Пищевая промышленность — сложная и строго регулируемая сфера, где обеспечение стабильного качества и безопасности имеет первостепенное значение. Достижение высокого уровня стабильного качества может оказаться непростой задачей. Тем не менее, инновационные технологии нагрева, например, прямой впрыск пара (DSI), обеспечивают такие преимущества, как универсальность и безопасность продукции.
DSI: революция в производстве пищевых продуктов
DSI — это технология нагрева, при которой пар подается непосредственно в технологические жидкости, обеспечивая точный контроль температуры и тщательное перемешивание. При модулировании прямого впрыска пара массовый поток пара в технологическую жидкость контролируется двумя методами — внешней и внутренней модуляцией.
Во внешней модуляции используется клапан регулирования подачи пара на линии подачи для изменения давления пара в точке впрыска. Это влияет на плотность и скорость прохождения пара через сопло, что позволяет регулировать степень нагрева. Однако внешняя модуляция может привести к нестабильности работы, ударам и вибрации, особенно при изменении расхода пара. При низких скоростях подачи пара минимальные перепады давления могут вызвать перебои, в то время как высокие скорости подачи пара могут привести к паровому удару.
Steam control valve — Клапан регулирования подачи пара, Steam – Пар, Flow – Поток, Partial steam pressure — Парциальное давление пара
Рисунок 1. Системы нагрева DSI с внешней модуляцией
Внутренняя модуляция в DSI, напротив, направлена на контроль зоны впрыска, а не скорости и плотности пара для регулирования нагрева. Нагреватели с внутренней модуляцией работают при более высоких скоростях пара, что улучшает перемешивание и обеспечивает почти мгновенную конденсацию пара в технологическую жидкость. Сравнение DSI с традиционными теплообменниками позволяет выявить два основных типа теплообмена: прямой и непрямой. Непрямой нагрев, часто осуществляемый с помощью пластинчатых и кожухотрубных теплообменников, исключает прямое смешивание пара и жидкости. Эти теплообменники передают тепло через прочный барьер, в результате чего примерно 83% тепловой энергии передается технологической жидкости. Оставшаяся энергия отводится в виде конденсата, образующегося при испарении пара.
Технология DSI обеспечивает быстрый и равномерный нагрев, что позволяет использовать ее при переработке крахмалов и других пищевых продуктов. Эта система позволяет нагревать жидкости с высокой вязкостью и работать со сложными для нагрева веществами, предотвращая такие проблемы, как запекание и абразивные суспензии. Кроме того, DSI устраняет проблемы, связанные с загрязнением поверхности теплопередачи.
Повышенная безопасность продукта
В сфере пищевой промышленности особенно важно обеспечение безопасности продукции и санитарных условий. Перед отраслью стоит сложная задача обеспечить соответствие каждой партии производимых пищевых продуктов строгим стандартам безопасности при одновременном продлении срока годности продуктов в соответствии с требованиями потребителей. Технология DSI играет решающую роль в достижении этих целей, поскольку обеспечивает точный контроль температуры и последовательные процессы нагрева, что повышает безопасность продукта и продлевает срок годности.
Безопасность продукции чрезвычайно важна
Контроль за тем, чтобы в пищевых продуктах не содержались вредные микроорганизмы и загрязняющие вещества, является не только нормативным требованием, но и моральным обязательством для предприятий пищевой промышленности. Потребители верят, что приобретаемые ими продукты безопасны для употребления, и любое несоблюдение мер безопасности может иметь серьезные последствия, включая опасность для здоровья, юридические последствия и ущерб репутации компании.
Steam inlet — Впуск пара, Full steam pressure — Полное давление пара, Steam plug — Паровая пробка, Steam nozzle — Сопло для пара, Sonic velocity steam jet — Струя пара со скоростью звука, Hot fluid discharge — Выпуск горячей жидкости, Combining tube — Соединительная трубка, Fluid inlet — Впуск жидкости
Рисунок 2. Системы нагрева DSI с внутренней модуляцией
Технология DSI позволяет производственным установкам последовательно достигать и поддерживать точные температуры, необходимые для таких важных процессов, как обеззараживание и пастеризация. Эти процессы жизненно важны для уничтожения вредных бактерий, патогенов и загрязняющих веществ, которые могут присутствовать в пищевом сырье. Точный контроль температуры имеет решающее значение для эффективной и надежной обработки каждой партии.
