先週、済南市の工場長が慌てふためいて午前3時に起こされた。彼の夜勤生産はすべて台無しになりました。濃厚なヨーグルトドリンクであるはずだった 12,000 リットルは、今やフレーバーミルクのように見えました。彼らは 2 年間同じ低温殺菌装置を使用し、同じ増粘剤サプライヤーを使用していましたが、突然すべてが地獄に落ちました。
何が起こったのか理解するまでに電話で5分ほどかかりました。彼らのメンテナンス担当者は、前日に温度センサーを「修理」していました。彼が実際にやったことは、コントロールパネルがすべてが完璧であることを示している間に、増粘剤を調理する温度スパイクを引き起こし、熱プロファイル全体を台無しにすることでした。
このようなことは人々が思っているよりもはるかに多く起こっています。
低温殺菌のおとぎ話
すべての食品技術学生は同じ話を学びます。低温殺菌は 72°C で 15 秒です。素敵で清潔です。ただし、実際の運用環境ではまったくのデタラメです。
製品が 15 秒間ザッピングされて立ち去ることはありません。ゆっくりと加熱され、一定の温度に保たれ、その後再び冷却されるまで、30 ～ 45 分間拷問されます。優しくやっていると思っている間に、増粘剤はゆっくりとローストされていきます。
私は長年にわたり、おそらく 200 の低温殺菌システムの中に入ってきました。どれも教科書通りに機能するものではありません。加熱には永遠に時間がかかり、保持時間は流量によって異なり、冷却にはさらに 20 分間の熱ストレスがかかります。それは 15 秒ではありません。これはサーマルマラソンです。
増粘剤に実際に何が起こるか
ヒートアップ中の緩慢な死
ほとんどの人は、損傷はピーク温度で起こると考えています。間違っている。 72℃までゆっくりと上昇する間に増粘剤が死滅し始めます。これらのポリマー鎖は、低温殺菌温度に達する前に 10 ～ 15 分間ストレスを受け続けます。
あるジュース会社では、実験室でのテストは完璧だったが、商業生産では失敗が続いていました。彼らの研究室は瞬時に 72°C まで加熱されました。彼らの生産ラインはそこに到達するまでに 14 分を要し、増粘剤分子の細断を開始するのに十分な時間を熱に与えました。
ホールドフェーズ: 度による死
たとえシステムが完璧な温度を保っていても（実際はそうではありません）、増粘剤は依然として打撃を受けています。一部の分子は壊れ、他の分子は弱くなり、時間の経過とともに損傷が蓄積します。
あるソースメーカーで働いていましたが、毎日の最初のバッチは素晴らしかったですが、シフトが続くにつれて品質は下り坂でした。同社の低温殺菌装置はシステム内に熱ストレスを蓄積し、バッチごとに増粘剤を徐々に破壊する状況を作り出していました。
クールダウン: 最後の侮辱
誰もクールダウンに注意を払いませんが、増粘剤によるダメージが永続的に残る場合がよくあります。衝撃冷却はすでに弱くなっている分子を破壊する可能性がありますが、ゆっくりと冷却すると拷問が長引くだけです。
あなたの機器はあなたに嘘をついています
プレート式熱交換器: ホットスポット地獄
これらは均一に加熱されるはずです。そうではありません。ミネラルの蓄積、不均一な流れ、摩耗したガスケットなどにより、ゲージの表示が 72°C であるにもかかわらず 90°C に達する可能性のあるホットゾーンが生じます。
ある飲料会社が、低温殺菌後の製品に塊が見つかったことがあります。プレート交換器のホットスポットが文字通り増粘剤の部分を加熱していることを理解するまでに数日かかりました。調理された部分は目に見える粒子を形成し、顧客は間違いなく満足していませんでした。
管状システム: タイミングの悪夢
管状殺菌装置は滞留時間がすべて重要ですが、滞留時間は流量、粘度、システム圧力によって変化します。 1 つのバッチには 15 秒が与えられ、次のバッチには 45 秒が与えられます。増粘剤は何が起こるかわかりません。
HTST: 高温、大きな問題
「高温短時間」はより穏やかに聞こえます - 熱くてもより速く聞こえます。ただし、急激な温度変化が増粘剤分子に、通常の低温殺菌では起こらない衝撃を与えます。
乳製品加工業者は、HTST の方が増粘剤として使いやすいと考えました。代わりに、ゲルが形成され、これまでに見たことのない奇妙なテクスチャが得られ始めました。急速な加熱により、増粘剤が間違った方法で架橋していました。
私が見た実際の災害
