uht滅菌均質解析

1、UHT滅菌與均質,UHT滅菌原理及工藝,第一節(jié)    UHT加工原理,第二節(jié)    均質及原理,第三節(jié)    UHT清洗,第一節(jié)    UHT加工原理,UHT產品定義及常用語UHT產品 將物料在連續(xù)流動的狀態(tài)下通過熱交換器加熱至135～150℃，并在這一溫度下保持2-7秒以使其達到商業(yè)無菌的水平；產品冷卻后灌裝于

2、無菌包裝容器中，以使產品能夠在非冷藏條件下進行分銷。滅菌 殺滅產品中微生物的過程（用100℃以上的溫度進行熱處理）無菌 處于沒有活體細胞存在或所有活體細胞已被殺死的狀態(tài)下商業(yè)無菌 產品處于無致病微生物；無微生物毒素；以及在正常的倉儲、運輸條件下，微生物不發(fā)生增殖的狀態(tài)。,滅菌乳的滅菌原理,產品滅菌是指對產品進行高溫處理，以殺死所有的微生物和耐熱酶。滅菌后的產品能較好地保持其中的營養(yǎng)成分，并能在室溫下長期儲存。絕對無菌在

3、實際生產中是不可能的：并非所有的微生物在受到滅菌/消毒處理時都立即被殺死。相反：在一定的時間里僅有部分微生物被殺死，其余的則活了下來。滅菌過程每進行一次都會產生一定的滅菌效果，在加熱滅菌的過程中，滅菌作用因加熱時間和溫度的不同而有所不同。溫度越高，時間越長，滅菌過程越有效，即滅菌作用越顯著。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

4、,,,,,,,,,,,,,V74A,V78,V98,V97,V96,V94,CV94,V53,V51,V20,V32,M2,M4,CV53,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,V52,V99,V22,V68,V66,M9,M10,V44,V26,V63,V64,TT71,TT44,TT42,TT45,TT8,TT9,TT10,TT64,LSL66,LT65,TT99,CV66,TT26,,,,,V14,V13.2,V1

5、3.1,V15,V08,CV11,TT01,PI01,TT02,M11,V19,PT32A,PT32B,V34,TT03,PI03,PI04,PI03,UHT工藝流程 – 預殺菌,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,V74B,V78,V98,V97,V

6、96,V94,CV94,V53,V51,V20,V32,M2,M4,CV53,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,V52,V99,V22,V68,V66,M9,M10,V44,V26,V63,V64,TT71,TT44,TT42,TT45,TT8,TT9,TT10,TT64,LSL66,LT65,TT99,CV66,,,,,TT26,,,,,,,,,,V14,V13.2,V1

7、3.1,V15,V08,CV11,TT01,PI01,TT02,M11,V19,PT32A,PT32B,V34,TT03,PI03,PI04,PI03,UHT工藝流程 – 生產,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,V74,V78,V98,V97,V96,V94,CV94,V53,

8、V51,V20,V32,M2,M4,CV53,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,V52,V99,V22,V68,V66,M9,M10,V44,V26,V63,V64,TT71,TT44,TT42,TT45,TT8,TT9,TT10,TT64,LSL66,LT65,TT99,CV66,TT26,,,,,V14,V13.2,V13.1,V15,V08,CV11,TT01,PI01

9、,TT02,M11,V19,PT32A,PT32B,V34,TT03,PI03,PI04,PI03,UHT工藝流程 – CIP清洗,,,,,,,營養(yǎng)快線UHT滅菌加工工藝 1,? 配料處理 化奶 ? 均質 ? 配料 ? 配料罐貯存 ? 到UHT滅菌機? UHT處理 泵入UHT平衡罐 ? 脫氣(65℃) ? 均質20MPa (5MPa) ? UHT滅菌(125℃ 15s) ? 冷卻(92℃) ? 熱灌裝(88

10、℃) ? 熱灌裝 UHT出料 ? 過濾 ? 高位槽 ? 三位一體灌裝 ?底位槽?冷卻到配料罐或回到UHT平衡罐,,典型的UHT滅菌乳加工工藝 2,137℃,,(4s),,蒸汽,全自動多管式滅菌UHT殺菌特點 :,1. 經UHT殺菌系統(tǒng)處理后的食品在無菌包裝情況下，其品質或新鮮度能夠在常溫下保持數(shù)月之久, 免除冷藏鏈。2. 經UHT系統(tǒng)處理過的食品其風味、色澤及營養(yǎng)成分均能夠保持原有水平，而受到影響的部分極其甚微。3.

