1、UHT灭菌与均质UHT灭菌原理及工艺第一节UHT加工原理第二节均质及原理第三节UHT清洗第一节UHT加工原理UHT产品定义及常用语 UHT产品将物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135150，并在这一温度下保持2-7秒以使其达到商业无菌的水平；产品冷却后灌装于无菌包装容器中，以使产品能够在非冷藏条件下进行分销。灭菌杀灭产品中微生物的过程（用100以上的温度进行热处理）无菌处于没有活体细胞存在或所有活体细胞已被杀死的状态下 商业无菌产品处于无致病微生物；无微生物毒素；以及在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增殖的状态。灭菌乳的灭菌原理 产品灭菌是指对产品进行高温处理，以杀死所有的微生物和
2、耐热酶。灭菌后的产品能较好地保持其中的营养成分，并能在室温下长期储存。绝对无菌在实际生产中是不可能的：并非所有的微生物在受到灭菌/消毒处理时都立即被杀死。相反：在一定的时间里仅有部分微生物被杀死，其余的则活了下来。灭菌过程每进行一次都会产生一定的灭菌效果，在加热灭菌的过程中，灭菌作用因加热时间和温度的不同而有所不同。温度越高，时间越长，灭菌过程越有效，即灭菌作用越显著。V74AV78V98V97V96V94CV94V53V51V20V32M2M4CV53V52V99V22V68V66M9M10V44V26V63V64TT71TT44TT42TT45TT8TT9TT10TT64LSL66LT65
3、TT99CV66TT26V14V13.2V13.1V15V08CV11TT01PI01TT02M11V19PT32APT32BV34TT03PI03PI04PI03UHT工艺流程预杀菌V74BV78V98V97V96V94CV94V53V51V20V32M2M4CV53V52V99V22V68V66M9M10V44V26V63V64TT71TT44TT42TT45TT8TT9TT10TT64LSL66LT65TT99CV66TT26V14V13.2V13.1V15V08CV11TT01PI01TT02M11V19PT32APT32BV34TT03PI03PI04PI03UHT工艺流程生产V74
4、V78V98V97V96V94CV94V53V51V20V32M2M4CV53V52V99V22V68V66M9M10V44V26V63V64TT71TT44TT42TT45TT8TT9TT10TT64LSL66LT65TT99CV66TT26V14V13.2V13.1V15V08CV11TT01PI01TT02M11V19PT32APT32BV34TT03PI03PI04PI03UHT工艺流程CIP清洗营养快线UHT灭菌加工工艺1配料处理化奶均质配料配料罐贮存到UHT灭菌机UHT处理泵入UHT平衡罐脱气(65)均质20MPa(5MPa)UHT灭菌(12515s)冷却(92)热灌装(88)热灌
5、装UHT出料过滤 高位槽三位一体灌装底位槽冷却到配料罐或回到UHT平衡罐典型的UHT灭菌乳加工工艺2137(4s)蒸汽全自动多管式灭菌UHT杀菌特点:1.经UHT杀菌系统处理后的食品在无菌包装情况下，其品质或新鲜度能够在常温下保持数月之久,免除冷藏链。2.经UHT系统处理过的食品其风味、色泽及营养成分均能够保持原有水平，而受到影响的部分极其甚微。3.由于内套管采用波纹多管束的结构,而获得良好的紊流效果,换热效率远高于盘管式换热器,接近于板式换热器。4.适用任何一种物料，尤其能够适合较高黏度以及含有微小颗粒的液态食品。5.独特的浮动头设计，最好的避免热应力的影响；管壁不易结焦或结垢，连续运行时间
6、长，套管的清洗十分便利。6.双密封结构消除了污染的危险，维护成本远低于板式换热器，只有O型密封圈需要更换，方法简便。7.整个杀菌系统的管腔内无一死角，防止食品残留物引起细菌的孳生，管道检修方便，符合3-A卫生标准技术要求。8.自动化程度高，操作维护费用低。9.材质可靠，可承受较高的产品压力。列管式热交换器第二节第二节 高压均质机的工作原理高压均质机的工作原理 高压均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀（一级均质阀及二级乳化阀）部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。工作阀原理示意图
7、：图2：物料被输送至工作阀进口 图3：物料源源不断地通过一级 （尚未通过工作阀）均质阀和二级乳化阀 均质颗粒细化原理简介：如图2所示，物料在尚未通过工作阀时，一级均质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在力F1和F2的作用下均紧密地贴合在一起。物料在通过工作阀时（如图3），阀芯和阀座都被物料强制地挤开一条狭缝，同时分别产生压力P1和P2以平衡力F1和F2。物料在通过一级均质阀（序号1、2、3）时，压力从P1突降至P2，也就随着这压力能的突然释放，在阀芯、阀座和冲击环这三者组成的狭小区域内产生类似爆炸效应的强烈的空穴作用，同时伴随着物料通过阀芯和阀座间的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击产生的高速撞击作用
