การฆ่าเชื้ออาหารไม่ได้เป็นเพียงแค่การให้ความร้อนแก่ผลิตภัณฑ์จนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น สำหรับอาหารที่มีความหนืดสูง ความท้าทายที่แท้จริงคือความร้อนจะสามารถแทรกซึมเข้าไปในผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำให้มั่นใจได้ว่าทุกส่วนจะถึงสภาวะการฆ่าเชื้อที่ต้องการหรือไม่ แม้ว่าอุณหภูมิของอุปกรณ์จะถึงค่าที่ตั้งไว้แล้ว การถ่ายเทความร้อนที่ไม่ดีภายในผลิตภัณฑ์ก็อาจส่งผลต่อผลลัพธ์การฆ่าเชื้อขั้นสุดท้ายได้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น อาหารพร้อมรับประทาน ซอส อาหารเปียกสำหรับสัตว์เลี้ยง เครื่องดื่มรังนก และน้ำผลไม้บด อาหารที่มีความหนืดสูงจึงพบได้ทั่วไปมากขึ้นในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร เมื่อเทียบกับเครื่องดื่มทั่วไปหรือของเหลวที่มีความหนืดต่ำ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ฆ่าเชื้อได้ยากกว่าเนื่องจากการแทรกซึมของความร้อนช้ากว่าและการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งทำให้ความต้องการทั้งด้านการออกแบบกระบวนการและอุปกรณ์ฆ่าเชื้อสูงขึ้น

เหตุใดอาหารที่มีความหนืดสูงจึงฆ่าเชื้อได้ยากกว่า?

ในกระบวนการให้ความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายเทโดยหลักๆ สองวิธี คือ การพาความร้อนและการนำความร้อน สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดต่ำ เช่น น้ำผลไม้และนม การเคลื่อนที่ของของเหลวจะสร้างการไหลเวียนตามธรรมชาติในระหว่างการให้ความร้อน ซึ่งช่วยกระจายความร้อนได้รวดเร็วและสม่ำเสมอทั่วทั้งผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม อาหารที่มีความหนืดสูงมีการเคลื่อนที่ของของเหลวน้อย การพาความร้อนภายในจึงมีจำกัด หมายความว่าความร้อนต้องเคลื่อนที่จากภายนอกเข้าสู่ศูนย์กลางอย่างช้าๆ ผ่านการนำความร้อน ยิ่งผลิตภัณฑ์มีความหนาและมีปริมาณของแข็งสูงเท่าใด ผลกระทบนี้ก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้ภายใต้สภาวะการฆ่าเชื้อเดียวกัน บริเวณด้านนอกของผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูงอาจมีอุณหภูมิถึงเป้าหมายแล้ว ในขณะที่ศูนย์กลางยังคงมีอุณหภูมิต่ำกว่ามาก ความแตกต่างในการกระจายอุณหภูมินี้เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้การฆ่าเชื้ออาหารที่มีความหนืดสูงทำได้ยากกว่า

จุดที่มีอุณหภูมิต่ำที่สุดเป็นพื้นที่สำคัญที่สุดที่ต้องเฝ้าระวัง

ในกระบวนการฆ่าเชื้ออาหาร แนวคิดสำคัญประการหนึ่งคือ...จุดเย็นจุดเย็นหมายถึงบริเวณภายในผลิตภัณฑ์ที่ร้อนขึ้นช้าที่สุดและต้องใช้เวลานานที่สุดในการไปถึงระดับการฆ่าเชื้อที่ต้องการ ในอาหารที่มีความหนืดสูง จุดนี้มักจะอยู่ใกล้ศูนย์กลางของบรรจุภัณฑ์หรือส่วนที่หนาที่สุดของผลิตภัณฑ์ การที่ผลิตภัณฑ์จะผ่านการฆ่าเชื้อในเชิงพาณิชย์ได้หรือไม่นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสูงสุดที่แสดงบนอุปกรณ์ แต่ขึ้นอยู่กับว่าจุดเย็นได้รับความร้อนเพียงพอหรือไม่ หากจุดเย็นไม่ตรงตามเงื่อนไขการแปรรูปที่ต้องการ ผลิตภัณฑ์อาจยังคงมีความเสี่ยงต่อจุลินทรีย์ ดังนั้น ในการพัฒนาขั้นตอนการฆ่าเชื้อ ผู้ผลิตอาหารจึงให้ความสำคัญกับระยะเวลาที่ความร้อนจะไปถึงจุดเย็นมากกว่าการเพิ่มอุณหภูมิในการแปรรูปเพียงอย่างเดียว

