Mikromeierei

ELUKUTSE ÕPE TEADUS- JA ARENDUSTEGEVUS MEEDIAKAJASTUSED GALERII TÖÖTAJAD
    Mikromeierei      
     Teadustöö      
    Teadusartiklid ja raamatud      
     Ettevõtjale      

 

 

 

 

Kreutzwaldi 64
51014 Tartu

 

 

Hannes Mootse
tel 503 4510

 

 

hannes.mootse@emu.ee

 

 

 

Tutvu mikromeierei hinnakirijaga

 

2007. aasta augustis alustas EMÜ veterinaarmeditsiini ja loomakasvatuse instituudi toiduteaduse ja -hügieeni osakonna juures tegevust mikromeierei. Tänaseks on saanud mikromeiereist toiduteaduse ja toiduainete tehnoloogia osakonna tehnoloogiline süda, mis toidab õppe- ja teadustöö praktilisi tegevusi ning tootearenduslikke algatusi.


Mikromeierei toimib sarnaselt piimatööstustele, kuid opereerib üliväikeste toormekogustega. Kui suurtööstustes võib piima pastöriseerida üle 50 000 liitri tunnis, siis siinset pastörisaatorit läbis tunnis umbes 10 liitrit piima. Eelkõige vähene toormevajadus teebki mikromeiereist soodsa koha mitmesuguste tehnoloogia-alaste katsete läbiviimiseks.


Kuna Eesti piimasektor vajab tööjõu pidevat erialast täiendamist, osaleb mikromeierei piimatehnoloogide täiendkoolitamises, viib läbi piimatoodete tehnoloogia alaseid seminare ja lühikursuseid.

Fotol: SA Põlvamaa Arenduskeskuse täiendõppe kursus mikromeiereis

123

Lisaks koolitusele pakub mikromeierei häid võimalusi teaduse ja tootmise lähendamiseks teineteisele. Tehnoloogiliste protsesside ja nende erinevate mõjude teaduslik uurimine võimaldab leida toodete tehnoloogiale uusi innovaatilisi lahendusi. Samuti on siin võimalik süvitsi tegeleda konkreetsete toodete või nende töötlemises esinevate kitsaskohtade kõrvaldamisega. Lisaks uurimistööle, tehakse mikromeiereis koostööd ettevõtetega tootearenduses, laiendamaks toodete valimit toidukaubanduses.

Kõik need kolm põhilist tegevussuunda (koolitus, uurimistöö, tootearendus) on muutumas üha olulisemaks Eesti piimanduse taseme ja konkurentsivõime tagamisel. Tänu uue toiduainete tehnoloogia õppekava juurutamisele, paraneb veelgi enam õppe-, teadus- ning tootearendustöö omavaheline seos. Sellesse kaasatakse laiemalt toiduainete sektor ning käivituvad täiendavad rakenduslikud uurimisteemad.

Oma lühikese eksisteerimise käigus on mikromeierei pidevalt täienenud uute tehnoloogiliste ja analüüsiseadmete ning abivahenditega. Samas püütakse seadmeparki edspidigi uuendada ja täiendada, et tehnoloogilise võimekuse poolest aja nõuetega kaasas käia ning olla ettevõtjatele abiks ja eeskujuks.

Mikromeierei seadmed

Mikromeierei seadmed võimaldavad sooritada praktiliselt kõiki piima töötlemisega seotud põhioperatsioone. Seejuures vastavad seadmed tänapäeva hügieeninõuetele, on tehniliselt kaasaegsed ning varustatud andurite ja kontrolleritega oluliste tehnoloogiliste parameetrite automaatseks mõõtmiseks, salvestamiseks ning arvutitöötluseks.

