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，导致牛奶运往中心城市困难，对乳品企业生产成本产生了压力。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、无菌的液态奶，从而促进养殖业发展，改善饮食习惯，并提升居民素质。市场化需求激增，大型乳品企业引入国外超高温灭菌机和无菌包装设备，但中小型企业因资金限制无法购买，这迫切需要适合国情的大规模生产能力。

超高温瞬时灭菌技术简介

超高温瞬时灭菌是一种利用135至150摄氏度、2至8秒钟杀死微生物的工艺过程。在这个温度下，即使存在可存活孢子，它们也不会发生微生物转变，从而达到商业无菌状态。这一技术不仅能保持产品风味，还能延长保质期。在高温处理过程中，由蛋白质与还原糖相互作用生成黑色素可能会出现褐变，但这种变化与温度上升速度并不成正比。在135以上温度下，杀菌效率远快于褐变速率，因此通过135至150摄氏度短时间处理，可以获得颜色几乎未变且达到了商业无菌标准。

原料预处理流程

为了确保原料质量，为生产提供优质材料，我们在收购采集前对原料进行预处理。包括脱气、净乳、初始杀菌（63-65℃/15秒）、冷却（4℃）及冷藏（4℃）。这整个过程直接影响到最终产品质量，如图1所示。

列管式超高温瞬时灭菌机特点与电气控制

3.1 超高温灭菌工艺流程

我们的列管式超高温瞬时灭균机采用平衡罐将原料储存并通过浮球阀控制液位，然后使用泵将其送入均质机和加热保持系统。一旦达到137摄氏度，在4-8秒内完成超高温瞬时灭虫后，再通过5个管式热交换器及一个板式热交换器逐渐降低温度，使之可用于包装，而剩余部分则被回流至罐中或贮存。此举节约能源成为研究重点之一。

3.2 控制系统组成

列管式超高温瞬时滅機控制系統由核心控制单元PLC、人機界面(HMI)、無紙記錄儀(DAQ)、變頻器(AC Drive)、溫度探測元件(Pt100)、接近開關(Switch）、電磁閥_Valve_以及相關控制元件組成。

PLC要求具備八個溫度探測單元對熱交換處進行溫度檢測顯示，並有四個模擬量輸出單元供變頻器頻率設定與溫控輸出使用。

無紙記錄儀需能夠紀錄一周內實時殺藉時間並能夠上傳給主機以備查詢與產品質量追蹤。

滅藉溫度調節為該系統核心，由PLC、HMI、高精密轉換器(Electronic Converter)及薄膜閥(Film Valve)等組成。

通過HMI設置滅藉時間與PID調節參數顯示檢測暫定滅藹後由Pt100探頭監控經過電氣轉換將PID運算結果轉換為0~10V供OUT口輸出同時透過智能薄膜閥進行蒸汽流量調整達致最佳滅藹效果如圖三所示。

3.3 主要组成及其作用

列管式超高温瞬時滅機從功能上分，可分为供给系统、中间试验室实验设备清洗剂供应系统，以及降低水分减少产物滞留时间调节环境湿润程度中的降水装置三大部分各司其职，其中关键部件包括但不限于：原始货物输送泵；平衡罐；清洁剂供应泵；用于呈现试验结果显示屏幕或打印纸张记录仪表盘; 高级数据管理软件; 实验室安全防护措施; 试验室实验操作员培训手册,

图五展示了从产生到消耗每一种资源都经过严格监测并优化，以实现更有效地资源配置。