CCF20110131005

Rysunek 1,3 przestawia ideowy schemat wymiany ciepła w wymienniku rurowym. Z jednej strony jest wprowadzany czynnik ogrzewany (sok, mleko czy półprodukt o znacznie większych wartościach lepkości). Materiał przepływa przez zestaw rur, na zewnątrz których (w płaszczu zewnętrznym) jest wprowadzany czynnik ogrzewający. Kierunek przepływu materiału ogrzewanego i ogrzewającego następuje w przeciwprądzie.

Droga produktu ogrzewanego może być prosta lub może on przepływać przez powierzchnię pofałdowaną, co zwiększa powierzchnię wymiany ciepła. Rodzaje rur (ich średnica i wewnętrzne wyprofilowanie) są dostosowane do rodzaju ogrzewanego produktu.

Wymienniki rurowe są wykorzystywane zarówno do pasteryzacji, jak i sterylizacji półproduktów. Tradycyjnymi sterylizatorami są autoklawy działające pod zwiększonym ciśnieniem. W. autoklawach czynnikiem przenoszącym ciepło jest zazwyczaj para wodna.

Rodzaje sterylizacji

Sterylizację można podzielić na trzy poniżej wyszczególnione podgrupy.

O Sterylizacja produktu zapakowanego (apertyzacja)

Jest to najstarsza metoda sterylizacji. Produkt pakuje się w opakowania hermetyczne (puszki metalowe lub słoje) i poddaje ogrzewaniu.

Sterylizacja produktu niezapakowanego i aseptyczne pakowanie

Metoda ta jest stosowana od niedawna i cały czas jest udoskonalana (jej zalety i wady zostały opisane w dalszej części rozdziału).

□ Sicrydrucja dwustopniowa

Proces ten polega na wstępnej sterylizacji produktu bez opakowania, zapakowaniu w wyjałowione opakowania i końcowej, dodatkowej sterylizacji. Sterylizację dwustopniową przeprowadza się z następujących względów: aperty-zaeja powoduje znaczne straty składników odżywczych ze względu na konieczność długotrwałego oddziaływania wysokiej temperatury - w przypadku sterylizacji produktu niezapakowanego czas ogrzewania jest krótszy (lepiej zostają zachowane składniki odżywcze); sterylizacja produktu niezapakowanego i aseptyczne pakowanie jest trudne ze względów technologicznych - przy niewłaściwie przeprowadzonym procesie może nastąpić wtórne zakażenie produktu podczas napełniania opakowań. Stąd sterylizacja dwustopniowa daje gwarancję uzyskania pełnej jałowości wyrobu o w miarę dobrze zachowanych składnikach odżywczych, bez konieczności zapewniania aseptycznych warunków przy pakowaniu.

Obliczenie czasu sterylizacji - F

Określenie czasu sterylizacji niezbędnego do skutecznego wyjałowienia środowiska w określonej temperaturze jest istotą procesu w warunkach przemysłowych (oczywiście także w praktyce laboratoryjnej). Czas ten jest oznaczany symbolem F i wylicza się go ze wzoru:

F - D ■ ln— [min],

N

gdzie:

D - czas dziesięciokrotnej redukcji w określonej temperaturze sterylizacji.

Zazwyczaj znany jest czas O dla T= 121,1°C; iV'o - początkowa liczba mikroorganizmów w jednostkowej masie surowca;

N-końcowa liczba mikroorganizmów (szczątkowa ilość drobnoustrojów).

Ze wzoru wynika, że w celu dokładnego wyznaczenia czasu sterylizacji oprócz czasu dziesięciokrotnej redukcji D należy znać początkowe zanieczyszczenie środowiska N₀ (dla drobnoustroju krytycznego) oraz prawdopodobieństwo zakażenia końcowego lub inaczej dostatecznie małą ilość końcową (szczątkową) drobnoustrojów, którą chcemy uzyskać po procesie (N).

Wartość F zależy od kwasowości utrwalanych produktów. Produkty słabo kwaśne do uzyskania pełnej trwałości mikrobiologicznej wymagają zastosowania wysokich wartości Z⁷ (długiego czasu sterylizacji).

W praktyce przemysłowej czas sterylizacji, w celu uzyskania pełnej trwałości mikrobiologicznej produktu oraz odpowiedniego zachowania wartości odżywczych, powinien być wyznaczony doświadczalnie dla danego środowiska.

Tabela IJ. Przykładowe czasy sterylizacji {F) w temperaturze 121,1 °C dla wybranych grup produktów

Produkt	Czas sterylizacji Fminl
Mleko	5-8
Marchew	3,5-10,4
Fasola	3-6,3
Groch	4,3-6
Szparagi	2,8-3,3
Soki warzywne	4-10
Ziemniaki	3-10,8
Przetwory mięsne	3,9-8
Przetwory mięsne dla strefy tropikalnej	15-30

Źródło: Mikrobiologia i higiena w przemyśle spożywczym (pod. red. Z. Żakowskiej i H. Stobińskiej), 2000; Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź.

19 —