فناوری پرکنی اسپتیک سرد

وقتی با طیف گسترده ای از فناوری های پرکن مواجهیم، فناوری پرکنی اسپتیک سرد نیازکند توجه ویژه است. چرا که طی چند سال اخیر از رشد چشمگیری برخوردار بوده است.اگر می خواهید گوشه ای از این رشد فزاینده را ببینید، کافی است نگاهی به این آمار بیاندازید:

در سال ۲۰۰۱، ۲/۴ میلیارد بطری PET به این روش پر و روانه بازار مصرف شدند ولی این رقم فقط ۵ سال بعد، یعنی در سال ۲۰۰۶ به بیش از ۱۱ میلیارد بطری رسید.این یعنی که اروپا سالانه حداقل دارای ۲۱% رشد مصرف در این حیطه می باشد. به همین پایه می توان رشد اسپتیک سرد در مناطق دیگر جهان را نیز پیش بینی کرد.
مطلب پیش رو قصد دارد تا نمایه ای کلی از تمامی این روش ها، به دور از هرنوع توجه خاص به روشی خاص و با در نظر گرفتن تمامی مسایل پیرامونی این سامانه ها را به شما ارایه دهد.

در این جا بد نیست کمی در مورد اصطلاحات مورد استفاده در این صنعت، توضیحاتی ارایه شود. واژه اسپتیک (aseptic) به معنی عدم وجود هر نوع قارچ و میکروب و میکروارگانیسم مضر در محصول می باشد ، در حالی که واژه استریل (sterile) به معنی عدم وجود هر نوع جرمی است که توانایی تکثیر در محصول را دارا باشد. دو ترکیب دیگر از واژه استریل یعنی استریل واقعی ( practically sterile) و(commercial sterility) نیز به صورت متناوب توسط تولید کنندگان محصولات غذایی مورد استفاده قرار می گیرند که آنها نیز به معنی عدم وجود هر نوع جرم فاسد در محصول می باشند. محصولاتی که دارای این واژه ها بر روی لیبل خود می باشند، به نوعی به مصرف کننده این موضوع را القا می کنند که محصول پیش رو نه تنها از هر نوع میکرو ارگانیسمی عاری است، بلکه در هیچ یک از مراحل تولید، حمل و نقل و فروش از امکان ایجاد هیچ گونه فسادی مبری است. با توجه به توضیحات مذکور، واژه های استریل و اسپتیک دارای یک معنی می باشند و محصولاتی که در این فرایندها تولید می شوند، دارای خصوصیات یکسان می باشند. یک خط اسپتیک سرد بایستی دارای معیارهای ذیل باشد:
– سیستمی کاملا استریل و پاکیزه
– محصول کاملا استریل آماده پرشدن در ظرف شدن در ظرف
– محیطی کاملا بهداشتی و عاری از هر نوع میکروب
– ظروفی که پیشتر در محیطی مجزا به صورت کامل گندزدایی و استریل شده باشند
– محیطی که هر نوع آلودگی آینده را نیز به حداقل برساند

یکی از تفاوت های اسپتیک سرد با Hot fill در این است که در روش Hot fill، بطری ها به صورت یک جا و همزمان با پرشدن، به وسیله خود مواد داغ، مورد استریلیزاسیون قرار می گیرند و احتمال انجام پاستوریزاسیون ثانویه نیز وجود دارد. در اسپتیک سرد، دمای مایع پر شونده با دمای محیط یکسان است و پس از انجام عملیات پرشدن، بطری پرشده درون تونل پاستوریزاسیون قرارمی گیرد. یکی دیگر از روش های استریلیزاسیون که البته در صنعت نوشیدنی از اهمیت چندانی برخوردار نیست و در حقیقت متداول نیست ، گرمادهی بطری ها به صورت دسته دسته است که به صورت شرایط تحت فشار انجام می پذیرد.