8、，如此强烈地综合作用，从而使颗粒得到超微细化。一般来说，P2的压力（即乳化压力）调得很低，二级乳化阀的作用主要是使已经细化的颗粒分布得更加均匀一些。据美国Gaulin公司的资料介绍，绝大部分情况下，单单使用一级均质阀即可获得理想的效果。均质机的特点：特点：相对于离心式分散乳化设备（如胶体磨、高剪切混合乳化机等），均质机的特点是：1）细化作用更为强烈。这是因为工作阀的阀芯和阀座之间在初始位是紧密贴合的，只是在工作时被料液强制挤出了一条狭缝；而离心式乳化设备的转定子之间为满足高速旋转并且不产生过多的热量，必然有较大的间隙（相对均质阀而言）；同时，由于均质机的传动机构是容积式往复泵，所以从理论上说，
9、均质压力可以无限地提高，而压力越高，细化效果就越好。2）均质机的细化作用主要是利用了物料间的相互作用，所以物料的发热量较小，因而能保持物料的性能基本不变。3）均质机能定量输送物料，因为它依靠往复泵送料。4）均质机耗能较大。5）均质机的易损使较多，维护工作量较大，特别在压力很高的情况下。6）均质机不适合于粘度很高的情况。均质后对牛奶的益处：1、均质化后的牛乳使脂肪球呈数量更多的微细的脂肪球，具有良好的均一性。而且脂肪球数目的增加，增加了光线在牛乳中折射和反射的机会，使得均质乳的颜色更白。2、均质化后的牛乳减少了铜与磷脂之间的接触，防止了由于铜的催化作用而产生的臭味，使均质后的牛乳具有新鲜牛乳的芳
10、香气味。一级和二级均质的不同效果a:一级 b：二级ab真空脱气真空脱气 脱气脱气脱气可防止或减轻浆液中的色素，香气成分和其它物质的氧化，防止品质变劣，去除附着于悬浮粒子上的气体，减少或避免微粒上浮，以保持外观均衡，并减少灌装及杀菌时产生的泡沫。对生产营养快线主要是减少泡沫。脱气最佳工艺条件：温度6075，真空度0.060.088MPa。第三节UHT清洗清洗定义及作用机理 清洗通过物理和化学的作用去除被清洗表面上可见和不可见的杂质的过程。清洗所要达到的清洗标准是指被清洗表面所要达到的清洁程度。CIP（原位清洗）的定义是指设备(罐体、管道、泵等)及整个生产线在无须人工拆开或打开的前提下，在闭合的回
11、路中进行清洗；清洗过程是在达到一定的湍动性和流速的条件下，通过清洗液对设备表面喷淋或在管路中循环。清洗的标准 物理清洗被清洗表面上去除了肉眼可见的污垢。化学清洗被清洗表面上不仅去除了肉眼可见的污垢，而且还去除了微小的、通常为肉眼不可见的沉积物。微生物清洁被清洗表面上极大部分附着的细菌和病原菌被杀死了。无菌清洁被清洗表面附着的所有微生物均被杀灭了。这是UHT和无菌包装的基本要求。清洗过程中的作用机理 清洗作用主要包括溶解作用、热的作用、机械作用、界面活性作用、化学作用 水、酸、碱清洗剂的主要作用水的作用：水是极性化合物，对碳水化合物、蛋白质及一些盐类物质有较强的溶解作用。NaOH（苛性钠）类碱性
12、清洗剂：分解蛋白、脂肪类结垢。在高温时可将脂肪皂化(将脂肪转化为能溶于水的形式)。HNO3（硝酸）类酸性清洗剂：具有较强的渗透能力，溶解无机盐类的结垢，使沉积物不残留在清洗过的表面上。清洗剂种类 清洗液浓度 清洗温度 清洗时间 清洗流量 在生产过程中，清洗和杀菌不可替代，杀菌是在物理清洁和化学清洁的基础上的微生物清洁。影响清洗效果的五大因素清洗液浓度与清洗时间的关系清洗液浓度、清洗时间、清洗温度对清洁效果的影响管式UHT灭菌系统的清洗程序（例）1、清水预冲洗15分钟（顶出管路中的物料），达到基本澄清2、生产温度下的热碱性洗涤剂（如137，浓度为22.5%氢氧化钠溶液）循环4555分钟3、清水冲
13、洗至中性（用pH值试纸检测）4、105的酸性洗涤剂循环3035分钟（如浓度为11.5%的硝酸溶液）5、清水冲洗至中性（用pH值试纸检测）AIC（中间）清洗 AIC（中间清洗）的定义 是指生产过程中，在没有失去无菌状态的情况下，对热交换器进行清洗，而后续的灌装生产可在无菌罐供料的情况下或者中间清洗结束后，继续进行的过程。AIC的清洗程序 A清水顶出UHT灭菌机管道中的产品。B用碱性清洗液（如浓度为2%的氢氧化钠溶液）按“中间清洗”程序在管道内循环。注意循环时要保持正常的加工流速和温度，以便维持UHT保持灭菌管道内及其后续热交换器的无菌状态 循环时间UHT灭菌机自动控制，以管路中压力降到典型的清洁
14、状况（即水循环时的正常压降）为准不进行正常的中间清洗，将影响换热效率、增大能耗，影响产品质量及风味。而且，会影响无菌包装机的灌装精度及正常生产。清洗的启动标准 纯牛奶：连续生产时间达到6小时以上，建议AIC 花色奶（如可可奶等）：连续生产时间达到8小时以上，建议AIC 根据生产管路内的结垢情况判断AICCIPP0.10.15MPa0.3MPat57911 注:AIC-中间清洗CIP生产(最终)清洗P-热交换器中的压降t-热交换器中物料/过热水温差酸碱清洗液浓度测定 通常用滴定法检测酸碱清洗液的浓度，以保证清洗效果。NaOH浓度%2.02.5HNO3浓度%1.01.5 必须确定清洗循环结束之后的清洗液浓度在标准范围之内。
