UHT灭菌乳及无菌包装.ppt
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UHT灭菌乳及无菌包装UHT-Sterilizedmilkandasepticpackaging上海普丽盛三环食品设备工程有限公司ShanghaiPreciseSanhuanFoodEquipmentProjectCo.,Ltd.ShanghaiPreciseSanhuanFoodEquipmentProjectCo.,Ltd.第一部分UHT灭菌乳及工艺No.1Chapter:
UHT-SterilizedMilkAndTechnology第一节UHT原料乳No.1SectionRawmilk（UHT）第二节UHT加工原理No.2SectionProcessingPrinciple（UHT）第三节UHT清洗No.3SectionCIP（UHT）第一节UHT原料乳-UHT灭菌乳1牛乳的营养价值高，是微生物的良好培养基。
牛乳杀菌前如保存不当，一些微生物会进行发酵，导致牛乳酸度上升，蛋白质热稳定性下降。
在加工时容易出现结焦、蛋白质絮凝等现象。
原料乳中含有过多细菌，在繁殖代谢中产生各种脂肪酶和蛋白酶，这些酶在经UHT灭菌后仍然具有活力，在产品的贮存期分解蛋白和脂肪而产生一系列非微生物的质量缺陷，如脂肪上浮，凝块等。
UHT灭菌乳2v异常乳：
主要是乳房炎乳导致牛乳细菌含量高，产生大量的蛋白酶，可存活于UHT乳中，使产品在贮存期内变苦，形成凝块等，影响产品品质。
异常乳不适于UHT灭菌乳的加工。
v混入初乳，末乳或抗生素乳的牛乳不适于UHT灭菌乳加工。
UHT灭菌乳3v牛乳热处理引起褐变反应、形成乳石、蛋白质凝聚以及维生素损失等变化。
v使用劣质的原料乳不可能生产出高质量的灭菌乳。
v生产UHT灭菌乳的原料乳，其细菌数和体细胞数应越少越好。
理化特性vpH值6.66.8v滴定酸度T16v酸度（以乳酸计）0.144v蛋白质热稳定性75酒精试验呈阴性v抗生素含量g/ml青霉素0.004其它不得检出v体细胞数（个/ml）500000微生物v荷兰人A.vanleeuwenhoek,16321723,首次制造出了可观察到细菌的显微镜，他被称做“显微镜之父”。
v法国化学家路易.巴斯德（L.Pasteur,1822-1895），发明了热处理方法，这种方法目前称做巴氏杀菌法。
v细菌的形状：
细菌的形状特征可区分为三种：
球状、杆状和螺旋状。
细菌的形状细菌的大小：
球菌的大小介于0.41.5m之间,杆菌的长度介于1-10m之间微生物特性v细菌总数（cfu/ml）100000v芽孢总数（cfu/ml）100v耐热芽孢总数（cfu/ml）10v嗜冷菌（cfu/ml）1000微生物简介11、产品分类v低酸产品：
pH4.5UHT灭菌处理以获得商业无菌v高酸产品：
pH4.590120的巴氏灭菌处理。
2、芽孢的形成芽孢是细菌在生存条件不利时的一种保护形式，不利因素如加热和冷却、消毒剂的存在、水分或营养物质的缺乏等3、杀菌温度v70、几秒钟内，大部分细菌死亡。
v杀死全部的芽胞杆菌湿热：
120蒸汽、30min干热：
160、2h微生物简介24、细菌的繁殖v良好条件下，细菌每隔20-30分钟分裂一次v如0.5小时分裂一次，最佳温度下，牛奶中的1个细菌/ml，在10h内将变成1百万个细菌/mlv繁殖周期：
迟缓期对数期平稳期衰退期v不利的条件：
贮存温度低、pH值低等细菌生长曲线图细菌的繁殖微生物简介35、牛奶中生化和酶系统的作用v碳水化合物分解水解发酵v蛋白质分解气味强烈、强刺激性气味的氨v脂肪分解气味和口味强烈v异味产生如烂味、泥腥味、水果味、鱼腥味等v色素的产生类胡萝卜素、花色素、黑色素v毒素的产生致病菌产生毒素微生物简介46、细菌的计数v细菌的生长和繁殖：
