Меня зовут Илья Бунин, и я работаю главным технологом на Благовещенском сыродельном комбинате молочных продуктов. Наше предприятие специализируется на производстве широкого ассортимента молочной продукции, от традиционного пастеризованного молока до йогуртов и десертов, а также сыров. Несколько лет назад мы столкнулись с серьезной проблемой — коротким сроком хранения нашей продукции, что существенно ограничивало географию наших продаж и приводило к значительным финансовым потерям из-за возвратов из торговых сетей. В этой статье я расскажу, как мы решили эту проблему, внедрив комплексное решение на базе роторного автоклава и технологии MAP-упаковки.

Проблема: Короткий срок годности и частый брак

Традиционно наш комбинат использовал пастеризацию как основной метод продления срока годности молока. Пастеризация — это щадящая термообработка, направленная на уничтожение вегетативных форм бактерий, вызывающих быструю порчу продукта. Однако, несмотря на строгое соблюдение технологических режимов, срок хранения нашего молока оставался недостаточно долгим — всего 14 дней. Это создавало следующие проблемы:

• Ограниченная логистика: Мы не могли эффективно поставлять продукцию в отдаленные регионы, так как транспортировка занимала значительное время, и к моменту поступления в продажу у молока оставалось очень мало времени до истечения срока годности.

• Жесткие требования торговых сетей: Ритейлеры предъявляли высокие требования к срокам годности продукции, и часто отказывались принимать партии молока, срок годности которого истекал в ближайшее время. Это приводило к простоям производства и накоплению запасов на складе.

• Высокий процент возвратов: Самая большая проблема — это возврат нереализованной продукции из магазинов. Продукт с истекающим сроком годности списывался, а мы несли убытки.

Данные по потерям: 12% возвратов из сетей

Ситуация с возвратами достигла критической отметки. Анализ показал, что в среднем 12% всей произведенной молочной продукции возвращалось из торговых сетей из-за истекшего срока годности. Это огромные потери, которые серьезно влияли на нашу прибыль. Причем, значительная часть брака возникала из-за повреждений упаковки при транспортировке, что еще больше сокращало срок годности и приводило к развитию нежелательной микрофлоры. Необходимо было срочно найти решение, которое позволило бы увеличить срок хранения продукции, снизить количество возвратов и расширить географию продаж. Мы рассматривали различные варианты, включая ультрапастеризацию и стерилизацию, но остановились на комбинации роторного автоклава и MAP-упаковки, как на наиболее оптимальном решении.

Решение: Комплекс технологий «Автоклав + MAP»

Мы пришли к выводу, что простого увеличения температуры пастеризации недостаточно. Необходим более радикальный подход, который бы обеспечил более длительное подавление активности микрофлоры и защиту продукта от внешних факторов. Решением стал комплекс, включающий в себя:

1. Роторный автоклав ЭЛЬФ 4М: Для проведения стерилизации упакованного молока.

2. MAP-упаковка: Для создания модифицированной газовой среды внутри упаковки, препятствующей развитию микроорганизмов.

Такая комбинация позволила нам добиться значительного увеличения срока хранения продукции, сохранив при этом ее вкусовые качества и пищевую ценность. Все это оборудование мы приобрели в компании АЛЬФАПРОМ. При этом воспользовались лизингом и доставкой.

Принцип работы роторного автоклава

В отличие от статических автоклавов, где продукт просто находится в неподвижном состоянии во время процесса стерилизации, роторный автоклав обеспечивает постоянное вращение барабана с продукцией. Это имеет ряд преимуществ:

• Равномерный нагрев: Вращение обеспечивает более равномерное распределение тепла по всему объему продукта, что исключает локальные перегревы и недогревы.

• Сокращение времени стерилизации: Благодаря более эффективному теплообмену, время стерилизации сокращается, что позволяет сохранить больше полезных веществ в продукте.

• Предотвращение расслоения: Вращение предотвращает расслоение продукта, особенно это важно для гомогенизированного молока.

• Роторно-пульсационная обработка: Современные роторные автоклавы способны создавать внутри камеры эффект роторно-пульсационной обработки, что повышает эффективность стерилизации даже при более низких температурах. Это позволяет минимизировать негативное воздействие на органолептические свойства продукта.

