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1、UHT (Ultra High Temperature),2008-8-10,张利芳,引论：,并非所有的微生物在受到灭菌/消毒处理时都立即被杀死。,不论起始的微生物数量有多少，一定的灭菌/消毒方法总是杀死同样比例的现存微生物,食品加工中灭菌的目的并不是使每单个包装的产品都不含残留的微生物，因为采用加热方法来致死微生物，要达到绝对无菌的理想状态是不可能的。实际上的目的只是达到商业无菌，即保证产品在消费者食用前不变质就行了（致病菌的存活和生长的可能性可忽略且产品不能有任何其他消费者不能接受的变化）,商业无菌：,商业无菌是指产品中无致病微生物、无微生物毒素，在正常的仓储运输条件下微生物不繁殖。(三无
2、原则),欧共体对UHT产品的定义：,物料在连续流动的状态下，经135 以上不少于1s的超高温瞬时灭菌（以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢），然后在无菌状态下包装于微量透气容器中，以最大限度地减小产品在物理化学及感官上的变化。UHT产品应能在非冷藏条件下分销。,加工工艺：,物料系统：（单向）,平衡槽离心泵M2预热段 预热段2（79） 脱气罐-,均质机（75） 加热段3（95） 保持管,物料系统：（单向）,（60s蛋白稳定） 加热段4 加热段5 灭菌段6（137/121）,保持管（4/30s灭菌温度保持） 热回收段7,冷却段8（2528） 无菌罐,双热水系统（循环）,灭菌段6 柔和加热介质的冷凝
3、水 灭菌段5,(由多级泵M10循环加压）,蒸汽,软水源 多级泵M9 冷却段7 加热段4、3 10(加热保证脱气温度）,加热段 （冷却受出口软水温度控制接近进口温度）,换热特点,第一预热段为产品与产品的换热,有效提高热回收效率,相关知识点：,管式换热器：,管式热交换器，不同于板式热交换器，它在产品通道上没有接触点，这样它就可以处理含有一定颗粒的产品。颗粒的最大直径取决于管子的直径，在UHT处理中，管式热交换器要比板式热交换器运行的时间长。从热传递的观点看，管式热交换器比板式热交换器的传热效率低,原理：,通常使用的多管道的管式热交换是基于传统的列管式热交换器的原理，其产品流过一组平行的通道，提供的
4、介质围绕在管子的周围，通过管子和壳体上的螺旋波纹，产生紊流，实现有效的传热。同一段内可能使用不同规格/模式的管式热交换器,关于杀菌段设计的说明：,在设计中要考虑P4段的几个关键参数:流速v以及流经P4段所用时间t.基于换热原理考虑：tm小 K值大，热效率曲线缓，结垢率低经验参考值： v为.-m/s， t为-s,关于蛋白稳定：,乳蛋白具有良好的热稳定性（结垢率）对UHT乳的加工相当重要，因为其直接影响到UHT系统的连续运转时间和灭菌情况。乳蛋白的热稳定性可通过酒精试验间接测定，一般具有良好热稳定性的牛乳至少要通过75%的酒精试验,结垢物：,由两种结垢物的类型来分析加工工艺中蛋白稳定的必要性及其工
5、作机理：A：主要由蛋白质组成还包括少量的脂肪乳糖和无 机盐；大量形成在95-100 的温度范围B：主要由无机盐组成还包括少量的脂肪乳糖和蛋白质；从90 开始形成并且随着温度的升高而增加（清洗所针对的对象乳石）,异常乳,主要指乳房炎乳（产酸类细菌， 耐热的蛋白酶变苦，形成凝块）还包括有抗乳（破坏盐平衡系统，蛋白质耐热性差）初乳末乳（免疫/血浆蛋白含量高，耐热性差）,通常酸度,PH6.6PH6.820: 约PH6.7初乳： PH6.0左右乳房炎乳： PH7.5左右,背压的作用：,产品在加工过程中是不能沸腾的，因为产品沸腾后所产生的蒸汽将占据系统的流道，从而减少了物料的灭菌时间使灭菌效率降低。,背压
6、的作用：,在间接加热系统中，沸腾往往产生于灭菌段。在乳制品的加工过程中，沸腾所产生的气泡将增加产品在加热表面变性结垢的几率，从而影响热传递。,背压的作用：,为防止沸腾，产品在最高温度时必须保持一定的背压使其等于该温度下的饱和蒸汽压（水的产品水分含量高）,背压的作用：,实验室测定，140 下需保持3.0Bar的背压以避免料液沸腾；在无菌乳输送过程中，背压阀是直接与大气接触的非封闭式部件，故需采取无菌保护措施，通常使用在线双氧水灭菌（浓度为35%-36%）,背压的作用：,通常情况下，液态乳制品中溶有一定比例的空气.水中溶解的空气是可逆的，一旦水的温度升高，空气就会逸出直至水沸腾。,另外：,在间接加
7、热系统中尚未达到沸点时，一些小气泡就已产生，尤其是较高的流动性所导致的局部流速的增加会使压力下降，这样就更容易产生气泡，这些气泡同样能促使产品结垢。,背压的作用：,为防止气泡产生，所提供的背压必须高于该温度下的饱和蒸汽压，根据经验，所提供的背压至少要比饱和蒸汽压高1Bar,总结：,这样在UHT的管式换热器的灭菌段就需要保持4Bar的背压。由于产品在流动的过程中压力会下降，因此在灭菌段之前产品的压力应高于背压，特别是在加工粘性流体时，产品的压力应更高，系统进口压力一般应为89Bar,压差的概念：,随着时间的增加，UHT系统压力会由于管式换热器结垢程度的增加而增大，故产生了实时系统压力与进料时系统
8、压力的差值，称为压差,脱气：,介绍：牛乳刚刚被挤出后约含5.5%-7%的气体；经过储存运输和收购后，一般其气体含量在10%以上，而且绝大多数为非结合的分散气体。这些气体对牛乳加工的破坏作用主要有：,介绍：,1）影响牛乳计量的准确度（2）加速氧化使杀菌机中结垢增加（3）影响分离和分离效率（4）影响牛乳标准化的准确度（5）影响奶油的产量（6）促使脂肪球聚合（7）促使游离脂肪吸附于包装内层（8）一些异味气体会影响产品风味,原理：,采用真空脱气罐可以除去细小的分散气泡和溶解氧。最好以伞形进入，尽量大地占据脱气罐内表面，靠入口剪切力致使气泡拉碎或逸出，从而可增加脱气效果。,原理：,牛奶预处理时通过脱气罐，其原理为：罐的真空度被调节到低于预热温度78的沸点温度，当 8 的乳进入罐中时，温度马上降到8-8=0，低压下释放出空气，连同一定数量的牛乳中的水分一起蒸发（汽化）。蒸汽通过安装在罐里的冷凝器被冷却，再流回到乳中，蒸发的空气连同不凝的空气（一些异味）通过真空泵被排出罐外。,工作过程：,工作时，将牛乳预热至78 后，泵入真空脱气罐，由于牛乳中的水分蒸发指使温度立刻降低。这时牛乳中的空气和水蒸气扩散到罐顶部（注意液位控制）；,工作过程：,如有冷凝器，则蒸发的牛乳冷凝回到罐底部，而空气及一些非冷凝气体（异味）由真空泵抽吸除去。,本次培训结束：,谢谢,
