Ультравысокая температура (UHT) и пастеризация: выбор правильной технологии для вашей молочной линии

Понимание процесса UHT и его роль в Оборудование для переработки молока и напитков

Как UHT увеличивает срок хранения без холодильника

Процесс ультравысокой температуры (UHT) действительно изменил подход к оборудованию для производства молока. Он уничтожает надоедливые микроорганизмы, нагревая их до примерно 138 градусов Цельсия (280 по Фаренгейту) всего на две короткие секунды. Это намного горячее, чем при обычной пастеризации методом HTST. Такая экстремальная температура убивает и бактерии, и ферменты, что позволяет молоку оставаться на прилавках магазинов до 6–9 месяцев без необходимости охлаждения. Быстрый нагрев, за которым следует быстрое охлаждение, сохраняет свежий вкус молока. И бонус для производителей? Исследования тепловой обработки показывают, что системы UHT на самом деле сокращают потребление энергии примерно на 19% по сравнению со старыми методами. Стало быть, понятно, почему многие молочные заводы переходят на этот метод.

Научные основы обработки при ультравысокой температуре

Эффективность УВТ (ультравысокой температурной обработки) подчиняется уравнению Аррениуса. По сути, при повышении температуры примерно на 18 градусов по Фаренгейту или на 10 градусов Цельсия, скорость уничтожения микроорганизмов удваивается. Таким образом, при температуре около 280 градусов по Фаренгейту УВТ может снизить количество опасных спор ботулизма (Clostridium botulinum) на 9 логарифмических единиц всего за несколько секунд. Это довольно впечатляюще по сравнению с традиционными методами пастеризации, которым требуется температура около 161 градуса по Фаренгейту в течение целых 15 секунд, чтобы достичь аналогичного эффекта. Современное оборудование для переработки молока теперь использует технологии впрыска пара вместо прямого нагревания. Такой подход предотвращает перегревание молока в отдельных точках, что помогает сохранить структуру белков, одновременно уничтожая термоустойчивые бактерии, вызывающие порчу продукта.

Интеграция УВТ (ультравысокой температурной обработки) в современные производственные линии оборудования для обработки молочных напитков

Современные производственные линии на молочных заводах объединяют установки УВТ (ультравысокотемпературная обработка) с оборудованием для гомогенизации и асептическими системами розлива, что позволяет непрерывно перерабатывать молоко со скоростью около 12 000 литров в час. Во многих современных объектах используется технология регенеративного нагрева, позволяющая удерживать около 85% тепла, которое обычно теряется при пастеризации, что значительно снижает затраты на коммунальные услуги. Такая конструкция систем открывает новые возможности для поставок продукции по всему миру, поскольку продукт может храниться при комнатной температуре, а не требует постоянного охлаждения. Для компаний, работающих в регионах, таких как Юго-Восточная Азия или части Африки, где поддержание холодовой цепочки особенно сложно и дорого, одна только эта особенность может снизить расходы на транспортировку примерно на треть по сравнению с традиционными методами.

Пастеризация при высокой температуре кратковременного действия (HTST) в системах переработки молока

Сохранение свежести с помощью тепловой обработки HTST

Пастеризация при высокой температуре в течение короткого времени (HTST) заключается в нагревании молока до температуры около 72 градусов Цельсия или примерно 161 по Фаренгейту в течение всего 15 секунд. Эта процедура довольно эффективно уничтожает вредные бактерии, такие как Coxiella burnetii, хотя большинство людей не слишком обеспокоены этим конкретным патогеном в наше время. Более важным является то, что после обработки сохраняется около 97–99 процентов питательных веществ. Поскольку нагрев происходит очень быстро, белки практически не повреждаются, а вкус практически не изменяется, поэтому многие перерабатывающие предприятия предпочитают использовать этот метод при работе с чувствительными продуктами, такими как свежее питьевое молоко. Большинство современных предприятий полагаются на автоматизированные системы для контроля температуры на протяжении всего процесса. Как правило, такие системы обеспечивают отклонения менее чем в половину процента, что помогает поддерживать стабильное качество и стандарты безопасности для всех партий. Однако, несмотря на все достижения технологий, операторы должны оставаться бдительными, поскольку небольшие отклонения иногда могут происходить несмотря на все усилия.

