بخشی از مقاله
فرآيند اسپتيک در صنايع غذايي
چکيده
فرايند اسپتيک امروزه براي فرايند مواد غذايي داراي کاربرد بسيار گسترده اي مي باشد.در اين فرايند ماده ي غذايي ابتدا در يک محيط عاري از ميکروب و در مبدل هاي حرارتي گوناگون استريليزه مي شود و سپس درون بسته هاي ضدعفوني شده و تحت شرايط بهداشتي پر مي شود.به دليل محدوديت هاي فرايند مواد غذايي درون بسته ها و عدم توزيع يکنواخت حرارت در تمام نقاط ماده ي غذايي ،فرايند اسپتيک يک روش موثر براي کم کردن اين مشکل مي باشد.اين تکنولوژي بر پايه استفاده از دماي بالا و زمان کوتاه طراحي شده است که کوتاه بودن زمان فرايند باعث حفظ بهتر کيفيت مواد غذايي فرايند شده مي گردد.انواع سيستم هاي اسپتيک شامل سيستم هاي تماس مستقيم ،سيستم هاي غير مستقيم و سيستم هاي متفرقه مثل مايکروويو و دي الکتريک مي باشند.در اين مقاله درباره انواع روشهاي اسپتيک و مزايا و معايب آنها و نحوه ي طراحي و انجام فرايند ها بحث شده است .
کليد واژه : اسپتيک ،مبدل حرارتي ،ضريب انتقال حرارت ،استريليزاسيون UHT
مقدمه
واژه اسپتيک از زبان يوناني گرفته شده و به عنوان يک ماده پاک عاري از ميکروب اطلاق مي شود. اسپتيک به اين معناست که در آنجا ميکروارگانسيم ها حتي به شکل اسپور وجودنداشته باشند. هدف از فرآيند اسپتيک کاهش خطرات گانسيم هاي بيماريزا به داخل هوا يا بسته بندي هاي ماده غذايي و جلوگيري از انتقال آنها از هوا به محصول است . تکنيک اسپتيک به معناي فقدان يا علم حضور عوامل آلوده کننده اي است که ممکن است سلامت محصول را به خطر بيندازد مي تواند به عنوان يک روش سالم سازي معرفي شود. اصول کلي براي انتقال اسپتيک مواد استريليزه شده به داخل ظروف استريل ، از زمان لوئي پاستور توسط ميکروبيولوژيست ها شناخته شده و مورد استفاده بوده است . اولين سيستم بسته بندي اسپتيک که از نظر تجاري قابل قبول بود توسط مارتين و دال در دهه ١٩٤٠ توليد شد و از گرما به عنوان يک روش رفع آلودگي استفاده گرديد.
شرايط استريليزاسيون تجاري زماني به دست مي آيد که غذا, تجهيزات يا بسته بندي عاري از ميکروارگانيسم خارج شوند.براي يک غذاي کم اسيد ، فرايند حرارتي بايد تا حدي باشد که احتمال زنده ماندن يک اسپور Clostridium botulinum را تا حد کاهش دهد. اما در عمل به منظور کنترل ارگانسيم هاي فساد که از Clostridium botulinum به گرما
مقاوم تر هستند ، امکان دارد اين ميزان اجبارا افزايش يابد (٢) .
فرايند اسپتيک
فرايند حرارتي ماده غذايي قبل از بسته بندي و سپس بسته بندي در شرايط استريل با استفاده از ظروف و مواد بسته بندي استريل را اصطلاحا فرايند اسپتيک مي نامند. در فرايند اسپتيک زمان فرايند حرارت دهي در دماي ثابت جهت حصول استريل تجارتي بصورت دقيق تعيين و کنترل مي شود و ساير مراحل گرم کردن مقدماتي و خنک که بسيار سريع صورت مي گيرند ، به عنوان ضريب اطمينان در نظر گرفته مي شوند.
اولين تلاش ها براي فراوري اسپتيک در سال ١٩٢٧ توسط الين بال صورت گرفت که سرانجام به پيدايش فرايند HCF(گرمايش -سرمايش و پر کردن ) منجر گرديد. در اين سيستم ظروف خالي و ماده غذايي جداگانه استريل مي شدند.اين سيستم در واقع منشاء تکنولوژي اسپتيک امروزي است (٩) .
اجزاء سيستم اسپتيک
اجزاء اصلي يک سيستم بسته بندي و فراوري اسپتيک عبارت اند از بخش فرايند حرارتي ، لوله ايست دما، هواگير، سيستم بسته بندي اسپتيک ، پمپ ها و سيستم هاي کنترل جريان .