• Рециркуляция горячей воды: Процесс стерилизации происходит с применением рециркуляции горячей воды, что обеспечивает равномерность температуры и экономию энергии.

Мы выбрали роторный автоклав именно благодаря этим преимуществам. Он позволил нам добиться высокой степени стерилизации, минимизировать воздействие термообработки на вкус и текстуру молока и снизить энергозатраты.

Почему выбрали MAP вместо вакуума?

Изначально мы рассматривали вариант вакуумной упаковки. Вакуум удаляет кислород, необходимый для роста многих бактерий. Однако, для молочной продукции, особенно с высоким содержанием жира, вакуум может быть не лучшим решением. Под воздействием вакуума происходит деформация упаковки, что может привести к ее повреждению при транспортировке. Кроме того, вакуум может способствовать порче молочных жиров и ухудшению вкуса продукта.

MAP-упаковка, или упаковка в модифицированной атмосфере, предполагает замену воздуха внутри упаковки на смесь газов. В нашем случае мы использовали смесь CO2 и азота. CO2 обладает бактериостатическим эффектом, то есть подавляет рост бактерий, а азот является инертным газом, который препятствует окислению продукта. Использование MAP-упаковки позволило нам решить сразу несколько задач:

• Продлить срок хранения: Благодаря созданию неблагоприятной среды для развития микроорганизмов.

• Сохранить качество продукта: Предотвратить окисление жиров и изменение вкуса.

• Защитить упаковку: Предотвратить деформацию и повреждение упаковки при транспортировке.

Для упаковки продукции в модифицированной атмосфере мы провели серию тестов различных MAP-упаковщиков. В итоге мы выбрали модель CEHUMA CM Series, которая показала наилучшие результаты по герметичности, скорости упаковки и точности дозирования газовой смеси. Важным фактором была также возможность настройки параметров упаковки под различные типы продукции и объемы.

Технологическая цепочка внедрения

Внедрение новых технологий потребовало серьезной перестройки производственного процесса. Мы полностью пересмотрели технологическую цепочку и внедрили ряд изменений:

1. Оптимизация пастеризации: Пастеризатор был настроен на щадящий режим обработки, чтобы снизить нагрузку на последующий этап стерилизации в автоклаве.

2. Розлив в термоустойчивую упаковку: Важным этапом является использование гибких пленок PA/PE. На этом этапе необходимо соблюдать асептическое заполнение. Молоко разливается в специальные термоустойчивые пакеты или бутылки, способные выдерживать высокие температуры и давление.

3. Упаковка в модифицированной атмосфере (MAP): Сразу после розлива упаковки с молоком поступают на MAP-упаковщик, где воздух заменяется на газовую смесь.

4. Стерилизация в роторном автоклаве: Упакованная продукция загружается в роторный автоклав, где проходит процесс стерилизации.

5. Охлаждение: После стерилизации продукция быстро охлаждается для предотвращения перегрева и сохранения качества.

6. Контроль качества: На каждом этапе производства осуществляется строгий контроль качества, включая проверку герметичности упаковки, микробиологический анализ и органолептическую оценку.

Настройка параметров стерилизации (температура, время)

Настройка параметров стерилизации — это критически важный этап. Необходимо подобрать оптимальное сочетание температуры и времени, чтобы обеспечить полное уничтожение патогенных микроорганизмов, не нанеся при этом ущерб качеству продукта. Мы провели серию экспериментов, чтобы определить оптимальную кривую F-значения для нашего молока. В итоге мы выбрали многоступенчатую стерилизация со следующими параметрами:

• Нагрев: До температуры 121 °C.

• Выдержка: 15 минут.

• Охлаждение: Быстрое охлаждение до температуры 20 °C.

Эти параметры обеспечили нам необходимый уровень стерилизации, сохранив при этом вкус и текстуру молока. Важным фактором было также обеспечение необходимого градиента скорости сдвига (1,6•10⁵ - 4,1•10⁵ м/с•м) внутри автоклава, что способствовало более равномерному распределению тепла и предотвращало образование пригоревших слоев на стенках упаковки.

