Су, шырын, газдалған сусындар мен спиртті ішімдіктер үшін сусын толтыру машиналары: Көптеген нұсқалар

Сусындарды толтыру машиналарының негізгі сұйық қасиеттерін шешуі қалай жүзеге асады

Тұтқырлық, CO₂ қысымы, термиялық сезімталдық және оттегіге реакциялаушылық — маңызды таңдау критерийлері

Сұйықтықты толтыратын машина таңдаған кезде, өнім сапасын сақтау және бұзылуын болдырмау үшін қарастырылатын төрт негізгі сұйық қасиеті бар. Сұйықтың қойылығы осы жерде үлкен рөл атқарады. Гравитациялық жүйелер су сияқты жіңішке сұйықтар үшін жақсы жұмыс істейді, ал шырын немесе смузи сияқты қойырақ сұйықтармен жұмыс істеген кезде поршенді машиналар әдетте жақсырық жұмыс істейді. Көбікті сусындар мүлдем басқа бір қиындық туғызады. Бұларды толтыру үшін артық көбік түзу мен көмірқышқылдылық деңгейінің 20%-дан аса төмендеуін болдырмау үшін арнайы қарсы қысымды толтыру әдістері қажет. Жылуға сезімтал өнімдерге, мысалы, таза жеміс шырынына, өндірушілер әдетте FDA бағыт-көрсеткіштеріне сәйкес 21 CFR §113 бойынша 85–95 °C аралығындағы ыстық толтыру процестерін қолданады немесе орнына салқын асептикалық әдістерді таңдайды. Қолданыстағы пиво мен басқа да оттегіге сезімтал сусындар оттегінің тұтынуын қатал бақылауды талап етеді; оның деңгейі әдетте инертті газбен басып шығару процестері арқылы миллионнан 0,5 бөліктен төменде ұсталады. Бұл маңызды факторлардың кез келгенін ескермеген кәсіпорындар жиі толтыру деңгейлерінің тұрақсыздығына, уақыт өте келе дәмінің бұзылуына, сақтау мерзімінің қысқаруына және соңында өзінің нақты қажеттіліктеріне сай келмейтін жабдықтарды пайдаланған кезде 7%–12% аралығындағы қалдық көрсеткіштерінің жоғарылауына ұшырайды.

Неге универсалды сусын толтыру машиналары сәтсіз аяқталады: ISO 22000 және FDA 21 CFR аудиттеріндегі дәлелдер

Ең соңғы ISO 22000 және FDA 21 CFR аудиттері осы аталған универсалды сусын толтырғыш машиналарында ауыр мәселелерді ашты. Бұл машиналар әртүрлі сұйықтарға ауысқан кезде олар қауіпсіздік талаптарына толық сай келмейді. Көпіршікті ішімдіктердегі CO₂-нің шамамен 30%-ы қысымдық тығыздағыштардың сапасы төмен болғандықтан жоғалады. Шырын өңдеу — басқа да ауыр мәселе: өндіріс кезінде температураның дұрыс реттелмеуі салдарынан шамамен сегізден бір партия микробтармен ластанады. Аудит нәтижелерін талдағанда картина тағы да нашарлайды. Бұл машиналар вязистігі әртүрлі сұйықтарды толтырған кезде шамамен 40% уақытта толтыру салмағы бойынша стандарттарға сай келмейді, бұл FDA-ның дұрыс этикеткалау талаптарын бұзады. Сыртқы оттегіге сезімтал өнімдерге, мысалы, пиво мен шарапқа қатысты мәселелер тағы да ауырлайды. Стандартты машиналарда диафрагмалық клапандар арқылы сіңіру орын алғандықтан, өнімдердің бұзылуына әкеледі. Барлық осы ақаулар өнімдердің қайтарылуына жиі әкеледі. FDA бұл универсалды машиналар қолданылған жағдайлардың шамамен төрттен бірінде ескерту хаттарын жіберді; бұл хаттарда нақты қиылысу арқылы ластану қаупі көрсетілді. Осы кезде компаниялар реттеуші нормаларға сай болғысы келсе, барлық өнімдерді бір ғана жүйеге мәжбүрлеп өңдеуге тырысуға қарағанда, мамандандырылған жабдықтарды қолдану әлдеқайда тиімді екендігі анық болып тұр.

