Sterilizácia potravín nie je len o ohriatí produktu na určitú teplotu. Pri potravinách s vysokou viskozitou je skutočnou výzvou, či teplo dokáže účinne preniknúť do produktu a zabezpečiť, aby každá jeho časť dosiahla požadovaný sterilizačný stav. Aj keď teplota zariadenia dosiahne nastavenú hodnotu, slabý prenos tepla vo vnútri produktu môže stále ovplyvniť konečný výsledok sterilizácie. V posledných rokoch, s rýchlym rastom produktov, ako sú hotové jedlá, omáčky, mokré krmivo pre domáce zvieratá, nápoje "vtáčie hniezdo" a ovocné pyré, sa potraviny s vysokou viskozitou stali v potravinárskom priemysle čoraz bežnejšími. V porovnaní s bežnými nápojmi alebo kvapalinami s nízkou viskozitou sa tieto produkty ťažšie sterilizujú kvôli pomalšiemu prenikaniu tepla a nerovnomernému rozloženiu teploty. To kladie vyššie nároky na návrh procesu aj na sterilizačné zariadenia.

Prečo sa potraviny s vysokou viskozitou ťažšie sterilizujú?

Počas tepelného spracovania sa teplo prenáša hlavne dvoma spôsobmi: konvekciou a vedením tepla. Pri produktoch s nízkou viskozitou, ako sú džúsy a mlieko, vytvára pohyb kvapaliny prirodzenú cirkuláciu počas ohrevu. To pomáha rýchlejšie a rovnomernejšie rozdeľovať teplo v celom produkte. Potraviny s vysokou viskozitou však majú slabý pohyb tekutín. Vnútorná konvekcia je obmedzená, čo znamená, že teplo sa musí pomaly pohybovať zvonku smerom do stredu vedením tepla. Čím je produkt hrubší a čím vyšší je obsah pevných látok, tým je tento efekt zreteľnejší. V dôsledku toho môže vonkajšia oblasť produktu s vysokou viskozitou za rovnakých sterilizačných podmienok už dosiahnuť cieľovú teplotu, zatiaľ čo stred zostáva na oveľa nižšej teplote. Tento rozdiel v rozložení teploty je hlavným dôvodom, prečo sú potraviny s vysokou viskozitou náročnejšie na sterilizáciu.

Chladné miesto je najdôležitejšou oblasťou na monitorovanie

Počas sterilizácie potravín je jedným z kľúčových konceptovstudené miestoChladné miesto označuje oblasť vo vnútri produktu, ktorá sa zahrieva najpomalšie a vyžaduje najviac času na dosiahnutie požadovanej úrovne sterilizácie. V potravinách s vysokou viskozitou sa tento bod zvyčajne nachádza blízko stredu balenia alebo v najhrubšej časti produktu. To, či produkt dosiahne komerčnú sterilitu, nie je určené najvyššou teplotou zobrazenou na zariadení. Namiesto toho závisí od toho, či chladné miesto dostane dostatočné tepelné ošetrenie. Ak chladné miesto nespĺňa požadované podmienky spracovania, produkt môže stále čeliť potenciálnym mikrobiálnym rizikám. Preto sa výrobcovia potravín pri vývoji sterilizačných procesov viac zameriavajú na to, ako dlho trvá, kým sa teplo dostane na chladné miesto, než len na zvýšenie teploty spracovania.

Vyššia teplota nie je vždy najlepším riešením

Vo výrobe sa niektorí výrobcovia snažia riešiť problémy s pomalým ohrevom zvýšením teploty sterilizácie alebo predĺžením doby zotrvania. Hoci tento prístup zvyšuje tepelný príkon, môže tiež vytvoriť nové výzvy. Nadmerné tepelné spracovanie môže spôsobiť stmavnutie omáčok, znížiť čerstvú chuť ovocných pyré alebo ovplyvniť textúru vtáčích hniezd, mäsových výrobkov a krmív pre domáce zvieratá. V prípade prémiových potravín nadmerné spracovanie nielen zvyšuje spotrebu energie, ale môže tiež znížiť kvalitu výrobku. Preto sa moderná sterilizácia potravín uberá smerom k...presné riadenie procesovCieľom je dosiahnuť požiadavky na bezpečnosť potravín a zároveň minimalizovať zbytočné tepelné poškodenie a zachovať pôvodné vlastnosti produktu.

Ako sa dá zlepšiť účinnosť prenikania tepla?

Zlepšenie prenikania tepla si vyžaduje komplexný prístup zahŕňajúci produkt, proces a zariadenie. Po prvé, výrobcovia musia vykonať testy prenikania tepla na základe zloženia produktu, viskozity, veľkosti balenia a objemu náplne. Identifikáciou skutočného studeného miesta vo vnútri produktu môžu stanoviť vhodné parametre teploty a času sterilizácie. Po druhé, rôzne formáty balenia vyžadujú rôzne sterilizačné riešenia. Flexibilné vrecká, sklenené fľaše, kovové plechovky a plastové tácky majú rôzne charakteristiky prenosu tepla a odolnosti voči tlaku. Preto nie je možné sterilizačné parametre univerzálne použiť na všetky typy balení. Nakoniec, dôležitú úlohu zohráva aj spôsob prenosu tepla sterilizačného zariadenia. Retorty s ponorením do vody, retorty s rozprašovaním vody a rotačné retorty majú svoje vlastné výhody v závislosti od požiadaviek na produkt. Pri niektorých potravinách s vysokou viskozitou môže rotačná sterilizácia pomôcť zlepšiť výmenu tepla jemným otáčaním produktov počas spracovania. Zároveň stabilná cirkulácia horúcej vody a presná regulácia teploty a tlaku pomáhajú znížiť teplotné rozdiely medzi produktmi a zlepšiť konzistenciu šarží.

Prenikanie tepla určuje kvalitu produktu

V prípade potravín s vysokou viskozitou najväčšou výzvou pri sterilizácii nie je to, akú vysokú teplotu môže zariadenie dosiahnuť, ale to, či teplo môže do produktu vstúpiť rovnomerne a konzistentne. Bezpečná sterilizácia sa dá dosiahnuť až vtedy, keď studené miesto dosiahne požadované podmienky na spracovanie. Zároveň sa zabránenie nadmernému zahrievaniu pomáha udržiavať farbu, chuť a textúru produktu. S neustálym rastom trhu s hotovými potravinami, krmivom pre domáce zvieratá a prémiovými potravinami výrobcovia presúvajú svoje zameranie z jednoduchej „sterilizácie“ na „dosiahnutie presnej sterilizácie“. Zlepšenie účinnosti prenikania tepla, zníženie teplotných rozdielov a optimalizácia metód tepelného spracovania budú pre potravinárske spoločnosti, ktoré sa snažia zlepšiť kvalitu produktov a efektivitu výroby, čoraz dôležitejšie.