摘要：本文探讨了超高温瞬时灭菌技术及其在商业无菌产品生产中的应用，特别是列管式超高温瞬时灭菌机的特点和电气控制系统。通过介绍超高温瞬时灭菌与商业无菌的定义，以及列管式设备的工艺过程、原理和结构，我们论证了这种技术能够提高热交换效率并降低能耗。关键词：超高温瞬时灭菌；列管式换热器；can总线工作原理。

随着国内饮用液态乳制品需求的增长，“学生饮用奶计划”等项目推广，使得人们对牛奶品质有更高要求。我国养牛户分散在北方小城镇周边，缺乏完整冷链系统，这导致牛奶运输成本上升。为了解决这一问题，采用无菌处理和包装技术，将产品销往中心城市，让消费者享受到新鲜牛奶，同时促进养殖业发展和改善生活习惯。

市场化背景下，大型乳制企业引进国外设备，但中小型企业因成本限制无法购买，迫切需要适合国产场景的设备。本文旨在阐述如何设计一种既符合国情又具有先进技术特性的列管式超高温瞬时灭菌机。

超高温瞬时灭菌含义

传统巴氏杀菌后仍可能含有可存活孢子或微生物，但不会发生微生物转变，因此称为商业无菌。在135 ~150℃2~8秒内进行杀害过程，被称为超高温瞬时滅機（UHT）。经过UHT处理后的产品可以保持30~60天不失良好风味品质。

原料预处理

预处理包括脱气、净乳、初始杀藉及冷却，以保证原料质量。脱气提高标准化精度，减少巴氏机结垢；净乳除去白细胞等杂质；初始杀藉延长贮存时间。

列管式超高温瞬时滅機

3.1 工艺流程

将原料放入平衡罐，再通过浮球阀控制液位，并利用泵送入均质机加热至83℃，然后进入保持系统，在137℃保留4-8秒实现UHT殺藉。此后，将温度降至20-30℃以便包装，然后回流到平衡罐或储存室。在整个過程中使用5个管状熱交換器及1个板狀熱交換器，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、无纸记录仪、三种类型变频器、高精度温度检测元件Pt100接近开关以及电磁/电控气动阀组成。PLC用于监测温度并输出模拟量信号给变频器调整产量与压力，无纸记录仪实时记录一周数据供查询跟踪使用。

3.3 灭菌温度控制原理

通过PID调节参数显示测试框图展示了PLC输入Pt100检测温度信号进行计算后输出到OUT A口，由电气转换器控制薄膜阀开度来调节蒸汽流量实现目标温度，如图所示表示其功能性地展现出这一过程之复杂性与细致性，也体现了现代科技手段对食品安全保障方面巨大潜力的提升。而且，该方法使得操作更加自动化，对于保证食品安全起到了重要作用。这篇文章对于科学家们来说提供了一些新的视角，有助于他们进一步理解这项革命性的技术，并帮助他们推动相关领域研究向前迈进。此外，它也为那些想要了解如何确保食物安全的人士提供了宝贵信息，为社会做出了积极贡献。