Дослідження та удосконалення системи автоматичного керування пастеризаційно-охолоджувальною установкою

Abstract

Молоко і різноманітні молочні продукти (кисломолочні продукти, сири, вершкове масло, молочні консерви та ін.) відзначаються високою засвоюваністю і калорійністю. Вони містять більшість необхідних для зростання, розвитку та життя людини поживних речовин (жири, білки, вуглеводи, вітаміни та мінеральні солі), і належать до дієтичних і повноцінних продуктів харчування. Завдяки вмісту названих поживних речовин у легкодоступній для засвоєння формі молоко є незамінною їжею для новонароджених, а також необхідним продуктом харчування для людини будь-якого віку. Сучасна промислова переробка молока являє собою складний комплекс фізико-хімічних, біохімічних, мікробіологічних, теплофізичних, специфічних трудомістких технологічних процесів, які тісно взаємопов'язані між собою. Виробництво питного молока і кисломолочних продуктів характеризується повною переробкою усіх компонентів молока, а виготовлення вершків і вершкового масла, сметани, сирів ґрунтується на використанні окремих молочних складових. Виробництво молочних консервів базується на збереженні необхідних сухих речовин молока після видалення вологи з нього. Молоко, що надходить на молокозаводи (на рівні близько 6,5 млрд. л до лютого 2022 р.), перероблюється на вершкове масло, казеїн і сухе молоко – 63%; тверді та плавлені сири – 19%; кисломолочні продукти – 11%; цільне молоко – 4%, морозиво – 3%. Ринок готової молокопродукції у зв'язку з різними нормами витрат на сировину має інший дольовий розподіл (рис. В1) [18]. Пастеризація є одним з найбільш поширених методів консервації і обробки харчових продуктів. Вона являє собою обробку нагріванням протягом певного часу температурою, що менша за 100оС (65…85оС, інколи 93…95оС). Така процедура або руйнує, або дезактивує мікроорганізми і ферменти, які сприяють псуванню продуктів і ризику низки захворювань, що передаються із їжею. Пастеризація використовується головним чином для збереження від псування харчових продуктів, які не витримують нагрівання до більш високих температур, що є особливо актуальним для молочних продуктів, соків, томатної пасти, м'ясних і рибних консервів і багато інших. Процес пастеризації названий на честь французького мікробіолога Луї Пастера, чиї дослідження у 1860-х роках продемонстрували, що термічна обробка дезактивує небажані мікроорганізми у вині. Пастеризація є більш щадним методом обробки харчових продуктів у порівнянні із кип'ятінням, оскільки дозволяє зберегти більшу частину поживних речовин і смакових якостей продукту. Вона використовується для покращення текстури та консистенції їжі, а також для підготовки продуктів до подальшої переробки (ферментація, пакування та ін.). Класичний варіант обробки протягом 30 хв. при температурі 65оС у сучасному виробництві практично не використовується; перевага надається швидкій пастеризації, тобто нагріванню до 82-85оС протягом 5-10 с. Такий варіант також допомагає зберегти молочнокислі бактерії, тому пастеризоване молоко підходить для виготовлення м'яких і твердих сирів, йогуртів і кефіру. У промислових масштабах продукти після пастеризації необхідно охолоджувати і зберігати при низьких температурах, щоб уникнути проростання бактеріальних спор. Після пастеризації продукти не є придатними для тривалого зберігання, оскільки вегетативні форми мікробів гинуть, але їх спори залишаються життєздатними. Наприклад, питне пастеризоване молоко слід зберігати у холодильнику не більше 7-10 діб. Ультрапастеризоване і стерилізоване молоко зберігається довше. Дослідження якісного складу пастеризованого молока [20,21] показали, що промислова пастеризація по-різному впливає на водо- та жиророзчинні вітаміни, збільшуючи або зменшуючи їх вміст, але в цілому не призводить до зниження поживних якостей молока. Таким чином, пастеризація відіграє важливу роль у підтримці безпеки і якості харчових продуктів, забезпечуючи їх доступність та збереженість для споживачів. Якісне пастеризоване і охолоджене молоко є сировиною для виробництва великого спектру молочної продукції. Тому питання підвищення ефективності роботи пастеризаційно-охолоджувальних установок для молока шляхом впровадження нових технологій, конструктивного удосконалення обладнання та впровадження енергозберігаючих режимів його роботи із використанням сучасних засобів автоматичного керування є актуальними і своєчасними.