Sterilizacija hrane nije samo zagrijavanje proizvoda na određenu temperaturu. Za hranu visoke viskoznosti, pravi izazov je da li toplota može efikasno prodrijeti u proizvod i osigurati da svaki dio dostigne potrebne uslove sterilizacije. Čak i ako temperatura opreme dostigne zadanu vrijednost, loš prijenos toplote unutar proizvoda i dalje može utjecati na konačni rezultat sterilizacije. Posljednjih godina, s brzim rastom proizvoda kao što su gotova jela, umaci, vlažna hrana za kućne ljubimce, napitci "ptičje gnijezdo" i voćni pirei, hrana visoke viskoznosti postala je sve češća u prehrambenoj industriji. U poređenju s običnim napitcima ili tekućinama niske viskoznosti, ove proizvode je teže sterilizirati zbog sporijeg prodiranja toplote i neravnomjerne raspodjele temperature. To postavlja veće zahtjeve i na dizajn procesa i na opremu za sterilizaciju.

Zašto je hranu visoke viskoznosti teže sterilizirati?

Tokom termičke obrade, toplota se uglavnom prenosi putem dva metoda: konvekcijom i kondukcijom. Kod proizvoda niske viskoznosti poput soka i mlijeka, kretanje tečnosti stvara prirodnu cirkulaciju tokom zagrijavanja. Ovo pomaže u bržoj i ravnomjernijoj raspodjeli toplote po cijelom proizvodu. Međutim, hrana visoke viskoznosti ima slabo kretanje tečnosti. Unutrašnja konvekcija je ograničena, što znači da se toplota mora polako kretati od spolja prema centru putem kondukcije. Što je proizvod deblji i što je veći sadržaj čvrstih materija, to je ovaj efekat očigledniji. Kao rezultat toga, pod istim uslovima sterilizacije, spoljašnji deo proizvoda visoke viskoznosti već može dostići ciljanu temperaturu, dok centar ostaje na mnogo nižoj temperaturi. Ova razlika u raspodjeli temperature je glavni razlog zašto je hranu visoke viskoznosti teže sterilizovati.

Hladna tačka je najvažnije područje koje treba pratiti

Tokom sterilizacije hrane, jedan od ključnih koncepata jehladna tačkaHladna tačka se odnosi na područje unutar proizvoda koje se najsporije zagrijava i zahtijeva najviše vremena da dostigne potreban nivo sterilizacije. Kod hrane visoke viskoznosti, ova tačka se obično nalazi blizu središta pakovanja ili najdebljeg dijela proizvoda. Da li proizvod postiže komercijalnu sterilnost ne određuje se najvišom temperaturom prikazanom na opremi. Umjesto toga, to zavisi od toga da li hladna tačka prima dovoljnu toplotnu obradu. Ako hladna tačka ne ispunjava potrebne uslove obrade, proizvod se i dalje može suočiti s potencijalnim mikrobiološkim rizicima. Stoga se, prilikom razvoja procesa sterilizacije, proizvođači hrane više fokusiraju na to koliko je vremena potrebno da toplota dostigne hladnu tačku, nego na jednostavno povećanje temperature obrade.

Viša temperatura nije uvijek najbolje rješenje

U proizvodnji, neki proizvođači pokušavaju riješiti probleme sporog zagrijavanja povećanjem temperature sterilizacije ili produžavanjem vremena zadržavanja. Iako ovaj pristup povećava unos topline, može stvoriti i nove izazove. Prekomjerna toplinska obrada može uzrokovati potamnjivanje proizvoda od umaka, smanjiti svjež okus voćnih pirea ili utjecati na teksturu proizvoda od ptičjeg gnijezda, mesnih proizvoda i hrane za kućne ljubimce. Kod premium prehrambenih proizvoda, prekomjerna obrada ne samo da povećava potrošnju energije, već može i smanjiti kvalitet proizvoda. Stoga se moderna sterilizacija hrane kreće premaprecizna kontrola procesaCilj je postići zahtjeve sigurnosti hrane uz minimiziranje nepotrebnih oštećenja uzrokovanih toplinom i očuvanje originalnih karakteristika proizvoda.

Kako se može poboljšati efikasnost prodiranja toplote?

Poboljšanje prodiranja toplote zahtijeva sveobuhvatan pristup koji uključuje proizvod, proces i opremu. Prvo, proizvođači trebaju provesti testove prodiranja toplote na osnovu formulacije proizvoda, viskoznosti, veličine pakovanja i zapremine punjenja. Identificiranjem stvarne hladne tačke unutar proizvoda mogu utvrditi odgovarajuće parametre temperature i vremena sterilizacije. Drugo, različiti formati pakovanja zahtijevaju različita rješenja za sterilizaciju. Fleksibilne vrećice, staklene boce, metalne limenke i plastične posude imaju različite karakteristike prijenosa toplote i otpornosti na pritisak. Stoga se parametri sterilizacije ne mogu univerzalno primijeniti na sve vrste pakovanja. Konačno, metoda prijenosa toplote opreme za sterilizaciju također igra važnu ulogu. Retorte za uranjanje u vodu, retorte za prskanje vodom i rotacijske retorte imaju svoje prednosti ovisno o zahtjevima proizvoda. Za neke namirnice visoke viskoznosti, rotacijska sterilizacija može pomoći u poboljšanju izmjene toplote laganim rotiranjem proizvoda tokom obrade. Istovremeno, stabilna cirkulacija tople vode i precizna kontrola temperature i pritiska pomažu u smanjenju temperaturnih razlika između proizvoda i poboljšavaju konzistentnost serije.

Prodiranje toplote određuje kvalitet proizvoda

Za hranu visoke viskoznosti, najveći izazov sterilizacije nije koliko visoka temperatura opreme može doseći, već da li toplina može ravnomjerno i konzistentno ući u proizvod. Samo kada hladna tačka dostigne potrebne uslove za obradu, može se postići sigurna sterilizacija. Istovremeno, izbjegavanje prekomjernog zagrijavanja pomaže u održavanju boje, okusa i teksture proizvoda. S kontinuiranim rastom gotove hrane, hrane za kućne ljubimce i premium prehrambenih proizvoda, proizvođači preusmjeravaju svoj fokus sa jednostavnog "postizanja sterilizacije" na "postizanje precizne sterilizacije". Poboljšanje efikasnosti prodiranja topline, smanjenje temperaturnih razlika i optimizacija metoda termičke obrade postat će sve važniji za prehrambene kompanije koje žele poboljšati kvalitet proizvoda i efikasnost proizvodnje.