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1、液体食品微生物学的安全连续巴氏杀菌 欧洲卫生设备设计组织 文件1 1992年11月液体食品微生物安全的连续巴氏杀菌概要食品的巴氏杀菌旨在消除食品中毒的风险。巴氏杀菌在理论上非常简单：被巴氏杀菌的产品加热到一定温度、在此温度或高于此温度保持一定的时间。然而，在实际中许多原因使巴氏灭菌产品有时会造成微生物的健康危险。由于在停留时间内的分配，并非所有产品达到所需的巴氏杀菌温度或可能经过太短的一段时间。而且有巴氏杀菌产品被感染的风险，如由于尚未巴氏杀菌的产品造成的污染。同时用来冷却巴氏杀菌产品的介质可能是污染的一个来源。为了减小巴氏杀菌产品微生物不安全的风险，欧洲卫生设计组织（EHEDG）的连续热处理
2、小组编写了无颗粒液体食品的微生物安全的连续巴氏杀菌的指导原则。这些原则已由EHEDG批准，在此文中提出。介绍若要使巴氏杀菌是微生物安全的，下列是必要的：1. 在整个运行期间维持正确的巴氏杀菌状态；2. 防止巴氏杀菌产品的无法接受的再感染。要维持正确的巴氏杀菌状态，温度测量的装置必须是足够地精确和可靠。同时使用于保证处理时间是正确的装置；产品的流速不应超过导致产品在巴氏杀菌器中有太短的停留时间的一个数值。同样地，维持段的体积不应允许减少到由于污垢造成的不可接受的数量，因为污垢可缩短热处理的长度；当污垢变得过多时，巴氏杀菌过程必须停止。产品可能被无菌包装或在无菌状态下进一步处理，为了防止再感染，从
3、巴氏杀菌器的加热段以后的下游设备在产品的巴氏杀菌开始前必须是预巴氏杀菌的。因而，设备必须是可清洗的（原位清洗是更适宜的），从加热段以后的下游设备必须不受细菌的影响。热交换器的构造巴氏杀菌器的构造是十分重要的。设备必须是无菌的（卫生的和防细菌的）。设计存在风险使产品被在死角处（管道通向阀门、压力表、温度探头等）的未巴氏杀菌的产品或设备（如不是防细菌和不是无菌的阀门）再感染的巴氏杀菌器是容易的。其它导致设备不能获得卫生资格的原因和后果在附件1中讨论。一个连续的巴氏杀菌器包括一个加热段、一个维持段和（在大多数情况下）一个再生段和/或冷却段。只带基本的加热、维持和冷却段的最简单可能的构造（如图1所示）
4、同时是最耗能的，因为用于加热和冷却的能量全部被浪费了。因而通常使用一个再生段（见图2）：在经过加热和维持单元之后、经过冷却单元之前，产品流经一个热交换器在此加热进来的产品。用来加热的能量从而得到再生：准备流进冷却单元的巴氏杀菌后的物料与进入的产品热交换被预冷却（因而减少了冷却所需的能量），进入的产品在流进加热器前被预加热（因而减少了在加热阶段所消耗的能量）。回流产品排空平衡罐泵加热保持灌装机、缓冲罐、等其它工艺设备回流阀冷却 图1 连续巴氏杀菌最简单的可能构造回流产品预热/再生泵平衡罐加热保持灌装机、缓冲罐等其它工艺设备图2 带热再生的连续巴氏杀菌设备的预巴氏杀菌要对从巴氏杀菌器加热段以后的下
5、游设备预巴氏杀菌，关掉冷却段并进行水循环直到生产线末端的温度T3达到正确的巴氏杀菌温度。循环继续进行足够长的时间以致于可以杀死在产品接触面上所有相关微生物。如果在预巴氏杀菌期间生产线末端的温度变得太低，预巴氏杀菌应重新开始。产品巴氏杀菌的启动当预巴氏杀菌成功地完成后，开启冷却回路。一旦系统中所有的温度正确后，平衡罐中的水可以由即将巴氏杀菌的牛奶替代。认识到热传递速率随产品粘度的增加而降低是重要的。在任何时候保证加热介质的温度足够高以获得所需的热传递速率是设备制造商的责任。液位控制系统应保证在平衡罐中总是有最低液位的液体以致于泵不会吸入空气。流向转换如果在上面讨论的基本构造中（图1和2），巴氏杀
