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

Zašto je hranu visoke viskoznosti teže sterilizirati?

Tijekom toplinske obrade, toplina se uglavnom prenosi na dva načina: konvekcijom i kondukcijom. Kod proizvoda niske viskoznosti poput soka i mlijeka, kretanje tekućine stvara prirodnu cirkulaciju tijekom zagrijavanja. To pomaže bržoj i ravnomjernijoj raspodjeli topline po cijelom proizvodu. Međutim, hrana visoke viskoznosti ima slabo kretanje tekućine. Unutarnja konvekcija je ograničena, što znači da se toplina mora polako kretati izvana prema središtu kondukcijom. Što je proizvod deblji i što je veći sadržaj krutih tvari, to je ovaj učinak očitiji. Kao rezultat toga, pod istim uvjetima sterilizacije, vanjsko područje proizvoda visoke viskoznosti već može dosegnuti ciljanu temperaturu, dok središte ostaje na mnogo nižoj temperaturi. Ova razlika u raspodjeli temperature glavni je razlog zašto je hranu visoke viskoznosti teže sterilizirati.

Hladna točka je najvažnije područje koje treba pratiti

Tijekom sterilizacije hrane, jedan od ključnih koncepata jehladna točkaHladna točka odnosi se na područje unutar proizvoda koje se najsporije zagrijava i zahtijeva najviše vremena da postigne potrebnu razinu sterilizacije. Kod namirnica visoke viskoznosti, ova se točka obično nalazi blizu središta pakiranja ili najdebljeg dijela proizvoda. Postiže li proizvod komercijalnu sterilnost ne određuje se najvišom temperaturom prikazanom na opremi. Umjesto toga, ovisi o tome je li hladna točka dovoljno toplinski obrađena. Ako hladna točka ne zadovoljava potrebne uvjete obrade, proizvod se i dalje može suočiti s potencijalnim mikrobnim rizicima. Stoga se pri razvoju procesa sterilizacije proizvođači hrane više usredotočuju na to koliko je vremena potrebno da toplina dosegne hladnu točku, 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 produljenjem vremena zadržavanja. Iako ovaj pristup povećava unos topline, može stvoriti i nove izazove. Prekomjerna toplinska obrada može uzrokovati potamnjenje proizvoda od umaka, smanjiti svježi 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 kvalitetu proizvoda. Stoga se moderna sterilizacija hrane kreće premaprecizna kontrola procesaCilj je postići zahtjeve sigurnosti hrane uz minimiziranje nepotrebnih toplinskih oštećenja i očuvanje izvornih karakteristika proizvoda.

Kako se može poboljšati učinkovitost prodiranja topline?

Poboljšanje prodiranja topline zahtijeva sveobuhvatan pristup koji uključuje proizvod, proces i opremu. Prvo, proizvođači moraju provesti ispitivanja prodiranja topline na temelju formulacije proizvoda, viskoznosti, veličine pakiranja i volumena punjenja. Identificiranjem stvarne hladne točke unutar proizvoda mogu utvrditi prikladne parametre temperature i vremena sterilizacije. Drugo, različiti formati pakiranja zahtijevaju različita rješenja za sterilizaciju. Fleksibilne vrećice, staklene boce, metalne limenke i plastični pladnjevi imaju različite karakteristike prijenosa topline i otpornosti na tlak. Stoga se parametri sterilizacije ne mogu univerzalno primijeniti na sve vrste pakiranja. Konačno, metoda prijenosa topline 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 topline laganim rotiranjem proizvoda tijekom obrade. Istodobno, stabilna cirkulacija tople vode i točna kontrola temperature i tlaka pomažu u smanjenju temperaturnih razlika između proizvoda i poboljšavaju konzistentnost serije.

Prodiranje topline određuje kvalitetu proizvoda

Za hranu visoke viskoznosti, najveći izazov sterilizacije nije koliko visoka temperatura opreme može doseći, već može li toplina ravnomjerno i dosljedno ući u proizvod. Tek kada hladna točka dostigne potrebne uvjete obrade može se postići sigurna sterilizacija. Istovremeno, izbjegavanje pretjeranog zagrijavanja pomaže u održavanju boje, okusa i teksture proizvoda. S kontinuiranim rastom gotove hrane, hrane za kućne ljubimce i premium prehrambenih proizvoda, proizvođači prebacuju fokus s jednostavnog "postizanja sterilizacije" na "postizanje precizne sterilizacije". Poboljšanje učinkovitosti prodiranja topline, smanjenje temperaturnih razlika i optimizacija metoda toplinske obrade postat će sve važniji za prehrambene tvrtke koje žele poboljšati kvalitetu proizvoda i učinkovitost proizvodnje.