Praegu on mikromeierei varustatud allpool loetletud eeltöötluse seadmetega:

  • Separaator – piima jaotamiseks kahte ossa – kooritud piimaks ehk lõssiks ja 15-55% rasvasisaldusega kooreks. Separaatori tootlikkuseks on ligikaudu 150 l/h. Selle trumli pöörlemiskiirus on muudetav vahemikus 8500-20000 p/min. Pöörlemiskiiruse täpseks mõõtmiseks kuulub separaatori komplekti optiline tahhomeeter.

  • Homogenisaator – kasutatakse eelkõige piimas olevate rasvakuulikeste pihustamiseks ühtlase (homogeense) suurusega osakesteks. Seda saab edukalt kasutada ka muudel vedelate toiduainete lisandite ühtlaselt peene jaotuse tagamiseks kogu tootemassis. Homogenisaatori maksimaalseks tootlikkuseks (17 MPa rõhu korral) on 45 l/h.

  • Pastörisaator – piima jt vedelate toodete kuumtöötlemiseks, eesmärgiga hävitada patogeenid, vähendada mikroobide üldarvu ning selle kaudu pikendada toodete säilivust. Maksimaalne pastöriseemise temperatuur on 85 °C. Seadme tootlikkus oleneb pastöriseerimise hoideajast, ulatudes kuni 20 liitrini tunnis. Pastörisaator on varustatud soojuse regenereerimise, jahutussektsiooni ning automaatse ringvooluklapiga alapastöriseeritud toote suunamiseks tagasi protsessi algusse. Seadme tööparameetrite seireks on olemas vastav arvutiga ühendatav andmehõivesüsteem.

Piimatoodete tööstuslik valmistamine toimub enamasti spetsiaalsete eriseadmete abil. Mikromeiereis rakendatakse selleks nii traditsioonilisi kui uudseid – viimaste aastakümnete tehnoloogilisel innovatsioonil põhinevaid seadmeid ja aparaate, milliste lühiiseloomustus on alljärgnev.

  • Friiser – jäätise ja erinevate pastatoodete valmistamiseks. Seadme tootlikkuseks on 10 l/h. Jäätise valmistamisel on sellesse võimalik lisada mahuliselt kuni 100% õhku. Väljutamisel on jäätise temperatuur -5 °C. Seadet on kohapeal täiustatud nii, et oksüdatsiooniprotsesside pidurdamiseks saab õhu asemel lisada tootesse lämmastikku või mõnda muud inertgaasi. 

  • Multifunktsionaalne tsükkeltoimeline seade – hapupiimatoodete (näiteks keefiri, jogurti, hapukoore) ning jäätisesegu valmistamiseks. Sellega on võimalik teha ka juustu, kodujuustu ja kohupiima. Seadmes saab ühe teo valmistamiseks kasutada kuni 20 l piima või muud tooret. Termiliseks töötlemiseks on see varustatud veesärgiga, mille abil on võimalik toote temperatuuri hoida stabiilsena vahemikus 0-90 °C. Erineva viskoossusega toodete valmistamisel on võimalik rakendada kahte tüüpi (pumba või raamiga) segureid. Tehnoloogiliste parameetrite (temperatuurdünaamika ja aja) graafiliseks salvestamiseks saab kasutada kompletis olevat isekirjutit või rakendada arvutipõhist seiresüsteemi.

  • Multifunktsionaalne katel – eelkõige sulatusjuustude valmistamiseks. Katla maht on 4 liitrit, kuid sulatada saab ka väiksemaid koguseid. Katel on varustatud lõikurite, segistite, vaakumpumba ja tootesse auru juhtimise võimalustega. Protsessis saab kasutada kuni 90 °C temperatuuri.

