摘要：本文旨在阐述超高温瞬时灭菌技术及其在商业无菌领域的应用，特别是列管式超高温瞬时灭菌机的工艺流程、原理和结构特性。通过对比传统巴氏杀菌和超高温瞬时灭菌方法，我们将论证后者是一种提高热交换效率并降低能耗的先进技术。此外，本文还将讨论Can协议帧格式如何用于电气控制系统，确保设备运作的可靠性和精确性。

关键词：超高温瞬时灭菌；管式换热器；板式换热器

随着生活水平提升，“学生饮用奶计划”等项目推广，液态乳制品需求日益增长。我国牛奶主要来源于分布在北方小城镇附近的小型养牛户及企业，这些未配备完整冷链系统，因此无法有效地运送至中心城市。在这种背景下，无需冷藏处理且可以直接销售给本地市场的是鲜牛奶。为了解决这一问题，我们需要采取无害处理措施，如无菌包装，将产品销往中心城市，以促进养殖业发展并改善消费习惯。

国内大型乳品企业引入国外设备，对产品质量进行了极大的提升，但价格昂贵，使得中小型企业难以获得。因此，有必要开发适合国内条件的超高温瞬时灭菌设备，以满足市场需求。

超高温瞬时灭菌定义

经过135-150℃，2-8秒杀微生物过程称为超高温瞬时滅機。在这个过程中，即使存在存活孢子或微生物，它们也不会发生转变而繁殖，被称为商业无害。这通常意味着产品合格，并且经过适当包装后，可保持30-60天风味不变。

原料奶预处理

为了保证生产质量，原料奶必须经过脱气、净化、初始杀戮（63-65℃/15秒）、冷却（4℃）以及冷藏（4℃）的预处理过程，如图1所示。脱气提高标准化精度，同时减少结垢风险，而净化除去白细胞、组织灰尘等杂质。

列管式超高温度滅機

3.1 工艺流程介绍

列管式滅機采用平衡罐储存原料，然后通过浮球阀控制液位，再由泵送至滅機系統，如图2所示。首先加热到83℃后输入均质机，在均质机至加热保持系统中，加热至137℃保持4-8秒达到滅機效果，然后通过五个柱状熱交換器、一個平板熱交換器降溫到20-30摄氏度可包裝温度，最终回流到罐内或储存室，或返回平衡罐或储存室。在整个過程中，每个熱交換處都有5個柱狀熱交換器，一個平板熱交換器，這就是節約能量方面研究重点的地方。

3.2 控制系統組成

列管式滅機控制系統由核心控制單元PLC、人機界面、高性能記錄儀模擬量輸出單元變頻器調整產量與均質壓力Pt100溫度偵測元件接近開關電磁閥電控氣動閥與各種控制元件組成。

PLC要求有8路溫度偵測單元對所有熱交換處進行溫度檢測顯示，以及4路模擬量輸出單元供變頻器頻率設定與溫度調節使用之。而無紙記錄儀則要求能記錄一周實時殺死時間並能上傳備查產品質量追蹤。

通過人機界面設置PID參數展示試驗結果，並將這些信息上傳給更高等級設備以便監控與分析。此外還有一個重要部分是通過無紙記錄儀來監控殺死過程中的實際時間和殺死效果，以確保產品達到商業無害標準。

圖3展示了我們如何使用PID算法來維持準確的運行環境，其中包括定義一個適當範圍內某一點上的最佳值，並根據該值對於其他相關參數進行調整以獲得最好的結果。

3.3 主要構成部件及其作用

從功能角度看，可以將列管式滅學分為供應系統、大容量熔煉爐升溫系統、小容量熔煉爐降溫系統以及清洗循環介質供應如圖四所示。大容量熔煉爐升溫體系主要負責將牛奶加熱至83攝氏度後進入均質腳踏車再經過多次轉移最終達到137攝氏度的大容積倒立烘焙箱內才會開始計算剩餘時間，大容積倒立烘焙箱內每隔兩分鐘就會自動打開一次排放門讓空氣進入並排走出去做一次通風工作並減少二氧化碳濃縮問題，小容積倒立烘焙箱負責最後10秒即將完成大容積倒立烘焯箱燒熟後快速降低油脂含有的水份從而形成厚薄不一焦糊表皮。大容態倒立烤房最後10秒即將燒熟完畢時快速結束油脂含水分從而形成焦糊表皮所以說它們都是不可或缺的一部分其次還有幾種不同的材料被用於製作這些物品例如木材塑料金屬鋼鐵玻璃石頭陶瓷布紡織材料等不同材質之間可能存在著不同的耐用性強弱以及成本差異大小因為不同材質具有不同的物理化学性能所以他們也會受到不同程度影響一些可以長期耐用的如鋼鐵陶瓷玻璃這些較為坚固耐用的建材通常被用於建築物造價較貴但耐久性的建筑物建設上，因此選擇建材時需要考慮其自身特點及成本效益比例總結起來这些构架设计考虑到了节约能源同时实现良好的机械性能，是一种非常经济实用的建筑方案。但实际操作中，由于各种原因可能会出现偏差，因此我们需要不断优化设计以达到最佳状态。而对于工业级别的大规模生产来说，更需要考虑自动化程度是否足够来满足生产线上的运行稳定性与连续性要求。这就涉及到了智能制造技术，以及如何利用这项技术来实现更精准、高效的地理位置管理，为未来智能制造提供更多可能性。