Термальная кинетика и эффективность в системах HTST

Системы HTST работают за счет нагревания молока со скоростью более 2 градусов в секунду и охлаждения со скоростью около 3 градусов в секунду, что снижает затраты энергии на 30–40% по сравнению с традиционной периодической обработкой. Такая эффективность позволяет этим системам обрабатывать большие объемы — примерно 20 000 литров в час, при этом расходуя на 85% меньше пара, чем требуется устаревшему оборудованию. По-настоящему революционным решением стали пластинчатые теплообменники, которые позволяют восстанавливать до 92% тепловой энергии. Для компаний, ведущих средние или крупные операции, это делает HTST не просто эффективным, но, пожалуй, самым экологичным вариантом, доступным на рынке сегодня.

Оптимизация HTST для масштабируемых операций по переработке молочных напитков

Производители предлагают модульные конфигурации HTST, которые масштабируются от 5 000 до 50 000 литров/час, сохраняя при этом количество бактерий после обработки ниже 10 промилле. Регулируемые параметры (68–85°C, 15–30 секунд) позволяют беспрепятственно адаптироваться между молочными и растительными напитками без модификации оборудования, что повышает гибкость для развивающегося ассортимента продукции.

Основные различия между UHT и HTST в коммерческой переработке молочных напитков

Сравнение температур, времени выдержки и инактивации микроорганизмов

HTST работает при температуре 72°C (161°F) в течение 15 секунд, тогда как UHT достигает 138°C (280°F) в течение 2–3 секунд. Более высокая температура позволяет UHT достичь инактивации микроорганизмов 99,999% , превосходя 99,5% у HTST, и обеспечивает коммерческую стерильность. Более короткое время воздействия также снижает потребление энергии на 18–22%, делая UHT более эффективным для производства стабильных продуктов длительного хранения.

Влияние на питательную ценность, вкус и качество продукта

Хотя УВТ может привести к снижению содержания витамина В12 на 10–15% из-за экстремальной температуры, оба метода сохраняют основные питательные вещества, такие как кальций и основные белки. HTST лучше сохраняет свежий вкус, предпочтительный на премиальных рынках, тогда как молоко, обработанное УВТ, часто требует корректировки вкуса, чтобы скрыть признаки термической обработки и достичь сенсорного соответствия.

Конструкция оборудования: УВТ против HTST в машинах для производства молочных напитков

Системы HTST обычно используют пластинчатые теплообменники для быстрого теплового обмена, тогда как для УВТ требуются трубчатые или поверхностные нагреватели, способные выдерживать экстремальные температуры. Линии УВТ включают асептические блоки розлива, что увеличивает первоначальные инвестиции на 40–60% по сравнению с установками HTST. Несмотря на то, что УВТ требует более строгих протоколов стерилизации, автоматизация помогает снизить трудозатраты.

Устойчивость к хранению, условия хранения и логистические аспекты

Преимущества хранения при комнатной температуре продуктов, обработанных УВТ

Ультравысокотемпературная (UHT) обработка обеспечивает продуктам впечатляющий срок хранения около 6–12 месяцев при хранении при нормальной комнатной температуре. Процесс заключается в нагревании напитков до температуры между 135 и 150 градусами Цельсия в течение всего лишь 2–5 секунд, что практически уничтожает надоедливые спорообразующие бактерии и вредные патогены. Это означает, что больше нет необходимости в постоянном охлаждении во время транспортировки и хранения. Для мест, где сложно получить доступ к надлежащим средствам охлаждения, это делает огромную разницу. Компаниям, производящим молочные продукты с UHT-обработкой, больше не нужно беспокоиться о необходимости поддержания сверхнизких температур. Они могут упаковывать свою продукцию в легкие картонные коробки, которые на самом деле перерабатываются, вместо того, чтобы полагаться на тяжелые холодильные контейнеры, потребляющие много энергии. Это не только снижает воздействие на окружающую среду, но и делает перевозку и обращение с продукцией более эффективной в целом.

