СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2013 года по МПК A23L3/26 

Изобретение относится к технологии комбинированной стерилизации текучих пищевых продуктов, преимущественно молочных.

Известен способ стерилизации жидких пищевых продуктов путем диссипативного разогрева при сдвиговом деформировании пленки продукта, пропускаемой в зазоре между относительно подвижными заряженными поверхностями [1]. Недостатками способа является зависимость от диэлектрических свойств обрабатываемого продукта, необходимость в источнике ультразвуковых колебаний и относительно низкий КПД, так как возбуждение ультразвуковых колебаний в жидкой среде требует дополнительных затрат энергии и соответствующего оборудования.

Известен способ обеззараживания воды синергетическим воздействием гидродинамической кавитации и ультрафиолетового излучения [2], при этом гидродинамические колебания возникают в сужающемся потоке жидкости, движущемся в каскаде аппаратов с помощью дополнительно устанавливаемых возбудителей кавитации. Недостатком данного способа является неравномерность обработки в центре потока и на его периферии. Кавитационный факел образуется вблизи возбудителей кавитации, а у стенок аппарата отсутствует, и, следовательно, эффективность обеззараживания снижается из-за «проскока» патогенных микроорганизмов. К недостаткам способа относится также общая сложность конструкции, высокая требовательность к настройке выхода на кавитационный режим, высокие линейные скорости движения обрабатываемой жидкости от 19 до 28 м/с.

Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение аппаратурного оформления процесса при высокой интенсивности и достаточном качестве обработки, а также устранение зависимости от диэлектрических свойств обрабатываемого продукта.

Результат достигается тем, что в способе стерилизации жидких пищевых продуктов при сдвиговом деформировании пленки продукта, пропускаемой в зазоре между относительно подвижными поверхностями, согласно изобретению дополнительное деформирование и воздействие на бактериальную среду продукта осуществляют гидродинамическими колебаниями, направленными поперек пленки продукта, например, путем выполнения на поверхностях, между которыми движется пленка стерилизуемого продукта, отверстий и углублений. Отверстия и углубления могут быть выполнены по типу «ячеек Григгса» [3]. Движущаяся пленка обрабатываемой жидкости, двигаясь между двумя вращающимися поверхностями, испытывает сдвиговые деформации, подвергается диссипативному разогреву, затем, попадая в такие ячейки, испытает резкие понижения внешнего давления и подвергнется воздействию гидродинамических кавитационных колебаний, которые обеспечат стерилизующий эффект, разрушая микрофлору обрабатываемой жидкости. Это позволит упростить аппаратурное оформление способа, так как дополнительное оборудование для заряжания поверхностей и создания ультразвуковых колебаний или ультрафиолетовое излучение не потребуется.

Способ реализуется следующим образом. Стерилизуемый жидкий продукт подают в узкий зазор между двумя относительно подвижными поверхностями, в котором продукт течет в пленочном режиме. Относительное перемещение поверхностей приводит к сдвиговому деформированию обрабатываемого продукта и его диссипативному разогреву за счет межмолекулярного трения по поверхностям сдвига. Одновременно при натекании пленки продукта в области резкого понижения внешнего давления, вызываемого совмещениями отверстий, выступов и углублений при перемещении между вращающимися поверхностями, происходит возникновение гидродинамических кавитационных колебаний, приводящих к разрушению микроорганизмов, которые являются в данном случае центрами кавитационных разрушений, что повышает качество обработки продукта, независимо от его диэлектрических свойств и среднерасходовой температуры.

Гидродинамическое кавитационное воздействие в сочетании с тепловым воздействием диссипативного разогрева обладает синергизмом в процессе стерилизации, что обеспечивает эффективное уничтожение микрофлоры обрабатываемого продукта.

Пример

Экспериментально на стендовой установке, включающей камеру с входным и выходным патрубками и вращающимся диском с отверстиями, выступами и углублениями на поверхности, сопряженными с отверстиями, выступами и углублениями на неподвижной внутренней стенке, достигнуто улучшение микробиологических параметров молока до соответствия требованиям Федерального Закона №88-ФЗ от 12.06.2008 г. «ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ НА МОЛОКО И МОЛОЧНУЮ ПРОДУКЦИЮ». Показатели определялись в соответствии с требованиями соответствующих ГОСТ. Сравнительные показатели обрабатываемого молока до и после обработки приведены в Таблице.

Таблица Микробиологические показатели молока Контролируемый показатель НД на методы испытания Критерии соответствия Результаты испытаний Примечание* Единица измерения Значение допуск Молоко до обработки Молоко после обработки КМАФАнМ ГОСТ 9225-84 КОЕ/см³ Высший 1×10⁵ 1,3×10⁵ 6,0×10⁴ Соответствует Первый 5×10⁵ Второй 4×10⁶       Высший 2,0×10⁵       Соматические клетки ГОСТ 23453-90 в 1 см³ Первый 1,0×10⁶ 4,2×10⁵ 2,0×10⁵ Соответствует Второй 1,0×10⁶ Патогенные, в т.ч. сальмонеллы ГОСТ Р 52814-07 в 25 см³ Не допускаются Не обнаружено Не обнаружено Соответствует *Соответствие обработанного молока требованиям Федерального Закона №88-ФЗ от 12.06.2008 г. «ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ НА МОЛОКО И МОЛОЧНУЮ ПРОДУКЦИЮ»

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2136183, кл. A23L 3/015, A23L 3/26, A23L 3/30.

2. Патент РФ на изобретение №2209772, кл. C02F 1/50, C02F 9/12, C02F 9/12, C02F 1/32, C02F 1/34.

3. Патент США №5188090 А, кл. Р24С 9/00.

4. Федеральный Закон №88-ФЗ от 12.06.2008 г. «ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ НА МОЛОКО И МОЛОЧНУЮ ПРОДУКЦИЮ».

Изобретение относится к пищевой промышленности. Согласно предложенному способу осуществляют диссипативный разогрев при сдвиговом деформировании пленки продукта, пропускаемой в зазоре между относительно подвижными поверхностями, и кавитационную обработку. При этом диссипативный разогрев производят одновременно с гидродинамической кавитационной обработкой. Способ позволяет обеспечить высокое качество обработки при простом аппаратурном оформлении процесса. 1 табл., 1 пр.

Способ стерилизации жидких пищевых продуктов синергетическим воздействием, включающий диссипативный разогрев при сдвиговом деформировании пленки продукта, пропускаемой в зазоре между относительно подвижными поверхностями, и кавитационную обработку, отличающийся тем, что, в целях интенсификации процесса, диссипативный разогрев производят одновременно с гидродинамической кавитационной обработкой.