Новый комплекс эффективно уничтожает патогенные микроорганизмы, при этом сохраняя вкус и полезные свойства молока. Наиболее эффективная пастеризация необходима для поставок молока в дальние регионы страны, например Арктику для обеспечения живущих там людей биологически безопасными продуктами, а также для производства в нашей стране высококачественных сыров.

Традиционно пастеризацию проводят для обеззараживания продуктов и продления их срока годности. Множество методов пастеризации молока объединяет то, что в процессе происходит нагрев и уничтожение болезнетворных микроорганизмов. Пастеризация не защищает полностью от микробов и вредных бактерий — избавляясь от одних, другие (споры) она лишь делает менее активными. Процесс проходит как при 65 °С (c выдержкой до 30 минут), так и при 90 °С (с выдержкой от 7 до 40 секунд), по этому критерию разделяют низкотемпературную и высокотемпературную пастеризацию.

Важно учитывать, что чем сильнее нагрев и чем дольше выдержка, тем выше вероятность разрушения белков в молоке, что влияет на органолептические свойства (вкус, цвет, запах и другие) и делает молоко менее полезным. Особенно сильно это проявляется при ультрапастеризации, предполагающей нагрев до 130 °С – в таких условиях большая часть белков разрушается. Из такого молока невозможно произвести высококачественные сыры и полезное детское питание.

В классических методах пастеризации поток молока или большая емкость обеззараживаются с помощью различных типов нагревательных элементов. Инновационные методы предполагают воздействие разных типов излучения для нагрева молока, например, ультрафиолетовых или СВЧ-волн. Именно СВЧ-излучение используют инженеры из Таганрога. 

Комплекс для инновационной СВЧ-пастеризации предполагает нагрев молока до 65 °С и следующий за этим кратковременный скачок до 75 °С за 0,15 секунды. После температурного скачка сразу идет резкое охлаждение. В таких условиях не разрушается молочный сахар (лактоза), а также сохраняют свои свойства минеральные вещества (например, кальций), витамины и ценные ферменты.

Инновация заключается в использовании новых программных режимов пастеризации, которые позволяют оптимизировать нужные температурные режимы и не допустить неравномерного, слишком долгого или сильного нагрева. Все методы пастеризации опасны перегревом или передержкой молока во время процесса – этого инженеры стараются избежать. 

«Даже в обычной микроволновке можно просто нагреть молоко и убить бактерии. Но в этом случае происходит либо перегрев, либо неверная выдержка молока. Именно подбор специальных режимов управления длительности и мощности нагрева обеспечивает нужный температурный профиль пастеризации молока. Общая температура не поднимается выше 75 °С и то, только на доли секунды», – сообщил Андрей Ковалев, руководитель Инжинирингового центра НКБ «МИУС» ЮФУ.

В новой установке пастеризация происходит следующим образом: молоко, предварительно нагретое, попадает через стеклянные трубки в СВЧ-камеру с магнетроном, который облучает поток для обеспечения мгновенного температурного скачка. В этот момент и происходит пастеризация. Далее поток молока резко охлаждают. 

СВЧ-излучение осуществляется в герметичной металлической камере и поэтому в окружающее пространство оно не попадает, и никак не влияет на организмы находящихся рядом с установкой людей (например, оператора комплекса).

Актуален метод СВЧ-пастеризации для обработки молока, из которого потом будут делать сыр. Для его производства важны лактобактерии и другие полезные микроорганизмы, содержащиеся в молоке. Ультрапастеризованное молоко не используется для приготовления сыра, будь то в производственных, или даже в домашних условиях. 

В Арктике при отсутствии фермерских хозяйств необходима доставка продуктов хорошего качества “с материка”. Классическая пастеризация не дает таких результатов – патогенные микроорганизмы могут быть уничтожены не полностью, и тогда молоко в пути испортится. Изменения органолептических свойств должны быть минимальны – это и есть идеальная пастеризация: отсутствие болезнетворных микроорганизмов при сохранении вкуса и пользы натурального молока. 

Свойства молока, пастеризованного с помощью СВЧ, превосходят свойства молока, пастеризованного классическим методом. Будет ли внедрена установка повсеместно, если свойства молока превосходят обычную пастеризацию – зависит от экономических причин, в том числе ее более дорогой стоимости. Это скажется на итоговой цене продукции. 

«Установка находится на стадии разработки, мы завершаем конструкторскую документацию и переходим к изготовлению макета. К концу 2021 года планируем сделать первый опытный образец», – заключил руководитель Инжинирингового центра НКБ «МИУС» ЮФУ Андрей Ковалев.