适宜的营养物的肉汤，有利生长的温度、盐浓度、pH等条件v琼脂：
含有果冻状的半固体物质的固体培养基v细菌丛（菌落）：
琼脂上每一个细菌不断繁殖形成一个细菌丛，十万或更多的细菌形成肉眼可见的菌落v菌落外观：
因细菌的菌株、所用琼脂及营养物种类的不同而有所不同v稀释度1:
1，1:
10，1:
100，1:
1000，1:
10000v细菌计数：
稀释度平铺在琼脂上的菌落数平板计数牛乳中的细菌v根据温度适应范围，细菌可分成嗜冷（耐冷）细菌：
在20以下具有最佳生长温度。
某些能在7以下生长繁殖。
嗜温细菌：
在20-44之间有最佳生长温度。
嗜热细菌：
在45-60之间有最佳生长温度。
耐热细菌：
能耐70以上的高温，能抵抗高温而不被杀死。
v乳品生产中对耐冷菌尤其注意，因为这些微生物在7或更低温度下贮存的农场原乳和市乳中具有活力。
v存在于牛乳中的细菌群可以区分为乳酸菌、大肠菌、丁酸菌、丙酸菌和腐败菌。
微生物简介5微生物简介6v真菌分为酵母菌和霉菌酵母菌6062几分钟即可杀死霉菌72741015秒即可杀死所以这些有害细菌的存在一般是二次污染的结果v严格的奶品加工卫生制度：
如隔离包装车间，保持地面、墙壁和房顶清洁，使用符合卫生标准的建材等等8、细菌培养时间（参考）v微生物总数3048小时v大肠杆菌3724小时v酵母菌/霉菌255天v耐热孢子3572小时第二节UHT加工原理UHT产品定义及常用语vUHT产品将物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135150，并在这一温度下保持2-7秒以使其达到商业无菌的水平；产品冷却后灌装于无菌包装容器中，以使产品能够在非冷藏条件下进行分销。
v灭菌杀灭产品中微生物的过程（用100以上的温度进行热处理）v无菌处于没有活体细胞存在或所有活体细胞已被杀死的状态下v商业无菌产品处于无致病微生物；无微生物毒素；以及在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增殖的状态。
UHT产品定义及常用语v食品加工中灭菌的目的并不是使每单个包装的产品都不含残留的微生物，因为采用加热方法来致死微生物，要达到绝对无菌的理想状态是不可能的。
v实际上的目的只是达到商业无菌，即保证产品在消费者食用前不变质就行了（致病菌的存活和生长的可能性可忽略且产品不能有任何其他消费者不能接受的变化）v欧共体对欧共体对UHTUHT产品的定义：
产品的定义：
物料在连续流动的状态下，经135以上不少于1s的超高温瞬时灭菌（以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢），然后在无菌状态下包装于微量透气容器中，以最大限度地减小产品在物理化学及感官上的变化。
UHT产品应能在非冷藏条件下分销。
灭菌乳的灭菌原理v产品灭菌是指对产品进行高温处理，以杀死所有的微生物和耐热酶。
灭菌后的产品能较好地保持其中的营养成分，并能在室温下长期储存。
v绝对无菌在实际生产中是不可能的：
并非所有的微生物在受到灭菌/消毒处理时都立即被杀死。
相反：
在一定的时间里仅有部分微生物被杀死，其余的则活了下来。
v灭菌过程每进行一次都会产生一定的灭菌效果，在加热灭菌的过程中，灭菌作用因加热时间和温度的不同而有所不同。
v温度越高，时间越长，灭菌过程越有效，即灭菌作用越显著。
典型的UHT灭菌乳加工工艺1无菌包装无菌包装机或无菌平衡罐无菌包装机物料系统物料系统：
（单向）：
（单向）平衡槽离心泵预热段（70-70-80）脱气罐均质机（75）加热段a（95）保持管（22s蛋白稳定）加热段b灭菌段（137）保持管（灭菌温度保持）热回收段a冷却段a冷却段b（25-28）无菌罐或无菌灌装机热水系统：
