Factors of terminal sterilisation of canned baby food
Authors: Королев А.А. , Покудина Г.П. , Сенкевич В.И. 
Published: October 2023

Проанализированы факторы, определяющие режимы терминальной стерилизации консервируемых продуктов детского питания из гомогенизированных фруктов, овощей, мяса (англ. Baby Food (BF). Экспериментально определены количественные значения нестационарности температурного поля tBF, возникающие при остывании BF после укупоривания в разные типы упаковки перед стерилизацией. Разность температур BF у стенок банок и по оси за время допустимой технической паузы Δτ≤30 мин между герметизацией упаковок и началом их стерилизации в нижнем ряду банок в корзине достигала 12 °С. Проанализированы факторы, влияющие на миграцию наименее прогреваемой зоны (Slowest Heating Zone (SHZ) в BF при стерилизации. К ним относятся теплофизические свойства BF, дизайн и размеры упаковок, рабочая температура среды в стерилизаторе и темп ее изменения при нагреве и охлаждении. Установлено, что темп уменьшения температуры в начале охлаждения BF больше, чем темп их нагрева из-за большой разности температур охлаждающей воды и tBF по сравнению с разностью температур греющего теплоносителя и tBF. Экспериментально подтверждено также ступенчатое изменение механизма теплообмена в начале фаз нагрева и охлаждения при определенной разности температур Δt теплоносителя в стерилизаторе и BF и изменение ее структуры и вязкости в зависимости от температуры. Показаны недостатки алгоритма, используемого для расчета режима по косвенному фактору – летальности в SHZ. В расчетных зависимостях фактической летальности L используют эмпирические величины термотолерантности целевых микроорганизмов D, обладающей большой изменчивостью. Вариативность D зависит от температуры стерилизации и физико-химических свойств растительных и животных компонентов BF.

The factors determining the modes of terminal sterilization of canned baby food (BF) from homogenized fruits, vegetables, and meat are analyzed. Quantitative values of non-stationarity of the temperature field tBF arising from BF cooling after being sealed in different types of packaging before sterilization were experimentally determined. The temperature difference BF at the walls of the cans and along the axis during the permissible technical pause between the sealing of the packages and the beginning of their sterilization in the bottom row of cans in the basket reached 12 °C. The factors influencing the migration of the Slowest Heating Zone (SHZ) to BF during sterilization are analyzed. These include the thermal physical properties of BF, the design and dimensions of packages, the operating temperature of the medium in the sterilizer and the rate of its change during heating and cooling. The rate of temperature decrease at the beginning of cooling BF is greater than the rate of their heating due to the large temperature difference between the cooling water and tBF compared to the temperature difference between the heating coolant and tBF. A stepwise change in the heat exchange mechanism at the beginning of the heating and cooling phases at a certain temperature difference Δt of the coolant in the sterilizer and BF has also been experimentally confirmed. The disadvantages of the algorithm used to calculate the regime based on an indirect factor – lethality in SHZ are shown. In the calculated dependences of the actual lethality L, an empirical value was used – the thermal tolerance of the target microorganisms D. It depends on the changing properties of BF and the temperature of sterilization.