uht滅菌均質(zhì)解析

1、UHT滅菌與均質(zhì),UHT滅菌原理及工藝,第一節(jié)    UHT加工原理,第二節(jié)    均質(zhì)及原理,第三節(jié)    UHT清洗,第一節(jié)    UHT加工原理,UHT產(chǎn)品定義及常用語UHT產(chǎn)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(dá)到商業(yè)無菌的水平；產(chǎn)品冷卻后灌裝于

2、無菌包裝容器中，以使產(chǎn)品能夠在非冷藏條件下進(jìn)行分銷。滅菌 殺滅產(chǎn)品中微生物的過程（用100℃以上的溫度進(jìn)行熱處理）無菌 處于沒有活體細(xì)胞存在或所有活體細(xì)胞已被殺死的狀態(tài)下商業(yè)無菌 產(chǎn)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(chǎn)品滅菌是指對產(chǎn)品進(jìn)行高溫處理，以殺死所有的微生物和耐熱酶。滅菌后的產(chǎn)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(chǎn)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(jìn)行一次都會產(chǎn)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(yù)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(chǎn),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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(zhì) ? 配料 ? 配料罐貯存 ? 到UHT滅菌機(jī)? UHT處理 泵入UHT平衡罐 ? 脫氣(65℃) ? 均質(zhì)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(jīng)UHT殺菌系統(tǒng)處理后的食品在無菌包裝情況下，其品質(zhì)或新鮮度能夠在常溫下保持?jǐn)?shù)月之久, 免除冷藏鏈。2. 經(jīng)UHT系統(tǒng)處理過的食品其風(fēng)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(nèi)套管采用波紋多管束的結(jié)構(gòu), 而獲得良好的紊流效果, 換熱效率遠(yuǎn)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(shè)計，最好的避免熱應(yīng)力的影響；管壁不易結(jié)焦或結(jié)垢，連續(xù)運行時間長，套管的清洗十分便利。6. 雙密封結(jié)構(gòu)消除了污染的危險，維護(hù)成本遠(yuǎn)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(nèi)無一死角，防止食品殘留物引起

12、細(xì)菌的孳生，管道檢修方便，符合3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。8. 自動化程度高，操作維護(hù)費用低。9. 材質(zhì)可靠，可承受較高的產(chǎn)品壓力。,列管式熱交換器,第二節(jié) 高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理,高壓均質(zhì)機(jī)以高壓往復(fù)泵為動力傳遞及物料輸送機(jī)構(gòu)，將物料輸送至工作閥（一級均質(zhì)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(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、撞擊和空穴作用，從而使液態(tài)物質(zhì)或以液體為載體的固體顆粒得到超微細(xì)化。,工作閥原理示意圖：,圖2：物料被輸

13、送至工作閥進(jìn)口 圖3：物料源源不斷地通過一級　　 （尚未通過工作閥） 均質(zhì)閥和二級乳化閥,均質(zhì)顆粒細(xì)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(zhì)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(qiáng)制地擠開一條狹縫，同時分別產(chǎn)生壓力P1和P2以平衡力F1和F2。物料在通過一級均質(zhì)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(nèi)產(chǎn)生類似爆炸效應(yīng)的強(qiáng)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(chǎn)生的剪切作用以及與沖擊環(huán)撞擊產(chǎn)生的高速撞擊作用，如此強(qiáng)烈地綜合作用，從而使顆粒得到超微細(xì)化。一般來說，P2的壓力（即乳化壓力）調(diào)得很低，二級乳化閥的作用主要是使已經(jīng)細(xì)化的顆粒分布得更加均勻一些。據(jù)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(zhì)閥即可獲得理想的效果。,均質(zhì)機(jī)的特點：,特