Су құю машиналары: Жоғары жылдамдықты, төмен күрделілікті дәлдік

Көмірқышқылсыз, төмен тұтқырлықты сусындар үшін оптимизацияланған ауырлық күші мен асу арқылы толтыру технологиялары

Су құйылатын зауыттар негізінен гравитациялық және асып төгілетін толтыру жүйелеріне сүйенеді, себебі олар механикалық тұрғыдан қарапайым және сұйық, ағымды сұйықтармен өте жақсы жұмыс істейді. Негізгі идея өте түсінікті: бұл машиналар жұмыс істеу үшін ауа қысымына сүйенеді. Төртбұрыштың ашылуымен өнім шығады, содан кейін сұйық сенсорлық түтікке жеткенше құйылады, ал содан кейін барлығы дер кезінде тоқтатылады. Мұндай жағдайда күрделі сорғылар немесе қиын қысымды реттеулер қажет емес. Бұл орнату өндіріс сызығына сағатына 24 мыңнан астам шыны айтарлықтай дәлдікпен — шамамен ±0,5% ауытқу шегінде — шыныларды толтыруға мүмкіндік береді. Осындай дәлдікке қол жеткізу өте маңызды, өйткені кіші қателік тез үлкейіп кетеді. «Food Engineering» журналының соңғы зерттеуінің көрсетуінше, тек 1% қателік деңгейі бір өндіріс сызығы үшін жылына шамамен $40 мыңға тұрады. Асып төгілетін жүйелердің тағы бір артықшылығы — олар әртүрлі биіктіктегі шынылармен жұмыс істегенде тұрақты реттеулерді қажет етпейді, бұл қазіргі кезде кең таралған жеңіл ПЭТ шынылары үшін өте ыңғайлы. Сонымен қатар, бұл машиналардың көпшілігі ішкі бөліктерінде асептикалық талаптарға сай болу үшін асқабақтан жасалған, сондықтан олар кәдімгі сусындар үшін қажетті санитариялық стандарттарға сай келеді және жалпы алғанда тазарту мен техникалық қызмет көрсету қажеттілігі төмен.

Шырын және ыстық толтыру арқылы сусындарды толтыратын машиналар: Қауіпсіздік, тұрақтылық және сақтау мерзімі арасындағы компромисс

Ыстық толтыру протоколдары (85–95 °C) және FDA 21 CFR §113 бойынша микробиологиялық растау

Суық толтыруға арналған сусын толтыру машиналары әдетте ыдыстарға толтырудың алдында шырынды 85–95 градус Цельсий температурасында пастеризациялайды. Қыздыру процесі Эшерихия коли (E. coli) және сальмонелла сияқты зиянды бактерияларды тиімді түрде өлтіреді, бұл FDA 21 CFR §113 нормативтік қағидасында көрсетілген стандарттарға сәйкес келеді. Толтыру операциясының өзі кезінде ыдыстар мен олардың жабықтары бір уақытта стерилизацияланады, сондықтан өнімдер химиялық консерванттар қоспай-ақ 12 айға дейін тазалығын сақтай алады. Бұл жүйелердің дұрыс жұмыс істеуін растау үшін өндірушілер микробиологиялық қиындықтық зерттеулерін өткізеді — бұл зиянды микроорганизмдердің кемінде 5 логарифмдік (5 log) азаюын растайды, өнімнің суық нүктелері бойынша температураның таралуын карталау және вакуумдық жағдайларға ұшыраған кезде жабықтардың герметикалығын тексереді. Егер жүйе өңдеу кезінде температураның ±2 градус Цельсийдан асып кететін тербелістерін анықтаса, ол автоматты түрде тоқтайды, өйткені толық емес пастеризация сапа мәселелеріне әкелуі мүмкін. Қазіргі заманғы жабдықтар өндірістік сызықтарға қазір кеңінен енгізілген алға қойылған циркуляциялық жылу алмастырғыш технологиясы арқасында 90 градус Цельсийде жұмыс істеген кезде толтыру деңгейінің ауытқуын 0,1 пайыздан төмен ұстай алады.

Суық асептикалық толтыру мен ыстық толтыру: Қоректік заттарға сезімтал шырындар үшін заманауи сусын толтыру машиналарының мүмкіндіктерін бағалау

Суық асептикалық толтыру жылуға сезімтал қоректік заттарды сақтайды, бірақ ортаға қойылатын талаптарды қатаңырақ етеді. Ыстық толтыру жүйелерінен айырмашылығы, ол HEPA-сүзгіден өткен ISO 5 таза бөлмелерді (<1 КОЕ/м³ ауа), сутегі пероксиді немесе сәулелендіру арқылы алдын ала стерилизацияланған ыдыстарды және жеке туннельді пастеризация жабдығын талап етеді.

Ацерола немесе асаи сияқты сезімтал шырындар үшін суық толтыру қоректік заттардың 15–30% деградациясын болдырмауға көмектеседі. Алайда, жоғары қышқылды шырындар (pH < 4,6) үшін жылуға сезімталдық маңызды емес болғандықтан, ыстық толтыру әлі де ұсынылады.

