Mleko i śmietana (13)

przed poznaniem istoty tego procesu. Pod koniec XIX w. skonstruowano sterylizator, który umożliwiał obróbkę cieplną w temp. 130-140°C. W roku 1908 Duńczyk Jonas Nielsen skonstruował sterylizator rurowy, a w 1927 roku Amerykanin Grindrod opracował układ do sterylizacji bezpośredniej (z inżekcją pary wodnej).

Pierwsze przemysłowe urządzenie do sterylizacji UHT - nazwane uperyza-torem - skonstruowały i wprowadziły na rynek w 1952 r. dwie szwajcarskie firmy. Od tego czasu pojawiło się wiele rozwiązań różniących się metodą ogrzewania mleka, wydajnością, wielkością, budową i przeznaczeniem.

Wymiana ciepła (pasteryzacja, sterylizacja) może odbywać się w systemie ogrzewania pośredniego (przeponowego) i bezpośredniego (bezprzeponowego). Przeponowe wymienniki ciepła są stosowane głównie do pasteryzacji, ale mogą być też używane jako sterylizatory, bezprzeponowe zaś służą głównie do sterylizacji.

Spośród urządzeń do sterylizacji pośredniej można wymienić wymienniki płytowe, rurowe i skrobakowe (rozdz.9, t.l).

W urządzeniach do sterylizacji bezpośredniej nośnikiem ciepła może być para wodna lub elektryczność. Do pierwszej grupy są zaliczane urządzenia, w których produkt jest ogrzewany przez infuzję lub inżekcję pary wodnej (rys.1.16). W tych urządzeniach para wodna pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie napływającego produktu jest wprowadzana do produktu przez specjalną

b

para wodna    pompa próżniowa

wlot produktu

wlot produktu

I

\

Rys. 1.16. Uproszczony schemat bezpośredniego ogrzewania mleka (Burton 1988): a - system inżekcyjny, b - system infuzyjny dyszę (rys.1.17), a ulegając kondensacji ogrzewa produkt do żądanej temperatury. System ten jest nazywany iniekcją lub systemem „para w produkt" (ang. steam-into-product). Innym rozwiązaniem jest zastosowanie zbiornika ciśnieniowego z parą wodną utrzymywaną w żądanej temperaturze. Produkt jest rozpylany w górnej części zbiornika (rys.i.16b). Podczas jego opadania zachodzi kondensacja pary wodnej i ogrzewanie produktu. Taki sposób jest nazywany infuzją lub systemem „produkt w parę” (ang. product-into-steam).

B

Rys. 1.17. Typowe Inżektory parowe stosowane w urządzeniach do sterylizacji bezpośredniej (Burton 1988): A - produkt, B-para wodna

Obróbka cieplna w urządzeniach infuzyjnych jest łagodniejsza niż w urządzeniach inżekcyjnych, ponieważ kondensacja pary wodnej nie obejmuje zjawisk związanych z kawitacją. Oba systemy zapewniają bardzo szybkie, ale nie natychmiastowe ogrzanie produktu. W przemysłowych urządzeniach inżekcyjnych temperatura końcowa osiągana jest po ok. 0.9 s od momentu iniekcji pary, a w urządzeniach infuzyjnych czas ogrzania wynosi 0.1-0.5 s. W obu przypadkach jest on krótszy niż czas przetrzymania, dlatego temperatura końcowa jest osiągana wystarczająco szybko.

31