Асептические резервуарные системы в пищевой промышленности для обработки жидких пищевых продуктов

В производстве жидких пищевых продуктов производители обычно размещают систему асептических резервуаров между установкой ультравысокотемпературной обработки (УВТ) и асептической разливочной машиной. Производители продуктов питания широко используют такую конфигурацию для молочных продуктов, соков, чая и напитков на растительной основе. Эти линии основаны на обработке при сверхвысоких температурах (УВТ) и асептической упаковке.

Асептический резервуар выполняет функцию стерильного буферного резервуара. Он стабилизирует поток продукта между нагревом и розливом, уменьшает количество отходов и поддерживает стерильность продукта до окончательной упаковки. Эта роль важна на современных предприятиях по производству жидких пищевых продуктов, где важны как безопасность продукта, так и стабильность производства.

Отправьте нам электронное письмо

Что такое асептическая резервуарная система?

Система асептических резервуаров устанавливается после установки ультравысокотемпературной обработки и перед асептической разливочной машиной. Она не просто удерживает продукт в течение короткого времени. Она обеспечивает стабильную стерильную точку хранения на линии и способствует более плавной работе всего процесса.

После обработки методом ультравысокотемпературной обработки продукт уже стерилен. Однако перед окончательной упаковкой ему все еще необходима защита от внешних микробов. Потеря стерильности на этом этапе значительно снижает ценность процесса. Именно поэтому система асептических резервуаров является такой важной частью производственной линии.

Это создает замкнутое и контролируемое пространство между этапами термообработки и упаковки. Это пространство помогает сохранить продукт в целости и сохранности до момента розлива.

В реальных производственных условиях обработка и розлив в условиях ультравысокотемпературной обработки (УВТ) не всегда происходят с одинаковой скоростью. Розливочная машина может ненадолго остановиться, а поток продукта может измениться. Операторы также могут менять размеры упаковки или сталкиваться с короткими остановками. Асептический резервуар поглощает эти изменения и помогает линии работать бесперебойно.

Эта система идеально подходит для жидких пищевых продуктов, требующих строгой гигиены и стабильного качества. Примеры включают ультрапастеризованное молоко, соки с мякотью, шоколадные напитки и напитки на основе растительного белка. Некоторые производители сравнивают ее с гигиеническими системами хранения, используемыми в линиях пастеризации молока. Однако настоящая асептическая резервуарная система необходима для линий, которые должны поддерживать стерильность после ультрапастеризации.

Основные функции асептической резервуарной системы

Одна из его главных задач — балансировка производительности между секцией ультрапастеризации и разливочной машиной. В ежедневном производстве эти две части линии часто работают с разной скоростью. Асептический резервуар соединяет их и сокращает количество ненужных остановок.

Это также помогает сократить потери продукции. Без стерильного буферного резервуара даже кратковременная остановка розлива вынуждает операторов выбрасывать термообработанную продукцию. С резервуаром линия может безопасно хранить продукцию в течение определенного времени, обеспечивая большую гибкость производства.

Это особенно важно на линиях асептической упаковки, где продукт должен оставаться стерильным от установки ультравысокотемпературной обработки до упаковки. Система обеспечивает стерильность продукта во время хранения и транспортировки. Она основана на полированной внутренней поверхности резервуара, асептических клапанах, паровых барьерах, стерильном воздухе и автоматизированном управлении.

Основные компоненты стандартной асептической резервуарной системы

Стандартная система асептических резервуаров обычно включает в себя несколько ключевых элементов. Каждый из них помогает поддерживать чистоту, стерильность и надежность линии.

1. Асептический резервуар

Производители обычно изготавливают резервуары из санитарной нержавеющей стали 316L. Внутреннюю поверхность полируют до очень высокого уровня, часто Ra ≤ 0,4 мкм. Такая гладкая поверхность уменьшает скопление продукта, облегчает очистку и снижает риск образования скрытых отложений.