فرايند حرارتي اسپتيک
در فرايند اسپتيک براي استريليزاسيون مواد غذايي با اسيديته کم از دماي ١٣٨ تا ١٤٩ درجه سانتي گراد به مدت ١ تا ٣٠ ثانيه استفاده مي گردد. براي مواد غذايي اسيدي نيز معمولا دماي ٩٣ تا ٩٦ درجه سانتي گراد و زمان ١٥ تا ٣٠ ثانيه به کار برده مي شود.
انواع سيستم هاي فرايند حرارتي بر سه دسته سيستم هاي غير مستقيم (مبدل حرارتي صفحه اي ، لوله اي، سطح تراش )، سيستم ها مستقيم (تزريق بخار و ريزش در بخار)، سيستم هاي متفرقه (مانند امواج مايکروو و روش دي الکتريک ) مبدل هاي حرارتي تجهيزاتي هستند که در آنها به روش غير مستقم حرارت از بخار يا آب گرم به ماده غذايي منتقل مي شود.در مبدل هاي حرارتي جهت جريان دو سيال (گرما دهنده و گرم شونده )مي توان همسو يا ناهمسو باشد. در حالت ناهمسو ، بازدهي انتقال حرارت زياد تر بوده و در نتيجه به ميزان گسترده اي در مبدل ها مورد استفاده قرار مي گيرد.
در سيستم هاي تبادل حرارت صفحه اي مي توان حتي تا بيشتر از ٩٠ در صد حرارت به کار رفته را بازيابي و در مصرف انرژي صرفه جويي کرد .بازيابي زياد حرارت مشخصا با اضافه کردن تعداد صفحات که افزايش سطح تبادل حرارت را به همراه دارد حاصل مي شود (٥) .
انواع مبدل هاي حرارتي
١.مبدل حرارتي صفحه اي
مبدل هاي حرارتي صفحه اي از يک دسته صفحات فولادي ضد زنگ که داخل يک قالب و با فاصله کمي از يکديگر قرار گرفته اند ، تشکيل شده است . معمولا در مبدل هاي صفحه اي ، محيط گرم کننده آب داغ و يا بخار است و محيط سرد کننده نيز ممکن است آب سرد ، آب يخ يا پروپيل گليکول باشد. از مزاياي بارز اين مبدل ها صرفه جوئي در مصرف انرژي با استفاده از سيستم بازيافت حرارتي در قسمت بازيافت هستند. ميزان بازيافت انرژي در سيستم هاي جديد تا ٩٥ درصد مي رسد.
٢.مبدل حرارتي لوله اي
در مبدلهاي حرارتي لوله اي دو سيال که بوسيله جدار لوله از هم جدا مي شوند ، بصورت مداوم و در جهت هاي همسو ، غيرهمسو يا متقابل جريان يافته و با همديگر تبادل حرارتي انجام مي دهند. اين نوع مبدل ها به صورت دو لوله اي، سه لوله اي و «لوله – پوسته » موجود هستند. اين مبدل ها براي محصولاتي مانند آب ميوه ، بستني و لبنيات و رب ، پوره ، پالپ (خاص مبدل لوله - پوست ) به کار گرفته مي شوند.
از مزاياي مبدل حرارتي لوله اي مي توان به مواردي چون درزبندي هاي کمتر، امکان انجام عمليات در فشارهاي بالاتر (٢٠تا
١٠٠بار) اشاره نمود. همچنين از معايب مهم اين تجهيزات نيز دشواري بازديد سطوح داخلي لوله ها به منظور بررسي مواد چسبنده ، از کارافتادگي کل سيستم در صورت ايجاد نقص و خرابي در هر قسمت و انعطاف پذيري کمتري آن هادر ظرفيت توليد مي باشد.
٣.مبدل هاي حرارتي سطح تراش
در مبدل حرارتي لوله اي و صفحه اي به علت چسبيدن ذرات و اجزاء ماده غذايي به داخل لوله و صفحه ، از يک سو امکان سوختن و افت کيفيت محصول وجود دارد و از سوي ديگر ميزان انتقال حرارت به علت جرم گرفتن سطوح کاهش مي يابد.اما اگر بتوان سطح داخلي لوله را با ابزارهاي مکانيکي بطور مداوم تراشيد ، مقاومت حرارتي به ميزان حداقل خود خواهد رسيد.
