Способ стерилизации

 

Изобретение относится к стерилизации и консервированию веществ растительного и животного происхождения, в частности продуктов питания, преимущественно жидких или пастообразных, а также воды. Способ стерилизации включает повышение давления, выдержку под давлением с насыщением продуктов газом и последующее быстрое снижение давления. Давление снижают ниже атмосферного. Во время заключительного этапа выдержки под давлением и последующего быстрого снижения давления стерилизуемые продукты нагревают до температуры не более 100°С. В качестве газа для насыщения стерилизуемых продуктов служит воздух или воздух в смеси с инертными газами. Способ позволяет повысить производительность и снизить стоимость применяемого оборудования. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к стерилизации и консервированию веществ растительного и животного происхождения, в частности продуктов питания, преимущественно жидких или пастообразных, а также воды.

Известен способ стерилизации продуктов питания, включающий повышение давления и последующее быстрое снижение давления ниже атмосферного. Осуществляется этот способ пропусканием ультразвука через стерилизуемый продукт /1/.

Недостатком такого способа является его высокая энергоемкость и, зачастую, снижение качества продуктов питания.

Известен способ стерилизации продуктов питания, включающий повышение давления, выдержку под давлением с насыщением продуктов газом, и последующее быстрое снижение давления /2/.

Недостатком этого способа стерилизации является его низкая производительность, так как стерилизуемый продукт выдерживают под давлением до четырех часов. Вариант способа, имеющий более высокую производительность, рассчитан на довольно дорогостоящее оборудование, выдерживающее давление до 35 МПа (350 кг/см²).

Техническим результатом снижения давления ниже атмосферного и нагрева стерилизуемых продуктов во время заключительного этапа выдержки под давлением и последующего быстрого снижения давления до температуры не более 100^oC является возможность: снижения давления выдержки, что снижает стоимость применяемого оборудования; и (или) снижения времени выдержки, что позволяет повысить производительность.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе стерилизации продуктов питания, включающем повышение давления, выдержку под давлением с насыщением продуктов газом, и последующее быстрое снижение давления, согласно изобретению давление снижают ниже атмосферного, а во время заключительного этапа выдержки под давлением и последующего быстрого снижения давления стерилизуемые продукты нагревают до температуры не более 100^oC. Также в качестве газа для насыщения стерилизуемых продуктов служит воздух или воздух в смеси с инертными газами. Кроме того, после цикла стерилизации делают выдержку при давлении ниже атмосферного, а также температуре, обеспечивающей интенсивное испарение, и отводят пары жидкости от стерилизуемого продукта.

Во время выдержки под давлением газ, находящийся над и в виде пузырьков внутри стерилизуемого продукта, интенсивно растворяется и проникает внутрь клетки микроорганизма. Одновременно микроорганизмы, не прекратившие своей жизнедеятельности, также выделяют различные газы, часть которых остается также внутри клетки. При последующем быстром снижении давления газы стремятся выделиться из жидкости. Однако газы, находящиеся внутри клетки, не могут быстро выделиться из нее, поэтому под оболочкой клетки давление снижается намного медленнее чем снаружи - от образовавшейся разницы давлений оболочка рвется, что и является основной причиной гибели микроорганизмов. Чем больше давление и время выдержки, тем выше концентрация газов внутри клетки. Однако, если давление снижать ниже атмосферного, то оболочка клетки может быть разорвана или при меньшем давлении, или при меньшем времени выдержки, или при одновременном уменьшении давления и времени. Если учесть, что давление можно снижать и до отрицательных значений (например, кавитационная прочность воды зачастую равна десяткам атмосфер), то понятно, что в некоторых случаях давление и время выдержки может быть существенно уменьшено. Разрыв оболочек клеток микроорганизмов также облегчается, если стерилизуемый продукт во время заключительного этапа выдержки и последующего снижения давления нагреть. Это происходит потому, что при повышении температуры газы стремятся выделиться из жидкости, что дополнительно повышает внутриклеточное давление.

Использование воздуха для насыщения протоплазмы клеток позволяет уменьшить стоимость стерилизации продуктов. Так как кислород воздуха может окислять некоторые органические вещества, то для снижения его концентрации могут использоваться смеси воздуха с инертными, по отношению к продуктам питания, газами.

Использование давления ниже атмосферного позволяет без излишнего снижения качества сочетать процесс стерилизации с процессом концентрирования стерилизуемых жидкостей, например соков. Для этого после цикла стерилизации продукты питания выдерживают при давлении ниже атмосферного, вода при этом испаряется и, если отводить ее пары, то происходит процесс концентрирования продукта.

Заявленный способ стерилизации осуществляется следующим образом. Прочный герметичный сосуд заполняют жидким или пастообразным продуктом. В сосуде повышают давление, например в нижнюю его часть подается какой-нибудь инертный газ, воздух или воздух в смеси с инертными газами. После достижения определенного давления продукт выдерживают под давлением, а затем быстро снижают его до значения ниже атмосферного. Для облегчения процесса стерилизации во время заключительного этапа выдержки и последующего снижения давления стерилизуемый продукт нагревают. Максимальная температура стерилизуемого продукта не должна превышать 100^oC, но может быть и значительно ниже. Если температура нагрева стерилизуемых продуктов составляет от 60 до 100^oC, то с целью максимального сохранения их исходного качества подвод теплоты предпочтительно производить быстро, в течение нескольких секунд. Для быстрого подогрева продуктов может быть применено оборудование, аналогичное применяемому при стерилизации жидких продуктов, например молока в тонком слое. Снижение давления ниже нуля может быть осуществлено откачкой стерилизуемого продукта насосом. Циклы стерилизации могут проводиться несколько раз.

Также как и в автоклаве стерилизации могут подвергаться продукты, герметично укупоренные в способные к деформации емкости при наличии в них газовой прослойки. Для этого емкости с продуктами помещают в герметичный сосуд и изменяют в нем давление путем подачи в него воды или сжатого воздуха. После растворения газовой прослойки температуру воды или сжатого воздуха повышают. Через стенки емкостей давление и теплота передаются укупоренным в них продуктам, и они подвергаются стерилизации описанным выше способом.

Если после цикла стерилизации из сосуда со стерилизуемым продуктом откачивать газы и пары воды вакуумным насосом, то попутно можно произвести концентрирование продукта. Температура поддерживается такой, чтобы обеспечить достаточно интенсивное испарение, не снижая питательной ценности продуктов.

Источники информации 1. Мудрецова-Висс К.А. Микробиология. М.: Экономика, 1985.

2. Патент ФРГ DE-PS 3734025 C2.

Формула изобретения

1. Способ стерилизации продуктов питания, включающий повышение давления, выдержку под давлением с насыщением продуктов газом и последующее быстрое снижение давления, отличающийся тем, что давление снижают ниже атмосферного, а во время заключительного этапа выдержки под давлением и последующего быстрого снижения давления стерилизуемые продукты нагревают до температуры не более 100^oC.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газа для насыщения стерилизуемых продуктов служит воздух или воздух в смеси с инертными газами.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после цикла стерилизации делают выдержку при давлении ниже атмосферного, а также температуре, обеспечивающей интенсивное испарение, и отводят пары жидкости от стерилизуемого продукта.