معرفی و بررسی انواع سیستم های پاستوریزه کردن شیر

عمل پاستوریزاسیون چیست؟

در واحدهای تولیدی شیر مصرفی یکی از فرآیندهای مهم و ضروری انجام پاستوریزاسیون شیر می باشد. این عمل فرآیندی است که طی آن به شیر یا دیگر مواد غذایی حرارت لازم داده می شود تا باکتری های مضر و بیماری زا را از شیر حذف و یا کاهش دهیم و همچنین آنزیم مخرب فسفاتاز را از بین ببریم. همانطور که می دانید نگهداری شیر خام به مدت طولانی امکان پذیر نبوده و موجب ترش شدن و افت کیفیت آن می شود. زیرا شیر یک محیط بسیار مناسب برای رشد و تکثیر و تولید آنزیم های مختلف بوده و این امر باعث می شود تا مزه شیر تغییر کرده و غیر قابل استفاده شود.

به احترام دانشمند فرانسوی لوئی پاستور که مخترع و ابداع کننده فرآیند میکروب زدائی بوده نام این عمل را پاستوریزاسیون و دستگاه مورد استفاده را پاستوریزاتور نامیده اند. عمل پاستوریزاسیون اولین بار در قرن هیجدهم توسط پاستور انجام شد. در مراکز تولید محصولات لبنی اولین عملی که بر روی شیر انجام می شود پاستوریزاسیون می باشد. قابل ذکر است که این عمل برخلاف استریلیزاسیون کلیه عوامل میکربی شیر را از بین نمی برد. اما اصلی ترین و مقاوم ترین میکرب که متعلق به بیماری سل می باشد را از بین می برد. هدف اصلی از کاربرد این روش حذف میکروب های بیماری زای موجود در شیر و ایمن کردن آن برای مصرف می باشد.

همچنین کارکرد پاستوریزاتور و حرارت دهی شیر از عوامل موثر در افزایش زمان ماندگاری آن است. نکته قابل توجه این که عمل پاستوریزاسیون صرفا برای شیر نبوده و در بخش های تولیدی برای دیگر مواد غذایی همانند ماءالشعیر، آب میوه های مختلف، عسل، لبنیات و حتی تخم مرغ قابل اجرا می باشد. بسته به نوع محصول و آلودگی های آن دمای به کار رفته برای حرارت دهی و زمان آن متفاوت می باشد.

روش های گوناگون برای پاستوریزه کردن شیر

در صنعت شیر و تولید لبنیات ممکن است تولید کنندگان از روش های مختلف برای پاستوریزه کردن شیر استفاده کنند. اما درنهایت عملکرد و کارکرد پاستوریزاتور مشابه می باشد. امروزه با توجه به پیشرفت ساخت تجهیزات صنعتی بخصوص در بخش فرآورده های شیر از سه روش متداول برای پاستوریزاسیون شیر بهره برداری می کنند. البته متدهای دیگری که در برخی از کشورها مورد استفاده قرار می گیرد همانند کاربرد اشعه مادون قرمز یا پاستوریزه کردن خلائی طراحی شده اند. دستگاه های مورد استفاده برای پاستوریزه کردن براساس نوع روش کاربردی متفاوت است. در این بخش ضمن توضیح روش های پاستوریزه کردن اشاره به دستگاه ها نیز می کنیم. سه روش رایج عبارتند از:

• پاستوریزاسیون با حرارت پایین و زمان طولانی (LTLT)
• پاستوریزاسیون با حرارت بالا و زمان کوتاه
• فراپاستوریزاسیون (UHT)

پاستوریزاسیون شیر با حرارت پایین و زمان طولانی

این روش برای شیر و محصولات لبنی دیگر همانند ماست و دوغ و … به کار برده می شود. در این متد کارکرد پاستوریزاتور به این شکل است که شیر را در تانک هایی از جنس استیل با خاصیت ضد زنگ دوجداره می ریزند. این مخازن دارای همزن بوده و هر لحظه شیر را به هم می زنند تا گرمای موجود در دیواره مخزن به صورت یکنواخت کلیه بخش های شیر را گرم نماید. شیر تا دمای 62/8 الی 65/6 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه در این دما نگه داشته می شود. سپس عمل خنک کاری شیر انجام می شود.