  • Sublimatsioonkuivati (lüofilisaator) – piima- ja lihatoodete, puu- ja juurvilja jt kvaliteetseks kuivatamiseks, kus külmutatud tootest eemaldatakse vesi sublimatsiooni teel. Selles kasutatavat rõhku saab alandada kuni 20 Pa-ni ja temperatuuri kuni -50 °C. Maksimaalselt on võimalik korraga töödelda kuni 500g 5%-se kuivainesisaldusega toorainet. Sublimatsiooni intensiivsuse muutmiseks on seadmes reguleeritava temperatuuriga küttekeha. Sublimeeritava materjali (töökambri) temperatuuri registreerimiseks kuulub lüofilisaatori juurde viie termopaariga mõõtesüsteem. Toiduainete kuivatamise kõrval on sublimatsioonkuivatit edukalt kasutatud ka elektronmikroskoopilisteks ja muudeks uuringuteks vajalike proovide veetustamisel.

  • Vaakumaparaat – erinevate vedelate piimatoodete ja piimatöötlemise jääkproduktide (vadak, pett) ning mahlatoodete kontsentreerimiseks, tootlikkusega 10 liitrit väljaaurutatavat vett tunnis. Seadmes rakendatavat vaakumit saab reguleerida vahemikus 0,04-0,1 MPa, mis võimaldab tootest vee väljakeetmiseks valida temperatuure vahemikus 50-100 °C. Soojaagensina kasutatakse seadmes aru, mille saamiseks rakendatakse elektrilist aurugeneraatorit.

  • Universaalne membraantehnoloogiline aparaat. Selles on võimalik erinevate filtrite abil fraktsioneerida piima või muid vedelaid toiduaineid koostisosakeste suuruse järgi, kasutades selleks pöördosmoosi, nano-, ultra- või mikrofiltratsiooni. Filtreerimisrõhku on võimalik suurendada kuni 50 MPa-ni. Protsessi käigus tekkiva soojuse ärajuhtimiseks on seade varustatud spetsiaalse plaatjahutiga. Pöördosmoosi rakendamisel on võimalik saada tunnis kuni 100 ml permeaati. Muude protsesside korral on tootlikkus vastavalt suurem.

  •  Konvektiivahi – erinevate küpsetusmeetodite katsetamiseks. Selle töökambris, mahuga 500x300x400mm, on küpsetuse käigus võimalik tõsta temperatuuri kuni 280 °C ja õhu niiskusesisaldust kuni kastepunktini antud temperatuuril. Ahju saab kasutada nii loomsete kui taimsete toiduainete töötlemiseks.

 

 

Mikromeierei seadmeid:

1 – piima analüsaator,

2 – separaator,

3 – pastörisaator,

4 – kile- ja topsipakendamise seadmed,

5 –homogenisaator,

6 - membraantehnoloogiline filtarat-siooniaparaat,

7 – juustuvann (kuulub Tervisliku piima biotehnoloogiate arenduskeskusele),

8 – subli-matsioon-kuivati (lüofilisaator),

9 – tsükkeltoimeline võimasin,

10 – multifunktsionaalne tank,

11 – jäätisefriiser,

12 – vaakumaparaat koos aurugeneraatoriga

 

 

 

 

 

  • Tsükkeltoimeline võimasin – võimaldab valmistada võid koore kokkulöömise meetodil. Selles kasutatava koore optimaalne kogus on 4 liitrit. Kokkulöömise intensiivsuse muutmiseks on võimasina segisti varustatud kiiruse regulaatoriga.

  • Topsipakendamise seade – võimaldab pakendada erinevaid vedelaid ja pastalaadseid tooteid ning mitmesuguseid võideid fooliumiga hermeetiliselt suletavatesse plastmasstopsidesse. Kasutatavate topside maht jääb vahemikku 50-500 ml. Seade on varustatud ka märgistamiseks vajaliku markeerimissõlmega.

  • Vaakumpakendamise seade – mitmesuguste tahkete ja pulbriliste toiduainete pakendamiseks hermeetiliselt suletavatesse kilesse. Seade võimaldab pakendist eemaldada kuni 99,9% õhust. Samuti saab sellega lisada pakendisse inertgaasi või etteantud proportsioonis inertgaasi ja õhu segu.

