摘要：本文探讨了超高温瞬时灭菌在提高热交换效率和降低能耗方面的应用，特别是在自然环境中的应用。通过介绍列管式超高温瞬时灭菌机的工艺过程、原理和结构特点，我们阐述了这种技术如何适应于国情，为中小型乳品企业提供了一种经济实用的解决方案。关键词：超高温瞬时灭菌；管式换热器；板式换热器。

随着国内生活水平的提高，“学生饮用奶计划”等项目的推广，液态乳制品获得了更大的关注。我国因地理位置、牧业发展水平等原因，其牛奶主要由养牛户和小型企业分散饲养，这些地区多分布在北方的小城镇附近。在缺乏完整冷链系统的情况下，牛奶无法及时运往中心城市，从而增加了乳制品生产成本。为了解决鲜牛奶运输问题，必须进行无菌处理和包装，将产品销往本地区中心城市，让消费者真正享受到新鲜液态奶，同时促进养殖业发展、改善饮食习惯并提升人口素质。

市场化需求激增，大型乳制品企业引入国外设备，不断投入资金购置设备，以此产生巨大经济效益。但是，对于中小型企业来说，由于成本较高，他们难以引进这些设备，因此迫切需要适合自身情况的超高温瞬时灭菌设备。

超高温瞬时灭菌含义

经过135~150℃, 2~8秒杀菌过程称为超高温瞬间杀菌。经过这样的处理后的牛奶可能仍包含存活孢子甚至微生物，但它们不会发生微生物转变从而繁殖，因此称之为商业无菌。一般而言，当产品达到商业无菌状态，就意味着其质量已经合格，并且可以保持30~60天不变形，使产品风味保持原有品质。在温度上升过程中，一种常见化学变化是蛋白质与还原糖相互作用生成黑色素褐变反应。尽管温度升高等会加速褐变速度，但它并不正比于杀菌效率提升。而在135℃以上温度下，杀死微生物效果远快于颜色变化速度，在140℃以上则大2000倍增长，在150℃以上可达5000多倍因此，即使在135~150℃短时间内处理，也能得到几乎没有存活细 菌或很少抵抗能力孢子的同时，比传统巴氏灌装方法更少不良色泽的产品。大部分乳制品公司采用135C, 8秒作为标准，最终残留芽数达到了商业无菌要求。

原料预处理

为了保证原始材料质量，并为生产提供优质原料，收购采集后的牛奶必须进行预处理，这一环节对整个生产流程至关重要直接影响最终产品质量。这包括脱气净化初始消毒（63-65℃/15s）、冷却（4℃）及冷藏（4℃）。脱气能够提高标准化精度减少结垢保护均匀性；净化除去白细胞、组织灰尘等；初始消毒有助于防止嗜寒细 菌生长延长贮存期限。

列管式超高温瞬间灭蚀

3.1 工艺流程

将原始材料放入平衡罐利用浮球阀控制液位通过泵送到滅害系統如图所示將水加熱至83°C後送入均質機再經過保溫系統持續137°C四至八秒達成滅害通過三次熱交換將水溫降至20-30°C時準備進行包裝最後回流剩餘水於平衡罐或儲存庫處理過程中使用五個管狀換熱器一個板狀換熱器節約能源成為研究關鍵點

3.2 控制系統組成

列管式滅害機控制系統由核心控制單元PLC人機界面無紙記錄儀變頻器溫度檢測元件Pt100接近開關電磁閥電控氣動閥及其相關元件構成PLC需具備八路溫度檢測單元對各熱交換區域進行監控顯示四路模擬量輸出單元為變頻器調整產量均質壓力設定及其他功能無紙記錄儀需記錄一周實時殺害溫度時間並可傳遞給主機備查產品質量追蹤

3.3 主要組成與作用

從功能上看列管式滅害機主要由供應系統滅害(升溫) 系統降溫 系統構成供應系統主要由材料供給泵平衡罐輸送泵清洗液供給泵構成圖所示這些設備不可或缺於生產清洗蒸汽殺傷過程當中平衡罐為儲存初級產品的地方通過浮球阀管理物料高度確保生產期間物料充足CIP 清洗時則作為清潔劑儲運M13 M12 分別為酸碱泵酸碱配方危險試劑不能食用避免人為失誤圖中的QS1 QS2 分別監控酸碱導通道位置正常操作下酸碱導通道不得位於平衡罐頂部否則報警停止 生產輸送泵M2 將平衡罈內容物輸送到熱交換設備

通过上述分析，我们可以看到列管式超高温瞬间灭蚀机在确保食品安全性的同时，还能有效节约能源资源，对现有的食品工业具有重要意义。此外，该技术还可以结合现场总线技术第三版课后题答案进行深入研究，以进一步优化电气控制系统，从而提高整体运行效率。此项研究对于我国农业现代化以及食品安全保障具有重要意义，有助于促进地方经济发展，同时也能够满足日益增长的人口对新鲜食品需求，为人们提供更加健康、高质量的饮食选择。