Газдалған және пиво толтыру машиналары: CO₂ бүтіндігін және оттегінің енуін бақылау

Изобаралық (қарсы қысымды) толтыру механикасы және нақты уақытта CO₂ шығынын азайту

Изобаралық толтыру технологиясы сұйықтың шынымен қозғала бастамас бұрын ыдыстың ішіндегі қысымды сусынның ішіндегі қысыммен дәл келтіру арқылы CO₂ жоғалуына қарсы іс-әрекет етеді. Бұл дұрыс орындалған жағдайда толтыру процесі кезінде көптеген көбік тәрізді газ көпіршіктерінің шығуын тоқтатады. Сенің үшін маңызды: CO₂-дің 10%-ын ғана жоғалтсаң да, көбіктелген сусындардың дәмі мен құрамы өте айқын өзгереді. Қазіргі кезде көптеген заманауи толтыру жабдықтары қысымды бақылайтын сенсорлар мен газ ағысын қажет болған кезде реттейтін PLC басқарылатын клапандармен жабдықталған, олар қысымды шамамен 0,1 бар ауқымында тұрақты ұстайды. Бұл барлығы нені білдіреді? Жауабы: өндірушілер ескі әдістерден жаңа технологияға ауысқан кезде CO₂ шығынын 18%-дан 22%-ға дейін қысқартқанын хабарлайды. Сонымен қатар, олар минутына 300-ден астам шыны немесе пластик ыдыс толтыра алады және барлық жерде көбік тәрізді ластанудың болмауын қамтамасыз етеді. Тағы бір ақылды шешім — толтыру процесін тығыздау процесімен синхрондау, бұл құнды көбіктелуді (газдануын) тұтынушыға өндірістік қоймадан бастап стаканына дейін тұрақты түрде жеткізу үшін қажетті газды ұстап тұруға көмектеседі.

Спирт және крафт пиво үшін <0,5 ppm O₂ тұтылуы бар санитарлық-маңызды поршеньді және роторлы жүйелер

Оттеге сезімтал сусындар, әсіресе пиво сияқты өнімдер, оттегінің 0,5 миллионнан бір бөлігінен (ppm) төмен деңгейде енуін қамтамасыз ететін толтыру жабдығын қажет етеді. Бұл деңгейде тотығу процесі дәмдік сипаттамаларына айтарлықтай әсер ете бастайды және уақыт өте келе өнімнің тұрақсыздануына әкеледі. Бұл қолданыстағы жағдай үшін поршенді толтырғыштар ерекше жақсы жұмыс істейді, себебі олар тығыз орнатылымдар жасайды және процеске инертті газдарды қолданады. Айналмалы жүйелер де өте тиімді, әсіресе жылдамдық маңызды болған кезде, себебі олар FDA талаптарына сай стандартты CIP (тазарту-жуу) протоколдары арқылы тез тазартылуы мүмкін. Көптеген заманауи орнатулар сұйықтық өтетін барлық жолда бойынша штайнс-болаттан жасалған және микробтардың енуін шынымен болдырмауға көмектесетін үш қабатты сақиналы орнатылымдарды қосады. Сонымен қатар, қазір автоматты оттегі сенсорлары да бар, олар көрсеткіштер 0,3 ppm-ден жоғары көтерілген кезде жүйенің жұмысын автоматты түрде тоқтатады. Қолданбалы пивоварлар үшін осындай бақылау олардың өнімдерінің негізгі сипаттамасын құрайтын әлсіз хоп ноталарын сақтауда айтарлықтай айырмашылық жасайды. Шарап зауыттары да осы технологиядан пайда көреді, себебі олар сірке қышқылы сияқты бұзылу проблемасынан қашығады. Сақтау шарттары мен өнімнің түріне байланысты сақталу мерзімі бір айдан екі айға дейін ұзақтығын ұзартады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Сұйықтықтардың қандай негізгі қасиеттері сусындарды толтыру машиналарына әсер етеді?

Тұтқырлық, CO₂ қысымы, термиялық сезімталдық және оттегімен әрекеттесу қабілеті — бұл толтыру машинасын таңдауға әсер ететін негізгі қасиеттер.

Универсалды толтыру машиналары неге проблемалы болады?

Универсалды толтыру машиналары көмірқышқылдылықтың жоғалуына, микробтық ластануға, толтыру салмағы бойынша нормаларға сай келмеуіне және оттегіге байланысты бұзылуға әкелуі мүмкін, бұл өнімді шығарып тастауға және сапа мәселелеріне алып келеді.

Қыздырып толтыру мен суық асептикалық толтырудың айырмашылығы неде?

Қыздырып толтыру процестері төмен құнымен ерекшеленеді, бірақ тағамдық құндылықты төмендетеді; ал суық асептикалық толтыру тағамдық құндылықты одан да көп сақтайды, бірақ бұл жоғары капиталдық инвестициялар мен қатаңырақ экологиялық бақылауды талап етеді.

Қазіргі заманғы көмірқышқылды сусындарды толтыру машиналары CO₂-ді қалай сақтайды және оттегінің ішке кіруін қалай болдырмауға тырысады?

Қазіргі заманғы машиналар көмірқышқылдылықты сақтау үшін изобарлық толтыруды қолданады, ал алғы басқарылатын жүйелер дәмнің нашарлауы мен бұзылуға әкелетін оттегінің ішке кіруін өте төмен деңгейде ұстайды.