری، شیر تبخیر شده ظرف 15 دقیقه تا دمای 27-32 درجه سانتیگراد خنک می‌شود. خنک سازی سریع و یکنواخت مهم است. این امر برای سیستم دسته‌ای، نه تنها به عرضه فراوان آب سرد بلکه همچنین به توزیع یکنواخت آن در سراسر دستگاه استریل کننده نیاز دارد. علاوه بر این، خنک شدن با تاخیر ممکن است باعث برآمدگی شدید قوطی‌ها شود. با این حال، با وارد کردن مقدار کافی هوای فشرده می‌توان از برآمدگی جلوگیری کرد. در سیستم پیوسته، کولر با 10 psi کار می‌کند.
تکان دادن:
هدف از تکان‌دادن، شکستن مکانیکی هر کشکی است. که ممکن است در طی استریلیزاسیون ایجاد شده‌باشد تا شیر قوام همگن صافی داشته‌باشد. یک دوره تکان دادن از حدود یک چهارم تا دو دقیقه معمولا کافی است. از تکان دادن بیش از حد باید اجتناب شود زیرا ویسکوزیته را کاهش می‌دهد.
ذخیره سازی:
در سال‌های اخیر، روند نگهداری شیر تبخیر شده‌در دمای کمتر از اتاق بوده است. معمولاً از دمای نگهداری 5 تا 16 درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. مطالعات نشان داده‌است که شیر تبخیر شده تجاری در دمای کمتر از 16 درجه سانتیگراد به مدت 2 سال قابل استفاده‌است اما در دمای 21 درجه سانتیگراد یا بالاتر بسرعت خراب می‌شود. رطوبت هوای اطراف باید کم باشد (زیر 50%) تا از فساد قوطی‌ها و برچسب‌ها جلوگیری شود. معکوس کردن قوطی‌ها در حین ذخیره‌سازی به کاهش جداسازی چربی کمک می‌کند.
مزایا:
- هزینه کاری پایین
معایب:
- برای کارخانجات کوچک مفید نیست.
- فقط برای اندازه قوطی خاص ساخته‌شده‌است.
- هزینه اولیه بالا
حتما بخوانید:
طراحی و راه اندازی خط تولید لبنیات
نیازمندیهای خط تولید شیر پاستوریزه
جمع بندی:
در مقاله امروز سپیانی به خط تولید شیر استریلیزه پرداختیم. در ابتدا شیر استریلیزه را تعریف کردیم و در ادامه روش‌ها و تجهیزات خط تولید شیر استریلیزه را مرور کردیم. چنانچه پس از مطالعه این مقاله سوال یا ابهامی در رابطه با خط تولید شیر استریلیزه دارید میتوانید بصورت رایگان از مشاوره متخصصین سپیانی کمک بگیرید. همچنین برای خرید دستگاه‌های ذکر شده و دیگر تجهیزات لازم و آگاهی از قیمت و مشخصات فنی آنها میتوانید به بخش لبنیات و فروشگاه ما مراجعه کنید. جهت کسب اطلاعات بیشتر همین الان از طریق فرم درخواست مشاوره و واتساپ با ما در تماس باشید.
