汽车CAN协议赋能列管式超高温瞬时灭菌机的电气控制革命
随着国内人民生活水平的提高，“学生饮用奶计划”等项目的推广，液态乳制品的需求日益增长。我国的国情是，牛奶主要来源于分布在北方小城镇附近的小型养牛户和企业。这些本来就不充分的奶源，没有完整的冷链系统，因此无法高效运输到中心城市，这增加了乳制品企业生产成本。为了解决这一问题，就必须进行牛奶无菌处理和包装，将产品销往本地区中心城市，让人们享受到新鲜、无菌的乳制品，从而促进养殖业发展，改善居民饮食习惯，加强公共卫生管理。
市场化要求激发了国内大型超大型乳制品企业的大量投资，他们引进国外超高温灭菌机和无菌包装设备，不仅提升了经济效益，也缓解了消费者的需求。大型设备价格昂贵，对中小型企业造成压力，使得后者迫切需要适合自己实际情况下的一款超高温瞬时灭菌设备。
超高温瞬时灭菌技术介绍
牛奶经过135 ~150 C、2~8秒杀菌过程称为超高温瞬时灭菌。在这样的条件下，即使有存活微生物，它们也不会发生微生物转变从而繁衍，这样的产品被称为商业无菌。这种工艺可以保持30~60天不变坏，同时保留原有的风味与质感。在处理过程中，由蛋白质与还原糖相互作用产生黑色素褐变，但这种变化并不影响杀菌效果，而是在135 C以上温度下，褐变速率远低于杀菌速率，因此可通过135 C左右温度实现颜色变化较小且达到商业无菌标准。
原料奶预处理流程
预处理包括脱气、净乳、初始杀害（63-65℃/15秒）、冷却（4℃）及冷藏（4℃）。这对保证原料质量至关重要，因为它直接影响最终产品质量。
列管式超高温瞬时灭菌机
3.1 工艺流程
超高温灭菌工艺将原料放入平衡罐，再通过浮球阀控制液位，然后利用奶泵送入均质机加热至83℃，接着进入保持系统，在137℃维持4-8秒达成滅絲後通過三次熱交換降至20-30℃可包裝溫度，並將回流後再降至4℃返回平衡罐或贮存。这一整个滅絲過程使用5个管式热交换器和1个板式热交换器，其能耗节约是研究重点之一。
3.2 控制系统组成
控制系统由PLC核心控制单元、人机界面、高级记录仪、变频器、高精度温度检测元件Pt100接近开关电磁阀电控气动阀及其他控制元件构成。
- PLC需支持8路温度检测显示所有热交换处，并提供4路模拟量输出用于设置频率调整以及输出调节。
- 无纸记录仪能够实时记录并上传一周内滅絲时间与温度以备查询跟踪產品質量。
- 灭絲溫度控制是关键部分由PLC人機界面電氣轉換器氣動薄膜閥與熱電阻Pt100無紙記錄儀組成
- 人機界面設定溫度PID調節參數顯示測試結果
3.3 主要组成及作用
列管式超高温滅絲機主要由供給系統滅絲系統降溫系統構成。
- 供給系統包括原料泵平衡罐輸送泵清洗液泵等，是生產CIP清洗蒸汽殺害過程不可或缺之物
* 平衡罐為儲存原始牛奶並通過浮球閥調整原始液位以確保生產過程中的材料充足
* 在酸碱清洗過程中QS1QS2檢測酸碱供應管道位置以避免失誤
* 輸送泵M2將平衡罈內容物輸送到熱交換系統
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