[发明专利]组合式超高温灭菌工艺

说明书

本发明属于牛乳及液态乳制品的灭菌或消毒工艺。

牛乳及液态乳制品营养价值很高，是微生物理想的培养基，如果牛乳中混入或残存少量的微生物，则繁殖极快，从而使牛乳酸败变质，失去应有的营养价值。乳品又可作为一种媒介物质，极易将人和动物中的病菌传播开来，使人易得疾病的危险，因此，乳品必须经过杀菌和灭菌，才能成为一种安全可靠的食品。

目前，牛乳等流体食品的杀菌和灭菌，普遍采用加热法，使用超高温瞬间灭菌工艺，按加热方式不同可分为直接加热和间接加热。直接加热为牛乳与高压蒸汽直接接触加热，如瑞士奥泊拉（ALPURA）公司和瑞典阿法拉伐（ALFA LAVAL）公司生产的这类设备是将高压饱和蒸汽在牛乳中喷射而获得加热，但直接加热工艺需配有真空冷却装置，设备较复杂，故能量消耗较大；间接加热工艺为牛乳与蒸汽不直接接触，而是通过一定的传热面进行热交换，如英国APV公司的超高温灭菌系统采用了两段蒸汽加热，耗汽、水量大，系统的热利用率低。瑞典阿法拉伐公司是蒸汽喷射入封闭的热水循环系统，荷兰和国内的套管式超高温灭菌机采用蒸汽加热套管，要达到137℃以上的灭菌温度，所需蒸汽压力较高（6kg/cm²以上），难以确保灭菌要求，且出口温度较高（60℃左右），若以水或冰水作为冷煤降温能耗较大，国内上海饮料机械厂生产的板式换热器，虽然热回收率较高，拆卸清洗方便，但只能用作巴氏杀菌，同时橡胶密封垫耐热温度低（≤140℃），工作压力低，易泄漏，难以达到超高温瞬间灭菌要求的温度和压力。

本发明的目的就是针对现有技术的不足之处，结合国内外超高温瞬间灭菌工艺的优点。设计一套组合式超高温灭菌机，用间接加热法，将蒸汽通入加热器中加热盘管，以实现超高温灭菌，达到灭菌效果好，保障人们的健康。

本发明的技术解决方案为由平衡槽、板式换热器、均质机和套管式超高温灭菌机组合，通过三通旋塞阀的转换，实现巴氏杀菌和超高温灭菌。

附图为本发明工艺流程图。

1、物料进口，2、7单向旋塞阀，3、平衡槽，4、9、10、26三通旋塞阀，5、电磁分流阀，6、奶泵，8换热器组（29冷却段、30预热冷却段和31高温杀菌段），11均质机，12均质机进口，13均质机出口，14疏水阀，15排出水阀，16冷却水进水阀，17超高温灭菌机（32预热冷却段、33保温段、34加热段），18、19汽阀，20电动调节阀，21蒸汽进口，22冷水进口，23热水进口，24热水出口，25冷水出口，27冰水出口，28冰水进口。

本发明工艺流程如下：

原料乳或其它乳品从物料进口1经单向旋塞阀2入平衡槽3，经奶泵6，单向旋塞阀7入换热器8的预热冷却段30，使冷乳预热到75℃-85℃，经三通旋塞阀9进入均质机11，经超高温灭菌机17的预热冷却段32预热到100℃-110℃，在超高温灭菌机17的加热段34再加热到137℃-150℃下灭菌4秒，然后返回灭菌机17的保温段33保温3-5秒，经灭菌机17的预热冷却段32，经三通旋塞阀10进入换热器8的高温杀菌段31，用冷水降温和预热冷却段30降温，最后在冷却段29冷却到10℃左右（或不冷却），经分流阀5通过旋塞阀26，送至灌装工段。不合格产品通过分流阀5经三通旋塞阀4导入生乳贮罐，这时设备中的牛乳用水取替，水循环加热到90℃-120℃维持20分钟以上，然后再恢复正常生产。

冷水循环路线为冷水从冷水进口22入换热器8的高温杀菌段31，使经8的30预热后的牛乳温度控制在75℃-85℃，冷水从25出口。

本发明的班后清洗与常规系统基本相同。班前设备的灭菌采用沸水灭菌法，将清水在设备中循环加热，使平衡槽中的水接近沸腾，维持20分钟以上对设备灭菌，使水成为无菌水，对输奶的所有管道采用蒸汽灭菌法，从蒸汽进口21通过2kg/cm²左右的蒸汽，维持30分钟。

本发明最低蒸汽压力≤4.5kg/cm²，出料温度＜30℃。

本发明优点：

本发明既可进行巴氏杀菌，又可进行超高温灭菌，一机两用；本发明的灭菌效果好，微生物可彻底杀灭且使用蒸汽压力低（≤4.5kg/cm²），使用安全可靠，热回收率可达80%以上，本发明的生产能力比现有系统的超高温灭菌机提高20%，节源30%以上。本发明对处理的牛乳不会产生褐变，营养破坏率低；还可处理液态乳制品、豆奶、果汁等液体物料，容易和无菌包装机配套。本发明还便于采用自动控制，设备价格低。

本发明实施例：

取1000公斤牛乳从物料1经单向旋塞阀2入平衡槽3，经奶泵6、单向旋塞阀7入板式换热器8的预热冷却段30，在1分钟内使冷乳预热到80℃，经旋塞阀9从均质机入口12进入均质机11（均质14兆帕下进行），经均质机出口13、超高温灭菌机17的预热冷却段32预热到105℃，在超高温机17的加热段34加热到140℃灭菌4秒，上述总共时间13秒，再返回灭菌机17的保温段33保温4秒，经灭菌机17的预热冷却段32、旋塞阀10进入板式换热器8的高温杀菌段31，冷水降温和预热冷却段30降温至30℃，最后在冷却段29冷却到10℃，经分流阀5、旋塞阀26入灌装工段。不合格产品通过分流阀5经三通旋塞阀4导入生乳贮存罐，进行再处理。