خنک کاری این دستگاه ها از طریق جداره مخزن صورت گرفته که متصل به سیستم های سرمایشی می باشند. توجه داشته باشید که برای شیر خالص این دما و زمان ایده آل می باشد، ولی اگر شیر دارای چربی بالا بوده یا بخواهند شیر کاکائو را پاستوریزه نمایند لازم است تا دمای بیشتر بوده و زمان پاستوریزه کردن کمتر شود.

پاستوریزاسیون با حرارت بالا و زمان کوتاه 

روش میکروب زدایی سریع و مداوم امروزه کاربرد بیشتری در کارخانجات و واحدهای تولید کننده شیر داشته و با توجه به مزیت های آن متداول تر می باشد. در این روش دمای مورد استفاده برای حرارت دهی شیر در محدوده 72 الی 76 درجه سانتی گراد بوده و زمان گرمایشی مابین 15 الی 20 ثانیه برای شیر خام در نظر گرفته شده است. در این روش از پاستوریزاسیون انتقال حرارت طوری صورت می گیرد که در عرض چند ثانیه کلیه سطح شیر به دمای فوق برسد.

بعد از سپری شدن زمان لازم حرارت دهی، دمای شیر را سریعا کاهش داده و خنک می نمایند. این مدل کارکرد پاستوریزاتور و عملکرد آن موجب از بین رفتن صد درصد عوامل بیماری زای شیر شده و به مواد معدنی و ویتامین های آن کمتر صدمه وارد می نماید. و مزیت اصلی آن عدم تغییر مزه و طعم شیر می باشد. دستگاه ها و تجهیزات در این روش پاستوریزه کردن شامل سیستم های حرارت صفحه ای یا لوله ای می باشند. مدل های صفحه ای دارای ظرفیت هایی به اندازه 20000 لیتر در ساعت هستند. این دستگاه دارای صفحات فلزی و ضد زنگ بوده که توسط واشرهای پلاستیکی نسوز به هم متصل شده اند.

روش سوم، فراپاستوریزاسیون (UHT)

عمده تفاوت این روش با دیگر روش های پاستوریزه کردن دمای بالای مورد استفاده می باشد. درجه حرارت به کاررفته در این روش بین 88 تا 130 درجه سانتی گراد بوده و زمان بسیار کم و در حد چند دهم یا چندین ثانیه خواهد بود. زمان کم حرارت دهی و به طور این روش پاستوریزه کردن سبب بهبود کیفیت شیر شده به دلیل تغییر ماهیت پروتئین های آن می شود. حتی رنگ شیر سفید تر شده و مزه و طعم آن بهتر می شود.

ماندگاری ویتامین ها و املاح شیر در پاستوریزاسیون آنی و مداوم بیشتر از هر دو روش بالا است. در این روش از دستگاه های تبادل حرارت لوله ای استفاده می شود که قطر آنها بسیار کوچک و در حد میلی متر است. ساختار دستگاه سبب می شود که در عرض 2 ثانیه دمای شیر به مقدار زیادی بالا رفته و سپس وارد بخش نگهدارنده شده و در نهایت خنک شود.

انواع سیستم های پاستوریزاتور شیر

همانطور که در روش های پاستوریزاسیون شیر اشاره شد تجهیزات مورد استفاده برای میکروب زدایی شیر در سه دسته جای می گیرند که مطابق با روش پاستوریزاسیون انتخاب می شوند. کارکرد پاستوریزاتورها همانند بوده و عمده تفاوت آنها در مقدار دما و زمان است. این دستگاه ها شامل موارد زیر است:

• سیستم های پاستوریزاتور مخزنی
• سیستم های پاستوریزاتور صفحه ای
• سیستم های پاستوریزاتور لوله ای

ساختار این تجهیزات از سه بخش کلی ساخته شده که شامل بخش گرمایشی ، قسمت نگهدارنده و بخش سرمایشی می باشد. سیستم های گرمایشی می توانند از نوع پکیج، دیگ بخار بوده که به صورت غیرمستقیم موجب گرم شدن و بالا رفتن دمای شیر می شوند. سیستم سرمایشی که در واحدهای صنعتی کاربرد فراوانی دارد می تواند از نوع کولینگ تاور (برج خنک کننده) یا چیلرهای صنعتی باشد. قسمت نگهدارنده که همان مخزن، لوله یا صفحات می باشد شیر را برای مدت زمان خاص نگه داشته تا دمای لازم را دریافت کند.