6、菌温度降低到一个最小值之下，除了关闭巴氏杀菌和生产过程、在生产可以重新开始前清洗和对设备预巴氏杀菌之外没有其它选择。然而在很多情况下，可以通过将不充分巴氏杀菌的产品流向转换来减小太低温度造成的后果。假如已采取措施来保证没有不足够巴氏杀菌的产品可以污染正确的巴氏杀菌产品，当温度重新正常后生产就可以恢复。适当的构造如图3所示。如果在生产阶段，温度T1和/或温度T2降到所需温度之下，产品现在可以转换流回到平衡罐中以重新巴氏杀菌。转换流向必须持续进行到温度TR重新正确为止。循环必须持续足够长的时间以保证生产线中最冷点被加热和维持在巴氏杀菌温度足够长的时间以破坏所有存在的相关微生物。此时转换阀才可以重新
7、切换到生产过程。在巴氏杀菌器启动阶段为了避免不充分巴氏杀菌或未巴氏杀菌的水或产品的滞留，从加热段开始的下游（超过T1，包括转向阀）设备必须无死角。为了防止巴氏杀菌后的产品流经转向阀时再感染，转向阀必须是不透细菌的。回流排空产品预热/再生转向阀平衡罐维持加热泵其它工艺设备灌装机、缓冲罐等再循环阀冷却 图3 带流向转换的巴氏杀菌器清洗为了保证转向回流线被清洗，转向阀应在每个清洗步骤交替地激活。结果为了保证适当的清洗，整个清洗时间可能必须增加。仅在启动阶段的流向转换有可能仅在生产线的启动时才需要转向阀。例如，有这样的情况,如果在开始生产前需要对生产线（从巴氏杀菌器维持段开始的下游设备）消毒相当长的时
8、间，或用完全不同的方法（如使用化学方法），那么巴氏杀菌器的预巴氏杀菌必须在开始生产时完成，独立于生产线，使用一个流向转换阀。预巴氏杀菌过程将与上面讨论的重新巴氏杀菌过程一样。预巴氏杀菌完成后，转向阀可以在平衡罐中的水由产品替换前开启到生产模式。随后，至平衡罐的回流线应排空。然而，如果温度T1或T2在生产期间变得太低，流向转换将不足以处理此问题。巴氏杀菌就必须停止，设备必须清洗，生产线的预消毒的整个过程和巴氏杀菌器的预巴氏杀菌必须在产品的巴氏杀菌恢复以前完成。工厂设计的具体方面监控 强烈建议记录温度、流量和（如果可能）故障，以及流向转换阀的位置（如果有的话）。温度巴氏杀菌温度和定义何时将产品转向
9、或停止巴氏杀菌的温度低限值必须基于法定的要求或与卫生当局讨论。正确温度的标定全部是食品加工商的责任。如上面提到的，从加热单元开始的下游设备必须是无死角的和不透细菌的；在选择温度探头时应考虑这一点。如果温度探头T2离转向阀足够近和在运行状态下加热转向阀所需的时间已知和仔细考虑的情况下，TR温度探头（图3）可以省去。如果选择一个设定点，必须考虑温度测量的精确度。此外，必须有可能校正温度探头。反应时间控制流向转换的温度探头和流向转换阀之间的距离必须足够长以保证当温度太低时未充分处理的产品总是被转向。因此，必须考虑流速和控制回路（温度探头、控制器和阀门）的反应时间，应意识到温度探头的不正确指示会增加反
10、应时间。控制系统必须能够补偿在加热部分进口处的温度突然偏差（如由于在于巴氏杀菌后从热水吸入切换到冷产品）。滞留时间滞留时间不应减少到一个确定的最低值之下；这取决于法定的要求以及应与卫生当局讨论。必须非常仔细地考虑在滞留时间上的分配（在维持管中平均速度与最大速度的比值在层流时的0.5和完全湍流时的0.82之间变化）。因而维持管可能需要达到基于平均维持时间计算的长度的两倍以便达到最低的滞留时间。正确滞留时间的标定是食品加工商的责任。为保证维持最低的滞留时间，在一些产品的巴氏杀菌过程中，下列要点是重要的： 流速不能增加流速应由一个合适的报警动作来监控（图13中的F）； 故障不能变得严重故障应是可预测