Газовые смеси для молочных продуктов: 70% CO2 + 30% N₂

Состав газовой смеси для MAP-упаковки также играет важную роль. Мы остановились на смеси, состоящей из 70% CO2 и 30% N₂. CO2, как я уже говорил, обладает бактериостатическим эффектом, а азот является инертным газом, который предотвращает окисление продукта. Этот состав оказался наиболее эффективным для подавления роста микрофлоры и сохранения вкуса и цвета молока. Важно отметить, что термоустойчивость упаковки напрямую влияет на сохранность газовой среды внутри пакета и, как следствие, на срок годности продукции.

Результаты: Экономика и качество

Внедрение комплекса технологий «Автоклав + MAP» принесло значительные результаты:

Сравнение сроков хранения: 14 vs 21 день

Самым важным результатом стало увеличение срока хранения молока с 14 до 21 дня. Это позволило нам:

• Расширить географию продаж: Мы смогли начать поставки в отдаленные регионы, которые ранее были недоступны из-за короткого срока годности.

• Улучшить отношения с торговыми сетями: Ритейлеры стали более охотно принимать нашу продукцию, так как у них появилось больше времени на ее реализацию.

• Сократить количество возвратов: Количество возвратов из торговых сетей сократилось на 70%.

ROI проекта: 8 месяцев

Переоснащение производства потребовало значительных затрат, но благодаря снижению потерь от брака и расширению географии продаж, проект окупился всего за 8 месяцев. Внедрение инноваций существенно повысило качество продукции и уровень безопасности.

Ошибки, которых стоит избегать

В процессе внедрения новых технологий мы столкнулись с некоторыми сложностями и ошибками, которые позволили нам получить ценный опыт. Хочу поделиться этим опытом, чтобы другие производители могли избежать аналогичных ошибок:

Несовместимость пленок с жиросодержащими продуктами

На начальном этапе мы использовали гибкие пленки PA/PE, которые оказались несовместимы с жиросодержащими продуктами. Жир проникал в структуру пленки, что приводило к ее деформации и потере герметичности. В результате, срок хранения продукции сокращался. Мы решили эту проблему, заменив пленку на более устойчивую к жирам.

Перегрев при стерилизации гомогенизированного молока

Еще одна проблема, с которой мы столкнулись, — это перегрев гомогенизированного молока при стерилизации. Перегрев приводил к образованию пригоревших слоев на стенках упаковки и ухудшению вкуса продукта. Мы решили эту проблему, оптимизировав параметры стерилизации и обеспечив более равномерный нагрев внутри автоклава.

Ответы на главные вопросы технологов

В заключение, хочу ответить на несколько вопросов, которые чаще всего задают технологи молочных комбинатов, заинтересованные во внедрении аналогичных технологий:

• Какой автоклав лучше выбрать — статический или роторный? Для молочной продукции, особенно гомогенизированного молока, однозначно роторный. Он обеспечивает более равномерный нагрев, предотвращает расслоение и позволяет сократить время стерилизации.

• Какую газовую смесь лучше использовать для MAP-упаковки молока? Мы рекомендуем смесь 70% CO2 и 30% N₂. Этот состав обеспечивает оптимальное подавление роста микрофлоры и сохранение вкуса и цвета продукта.

• Как часто нужно проводить контроль качества продукции после внедрения новых технологий? Контроль качества должен проводиться на каждом этапе производства, от проверки качества сырья до анализа готовой продукции. Особое внимание следует уделять проверке герметичности упаковки и микробиологическому анализу.

• Какие затраты необходимо учитывать при внедрении комплекса технологий «Автоклав + MAP»? Необходимо учитывать затраты на приобретение оборудования (автоклав, MAP-упаковщик), перестройку производственного цеха, обучение персонала, закупку новых упаковочных материалов и проведение экспериментов по подбору оптимальных параметров стерилизации и газовой смеси. Однако, эти затраты окупаются за счет снижения потерь от брака, расширения географии продаж и улучшения отношений с торговыми сетями.

Внедрение роторного автоклава и MAP-упаковки стало настоящим прорывом для нашего молочного комбината. Мы не только увеличили срок хранения нашей продукции, но и улучшили ее качество, расширили географию продаж и значительно увеличили прибыль. Надеюсь, наш опыт будет полезен другим производителям молочной продукции, стремящимся к инновациям и повышению эффективности своего бизнеса.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в наш Телеграм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