چگونگی کارکرد پاستوریزاتور های مورد استفاده برای شیر

دستگاه های پاستوریزاتور در مدل ها و ظرفیت های متنوع ساخته شده اند. هدف از کاربرد این تجهیزات سالم سازی و بالا بردن کیفیت شیرهای تولید شده از دامداری ها و آماده نمودن آنها برای مصرف عموم می باشد. این دستگاه ها عملکردی مشابه داشته و در بخش های مختلف تولید شیر و فرآورده های لبنی مورد استفاده قرار می گیرند. کارکرد پاستوریزاتورها به این شکل است که شیر دریافتی از دامداری ها و مراکز جمع آوری شیر را جهت پخت و پاستوریزه شدن وارد دستگاه می کنند. البته این عمل به کمک پمپ های مخصوص شیر انجام می شود.

شیر خام بعد از عبور از یک فیلتر به داخل بخش نگهدارنده پاستوریزاتور وارد می شود. در این قسمت شیر به صورت غیرمستقیم تحت حرارت قرار گرفته و گرم می شود. میزان گرما و مدت زمان ماندن شیر در این دما بسته به روش کاربردی برای پاستوریزاسیون دارد. بعد از گرمایش شیر و پاک سازی آن اکنون به کمک سیستم سرمایشی عمل خنک سازی و سرد کردن شیر انجام می شود. شیر پاستوریزه شده بعد از اتمام عملیات تحت فرآیند هموژناسیون قرار می دهند تا ترکیب شیر به صورت یکسان و همگن درآید.

دستگاه های پاستوریزاتور شیر هیمورا

یکی از فعالان عمده در صنعت شیر و لبنیات، گروه صنعتی هیمورا می باشد. این شرکت با سابقه و تجربه ای طولانی در ساخت تجهیزات صنعتی توانسته به بهره مندی از مهندسین خبره دستگاه های پاستوریزاتور را طراحی و تولید نماید. هیمورا با دانش فنی بالا هر یک از مدل های پاستوریزاتور را در ظرفیت های مورد نیاز صنایع و واحدهای تولیدی عرضه نماید.

هیمورا در ساخت این دستگاه ها از متریال ها و قطعات مورد تایید استفاده کرده و سطح کیفی تولیدات خود را افزایش داده است. به دلیل حساسیت کارکرد پاستوریزاتور در کاهش عوامل آلوده کننده و بیماری زای شیر، هیمورا این تجهیزات را مطابق با  اصول استانداردهای جهانی تولید کرده است. لذا متریال به کاررفته در ساختار پاستوریزاتورهای هیمورا استیل با درجه کیفی 304 با خاصیت نگیر و ضدزنگ می باشد. این دستگاه ها در ظرفیت های متنوع برای محیط های مختلف ساخته شده اند.

سخن نهایی 

توجه مجامع جهانی به سلامت افراد جامعه مسئله ای با اهمیت و بسیار هزینه بر می باشد. از این رو دقت در روند تولید محصولات غذایی و تعیین استانداردهایی برای آنها از اولین اقدامات دولت ها برای رسیدن به یک جامعه سالم است. به خصوص شیر و محصولات لبنی به دلیل مصرف آن توسط کلیه گروه های سنی و ارزش غذایی بالایی که دارند، در اولویت بوده و نظارت های سفت و سختی به این امر می شود. لذا استفاده از فرآیند پاستوریزاسیون برای میکرب زدایی شیر یکی از متداول ترین روش در صنایع تولید این فرآورده می باشد. پاستوریزاسیون شیر در اغلب موارد به دو روش تند و کند انجام می شود.