11、的或可测量的； 气袋不减少维持段的体积维持管应随产品流从底部到顶部向上倾斜。转向和循环阀如果必须防止再感染，从加热段开始的下游设备必须只用无菌阀（无死角和不透细菌）；另外的，卫生阀可以满足需要。为了排除死角，阀连接到三通是不能接受的。为了防止由于从回流线微生物的后繁殖造成的再感染，可能需要使用带双座的再循环阀。此需要取决于管道和阀门的构造、回流线的长度和运行时间。当阀处于关闭位置时，座之间的空间必须清洗（如用热的冷凝水）。如果流向转换用在无菌包装的产品或在无菌状态下进一步处理的产品，必须避免由于有故障的阀座造成再感染的风险。在这种情形下转向阀必须有双座。当阀处于关闭位置时，座之间的空间必须清洗
12、（如用热的冷凝水）。其它配件应该避免对生产安全不是必不可少的配件。不可避免的配件应该没有死角。排空和通气阀可能产生微生物方面的问题，不建议它们的使用。换热板的排空或通气是不需要的，应当避免。热交换器垫圈在垫圈泄漏的情况下，巴氏杀菌后的产品不应被泄漏的产品（再生段）或冷却水（冷却段）污染。因而，不同的流体必须用两个垫圈分开，泄漏的液体不应增加压力因此垫圈之间的空间必须有通气/排空槽。更换垫圈能满足热交换器制造商指明的要求也是重要的。构造材料在正常使用的状态构造材料必须是耐腐蚀的，考虑到在巴氏杀菌温度时产品和在清洗时清洗液的特性。有疑问的情况下，应选择最耐腐蚀的材料。使用的所有材料应对接触食品是可
13、接受的，因而符合美国食品和药品管理局（FDA）或德国BGA的指导原则。细节将由欧洲卫生设计组织的材料小组来规定，并即将出版。必须指明冷却介质以保证它不具有腐蚀性。表面粗糙度冷轧不锈钢应具有粗糙度小于0.3mm的表面（RA值依照国际标准组织(ISO)468标准，1982年）。然而，冲压板将影响表面。建议热交换器换热板具有RA值不超过1.0mm的表面。维持段的绝热如果使用绝热材料，应注意它对维持段的材料不是腐蚀性的。换热板上泄漏的预防和检测检查所使用的钢板无瑕疵是换热板制造商的责任。制造商同时应对所有的板进行压力测试。脉动和振动（如由泵、蒸汽注入或阀的切换引起的）造成的机械损伤，导致疲劳破坏和应力
14、腐蚀断裂可能会减少换热板的寿命。因而，为使寿命最大化，脉动和振动应降低到最小。为确保微生物学的安全性，再生和冷却段的换热板应在微孔产生很久以前更换。为了将感染的风险降低到最小，可以使用分离回路（图4）。辅助的回路应是无菌设计的并应经常做泄漏检查。此可以通过测量在产品一侧清洗时（用碱或酸试剂）循环水的PH来完成。预热产品膨胀容器维持加热再生泵冷却膨胀容器冷却泵 图4 可以使用分离回路以将通过换热板上的微孔感染巴氏杀菌后产品的风险降低到最小化热交换器换热板的扫描测定热交换器换热质量的方法应是最有价值的。EHEDG不知道此合适的方法的存在，并鼓励在此领域的研究。在泄漏换热板的情况下运用压力差异来防止
15、感染在一些国家，规定要求巴氏杀菌后的产品总是比换热板另一侧的产品或冷却介质处于一个较高的压力。为达到此目的，额外的泵必须安装在巴氏杀菌器的预热段之后（除非无预热/再生段的使用）。此外，将需要另外的压力测量和监控，以及在冷却段出口处的一个背压阀。额外泵是用来保证巴氏杀菌后的产品的压力总是比进入到预热段的产品和冷却介质的压力高。然而，尽管这样的系统将减少通过泄漏的换热板感染的风险，它不能被认为消除了此类风险。突然的压力冲击，诸如那些由阀的锤击作用或由生产线中活塞或隔膜泵造成的脉动，可能导致反向压力冲击，使液体向相反方向流动。另外，在零压力时，被感染的液体的交换可能发生。最后，组件数量的增加将增加微生物泄漏的风险。考虑保证换热板不泄漏是更安全和肯定重要的。结论总之，为
