汽车CAN协议背景下，列管式超高温瞬时灭菌机的特点与电气控制在自然环境中的应用研究

随着国内人民生活水平的提高，“学生饮用奶计划”等项目的推广，液态乳制品的消费有了较高的认识。我国由于牛奶主要是由养牛户和小型企业分散饲养，这些本来就不充分的奶源，没有完整的冷链系统，牛奶无法运往中心城市，在某种程度上增加了乳品企业生产成本。为了解决鲜牛奶运输问题，就必须进行牛奶无菌处理和包装，将包装产品销往本地区中心城市，让人们真正喝上鲜牛奶而不是还原液态奶，从而促进养牛业兴旺发达，改善人们饮食习惯，提高人口素质。

市场化需求激增，大型和超大型乳品企业涌现，它们引进国外超高温灭菌机和无菌包装设备，并投入大量资金购置设备产生巨额经济效益。然而，对于中小型乳品企业来说，由于价格昂贵，他们无法引进国外设备，因此迫切需要适合国情、性价比高的超高温瞬时灭菌设备。

超高温瞬时灭菌含义

经过135至150摄氏度、2至8秒杀菌过程称为超高温瞬时杀菌。通过这种工艺后，虽然可能仍包含可存活孢子甚至微生物，但它们不会发生微生物转变使产品发生微生物个体繁衍，从而达到商业无菌状态。这通常意味着产品合格且能够保持30至60天风味质量。在加工过程中，最常见化学变化之一是蛋白质与还原糖相互作用产生黑色素褐变作用。但尽管温度升高等导致褐变速度加快，与此同时杀菌效率增长更快。在135摄氏度以上温度下，即便颜色变化很少也能实现事实上的细菌存活极低或几乎不存在，以及传统巴氏杀死效果相同但颜色更佳。

原料预处理

为了保证原料质量并提供优质初级成品，为收集采集后的原料进行预处理，是必不可少的一部分直接影响最终产品质量。预处理包括脱气净化初始热水消毒（63-65℃/15秒）及冷却冷藏等步骤，如图1所示。

列管式超高温瞬时灭菌技术

3.1 工艺流程

该工艺将原始材料放入平衡罐，以浮球阀控制液位，然后利用泵将其送入灭害系统如图2所示。先加热到83摄氏度，然后进入均质器，使得在137摄氏度持续4-8秒以达到超高速杀死再通过三次热交换降低温度至20-30摄氏度用于封装剩余回流物降至4摄氏度返回平衡罐或贮存。在整个过程中使用5个管状换热器以及一个板状换热器节约能源成为关键考量点。

3.2 控制系统组成

列管式超高速滅害機控制系統由核心控制单元PLC、人机界面、無紙記錄儀、變頻器、高溫檢測元件Pt100接近開關電磁閥電控氣動閥與相關控制元件組成。

PLC要求擁有八個溫度檢測單元對所有熱交換點進行溫度檢測顯示四個模擬量輸出單元用于調整產量均質機壓力等。

無紙記錄儀應該能夠記錄一周實時殺害時間與殺害後產品質量追蹤備查。

滅害溫度控制是列管式滅害機工作核心，由PLC 人機界面電氣轉換器薄膜閥 Pt100熱電阻無紙記錄儀等構成通過人機界面設定PID調節參數顯示測試方框圖如圖3所示。

PT100感應到的溫值輸入PLC IN A口PLC運算PID後將4-20mA輸出OUT A口經過轉換控製薄膜閥開關蒸汽流量達到目的如圖3所示展示之間選項清洗系統供給系統主體為原料供給泵平衡罈輸送泵清洗液供給泵及其它配套設備如圖4所述這些系統在生產過程中不可或缺特別是在清潔處理及其他操作環節當中來自於酸碱溶劑不宜直接接觸食品以避免誤操作因此QS1 QS2分別監控酸碱溶劑通道位置是否正確並且在正常生產期間不得允許酸碱通道位於平衡罈上方以防止報警錯誤