Резервуар также должен выдерживать сложные условия эксплуатации. Во время SIP (перфорации на месте) горячий пар создает высокую температуру и давление внутри резервуара. Во время охлаждения в резервуаре могут возникать вакуумные условия. Поэтому резервуар должен быть прочным, иметь высококачественную сварку и гигиеничную конструкцию, исключающую ненужные «мертвые зоны».

Многие системы также включают в себя внешний кожух. Кожух помогает удерживать тепло, охлаждать или регулировать температуру. Изоляция и внешний кожух из нержавеющей стали помогают поддерживать систему в стабильном состоянии и чистоте.

2. Асептическая клапанная система и трубопроводы.

Клапанный блок контролирует поток продукта, переключение режимов CIP, маршрутизацию SIP и изоляцию от внешней среды. Это одна из важнейших частей системы. Система использует несколько клапанов для защиты стерильной зоны в критических точках. К ним относятся асептические диафрагменные клапаны, клапаны с паронепроницаемыми барьерами и сильфонные клапаны. Эти типы клапанов помогают предотвратить проникновение внешних микробов через штоки, уплотнения или другие чувствительные участки.

Инженеры проектируют трубопроводы с учетом правильных уклонов, коротких тупиковых участков и высококачественной сварки. Это обеспечивает надежную очистку и стерилизацию паром. В асептической линии трубопроводы выполняют не только функцию перемещения продукта, но и помогают защитить стерильную зону.

3. Система подачи стерильного воздуха или газа

По мере заполнения или опорожнения резервуара давление внутри него изменяется. Контроль давления также важен во время ожидания. Без подачи чистого газа в резервуар может попасть наружный воздух, нарушив стерильность.

Для предотвращения этого система использует систему стерильного воздуха или газа. Она фильтрует сжатый воздух или азот в несколько этапов. На заключительном этапе используется фильтр стерилизующего класса с размером пор 0,22 микрона.

Затем система подает чистый газ в резервуар для поддержания стабильного избыточного давления. Эта защита крайне важна в линиях асептической упаковки. Она обеспечивает безопасность продукта во время работы и в периоды ожидания.

4. Система перемешивания

Некоторые жидкие пищевые продукты оседают, расслаиваются или образуют слои во время хранения. Это часто происходит с соками с мякотью, шоколадными напитками и некоторыми напитками на растительной основе. В таких случаях асептический резервуар может быть оснащен системой перемешивания для обеспечения равномерного смешивания продукта.

В качестве стандартных опций обычно используется асептический магнитный мешатель, устанавливаемый снизу. Пользователи также могут выбрать мешалки с верхним или боковым входом и механическими уплотнениями, защищенными от пара. Такие конструкции помогают поддерживать однородность продукта, сохраняя при этом стерильность внутри резервуара.

5. Системы CIP и SIP

Тщательная очистка и правильная обработка паром необходимы для стабильной и долговременной работы. Система CIP очищает внутренние поверхности резервуара, труб, клапанов и связанных с ними деталей после производства. Обычно в ней используются щелочи, кислоты, горячая вода или другие чистящие жидкости. На верхней части резервуара часто устанавливаются гигиенические распылительные головки или вращающиеся форсунки, позволяющие покрывать чистящей жидкостью все ключевые участки.

Система SIP подготавливает линию перед началом производства. Она подает чистый промышленный пар через резервуар, фильтры, трубы и клапаны, обеспечивая стерильность всей системы. Во многих системах SIP работает при температуре от 121°C до 130°C и выше, в зависимости от конструкции процесса. Линия начинает производство только после достижения требуемой температуры, давления и времени выдержки.

6. Защитные устройства

В процессе обработки паром и охлаждения в асептическом резервуаре происходят значительные перепады давления и температуры. Поэтому система нуждается в надежной защите.

