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，因此无法有效地运往中心城市，这增加了乳制品企业生产成本。为了解决鲜牛奶运输问题，我们需要对牛奶进行无菌处理和包装，使产品能够销往中心城市，让消费者享受到真正新鲜、无菌的液态奶，从而促进养殖业发展，改善人们饮食习惯，提升人口素质。

市场化需求激发了国内大型超大型乳制品企业的大量涌现，这些企业引进了国外高端超高温灭菌机和无菌包装设备，大幅度提升了经济效益，同时缓解了乳制品消费压力。但对于中小型企业来说，由于资金有限，他们难以引入这些昂贵设备，而迫切需要适应国产特色的超高温瞬时灭菌技术。

超高温瞬时灭菌工艺含义

超高温瞬时灭菌是一种将原料（如牛奶）加热至135 ~150 C，在2~8秒内杀死微生物后，再迅速降低温度到20-30℃准备包装的一种工艺。这一过程可以确保产品达到商业无菌状态，即即使在发生微生物转变的情况下也不会导致产品质量下降，并且保持30~60天之久，不失其原有风味和品质。在这个过程中，一种普通化学变化是蛋白质与还原糖相互作用产生黑色素褐变，但这种变化与温度升级后的杀菌效率成正比关系，而且在135 C以上温度下，其增速远超过杀菌速度。

原料预处理

为了保证生产初期提供优质原料，对收购采集来的农场牧场产出的原始牛奶必须进行预处理。预处理包括脱气、净乳、初始杀害63-65℃/15秒冷却至4℃及冷藏同样4℃等步骤，如图1所示。脱气可提高标准化精度并减少巴氏杀害机结垢；净乳除去白细胞、灰尘等杂质；初始杀害则有助于延长贮存时间并防止嗜寒细 菌生长。

列管式超高温瞬时灭菌

3.1 超高温灭菌工艺流程

列管式超高温瞬时灭我机通过平衡罐将原料放入系统，然后利用浮球阀控制液位，将其送入均质机进行均匀混合，再次加热至83℃之后进入140C保持4-8秒达到最终目标，如图2所示。在整个过程中，我们使用5个管式换热器以及一个板式换热器，以节约能耗成为关键研究点之一。

3.2 控制系统组成

列管式超高温瞬时滅我機控制系統由核心控制單元PLC、人機界面、高精度無紙記錄儀變頻器與溫度探頭組成。PLC要求具有8路溫度探頭進行熱交換處理區域實時監測，並對所有熱交換處理區域進行顯示。此外，它還需具備4路模擬量輸出單元供變頻器頻率設置及溫控輸出使用。而無紙記錄儀則能夠長時間紀錄實時殺滅溫度與時間，並能夠上傳給主控機作為查詢與產品質量追蹤參考。

3.3 主要組成與作用

列管式超高溫滅我機主要由供應系統、中間滅殺系統及降溫系統構成。

供應系統包含原材料供應泵、一個平衡罐、一個輸送泵，以及清洗液供應泵，這些都是生產過程不可或缺的一部分。在生產過程中，平衡罐負責儲存原始材料（如牛奶），通過浮球阀控制材料液位來確保過程中的材料充足。在清潔循環（CIP）過程中，它則成為清洗劑儲存罐，用於避免人為失誤導致產品污染。此外，這些配件也包括酸碱泵，以便進行酸碱調節以維持適宜環境並防止細胞增殖。

中間滅殺系統負責將物料加熱至適合消毒目的的高度後再迅速降低它們到準備裝瓶用的狀態，以達到最高消毒效果並減少能耗同時提高工作效率。此外，這種技術也允許更短時間內完成整個消毒程序從而獲得更好的結果。

最後的是降溫系統，它負責將物體從一個較熱狀態快速降低到另一個較低狀態以準備進一步加工或運輸此類操作通常涉及多個異質介面，其中每個都會影響最終結果因此如何有效管理這些轉移是非常重要的一環。此外，這種方法還可以幫助減少能源損耗並保護環境同時，也讓我們更加接近建立完美無瑕食品製造行業標準。