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        3.1 巴氏殺菌和UHT超高溫瞬時殺菌
        發布時間:2016-11-10 16:57:57

        一、殺菌方法

        在乳品和飲品生產過程中,殺菌是非常重要的必需工藝,殺菌有以下三種方式:

        1、巴氏殺菌(簡稱LTLT:指低溫長時間保留的殺菌法,采用保溫缸進行殺菌,是將牛奶加熱到62-65℃,保持30分鐘后急速冷卻到4~5℃。采用這一方法,可殺死牛奶中各種生長型致病菌,滅菌效率可達97.3%-99.9%,經消毒后殘留的只是部分嗜熱菌及耐熱性菌以及芽孢等,但這些細菌占多數的是乳酸菌,乳酸菌不但對人無害反而有益健康。因為所需時間長,殺菌效果不夠理想,所以生產上較少采用,保質期約3-5天,最長不超過15天。典型產品為保鮮乳(消毒乳)。

        2、高溫短時殺菌法(簡稱HTST:殺菌溫度一般在100℃以下,將牛奶加熱到75-90℃,一般85℃,保持15-16秒,其殺菌時間更短,工作效率更高。但殺菌的基本原則是,能將病原菌殺死即可,溫度太高反而會有較多的營養損失。典型產品為保鮮乳。

        3、超高溫瞬時殺菌法(簡稱UHT):是指在130°C -140°C溫度下,進行4-15秒的瞬間滅菌處理、完全破壞其中可生長的微生物和芽孢,最大程度地保持牛奶中的營養成分,并在無菌狀態下灌裝,無需添加任何防腐劑,可進行長時間保存而不變質。典型產品為常溫液態奶,保質期為6個月。

         

        二、殺菌工藝和設備說明

        在乳品、果汁飲料、清涼飲料以及啤酒、冰淇淋的生產中,廣泛應用高溫短時(HTST)和超高溫(UHT)殺菌,設備為板式換熱器居多。這種設備適宜于熱敏性物料的殺菌  由于換熱流體可以高速在薄層通過,實現高溫或超高溫瞬時殺菌。

        1、超高溫瞬時(UHT)板式殺菌裝置

            下圖所示的是英國的APV超高溫瞬時板式殺菌裝置。其組成與HTST裝置相同,區別之處為殺菌溫度不同,即130~1500C,加熱0.4~4s,能殺滅耐熱性芽胞和細菌。

        殺菌流程:

        1)  由CIP自動清洗全機;

        2)  原料牛奶從儲奶罐流入平衡槽1;

        3)  通過泵2將原料奶送至熱回收段3,與殺菌后的產品進行熱交換,使其溫度加熱到85°C左右,進入溫度保持槽4內,穩定5分鐘,使牛奶對熱產生穩定左右以及除臭;

        4)  由泵5強牛奶送入均質機6進行均質。然后進入第一加熱段7、第二加熱段8進行殺菌。殺菌蒸汽壓力為第一段20~30kpa,即0.2-0.3bar,加熱到85°C,第二段蒸汽壓力為250-450kpa,即2.5-4.5bar,牛奶瞬時可達135~150°C,保持2秒后,被送至分流閥14。

        5)  由儀表自動控制的分流閥,蔣已達到殺菌溫度的產品送到第一冷卻段11,將未達到殺菌溫度的牛奶送至水冷卻器15,將其降溫后回流到平衡槽1中;

        6)  產品奶在第一冷卻段再流入熱交換器3,在冷水或冰水冷卻段中冷卻,使其溫度降至4°C流出且裝罐。 

        從上述工藝和圖中可以看出,整個殺菌過程中,溫度控制是非常非常重要且嚴苛的,需要使用到以下閥門:

        首先,蒸汽進來時要先用減壓閥把壓力降下來且穩定住,然后蒸汽的氣動控制閥(比例調節閥)需要3臺;冷卻水的氣動控制閥(比例調節閥)也需要3臺;每一段加熱器下面均需要單獨疏水,疏水閥必須連續及時排放冷凝水,確保沒有積水。疏水閥建議選用way’s自由浮球疏水閥

        控制閥建議選用way’s波紋管密封氣動控制閥,因為其具有以下優點:

        A、 閥桿為波紋管密封結構零泄漏;一旦到了設定的參數,閥門可以立即實現切斷動作,關閉閥門。若使用傳統填料密封控制閥,一旦到了設定的參數,首先需要克服填料對閥桿的摩擦阻力才能關閉閥門,時間上滯后一點,也就意味著控制偏差增大了,溫差很難控制到±0.5℃,但是波紋管密封的就可以做到。

        B、 密封面堆焊了司太立合金,且閥門關閉時為平面密封,耐沖蝕性能優秀,長期使用也不容易泄漏,因此長期使用后控制精度還是很高,而其他線密封結構的控制閥就很難做到這一點。

         

        2、因為UHT殺菌工藝是一個非常嚴苛的、變化的溫度過程控制,與食品飲料的品質和口味息息相關,實在是很重要,不允許有任何意外超溫的情況出現,所以很多用戶還會在氣動控制閥前加裝一個氣動切斷閥。這個切斷閥以前大多數時候選用的是氣動球閥,但是因為球閥是軟密封,長期用在高溫蒸汽上,密封面很容易老化、磨損變形,導致泄漏,閥門壽命較短,近年大家逐步會選用氣動波紋管截止閥替代氣動球閥。

        2、巴氏殺菌機

        最簡單的全脂巴氏殺菌乳加工生產線應配備巴氏殺菌機、緩沖罐和包裝機等設備。

        經過均質和標準化后的乳被泵入板式換熱器的加熱板中進行巴氏殺菌,所需的保溫時間由保溫管來保證并被連續記錄下來。巴氏殺菌后,牛乳流到板式換熱器冷卻段,先與流入的未經處理的乳進行回收換熱,本身被冷卻,然后在冷卻段在由冰水進行冷卻,冷卻后牛乳被泵入到灌裝機。

        保持殺菌法應注意消毒缸的大小、攪拌器的大小及與其相配合的轉數,以獲得最好的傳熱效率和不產生泡沫。要準確地確認乳溫,在殺菌完后15分鐘以內迅速地將乳溫降到5℃以下。為防止二次污染,殺菌開始后不準打開消毒缸的蓋子。

        從上述工藝和圖中可以看出,整個殺菌過程中,溫度控制是非常非常重要且嚴苛的,對閥門的要求與UHT類似。


        三、閥門對工藝的影響

        在乳品業行中對設備穩定性能及控制精度準確性很要求很高,其中殺菌是乳品加工工藝最重要的環節,在巴氏殺菌或UHT滅菌中,如果閥門出現泄漏、關不死、氣動閥控制精度不準等,熱處理強度增大,造成過量的蒸汽供給,會把乳品中的營養價值降低,及造成產品燒焦,保質期縮短,風味殘缺,感官指標下降等嚴重的質量問題。

        為了保證殺菌強度,防止過度殺菌,防止異物進入,建議殺菌系統周邊的閥門,都要選用零泄漏,控制精度高的閥門。


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