کاربردهای اسپتیک سرد

در تمامی مراحل مذکور، بطری و یا محصول ، به صورت جداگانه و یا همزمان ، در معرض گرما قرار داده می شوند. برای مثال، در عملیات Hot fill، زمان و میزان گرمادهی برای آب پرتقال ، بین ۳۰ تا ۹۰ ثانیه و در دمای ۸۳ تا۸۸ درجه سانتیگراد است. وقتی عملیات پاستوریزاسیون بخواهد صورت بگیرد، دما از ۷۰ تا ۷۲ درجه سانتیگراد و مدت زمان نیز از ۳ الی ۵ دقیقه است. فقط در چنین شرایطی است که تاثیر مطلوب و دلخواه حاصل می شود و می توان از سلامت محصول اطمینان حاصل نمود. ولی در چنین گرمایی، طعم ، مزه و حتی رنگ و بوی محصول نیز ممکن است دستخوش تغییراتی شوند. از طرفی چنین دمایی می تواند آنزیم ها و ویتامین ها و دیگر موارد مفید موجود در محصول را نیز تخریب و از بین ببرد. تمامی این موارد یعنی کاستن از کیفیت واقعی نوشیدنی. یکی دیگر از نقاط منفی Hot fill، محدود بودن حق انتخاب در نوع بسته بندی مورد استفاده است. بطری های PET سبک وزن با دیواره های نازک ، توانایی تحمل چنان دمایی را ندارد، پس نمی توان آن را از تونل پاستوریزاسیون عبور داد. برخی انواع بطریPET چند لایه که از استحکام بیشتری برخوردارند، از قیمت بالاتری نیز برخوردارند و این امر جنبه اقتصادی کار را زیر سوال می برد. یکی از راه های بهینه و کم هزینه برای گذر از این مشکل استفاده از اسپتیک سرد می باشد. برای مشکل ماندگاری محصول نیز می توان از انواع کم ضرر مواد نگهدارنده همچون نمک سدیم ، اسید بنزوئیک و یا اسید سوربیک استفاده نمود. در برخی موارد حتی می توان از دیمتیل دی کربنات برای استریلیزاسیون سرد سود برد. یکی از معایبی که می توان به این امر وارد دانست ، اجبار قانونی برای ذکر نام آن ها در لیبل است. این امر می تواند به نوعی باعث سلب اعتماد مشتری از محصول شده و آن ها را از خرید باز دارد، چرا که مصرف کنندگان معمولا دوست دارند محصولات را تا حد امکان طبیعی و تازه مصرف نمایند. تقریبا موارد استفاده از اسپتیک سرد، هر جایی است که یک محصول بسیار حساس به میکرو ارگانیسم ها، مورد بسته بندی می باشند. این نوع محصولات معمولا نیازمند به مواد نگهدارنده هستند و به این دلیل ، استفاده از این مواد در جهت نیل به ماندگاری و استریلیزاسیون مورد نیاز دارای منع قانونی نیست.

از طرفی ، اسپتیک سرد، دارای مزایایی نیز هست که از آن جمله قیمت مناسب تمام شده و در نهایت قیمت مصرف کننده مناسب تر است. به طور معمول وقتی که حرف از قیمت بالای نوشیدنی به میان می آید، همگان آن را در ارتباط با کیفیت بالا و تازگی محصول می دانند که برای دستیابی به آن بایستی از هر نوع مواد نگهدارنده پرهیز نمود.

خواص محصول

معیارهای اتلاف عنوان اسپتیک سرد به یک محصول چه از نوع حساس و چه از نوع غیر حساس زیر می باشند :
– میزان PH
– میزان Co2 موجود
– وجود مواد مورد تغذیه

میکرو ارگانیسم ها همچون ذرات ، الکل، اسید میوه جات و غیره

تمامی موارد مذکور ، به صورت بالقوه نشانگر خطری است که محصول در طول دوره تولید و یا فروش با آن در ارتباط است.
میزان اسیدینه که همان PH می باشد، خود گویای خطری است که میکرو ارگانیسم ها می توانند برای پایداری یک محصول داشته باشند. محصولاتی که دارای اسیدینه بالا یعنی PH کمتر ۵/۴ باشند، در عمل هیچ نوع منبع تغذیه ای برای میکروارگانیسم ها باقی نمی گذارندو خطر وجود باکتری های همچون سالمونلا، لیستریا و کلستریدیا را کاملا مرتفع می کنند.پس در این میان ، انواع مخمرها، قارچ ها و باکتری اسید لاکتیک را می توان میکرو ارگانیسم هایی دانست که در این نوع نوشیدنی ها یافت می شوند. هر چند که این موارد از انواع بسیار حساس با ۵/۴ PH ، برخی انواع ذرات بیماری زا و سمی را می توان یافت نمود. یکی دیگر از موارد مخرب که وجودش نشانگر ناتوانی محصول در برابر موارد تخریب کننده است، Co2 می باشد.
میزان بالای Co2 ، می تواند از رشد قارچ ها باکتری اسید استیک در محصول جلوگیری کند چرا که این فاکتورها نیازمند O2 یا همان اکسیژن برای رشد می باشند. ولی وقتی این میزان Co2 در نوشیدنی هایی همچون ؟؟؟/Sprit ها که میزان PH در آن ها کمتر از ۷/۳ و میزان Co2 6 گرم بر لیتر است، نمی تواند متضمن حفاظت کامل محصول در برابر موارد مخرب باشد. برخلاف میزان پایین ، مقدار کم Co2 در یک نوشیدنی ، نشانگر حساسیت محصول به تخریب پذیری در برابر میکرو ارگانیسم هاست.