11、 由于內套管采用波紋多管束的結構, 而獲得良好的紊流效果, 換熱效率遠高于盤管式換熱器, 接近于板式換熱器。4. 適用任何一種物料，尤其能夠適合較高黏度以及含有微小顆粒的液態(tài)食品。5. 獨特的浮動頭設計，最好的避免熱應力的影響；管壁不易結焦或結垢，連續(xù)運行時間長，套管的清洗十分便利。6. 雙密封結構消除了污染的危險，維護成本遠低于板式換熱器，只有O型密封圈需要更換，方法簡便。7. 整個殺菌系統(tǒng)的管腔內無一死角，防止食品殘留物引起

12、細菌的孳生，管道檢修方便，符合3-A衛(wèi)生標準技術要求。8. 自動化程度高，操作維護費用低。9. 材質可靠，可承受較高的產品壓力。,列管式熱交換器,第二節(jié) 高壓均質機的工作原理,高壓均質機以高壓往復泵為動力傳遞及物料輸送機構，將物料輸送至工作閥（一級均質閥及二級乳化閥）部分。要處理物料在通過工作閥的過程中，在高壓下產生強烈的剪切、撞擊和空穴作用，從而使液態(tài)物質或以液體為載體的固體顆粒得到超微細化。,工作閥原理示意圖：,圖2：物料被輸

13、送至工作閥進口 圖3：物料源源不斷地通過一級　　 （尚未通過工作閥） 均質閥和二級乳化閥,均質顆粒細化原理簡介：,如圖2所示，物料在尚未通過工作閥時，一級均質閥和二級乳化閥的閥芯和閥座在力F1和F2的作用下均緊密地貼合在一起。物料在通過工作閥時（如圖3），閥芯和閥座都被物料強制地擠開一條狹縫，同時分別產生壓力P1和P2以平衡力F1和F2。物料在通過一級均質閥（序號1、2、3）時，壓力從P1突降至P2，也就

14、隨著這壓力能的突然釋放，在閥芯、閥座和沖擊環(huán)這三者組成的狹小區(qū)域內產生類似爆炸效應的強烈的空穴作用，同時伴隨著物料通過閥芯和閥座間的狹縫產生的剪切作用以及與沖擊環(huán)撞擊產生的高速撞擊作用，如此強烈地綜合作用，從而使顆粒得到超微細化。一般來說，P2的壓力（即乳化壓力）調得很低，二級乳化閥的作用主要是使已經細化的顆粒分布得更加均勻一些。據美國Gaulin公司的資料介紹，絕大部分情況下，單單使用一級均質閥即可獲得理想的效果。,均質機的特點：,特

15、點： 相對于離心式分散乳化設備（如膠體磨、高剪切混合乳化機等），均質機的特點是：1）細化作用更為強烈。這是因為工作閥的閥芯和閥座之間在初始位是緊密貼合的，只是在工作時被料液強制擠出了一條狹縫；而離心式乳化設備的轉定子之間為滿足高速旋轉并且不產生過多的熱量，必然有較大的間隙（相對均質閥而言）；同時，由于均質機的傳動機構是容積式往復泵，所以從理論上說，均質壓力可以無限地提高，而壓力越高，細化效果就越好。2）均質機的細化作用主要是利用了物

16、料間的相互作用，所以物料的發(fā)熱量較小，因而能保持物料的性能基本不變。3）均質機能定量輸送物料，因為它依靠往復泵送料。4）均質機耗能較大。 5）均質機的易損使較多，維護工作量較大，特別在壓力很高的情況下。6）均質機不適合于粘度很高的情況。均質后對牛奶的益處：1、均質化后的牛乳使脂肪球呈數(shù)量更多的微細的脂肪球，具有良好的均一性。而且脂肪球數(shù)目的增加，增加了光線在牛乳中折射和反射的機會，使得均質乳的顏色更白。2、均質化后的牛乳減少了

17、銅與磷脂之間的接觸，防止了由于銅的催化作用而產生的臭味，使均質后的牛乳具有新鮮牛乳的芳香氣味。,一級和二級均質的不同效果a:一級 b：二級,,a,b,,真空脫氣,脫氣　脫氣可防止或減輕漿液中的色素，香氣成分和其它物質的氧化，防止品質變劣，去除附著于懸浮粒子上的氣體，減少或避免微粒上浮，以保持外觀均衡，并減少灌裝及殺菌時產生的泡沫。對生產營養(yǎng)快線主要是減少泡沫。脫氣最佳工藝條件：溫度60～75℃，真空度0.06－0.088 M