15、點： 相對于離心式分散乳化設(shè)備（如膠體磨、高剪切混合乳化機(jī)等），均質(zhì)機(jī)的特點是：1）細(xì)化作用更為強(qiáng)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(qiáng)制擠出了一條狹縫；而離心式乳化設(shè)備的轉(zhuǎn)定子之間為滿足高速旋轉(zhuǎn)并且不產(chǎn)生過多的熱量，必然有較大的間隙（相對均質(zhì)閥而言）；同時，由于均質(zhì)機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)是容積式往復(fù)泵，所以從理論上說，均質(zhì)壓力可以無限地提高，而壓力越高，細(xì)化效果就越好。2）均質(zhì)機(jī)的細(xì)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(zhì)機(jī)能定量輸送物料，因為它依靠往復(fù)泵送料。4）均質(zhì)機(jī)耗能較大。 5）均質(zhì)機(jī)的易損使較多，維護(hù)工作量較大，特別在壓力很高的情況下。6）均質(zhì)機(jī)不適合于粘度很高的情況。均質(zhì)后對牛奶的益處：1、均質(zhì)化后的牛乳使脂肪球呈數(shù)量更多的微細(xì)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(jī)會，使得均質(zhì)乳的顏色更白。2、均質(zhì)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(chǎn)生的臭味，使均質(zhì)后的牛乳具有新鮮牛乳的芳香氣味。,一級和二級均質(zhì)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(zhì)的氧化，防止品質(zhì)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(chǎn)生的泡沫。對生產(chǎn)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(jī)理,清洗通過物理和化學(xué)的作用去除被清洗表面上可見和不可見的雜質(zhì)的過程。清洗所要達(dá)到的清洗標(biāo)準(zhǔn)是指被清洗表面所要達(dá)到的清潔程度。CIP（原位清洗）的定義是指設(shè)備(罐體、管道、泵等)及整個生產(chǎn)線在無須人工拆開或打開的前提下，在閉合的回路中進(jìn)行清洗；清洗過程是在達(dá)到一定的湍動性和流速的條件下，通過清洗液對設(shè)備表面噴淋或在管路中循環(huán)。,清洗的標(biāo)準(zhǔn),物理清洗 被清洗表面上去除了肉眼可

19、見的污垢?；瘜W(xué)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(xì)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(jī)理,清洗作用主要包括溶解作用、熱的作用、機(jī)械作用、界面活性作用、化學(xué)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(zhì)及一些

20、鹽類物質(zhì)有較強(qiáng)的溶解作用。 NaOH（苛性鈉）類堿性清洗劑：分解蛋白、脂肪類結(jié)垢。在高溫時可將脂肪皂化(將脂肪轉(zhuǎn)化為能溶于水的形式)。HNO3（硝酸）類酸性清洗劑：具有較強(qiáng)的滲透能力，溶解無機(jī)鹽類的結(jié)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(chǎn)過程中，清洗和殺菌不可替代，殺菌是在物理清潔和化學(xué)清潔的基礎(chǔ)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(guān)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(yù)沖洗15分鐘（頂出管路中的物料），達(dá)到基 本澄清2、生產(chǎn)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(chǎn)過程中，在沒有失去無菌狀態(tài)的情況下，對熱交換器進(jìn)行清洗，而后續(xù)的灌裝生產(chǎn)可在無菌罐供料的情況下或者中間清洗結(jié)束后，繼續(xù)進(jìn)行的過程。,AIC的清洗程序,A 清水頂出UHT滅菌機(jī)管道中的產(chǎn)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(nèi)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(nèi)及其后續(xù)熱交換器的無菌狀態(tài)— 循環(huán)時間UHT滅菌機(jī)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(zhǔn)— 不進(jìn)行正常的中間清洗，將影響換熱效率、增大能耗，影響產(chǎn)品質(zhì)量及風(fēng)味。而且，會影響無菌包裝機(jī)的灌裝精度及正常生產(chǎn)。,清洗的啟動標(biāo)準(zhǔn),— 純牛奶：連續(xù)生產(chǎn)時間達(dá)到6小時以上，建議AIC— 花色奶（如可可奶等）：連續(xù)生產(chǎn)時間達(dá)到8小時以上，建議AIC— 根據(jù)生產(chǎn)管路內(nèi)的結(jié)垢情況判斷AICCI

24、PΔP0.1～0.15MPa0.3MPaΔt5～7℃9～11℃注: AIC - 中間清洗 CIP – 生產(chǎn)(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(jié)束之后的清洗液濃度在標(biāo)準(zhǔn)