برخی محصولات غذایی همچون cereal ( صبحانه تولیدشده از غلات )به نفوذ میکرو ارگانیسم ها بسیار حساسند و در برابر آن ها کاملا نفوذپذیز می باشند.شرایط این محصولات به نوعی بخرانی و بسیارخطرناک محسوب می شود. در چنین محصولاتی ، جزایر قلیایی تشکیل شده و میکرو ارگانیسم ها ضد حرارت را در خود جای می دهند. در حقیقت این جزایر مامن این میکرو ارگانیسم ها محسوب شده و توانایی زاد و ولد را به آن ها می دهند.به این ترتیب، عملیات تخریب محصول آغاز می شود.

در روش پر کردن به طریقه اسپتیک سرد ، محصول در سیستم UHT گرمادهی شده و تمامی عوامل فساد از بین می روند. در این روش، از بین بردن تمامی عوامل فساد حتمی است چرا که با شرایط به وجود آمده میکروارگانیسم ها قادر نخواهند بود در کلونی هایشان رشد کرده و تولید ابرهای میکروبیولوژیکی کنند.

از از آن جایی که ذرات فساد آفرین از درجات مختلفی از مقاومت در برابر گرما برخوردارند، گرمادهی به طریقه لوگاریتمی انجام می شود. اصولا گرمادهی بایستی به طریقه ای انجام بپذیرد که زمان کافی برای انواع باکتری ها برای از بین رفتن مهیا باشد. برای اطمینان از این عمل،از رشد D و اندازه گیری آن نقش حیاتی ایفا می کند. اگر در یک محاسبه نمونه ، میزان عوامل فساد ( germs) یک میلیون ذره بر لیتر یا همان ؟؟؟ باشد و قرار باشد با احتمال ۹۹%، تمامی این عوامل از بین بروند، این بدان معناست که این میزان بایستی به ۰۱/۰( یک صدم )کاهش پیدا کند. پس عملیات گرمادهی بایستی با لگاریتم ۸ انجام پذیرد. به عبارت دیگر برای کاستن از میزان ذرات فساد آفرین به میزان مذکور، بایستی لگاریتم ۱ را به ۸ برابر افزایش داد.

بد نیست این مبحث را با یک مثال، به صورت واضح تر بیان کنیم. اگر بخواهیم تعداد Bacillus ها را به ۰۱/۰ برسانیم ، با توجه به این که مدت گرما دهی مورد نیاز برای از بین رفتن این باکتری ۴/۰ تا ۷/۰ دقیقه است در حرارت ۱۲۱ درجه سانتیگراد است، با لگاریتم ۸ ، ما به ۱۹۲تا ۳۳۶ ثانیه زمان احتیاج داریم تا به نقطه دلخواه در تعداد germ برسیم. یکی دیگر از فاکتورهای مورد نیاز و اصلی از رشد Z می باشد. این ارزش تعیین کننده میزان مورد نیاز در افزایش دما برای کاهش زمان استریلیزاسیون به ؟؟؟ می باشد. اگر بخواهیم همین ارزش را در مورد Bacillus با ارزش D برابر با ۶/۳۳ تا ۲/۱۹ در نظر بگیریم ، بایستی دما را به ۱۳۴ تا ۱۲۹ درجه برسانیم و البته با رعایت لگاریتم ۸ . البته کم کردن دما به همین عملیات محدود نمی شود بلکه بایستی با انجام آزمایشات مختلف ، از میزان آن اطمینان کامل حاصل نمود.