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，这增加了乳品企业生产成本。为了解决鲜牛奶运输问题，我们需要进行无菌处理和包装，将产品销往本地区中心城市，让人们享受到新鲜出炉的液态奶，从而促进养牛业发展、改善饮食习惯并提升人口素质。

市场化需求激发了国内大型及超大型乳品企业涌现，这些企业引入了国外超高温灭菌机和无菌包装设备，大幅提升经济效益，缓解了消费需求。而昂贵价格阻碍中小型乳品企业引进海外设备，他们迫切寻求适应国产特色的超高温瞬时灭菌技术。

超高温瞬时灭菌含义

超高温瞬时杀菌是一种将原料（如牛奶）快速加热至135~150℃，在2~8秒内进行杀菌过程的工艺。这一工艺能够确保产品达到商业无菌状态，即使存在少量可存活微生物，但它们不会繁殖导致产品变质。通过这种方式，可以保持30~60天以上不变坏，同时保证原有风味。

在温度上升过程中，一种常见化学变化是蛋白质与还原糖反应产生黑色素褐变，但这与温度增快所需时间并不成正比。在135℃以上温度下，杀菌效率远超过褐变速度，使得在135 C或者更高温度处理后可以获得颜色几乎未变，无害微生物极低或几乎不存在的情况。此方法实际上并没有传统巴氏灌装方式更多不良色泽。

实践表明，在135 C ~ 150 C范围内几秒钟处理即可获得较为理想状态的大多数商业无菌产品，其最终孢子数达到了0.0004/毫升，并且比传统灌装杀菌更具美观性。

原料预处理

为了确保原料质量，为进一步加工提供优质材料，收购采集后的牛奶必须经过预处理这一不可或缺环节，它直接影响最终产品质量。预处理包括脱气、净乳、初始杀戮（63-65℃/15秒）、冷却（4℃）、冷藏（4℃）。图示了解释该流程，其中脱气提高标准化精度减少结垢保护均质头；净乳除去杂物；初始杀戮延长贮存期限。

列管式超高温瞬时灭菌

3.1 工艺过程

列管式超高温灭茶利用平衡罐控制液位，将原料送入均质机，再次加热至83℃后进入热交换系统。一系列热交换器将其保持137℃持续4-8秒实现滅茶，然后降至20-30摄氏度供包装使用最后再回流至平衡罐或储存室。在整个滅茶过程中采用5个管式换热器及1个板式换热器，以此节约能耗成为研究重点。

3.2 控制系统组成

列管式超高温滅茶机由PLC核心控制单元、人机界面显示屏幕、无纸记录仪监控记录功能、三路模拟输出接口用于频率调节及PID参数调整以及四路数字输入接近开关检测三段电磁阀控制二段电控气动阀执行蒸汽流量调节以便精确维持指定溫度。

PLC要求有八路PT100感应体对所有熱交換位置进行实时监测并通过人機界面设定目标溫度並調整PID參數顯示實時測試結果。

無紙記錄儀應該能夠記錄一周內殺死時間與殺死溫度，並將資料上傳給主機備查產品質量追蹤。

3.3 主要组成与作用

从功能角度划分，该設備主要由供给系统、滅茶系統以及降溫系統构成：

3.31 供给系统

该部分包含原始食品泵、中间储存罐(平衡罐)、輸送泵清洗剂泵等。它对于生产過程中的食品供应、清洁循环(CIP)清洗以及水冲洗都是不可或缺的一部分。在生产阶段，该储罐用于保存未经處理新鲜农牧产物，并通过浮球阀管理其容积以保证连续不断地供应新的初级商品。在進行CIP循環時，這個儲 罐則被視為清潔劑儲存庫，用於將酸性與鹼性添加劑通過M13 和 M12 添加到相關通道之後，如果這兩種添加劑相遇會產生危險性的混合物，而圖中的QS1 和 QS2 分別監測酸性與鹼性的輸送線路是否正確配置，以避免人員誤操作導致意外發生。此輸送泵M2 負責從儲存罬轉移商品到熱交換系統進行處理。