Потребность в охлаждении и предпочтения потребителей для молока HTST

Молоко, пастеризованное методом HTST, должно храниться постоянно при температуре 2–4°C , что приводит к на 23% более высоким затратам на энергию по сравнению с хранением при комнатной температуре. Несмотря на это, 68% потребителей в умеренных климатических условиях предпочитают молоко HTST из-за более свежего вкуса. Однако в тех рынках, где удобство и стабильность при хранении важнее тонких вкусовых различий, растет acceptance альтернатив UHT.

Снижение затрат на логистику с использованием UHT в удаленных или теплых климатах

В тропических и удаленных районах использование UHT снижает расходы на дистрибуцию на $0,18–$0,32 за литр за счет отказа от необходимости перевозки в охлаждаемом транспорте и сокращения порчи продукции с 12% до менее чем 1%. Производители, ориентированные на экспорт или рынки вне централизованных сетей, все чаще внедряют оборудование для производства молочных напитков с возможностью UHT-обработки, чтобы соответствовать стандартам безопасности пищевых продуктов при минимальной зависимости от холодовой цепочки.

Применение в производстве молочных и растительных напитков

Производство питьевого молока, сливок и основы для йогурта с использованием UHT и HTST

Машины для переработки молочных напитков применяют УВТ (135–150 °C в течение 2–5 секунд) для получения стабильных жидких молока и сливок, обеспечивая 9-ти логарифмическое снижение уровня микробов и сохраняя до 95% термолабильных витаминов группы В. Метод HTST (72 °C в течение 15 секунд) остается стандартом для производства свежих йогуртных смесей, при этом сохраняется ферментативная активность, способствующая оптимальному брожению и формированию текстуры.

Расширение использования УВТ в производстве растительных и альтернативных напитков

Сектор растительных напитков все чаще использует УВТ для производства стабильных миндального, овсяного и соевого молок — рост сегмента в 2024 году составил 18% в годовом исчислении. УВТ предотвращает расслоение и продлевает срок хранения без охлаждения до 9–12 месяцев. Быстрый нагрев также защищает деликатные растительные белки, что критически важно для воспроизведения текстуры, аналогичной молочной, в альтернативных йогуртах и сливках.

Подбор оборудования, соответствующего вашим технологическим потребностям

Мелкие молочные предприятия обнаруживают, что модульные системы HTST значительно более доступны по сравнению с их аналогами UHT, обычно их стоимость на 30–40% ниже. Эти системы отлично подходят для производства свежих молочных продуктов, имеющих более короткий срок хранения. В свою очередь, крупные молочные заводы обычно выбирают непрерывные линии UHT, особенно при производстве растительных заменителей молока или при необходимости отправки продукции за рубеж. Последним достижением в области молочной технологии являются гибридные системы, способные переключаться между режимами UHT и HTST. Такая гибкость позволяет молочным производителям не полностью модернизировать производственные линии из-за сезонных колебаний спроса, что в долгосрочной перспективе экономит и время, и деньги.

Часто задаваемые вопросы

Что такое UHT-обработка молока?

UHT-обработка молока (Ultra-High Temperature) заключается в нагревании молока до температуры около 135–150°C в течение нескольких секунд, что позволяет сделать его стабильным при хранении до 12 месяцев без необходимости охлаждения.

В чем разница между UHT и HTST-обработкой?

UHT предполагает нагревание молока до более высоких температур в течение более короткого периода, что обеспечивает более высокую степень инактивации микроорганизмов и более длительный срок хранения, тогда как HTST использует более низкие температуры и предпочтительна для более свежего вкуса.

Есть ли разница в питательной ценности между молоком UHT и HTST?

Оба процесса сохраняют основные питательные вещества, такие как кальций и белки, но UHT может немного снизить содержание витамина B12 по сравнению с HTST.

Почему обработка UHT выгодна для удаленных районов?

UHT применим в удаленных районах благодаря длительному сроку хранения без необходимости охлаждения, что снижает затраты на распределение и предотвращает порчу.

Можно ли использовать обработку UHT для растительных напитков?

Да, UHT используется для растительных напитков, таких как миндальное и соевое молоко, увеличивая срок их хранения без необходимости охлаждения.