Стандартная конфигурация часто включает в себя санитарные предохранительные клапаны, разрывные мембраны и систему защиты от избыточного давления. Эти устройства защищают сосуд в случае слишком сильного повышения давления.

В процессе охлаждения резервуар также может подвергаться воздействию вакуума. Специальный стерильный антивакуумный клапан защищает сосуд от сильного внутреннего давления. Такая конструкция предотвращает деформацию и повреждение конструкции.

7. Датчики и система автоматического управления

Современные асептические резервуарные системы зависят от точных датчиков и надежного автоматического управления. Большинство систем включают датчики температуры, датчики давления и устройства контроля уровня.

Во многих асептических линиях инженеры избегают контактных датчиков уровня, поскольку они могут повышать риск внутри стерильной зоны. Вместо этого они часто устанавливают весь резервуар на тензодатчики. Этот метод позволяет системе точно измерять вес продукта и уровень жидкости без прямого контакта с продуктом.

Система управления контролирует процессы CIP, SIP, режим стерильного ожидания, регулирование избыточного давления, перекачку продукта, сигналы тревоги и блокировки безопасности. Технологические параметры, такие как температура, давление или состояние фильтров, должны оставаться в безопасных пределах. В противном случае система управления активирует сигнал тревоги и останавливает процесс.

Как работает система асептических резервуаров

В процессе производства продукт сначала проходит через систему ультравысокотемпературной обработки (УВТ). После обработки при сверхвысокой температуре он по стерильным трубопроводам перемещается в асептическую емкость. До этого этапа емкость уже прошла цикл стерилизации и готова к стерильной эксплуатации.

Внутри резервуара продукт находится под стерильным избыточным давлением до тех пор, пока он не понадобится разливочной машине. Если скорость асептического разливочного устройства замедляется или кратковременно останавливается, резервуар все равно может принимать продукт из секции УВТ. Если поток УВТ изменяется, резервуар может подавать продукт к разливочной машине с более стабильной скоростью.

Этот принцип работы особенно полезен для ультрапастеризованного молока, ароматизированных молочных напитков, фруктовых соков, чайных напитков и напитков на растительной основе. Для этих продуктов часто требуется стабильный гигиенический контроль, бережное обращение и надежная буферизация перед асептической упаковкой.

Почему система асептических резервуаров важна

Грамотно спроектированная система асептических резервуаров улучшает срок хранения, стабильность вкуса и безопасность продукта. Она также повышает общую эффективность производственной линии по выпуску напитков. Это особенно актуально для производителей ультрапастеризованного молока и других напитков длительного хранения для асептической упаковки.

Стандартные линии по производству пастеризованного молока обычно используют охлажденные резервуары и различные системы гигиенического контроля. Однако асептическая резервуарная система является наилучшим выбором для обеспечения полной стерильности. Она безопасно соединяет обработку при сверхвысоких температурах с асептическим розливом. Именно здесь система демонстрирует свои лучшие качества.

Готовы создать свою систему асептических резервуаров?

Каждый элемент асептической резервуарной системы выполняет три основные функции: очистка системы, стерилизация и поддержание надежного стерильного барьера в процессе производства. Резервуар — это не просто дополнительный блок между системой УВТ-стерилизации и разливочной машиной. Он играет центральную роль в защите качества продукции на всем пути до конечной упаковки.

Система асептических резервуаров соединяет обработку при сверхвысоких температурах с асептической упаковкой. Это создает стабильный и стерильный буфер перед розливом. Такая конструкция особенно полезна для молока ультрапастеризованного типа, молочных напитков, фруктовых соков и напитков на растительной основе. Эти продукты требуют строгого гигиенического контроля и стабильного розлива.

Для производителей, создающих высококачественную линию по производству жидких пищевых продуктов, выбор правильной асептической системы резервуаров является важным шагом. Правильная система улучшает гигиену, стабильность линии и однородность продукта. Она идеально подходит для молочных продуктов, соков, напитков на основе растительного белка и других жидких пищевых продуктов.