  • Piima analüsaator – piima ja koore külmumistäpi ning põhiliste koostisosade (rasva, valgu, laktoosi) sisalduse kiirmääramiseks 0,1%-se täpsusega. Seadme töö põhineb infrapunakiirgus selekteeritud neeldumisel. Ühe analüüsi tegemiseks koos ettevalmistusega kulub keskmiselt 3 minutit.

Lähitulevikus on mikroiereisse kavas soetada veel pihustuskuivati pulbriliste toodete valmistamiseks, UHT-seade ja analüsaatoreid toodete struktuuriparameetrite määramiseks.

Mikromeierei on sisustatud EMÜ Veterinaarmeditsiini ja loomakasvatuse instituudi, toiduteaduse ja –hügieeni osakonna ning koostööpartneri Tervisliku Piima Biotehnoloogiate Arenduskeskuse poolt. Osapoolte vaheline koostöö labori arendamisel jätkub ka tulevikus.

Toiduainete tehnoloogia laboratoorse kompleksi programm

Eesti Maaülikooli Veterinaarmeditsiini ja loomakasvatuse instituudis on mikromeierei eeskujust lähtudes käivitatud programm laiapõhjalise toiduainete tehnoloogia laboratoorse baasi loomiseks. Programmi eesmärgiks on tehnoloogiliste laboratooriumide väljaarendamist kõikide oluliste toiduainegruppide lõikes nii, et neist kujuneks terviklik, vajalike abiruumide ja analüüsivõimalustega kompleks. Kavandatava laboratoorse baasi olemasolu on vajalik praktiliselt kõikidele ülikooli instituutidele ja teadusüksustele, kus tegeletakse toiduahela mingi osaga. See aitab toiduahelaid puudutavaid erialasid omavahel tihedamalt siduda ning muuta vastava teadus- ja õppetöö interdistsiplinaarseks. Samuti suurendab erinevate toiduainevaldkondade ja toiduahela lülide koostoime ühtses struktuuris märgatavalt uurimistöö ja tootearenduse sünergiat.

Loodava kompleksi õppe-, teadus- ja arendustegevus seostub omakorda tihedalt ülikooli muude laboratooriumide võrgustikega, kus saab sooritada süvauuringuid biokeemia, mikrobioloogia, mikrostruktuuri jms vallas. Kompleksi võimalused ja seotus EMÜ muude teaduslaboritega kujuneb siis ka unikaalseks platvormiks, et tihendada rahvusvahelist koostööd ja sidemeid ettevõtlussektoriga.

 


Joonisel: Toiduainete tehnoloogia laboratoorse kompleksi struktuur ja
seos EMÜ muude teaduslaborite võrgustiku ning toiduahela ettevõtlusega

 

Toiduainete tehnoloogia laboratoorsesse kompleksi kuulub lisaks tehnoloogialaboritele ka analüüsilaboratoorium:
   1) piimanduse tehnoloogialabor – mikromeierei,
   2) liha ja lihasaaduste tehnoloogialabor,
   3) taimesaaduste tehnoloogialabor, kus tegeldakse vastavalt:
         a. pagaritoote,
         b. jookide,
         c. konserveeritud toodetega,
   4) toiduainete analüüsilaboratoorium, mis sisaldab eelkõige füüsikalis-keemilisteks, mikrobioloogilisteks ning struktuuri ekspressanalüüsideks vajalikku aparatuuri

Toiduainete tehnoloogia laboratoorne kompleks vastab EMÜ teadus- ja arendustegevuse strateegia eesmärkidele kuni 2015. aastani: areneda välja teadus- ja arendustegevuse tunnustatud platvormi (vajaliku infrastruktuuri ja eeldustega rahvusvaheliseks koostööks), soodustada interdistsiplinaarsust teadus- ja arendustegevuses ning õppetöös, laiendada rahvusvahelist koostööd, luua eeldused kaalukamate uurimisprojektide käivitamiseks, suurendada omateenitud vahendite mahtu jms.