Промышленное охлаждение в пищевой отрасли — один из тех инженерных слоёв производства, который остаётся невидимым, но при этом является наиболее определяющим; ведь вкус, текстура, срок годности и пищевая безопасность продукта чаще всего зависят от того, контролируется ли температура в нужный момент и на нужном уровне. Когда речь заходит об охлаждении пищевых процессов, не стоит думать только об охлаждении складов: решения на базе пищевого chiller вступают в работу в критических точках — быстром понижении температуры после варки, поддержании стабильной температуры ферментации, охлаждении после пастеризации и кондиционировании линии розлива — и работают в самом сердце производственной линии. В этой статье мы рассматриваем охлаждение напитков и общие применения технологических chiller через призму специфических требований к гигиене, стабильности и непрерывности, свойственных производству продуктов питания и напитков.
Почему охлаждение пищевых процессов настолько важно?
В производстве продуктов питания и напитков температура является первой линией обороны микробиологической безопасности. Чем короче время, которое прошедший тепловую обработку продукт проводит в опасном температурном диапазоне, тем ниже риск размножения микроорганизмов; именно поэтому быстрое охлаждение после варки и пастеризации — это не вопрос удобства, а требование качества и пищевой безопасности. Тот же температурный контроль определяет и физические свойства продукта: быстро и контролируемо охлаждённый соус или джем сохраняет нужную консистенцию, тогда как в неконтролируемо остывшем продукте могут возникнуть расслоение фаз, кристаллизация или нарушение структуры.
Со стороны напитков картина ещё более чувствительна. Поскольку растворимость углекислого газа в газированных напитках напрямую зависит от температуры, поддержание продукта перед розливом при низкой и стабильной температуре обеспечивает как удержание газа в продукте, так и стабильную работу линии розлива без вспенивания. В этих точках критерием следует брать не производительность, а стабильность температуры.
Критические точки процесса: где вступает в работу chiller?
На предприятиях по производству продуктов питания и напитков нагрузка на chiller не сосредоточена в одной точке; это общая инфраструктура для процессов с самым разным характером. Типичные точки применения можно перечислить так:
- Быстрое проведение продукта через опасный температурный диапазон после варки и бланширования
- Ступень контролируемого охлаждения, следующая за зоной нагрева на линии пастеризации
- Стабилизация температуры в узком диапазоне за счёт рубашечного охлаждения в ёмкостях ферментации и брожения
- Кондиционирование продукта и оборудования на линиях смешивания, эмульгирования и розлива
- Охлаждение конденсаторов и технологической воды в процессах вакуумирования, экстракции и концентрирования
- Охлаждение ёмкостей и змеевиков на линиях джемов, шоколада и молочных продуктов
Общим знаменателем столь разных нагрузок чаще всего является потребность в низкотемпературной и предельно стабильной охлаждённой воде или водно-гликолевой смеси. В некоторых процессах, например при ферментации, отклонение температуры даже на несколько градусов может изменить профиль продукта, поэтому способность chiller подавлять колебания не менее важна, чем его способность покрывать нагрузку.
Гигиенический дизайн и правильный выбор материалов
На линиях, контактирующих с пищевыми продуктами или находящихся в непосредственной близости к ним, система chiller обязана органично сочетаться с принципами гигиенического проектирования. На поверхностях теплообмена, напрямую соприкасающихся с продуктом, и в контурах охлаждённой воды предпочтение отдают нержавеющей стали и пищевым материалам; основой служит такая компоновка линии, в которой сведены к минимуму мёртвые объёмы, недоступные для очистки углы и зоны накопления. Работающая по замкнутому контуру система охлаждённой воды/гликоля надёжно разделяет продукт и хладоноситель, что снижает риск перекрёстного загрязнения и сохраняет чистоту технологической воды.
Выбор материалов — это вопрос не только гигиены, но и непрерывности работы. Часто применяемые на пищевых предприятиях циклы CIP (безразборной мойки) проходят с использованием горячей воды, пара и химических реагентов; контур технологического охлаждения должен быть спроектирован совместимым с этими циклами, стойким к коррозии и не нарушающим программу очистки.
Стабильность температуры, прослеживаемость и пищевая безопасность
В охлаждении пищевых процессов успех измеряется не достижением единственного заданного значения температуры, а способностью удерживать эту температуру в узком диапазоне на протяжении времени. Система, которая быстро восстанавливает температуру воды при резком изменении нагрузки и работает с малыми колебаниями, обеспечивает как воспроизводимость качества продукта, так и безопасность процесса. Именно поэтому в пищевых применениях низкие и стабильные температуры воды зачастую ценнее широкого запаса по производительности.
В современном пищевом производстве температура — это ещё и предмет регистрации. Непрерывное измерение, запись и возможность ретроспективного предъявления температур охлаждения в критических контрольных точках являются основой прослеживаемости как для внутренних систем качества, так и для проверок. Поэтому решения на базе технологических chiller стоит рассматривать вместе с системой управления, способной выводить температурные данные наружу и интегрироваться в автоматизацию предприятия.
Непрерывность, резервирование и энергоэффективность в системе промышленного охлаждения пищевой отрасли
Большинство предприятий по производству продуктов питания и напитков работают непрерывно или длинными сменами; отказ системы охлаждения не только останавливает производство, но и может поставить под угрозу безопасность готовой продукции и текущей партии. Поэтому на критических линиях вместо одной крупной машины предпочтение отдают резервированным архитектурам с несколькими компрессорами или несколькими агрегатами, способным продолжать производство хотя бы на пониженной мощности при выходе из строя одного из компонентов. Такая структура также позволяет проводить плановое обслуживание, не останавливая производство.
Что касается энергии, пищевые предприятия обычно охлаждают круглый год и с большим числом часов работы; это делает экономически определяющими эффективность на частичной нагрузке, выбор подходящего типа конденсатора и правильную конфигурацию под условия окружающей среды. Цель — сбалансированный проект, который удерживает эксплуатационные затраты на разумном уровне, не жертвуя пищевой безопасностью.
В производстве продуктов питания и напитков охлаждение — это тонкая инженерная область, где встречаются качество продукта и пищевая безопасность; гигиенический дизайн, стабильную температуру воды и резервированную непрерывность необходимо рассматривать в единстве. По вопросам решений Planer с воздушным, водяным и гибридным охлаждением, а также сухих охладителей для сектора продуктов питания и напитков вы можете обратиться к инженерно-сервисной команде Planer, чтобы совместно определить компоновку, подходящую под технологические точки вашего предприятия.