18、Pa。,第三節(jié) UHT清洗清洗定義及作用機理,清洗通過物理和化學的作用去除被清洗表面上可見和不可見的雜質的過程。清洗所要達到的清洗標準是指被清洗表面所要達到的清潔程度。CIP（原位清洗）的定義是指設備(罐體、管道、泵等)及整個生產線在無須人工拆開或打開的前提下，在閉合的回路中進行清洗；清洗過程是在達到一定的湍動性和流速的條件下，通過清洗液對設備表面噴淋或在管路中循環(huán)。,清洗的標準,物理清洗 被清洗表面上去除了肉眼可

19、見的污垢?；瘜W清洗 被清洗表面上不僅去除了肉眼可見的污垢，而且還去除了微小的、通常為肉眼不可見的沉積物。微生物清潔 被清洗表面上極大部分附著的細菌和病原菌被殺死了。無菌清潔 被清洗表面附著的所有微生物均被殺滅了。這是UHT和無菌包裝的基本要求。,清洗過程中的作用機理,清洗作用主要包括溶解作用、熱的作用、機械作用、界面活性作用、化學作用水、酸、堿清洗劑的主要作用水的作用：水是極性化合物，對碳水化合物、蛋白質及一些

20、鹽類物質有較強的溶解作用。 NaOH（苛性鈉）類堿性清洗劑：分解蛋白、脂肪類結垢。在高溫時可將脂肪皂化(將脂肪轉化為能溶于水的形式)。HNO3（硝酸）類酸性清洗劑：具有較強的滲透能力，溶解無機鹽類的結垢，使沉積物不殘留在清洗過的表面上。,清洗劑種類 清洗液濃度清洗溫度清洗時間清洗流量在生產過程中，清洗和殺菌不可替代，殺菌是在物理清潔和化學清潔的基礎上的微生物清潔。,影響清洗效果的五大因素,,,清洗

21、液濃度與清洗時間的關系,清洗液濃度、清洗時間、清洗溫度對清潔效果的影響,管式UHT滅菌系統(tǒng)的清洗程序（例）,1、清水預沖洗15分鐘（頂出管路中的物料），達到基 本澄清2、生產溫度下的熱堿性洗滌劑（如137℃，濃度為2～ 2.5%氫氧化鈉溶液）循環(huán)45～55分鐘3、清水沖洗至中性（用pH值試紙檢測）4、105℃的酸性洗滌劑循環(huán)30～35分鐘（如濃度為1～ 1.5%的硝酸溶液）5、

22、清水沖洗至中性（用pH值試紙檢測）,AIC（中間）清洗,AIC（中間清洗）的定義 是指生產過程中，在沒有失去無菌狀態(tài)的情況下，對熱交換器進行清洗，而后續(xù)的灌裝生產可在無菌罐供料的情況下或者中間清洗結束后，繼續(xù)進行的過程。,AIC的清洗程序,A 清水頂出UHT滅菌機管道中的產品。B 用堿性清洗液（如濃度為2%的氫氧化鈉溶液）按“中間清洗”程序在管道內循環(huán)。注意— 循環(huán)時要保持正常的加工流速和溫度，以便維持UHT保持滅

23、菌管道內及其后續(xù)熱交換器的無菌狀態(tài)— 循環(huán)時間UHT滅菌機自動控制，以管路中壓力降到典型的清潔狀況（即水循環(huán)時的正常壓降）為準— 不進行正常的中間清洗，將影響換熱效率、增大能耗，影響產品質量及風味。而且，會影響無菌包裝機的灌裝精度及正常生產。,清洗的啟動標準,— 純牛奶：連續(xù)生產時間達到6小時以上，建議AIC— 花色奶（如可可奶等）：連續(xù)生產時間達到8小時以上，建議AIC— 根據生產管路內的結垢情況判斷AICCI

24、PΔP0.1～0.15MPa0.3MPaΔt5～7℃9～11℃注: AIC - 中間清洗 CIP – 生產(最終)清洗 ΔP - 熱交換器中的壓降Δt - 熱交換器中物料/過熱水溫差,酸堿清洗液濃度測定,通常用滴定法檢測酸堿清洗液的濃度，以保證清洗效果。NaOH濃度%2.0 ～ 2.5HNO3濃度%1.0 ～ 1.5必須確定清洗循環(huán)結束之后的清洗液濃度在標準