อุณหภูมิที่สูงขึ้นไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุดเสมอไป

ในกระบวนการผลิต ผู้ผลิตบางรายพยายามแก้ปัญหาการให้ความร้อนช้าโดยการเพิ่มอุณหภูมิในการฆ่าเชื้อหรือยืดระยะเวลาการคงสภาพ แม้ว่าวิธีนี้จะเพิ่มปริมาณความร้อน แต่ก็อาจสร้างปัญหาใหม่ๆ ได้เช่นกัน การให้ความร้อนมากเกินไปอาจทำให้ผลิตภัณฑ์ซอสมีสีเข้มขึ้น ลดรสชาติความสดใหม่ของน้ำผลไม้บด หรือส่งผลต่อเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์รังนก ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ และอาหารสัตว์เลี้ยง สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารคุณภาพสูง การแปรรูปมากเกินไปไม่เพียงแต่เพิ่มการใช้พลังงาน แต่ยังอาจลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์อีกด้วย ดังนั้น การฆ่าเชื้ออาหารสมัยใหม่จึงมุ่งไปสู่...การควบคุมกระบวนการที่แม่นยำเป้าหมายคือการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอาหาร ในขณะเดียวกันก็ลดความเสียหายจากความร้อนที่ไม่จำเป็นให้น้อยที่สุด และรักษาคุณลักษณะดั้งเดิมของผลิตภัณฑ์ไว้

จะปรับปรุงประสิทธิภาพการแทรกซึมความร้อนได้อย่างไร?

การปรับปรุงการแทรกซึมความร้อนต้องใช้แนวทางที่ครอบคลุมซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ กระบวนการ และอุปกรณ์ ประการแรก ผู้ผลิตต้องทำการทดสอบการแทรกซึมความร้อนโดยพิจารณาจากสูตรของผลิตภัณฑ์ ความหนืด ขนาดบรรจุภัณฑ์ และปริมาณการบรรจุ โดยการระบุจุดที่เย็นที่สุดภายในผลิตภัณฑ์ พวกเขาสามารถกำหนดอุณหภูมิและเวลาในการฆ่าเชื้อที่เหมาะสมได้ ประการที่สอง รูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกันต้องการวิธีการฆ่าเชื้อที่แตกต่างกัน ถุงแบบยืดหยุ่น ขวดแก้ว กระป๋องโลหะ และถาดพลาสติก ล้วนมีลักษณะการถ่ายเทความร้อนและความต้านทานแรงดันที่แตกต่างกัน ดังนั้นพารามิเตอร์การฆ่าเชื้อจึงไม่สามารถนำไปใช้ได้กับบรรจุภัณฑ์ทุกประเภท สุดท้าย วิธีการถ่ายเทความร้อนของอุปกรณ์ฆ่าเชื้อก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เครื่องฆ่าเชื้อแบบแช่น้ำ เครื่องฆ่าเชื้อแบบพ่นน้ำ และเครื่องฆ่าเชื้อแบบหมุน ต่างก็มีข้อดีของตนเองขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ สำหรับอาหารที่มีความหนืดสูงบางชนิด การฆ่าเชื้อแบบหมุนสามารถช่วยปรับปรุงการแลกเปลี่ยนความร้อนได้โดยการหมุนผลิตภัณฑ์อย่างเบาๆ ในระหว่างการแปรรูป ในขณะเดียวกัน การหมุนเวียนน้ำร้อนที่คงที่และการควบคุมอุณหภูมิและความดันที่แม่นยำจะช่วยลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างผลิตภัณฑ์และปรับปรุงความสม่ำเสมอของแต่ละล็อต

การแทรกซึมของความร้อนเป็นตัวกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์

สำหรับอาหารที่มีความหนืดสูง ความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการฆ่าเชื้อไม่ได้อยู่ที่ว่าอุปกรณ์จะทำความร้อนได้สูงแค่ไหน แต่เป็นการที่ความร้อนสามารถแทรกซึมเข้าไปในผลิตภัณฑ์ได้อย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่องหรือไม่ การฆ่าเชื้อที่ปลอดภัยจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อจุดเย็นมีอุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการเท่านั้น ในขณะเดียวกัน การหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปจะช่วยรักษาสี รสชาติ และเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์ไว้ได้ ด้วยการเติบโตอย่างต่อเนื่องของอาหารพร้อมรับประทาน อาหารสัตว์เลี้ยง และผลิตภัณฑ์อาหารระดับพรีเมียม ผู้ผลิตจึงเปลี่ยนจุดสนใจจากการ “ฆ่าเชื้อให้ได้” ไปสู่ ​​“การฆ่าเชื้ออย่างแม่นยำ” การปรับปรุงประสิทธิภาพการแทรกซึมของความร้อน การลดความแตกต่างของอุณหภูมิ และการเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการแปรรูปด้วยความร้อน จะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับบริษัทอาหารที่ต้องการปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการผลิต