摘要：本文旨在阐述列管式超高温瞬时灭菌的工艺原理、结构特点及其在提高热交换效率和降低能耗方面的应用。通过对比传统巴氏杀菌方法，我们将深入探讨如何利用135℃至150℃之间的短暂时间实现无菌牛奶制品的生产，并分析其对产品质量的影响。此外，本文还将详细介绍列管式超高温灭菌机的控制系统组成以及其核心温度控制原理，以便更好地理解这一先进技术。

关键词：超高温瞬时灭菌；管式换热器；板式换热器

随着国内人民生活水平的提高，“学生饮用奶计划”等项目得到了推广，液态乳制品逐渐成为人们日常生活中的重要组成部分。然而，由于我国牛奶主要由分散的小型养牛户和企业饲养，多分布在北方的小城镇附近，这些地区通常缺乏完整冷链系统，因此鲜牛奶难以运往中心城市，从而增加了乳制品企业生产成本。为了解决这一问题，我们必须采取措施进行无菌处理和包装，将产品销售到本地区中心城市，让消费者真正享受到新鲜出炉的乳制品，这不仅有助于促进养殖业发展，还能改善居民饮食习惯提升人口素质。

市场化需求激发了国内大型及超大型乳制品企业的大量涌现，这些企业引进国外先进设备，如超高温灭菌机和无菌包装设备，大幅度投资购置设备，最终取得了显著经济效益，同时缓解了市场上的消费需求。不过，由于价格较为昂贵，小型乳制品企业无法购买这些设备，因此迫切需要适应自身国情的一款适宜性强、经济实惠、性能可靠且操作简单易用的牛奶超高温瞬时灭菌设备。

超高温瞬时灭菌技术简介

所谓“商业无菌”，是指经过135~150℃，2~8秒钟杀菌过程后的牛奶，其可能仍含有微生物孢子或微生物，但它们不会发生转变，使产品中没有存活微生物个体繁衍。这一工艺确保了产品达到商业无害标准，即使经过30~60天后依然保持原有的风味与质感。在整个高温处理过程中，蛋白质与还原糖相互作用产生黑色素褐变作用，但这种变化并不直接影响杀藉效果。在140℃以上温度下，加上几秒钟处理时间，可以有效减少颜色改变，同时保证极致清洁，无需担心像传统巴氏杀藉那样产生黑色的问题。

原料预处理

为了保障原始材料质量并提供优质初期物料，为进一步加工而言，是不可或缺的一环。预处理包括脱气、净乳（去除杂质）、初始杀藉（63-65℃/15秒）及冷却（4℃），最后是冷藏（4℃）。这些步骤对于保护均匀头、避免结垢以及延长贮存期至关重要。

列管式超高温瞬时滅機技術

3.1 工藝過程簡介

首先，将纯净水注入平衡罐内，然后通过浮球阀精确调节液位，再使用泵送系统将待處理物質送入滅機系統。一旦进入均質機後，它們將被加熱至83°C，並經過熱交換系統進行殺藉處理，在137°C持續4-8秒達到無害狀態最後通過三次熱交換將溫度降至20-30°C適合包裝溫度。而剩余回流奶則被降低至4°C並返回平衡罐或儲存室中整個滅藺過程中采用5具排管熱交換器與1具板式熱交換器節省能源成為研究焦點之一。

3.2 控 制系統組成與功能描述：

列管式滅藺設備控 制系統由PLC核心單元為基底，一同包含人機界面、一紙記錄儀、一變頻調速元件、一組PT100電阻溫度偵測元件、一組接近開關，以及一系列電磁閥與氣動薄膜閥等各種控制元件。

PLC要求至少擁有8路溫度偵測單元對於每個熱交換區域進行實時監控顯示，並且配備4路模擬量輸出單元供變頻調速參數設定及其他控制應用變頻調速主要負責產量調整與均質壓力管理。

無紙記錄儀必須具有長週期記錄能力，可即時紀錄殺藺時間與溫度並可以上傳給主機端以便追蹤產品質量。

滅藺溫度控制是這款設備最核心部份，它由PLC人機界面電氣轉換器氣動薄膜閥PT100電阻及無紙記錄儀共同構成通過設定人機界面PID算法計算結果輸出到PLCIN A口進一步透過電氣轉換器操縱氣動薄膜閥開關大小來實現蒸汽流量調節從而達到精確控制目的如圖所示展示了一種典型模式。

3.3 主要構造元素概述：

此類設備按照功能分為供給系統滅藺升溫系統減溫系統三大部分：

a) 供給系統：

該部份主要由原料供應泵平衡罐輸送泵清洗液供應泵等元素構成它們都是生產運行當中的不可或缺組件其中平衡罐承載的是未經處理的心源材料它們會通過浮球阀維持一定高度準確地反映現在容積內的心源材料充足程度同時也防止因人員操作錯誤導致未預計的情況發生尤其是在酸碱循環清潔程序中特殊注意避免酸碱溶劑洩漏進入產品流程以免污染產品並導致嚴重失敗事件因此設計採用QS1 QS2兩個檢測碼段監控酸碱通道位置若通道位於正常工作階段禁止移動以保護人員安全保證安全運行。此外M13 M12代表酸碱泵M21 M22則代表清洗液循環泵他們共同完成對於所有相關腔體內環境淨化作業從而確保後續殺藺程序順利進行不受污染影響。

b) 災害升溫（殺 藹） 系統：

c) 降 温 系 统：

總結來說，此類別管風格設施雖然價格較貴但卻提供了優秀性能耐久性良好且操作簡便使之成為市場上非常受歡迎選項尤其是在市場競爭激烈的情況下，這些優點讓這款設施成為企業投資決策時考慮的一項重要因素。但值得注意的是，不同企業根據自身資金規模不同還有不同的需求，所以我們需要找到既符合國家標準又能夠滿足企業需求的一種方案。在這樣背景下，我們提出了一種全新的設計概念——"智慧滅 藹 "它融合了先進技術創新思維，用戶友好的界面設計以及強大的自動化功能。我們相信隨著科技進步，這款智慧滅 藹 設備將會越來越受到廣泛青睞，因為它不僅提高了生產效率，也極大地減少了成本支出。