摘要：本文探讨了在自然环境中使用列管式超高温瞬时灭菌机的特性，并分析了其中电气控制系统。关键词：超高温瞬时灭菌；列管式换热器；电气控制。

随着人类生活水平的提高，饮用液态乳制品变得越来越受欢迎。我国作为一个发展中国家，其奶源分布不均，许多小城镇附近的养牛户和小型企业分散饲养牛奶。这些地区没有完整的冷链系统，因此牛奶运往中心城市会增加生产成本。为了解决这个问题，需要对牛奶进行无菌处理和包装，使产品可供更广泛销售。

市场化需求推动了国内大型乳品企业引进国外设备，但这对于中小型企业来说价格过高，他们迫切需要适合国情的设备。在这种背景下，列管式超高温瞬时灭菌机成为了一个重要解决方案。

超高温瞬时灭菌含义

超高温瞬时灭菌是一种在135至150摄氏度、2至8秒内杀死微生物的工艺过程，这样处理后的牛乳仍可能含有存活孢子，但它们不会发生微生物繁殖，因此称为商业无菌状态。这一工艺可以保持30至60天不变质，同时保留原有风味。

原料奶预处理

为了保证产品质量，原料奶必须经过预处理包括脱气、净乳、初始杀菌以及冷却等步骤。在这一过程中，可以提高标准化精度、减少巴氏杀菌机结垢并保护均质头。此外，它还可以延长贮存时间。

列管式超高温瞬时灭菌

3.1 工艺流程

列管式超高温滅機利用平衡罐将原料送入滅機系統，然后通过浮球阀控制液位，将其加热到83摄氏度，再送入均质机，在137摄氏度保持4-8秒达到滅殺效果，最终通过热交换降低温度到20-30摄氏度可包装温度后进行包装剩余回流降至4摄氏度回流平衡罐或贮存。在整个滅殺過程中，一共使用5个管式熱交換器和1个板式熱交換器，以节约能耗成为研究重点之一。

3.2 控制系统组成

该控制系统由PLC核心单元、人机界面、一台无纸记录仪、三台变频器、二百十路模拟量输出单元用于变频器频率设置及温度控制输出，以及二百二十路数字输入接近开关及五千四百路模拟量输入温度检测元件Pt100等组成。

PLC要求有八路温度检测单元，对所有热交换处进行实时监控显示，以及四路模拟量输出单元用于变频器频率设置及温度控制输出。

PLC通过PID调节参数显示测试方框图实现PID调节参数自动调整以确保准确稳定的工作效率。

该系统主要由供给系统、中间升华（升溫）系統與降溫系統組成，其中供給系統主要由原料泵、平衡罐、新鲜水泵與酸碱泵組成，而升華（升溫）系統則是通過PT100感應真實時間進行調整以確保準確性。而最後的是降溫系統，這個部分涉及到了五個熱交換器一張板狀熱交換機以節省能源為目的而設計。

因此，该装置具有较好的经济效益，并且能够提供商业无害性的产品，为人们提供了一种安全健康的饮用食品选择。