夏のメルトダウン
毎年7月になると、私の電話が鳴り始めます。どこでも同じ話です - 冬の間ずっとうまく機能していた増粘剤が突然機能しなくなります。周囲温度の上昇により冷却水の温度が上昇し、熱交換器の性能が低下し、低温殺菌温度が増粘剤の処理能力を超えてしまいます。
ある飲料会社は昨夏、冷却水が熱くなりすぎて9万ドルを失った。同社の低温殺菌システムは通常よりも 4°C 高温で動作し、増粘剤がそれに耐えられませんでした。何が起こっているのかを理解するのに3週間かかりました。
メンテナンスのサプライズ
機器のメンテナンスは何よりも低温殺菌を台無しにします。 Guy は、温度センサーを 3°C 異なる値を示す「同等」の部品と交換します。制御システムはより高温で動作することで補償し、突然増粘剤が調理されます。
まさにこれがクライアントに起こったとしたら。メンテナンスにより、温度センサーがわずかに異なるモデルに交換されました。同じ温度ですが、制御システムは同じ測定値を達成するために 3°C 高く動作していました。彼らの増粘剤は一晩で完璧からゴミになりました。
スケールの問題
ミネラルスケールは低温殺菌装置内にゆっくりと蓄積し、時間の経過とともに悪化するホットスポットを形成します。増粘剤の性能は徐々に低下し、いつ問題が始まったのかを把握できなくなります。
乳製品工場から、数か月にわたって増粘剤が「弱くなってきた」という理由で私に電話がありました。徐々に衰退し、追跡が困難になりました。管状システム内にスケールが蓄積するとホットスポットが発生し、増粘剤の加熱が毎週ますます悪化していることが判明しました。
臨床検査が役に立たない理由
標準的な熱テストでは、目標温度まで瞬時に加熱し、数分間保持した後、急速に冷却します。これは、ゆっくりと加熱し、保持時間を変更し、徐々に冷却する実際の低温殺菌とはまったく異なります。
私は、増粘剤がすべてのラボテストで合格したのに、生産では惨めに失敗するのを見てきました。長時間の熱加熱により、簡単なテストでは決して発見できない問題が明らかになります。
パイロットプラントのテストでも何かが欠けている。パイロット システムは通常、商用機器よりも優れた温度制御と短い滞留時間を備えています。増粘剤はパイロットではうまく機能しても、本番環境では機能しなくなる可能性があります。
誰も説明しない化学
連鎖反応によるダメージ
増粘剤を機能させる長いポリマー鎖は熱によって切断されます。低温殺菌中に、これらの鎖は少しずつ切断されます。初期の損傷はすぐには現れないかもしれませんが、増粘剤がその役割を果たせなくなるまで蓄積していきます。
これが、一部の増粘剤が低温殺菌直後は問題ないように見えても、保管中に劣化する理由です。損傷は加熱中に発生しましたが、明らかになるまでには時間がかかります。
酸素の問題
低温殺菌は通常、空気が存在した状態で行われ、増粘剤分子を攻撃するフリーラジカルが生成されます。熱と酸素は、ほとんどの増粘剤にとって問題となります。
あるメーカーでは、保存期間中に製品に異臭が発生し、厚みが失われていました。明らかな熱破壊ではなく、低温殺菌中の酸化損傷が保管中に進行し続けたものでした。
pH がすべてを悪化させる
低温殺菌温度により pH の影響が増幅されます。酸性製品は、低温殺菌温度では増粘剤に対してはるかに破壊的になります。
トマト加工業者は、自社の増粘剤が低温ではうまく機能するのに、低温殺菌中に失敗する理由を理解できませんでした。酸性 pH と熱の組み合わせは、どちらかの要因単独よりもはるかに早く増粘剤を破壊していました。
製品固有の悪夢
乳製品: タンパク質の罠
熱ストレス下ではタンパク質が増粘剤と混ざってしまう可能性があるため、乳製品は扱いが難しい。予測するのが難しい、奇妙なテクスチャと効果の低下が発生します。
ヨーグルトメーカーは、自社の増粘剤が低温殺菌中に乳タンパク質と反応し、顧客が嫌がるザラザラとした食感を生み出していることを発見しました。この問題を解決するには、タンパク質と互換性のある増粘剤に切り替える必要がありました。
ジュース: アシッドアクセラレーション
フルーツジュースは、増粘剤を迅速に破壊する方法で、低い pH と低温殺菌熱を組み合わせます。酸により、通常は安全な温度でも増粘剤が脆弱になります。
リンゴジュース加工業者は、なぜ同社の増粘剤が中性製品では機能するのに、ジュースでは機能しないのか困惑していました。低い pH と低温殺菌温度により、増粘剤の破壊に最適な条件が生まれました。