Продление срока годности
Помимо повышения безопасности продуктов, технология DSI позволяет продлевать срок годности пищевых продуктов. Точный контроль температуры способствует уничтожению вредных микроорганизмов и сохранению качества и свежести продуктов. Нагревая продукты до точных температур, необходимых для пастеризации, можно уничтожать микроорганизмы, вызывающие порчу, и ферменты, которые могут привести к разложению продукта. В результате продукты имеют более длительный срок хранения, сокращается количество отходов и потребители получают высококачественные и безопасные продукты.
Постоянство и душевное спокойствие
Одним из важнейших преимуществ технологии DSI является спокойствие, которое она приносит производителям. Постоянство в отношении безопасности продуктов — это не стремление, а требование, и возможности технологии DSI по обеспечению точного контроля температуры неизменно удовлетворяют эту потребность. Предприятия пищевой промышленности могут быть уверены, что каждая партия обрабатывается с одинаковой тщательностью и точностью, что сводит к минимуму риск возникновения проблем с безопасностью и обеспечивает единообразие.
Универсальность в пищевой промышленности
Одним из выдающихся преимуществ технологии DSI является ее универсальность. Нагреватели DSI известны своей адаптивностью и гибкостью применения.
Индивидуальные процессы приготовления
Нагреватели DSI могут быть адаптированы к различным потребностям в приготовлении и обработке. Эта адаптивность позволяет производителям преуспевать в пищевой промышленности, где редко бывает достаточно универсального подхода. Производители могут использовать нагреватели DSI для приготовления продуктов в поточной линии, гарантируя, что каждая партия одинаково тщательно прогревается до совершенства. Но особое преимущество заключается в способности нагревателей DSI адаптироваться к конкретным процессам приготовления, таким как пропаривание, приготовление с погружением или нагрев в емкости.
Точность и стабильное качество
Адаптивность технологии DSI позволяет точно настраивать процессы нагрева в соответствии с требованиями каждого рецепта. Такая точность контроля температуры необходима в пищевой промышленности, где малейшие изменения могут повлиять на качество и вкус продукта. Нагреватели DSI обеспечивают точный контроль температуры, необходимый для того, чтобы каждая партия была приготовлена идеально, с минимальным правом на ошибку.
Борьба с пригоранием и накоплением загрязнений
В дополнение к гибкости и точности технология DSI позволяет решить такие распространенные проблемы, как пригорание и загрязнение. Пригорание возникает, когда пищевые ингредиенты прилипают к нагревательным поверхностям, что приводит к нежелательному подгоранию или карамелизации. Накопление остатков может ухудшить качество продукции и создать санитарные риски. Нагнетая пар непосредственно в технологические жидкости, нагреватели DSI предотвращают образование зон перегрева и пригорание, обеспечивая равномерный и тщательный нагрев продукта без риска прилипания к нагревательным поверхностям. Мгновенное смешивание и конденсация пара в технологической жидкости предотвращает образование остатков, накопление которых приводит к загрязнению. Это означает, что производители могут поддерживать неизменное качество, вкус и текстуру продукта, избегая при этом распространенных ошибок, связанных с пригоранием и загрязнением.
Решение проблем, связанных с добавлением воды
Одной из распространенных проблем, с которой сталкиваются потенциальные пользователи технологии DSI, является добавление воды в рецептуру. В нагревателях DSI используется пар, который при нагревании конденсируется обратно в воду. Однако с этой водой можно эффективно работать, используя испарительный резервуар, в котором выделяется тепло и испаряется конденсат, образуя вторичный пар при удалении избытка воды. Кроме того, конденсат можно включить в рецептуру, добавив его к имеющейся воде, которая уже указана в инструкции. Как правило, общее эмпирическое правило заключается в добавлении 1% воды на каждые 10 градусов повышения температуры, и это можно легко отрегулировать, используя формулу добавления воды. Пар, будучи стерильной водой, не изменяет вкус конечного продукта. Во многих случаях использование пара из нагревателя DSI в системах обработки улучшает качество, текстуру и вкус продукта.
Indirect heating — Непрямой нагрев, Direct heating — Прямой нагрев
Рисунок 3. Прямой и непрямой нагрев
Технология DSI зарекомендовала себя как ценный инструмент в пищевой промышленности. Универсальность, повышенная безопасность продукта и возможность точного контроля рецептуры делают ее предпочтительным выбором для предприятий пищевой промышленности, стремящихся поддерживать стабильное качество и при этом обеспечивать безопасность продукции и экономию средств.
Зак Мартин получил степень инженера-механика в Маркеттском университете в Висконсине. В настоящее время он работает инженером по прикладным задачам в компании Hydro-Thermal, где специализируется на применении технологий в пищевой промышленности и производстве напитков.
