Matsterilisering handler ikke bare om å varme opp et produkt til en viss temperatur. For matvarer med høy viskositet er den virkelige utfordringen om varmen effektivt kan trenge inn i produktet og sikre at hver del når den nødvendige steriliseringstilstanden. Selv om utstyrstemperaturen når den innstilte verdien, kan dårlig varmeoverføring inne i produktet fortsatt påvirke det endelige steriliseringsresultatet. I de senere år, med den raske veksten av produkter som ferdige måltider, sauser, våtfôr til kjæledyr, fuglerededrikker og fruktpuréer, har matvarer med høy viskositet blitt stadig mer vanlige i næringsmiddelindustrien. Sammenlignet med vanlige drikkevarer eller væsker med lav viskositet er disse produktene vanskeligere å sterilisere på grunn av langsommere varmegjennomtrengning og ujevn temperaturfordeling. Dette stiller høyere krav til både prosessdesign og steriliseringsutstyr.

Hvorfor er det vanskeligere å sterilisere matvarer med høy viskositet?

Under termisk prosessering overføres varme hovedsakelig gjennom to metoder: konveksjon og konduksjon. For produkter med lav viskositet som juice og melk skaper væskebevegelse naturlig sirkulasjon under oppvarming. Dette bidrar til å fordele varmen raskere og jevnere i hele produktet. Høyviskositetsmatvarer har imidlertid dårlig væskebevegelse. Intern konveksjon er begrenset, noe som betyr at varmen må bevege seg sakte fra utsiden mot sentrum gjennom konduksjon. Jo tykkere produktet er og jo høyere faststoffinnhold, desto tydeligere blir denne effekten. Som et resultat, under de samme steriliseringsforholdene, kan det ytre området av et høyviskositetsprodukt allerede nå måltemperaturen, mens sentrum forblir på en mye lavere temperatur. Denne forskjellen i temperaturfordeling er hovedårsaken til at høyviskositetsmatvarer er mer utfordrende å sterilisere.

Det kalde punktet er det viktigste området å overvåke

Under sterilisering av matvarer er et nøkkelbegrepkaldt stedKaldpunktet refererer til området inne i produktet som varmes opp sakte og trenger mest tid for å nå det nødvendige steriliseringsnivået. I matvarer med høy viskositet er dette punktet vanligvis plassert nær midten av pakken eller den tykkeste delen av produktet. Om et produkt oppnår kommersiell sterilitet bestemmes ikke av den høyeste temperaturen som vises på utstyret. I stedet avhenger det av om kaldtpunktet får tilstrekkelig varmebehandling. Hvis kaldtpunktet ikke oppfyller de nødvendige prosesseringsbetingelsene, kan produktet fortsatt utsettes for potensielle mikrobielle risikoer. Derfor fokuserer matprodusenter mer på hvor lang tid det tar for varmen å nå kaldtpunktet når de utvikler steriliseringsprosesser, enn bare å øke prosesseringstemperaturen.

Høyere temperatur er ikke alltid den beste løsningen

I produksjonen prøver noen produsenter å løse problemer med langsom oppvarming ved å øke steriliseringstemperaturen eller forlenge holdetiden. Selv om denne tilnærmingen øker varmetilførselen, kan den også skape nye utfordringer. Overdreven varmebehandling kan føre til at sausprodukter blir mørkere, redusere den friske smaken av fruktpuréer eller påvirke teksturen til fugleredeprodukter, kjøttprodukter og kjæledyrfôr. For premium matvarer øker overbehandling ikke bare energiforbruket, men kan også redusere produktkvaliteten. Derfor beveger moderne matsterilisering seg mot ...presis prosesskontrollMålet er å oppnå krav til mattrygghet samtidig som unødvendig varmeskade minimeres og produktets opprinnelige egenskaper bevares.

Hvordan kan varmeinntrengningseffektiviteten forbedres?

Forbedring av varmepenetrasjon krever en omfattende tilnærming som involverer produktet, prosessen og utstyret. For det første må produsenter utføre varmepenetrasjonstester basert på produktformulering, viskositet, pakkestørrelse og fyllingsvolum. Ved å identifisere det faktiske kalde punktet inne i produktet, kan de etablere passende steriliseringstemperatur- og tidsparametere. For det andre krever forskjellige emballasjeformater forskjellige steriliseringsløsninger. Fleksible poser, glassflasker, metallbokser og plastbrett har alle forskjellige varmeoverførings- og trykkmotstandsegenskaper. Derfor kan ikke steriliseringsparametere brukes universelt på tvers av alle emballasjetyper. Til slutt spiller også varmeoverføringsmetoden til steriliseringsutstyret en viktig rolle. Vanndyppede retorter, vannsprayretorter og roterende retorter har hver sine fordeler avhengig av produktkravene. For noen høyviskøse matvarer kan roterende sterilisering bidra til å forbedre varmevekslingen ved å rotere produktene forsiktig under behandlingen. Samtidig bidrar stabil varmtvannssirkulasjon og nøyaktig temperatur- og trykkkontroll til å redusere temperaturforskjeller mellom produkter og forbedre batchkonsistensen.

Varmeinntrengning bestemmer produktkvaliteten

For matvarer med høy viskositet er den største utfordringen med sterilisering ikke hvor høy utstyrstemperaturen kan nå, men om varmen kan trenge jevnt og konsistent inn i produktet. Først når det kalde punktet når den nødvendige prosesseringstilstanden, kan sikker sterilisering oppnås. Samtidig bidrar det til å opprettholde produktets farge, smak og tekstur ved å unngå overdreven oppvarming. Med den fortsatte veksten av ferdigmat, kjæledyrfôr og premiummatvarer, flytter produsentene fokuset fra å bare «oppnå sterilisering» til å «oppnå presisjonssterilisering». Å forbedre varmepenetreringseffektiviteten, redusere temperaturforskjeller og optimalisere termiske prosesseringsmetoder vil bli stadig viktigere for matvareselskaper som ønsker å forbedre produktkvaliteten og produksjonseffektiviteten.