ソース: 粘度の問題
厚い製品は低温殺菌中に均一に加熱されません。加熱面近くの材料は加熱しすぎますが、中心部は冷たいままとなり、増粘剤に予期せぬストレスを与える温度勾配が生じます。
パスタソースメーカーでは、低温殺菌後にランダムな粘度が発生していました。完璧なバッチもあれば、水っぽいバッチもあります。濃厚な製品の熱伝達が不十分なため、温度変動が生じ、増粘剤の性能にランダムに影響を及ぼしていました。
お金の面
低温殺菌があなたの命を奪うとき 増粘剤、成分の置き換えが最も安価な部分です。何が問題だったのかを解明するまでの生産のダウンタイム、規格外の製品の手直しコスト、顧客からの苦情など、そこに本当のお金が費やされます。
低温殺菌で増粘剤の過剰調理が始まったときに、クライアントが 120,000 ドルを失ったとします。実際の増粘剤のコストはおそらく 400 ドルでしたが、生産の中断と顧客の問題により損害は倍増しました。
賢明なメーカーは、低温殺菌安定性の高い増粘剤に対して、より多くの前払いを払っています。価格差は通常 15 ～ 25% ですが、低温殺菌に失敗すると材料予算の 50 ～ 100 倍の費用がかかる可能性があります。
実際に何が機能するか
まずプロセスを修正する
場合によっては、答えは増粘剤を変更することではなく、低温殺菌プロセスを修正することです。温度を低くし、曝露時間を短くし、熱分布を良くすると、限界増粘剤がうまく機能します。
ジュースメーカーは、安全性を維持するために低温殺菌温度を 3°C 下げ、保持時間を延長しました。温度を下げると、品質を維持しながら安価な増粘剤を使用できるようになります。
より良い機器制御
温度の監視と制御が改善されると、他に何も変更せずに低温殺菌の問題を解決できます。より優れた制御システムへの投資は、熱による損傷を防ぐことで報われます。
適切な増粘剤を選択する
低温殺菌専用に設計された増粘剤は、汎用グレードよりもはるかに優れた熱ストレス処理を実現します。コストは高くなりますが、低温殺菌の問題のほとんどは解消されます。
なぜそれが得られるのか
青島にある私たちは、中国の食品加工産業の真っ只中にいます。私たちは低温殺菌の問題を毎日目にしているため、他のサプライヤーが見逃している洞察が得られます。
当社の技術者は、研究しただけではなく、実際に低温殺菌装置を操作してきました。問題について電話するときは、おそらくその問題を以前に見たことのある人と話していることになります。
私たちは大規模処理の経済性も理解しています。当社のお客様は、低温殺菌の信頼性が収益性に直接影響する大規模な操業を行っています。
当社の低温殺菌ソリューション
当社では、低温殺菌用途向けに特別に設計された増粘剤グレードを取り扱っています。これらはマーケティングのからくりではなく、低温殺菌の熱ストレスに対処するさまざまな分子構造で配合されています。
当社の低温殺菌安定グレードは、商用システムの長時間にわたる熱暴露下でも確実に機能します。これらは実験室の理想ではなく、現実世界の条件に合わせて設計されています。
将来の頭痛
エネルギーコストにより、より効率的な低温殺菌方法の開発が促進されています。マイクロ波加熱、オーム加熱、その他の高度な技術は、従来の増粘剤が設計されていなかったさまざまな熱パターンを生み出します。
クリーンラベルのトレンドでは天然増粘剤が求められていますが、ほとんどの天然オプションでは合成代替品のような低温殺菌熱ストレスに対処できません。私たちは、クリーンラベルの要件を満たしながら低温殺菌の安定性を提供する自然なシステムに取り組んでいます。
結論
低温殺菌は優しいものではありません。これは、強力な増粘剤にも挑戦する、長時間にわたる熱拷問です。成功とは、システム内の実際の熱条件を理解し、それに対処できる増粘剤を選択することを意味します。
成功しているメーカーは、ラボの結果や価格だけではなく、実際の低温殺菌条件下で実証済みの性能に基づいて増粘剤を選択しています。
低温殺菌増粘剤の問題がありますか?私たちはこれらの問題を何年も解決してきました。私たちのチームは現実世界の低温殺菌の課題を理解しており、生産現場で実際に機能するソリューションを見つけるお手伝いをします。
お問い合わせください。 特定の状況については、実際に何が起こっているのかを把握し、それを修正する方法をお手伝いします。