热水系统：
（循环）（循环）v加热段加热段aa加热段加热段bb灭菌段柔和加热灭菌段柔和加热热水罐热水罐多级泵热回收段热回收段蒸汽加热段蒸汽加热段蒸汽蒸汽相关知识点：
相关知识点：
管式换热器：
管式换热器：
管式热交换器，不同于板式热交换器，它在产品通道上没有接触点，这样它就可以处理含有一定颗粒的产品。
颗粒的最大直径取决于管子的直径，在UHT处理中，管式热交换器要比板式热交换器运行的时间长。
从热传递的观点看，管式热交换器比板式热交换器的传热效率低通常使用的多管道的管式热交换是基于传统的列管式热交换器的原理，其产品流过一组平行的通道，提供的介质围绕在管子的周围，通过管子和壳体上的阻力，产生一定的紊流，实现有效的传热。
同一段内可能使用不同规格/模式的管式热交换器蛋白稳定蛋白稳定：
乳蛋白具有良好的热稳定性（结垢率）对UHT乳的加工相当重要，因为其直接影响到UHT系统的连续运转时间和灭菌情况。
乳蛋白的热稳定性可通过酒精试验间接测定，一般具有良好热稳定性的牛乳至少要通过75%的酒精试验由两种结垢物的类型来分析加工工艺中蛋白稳定的必要性及其工作机理A：
主要由蛋白质组成（还包括少量的脂肪乳糖和无机盐）大量形成在95-100的温度范围B：
主要由无机盐组成（还包括少量的脂肪乳糖和蛋白质）从90开始形成并且随着温度的升高而增加（清洗所针对的对象乳石）背压的作用：
背压的作用：
产品在加工过程中是不能沸腾的，因为产品沸腾后所产生的蒸汽将占据系统的流道，从而减少了物料的灭菌时间使灭菌效率降低。
在间接加热系统中，沸腾往往产生于灭菌段。
在乳制品的加工过程中，沸腾所产生的气泡将增加产品在加热表面变性结垢的几率，从而影响热传递。
为防止沸腾，产品在最高温度时必须保持一定的背压使其等于该温度下的饱和蒸汽压（水的产品水分含量高）实验室测定，140下需保持3.0Bar的背压以避免料液沸腾；通常情况下，液态乳制品中溶有一定比例的空气.水中溶解的空气是可逆的，一旦水的温度升高，空气就会逸出直至水沸腾。
在间接加热系统中尚未达到沸点时，一些小气泡就已产生，尤其是较高的流动性所导致的局部流速的增加会使压力下降，这样就更容易产生气泡，这些气泡同样能促使产品结垢。
为防止气泡产生，所提供的背压必须高于该温度下的饱和蒸汽压，根据经验，所提供的背压至少要比饱和蒸汽压高1Bar这样在UHT的管式换热器的灭菌段就需要保持4Bar的背压。
由于产品在流动的过程中压力会下降，因此在灭菌段之前产品的压力应高于背压，特别是在加工粘性流体时，产品的压力应更高，均质机一级和二级均质的不同效果a:
一级b：
二级ab脱气：
脱气：
v采用真空脱气罐可以除去细小的分散气泡和溶解氧。
最好以伞形或切线进入，尽量大地占据脱气罐内表面，靠自身重力致使气泡拉碎或逸出，从而可增加脱气效果。
v工作时，将牛乳预热至78后，泵入真空脱罐，由于牛乳中的水分蒸发指使温度立刻降低。
这时牛乳中的空气和水蒸气扩散到罐顶部；v如有冷凝器，则蒸发的牛乳冷凝回到罐底部，而空气及一些非冷凝气体（异味）由真空泵抽吸除去。
v无菌罐的采用给生产增加了许多灵活性，但同时也增加了微生物污染的危险性。
故关键所在是选用无菌罐前要正确了解无菌罐性能，生产中要严格监控。
无菌罐无菌罐典型的UHT灭菌乳加工工艺2137（4s）蒸汽列管式热交换器第三节UHT清洗清洗定义及作用机理v清洗通过物理和化学的作用去除被清洗表面上可见和不可见的杂质的过程。
清洗所要达到的清洗标准是指被清洗表面所要达到的清洁程度。
vCIP（原位清洗）的定义是指设备（罐体、管道、泵等）及整个生产线在无须人工拆开或打开的前提下，在闭合的回路中进行清洗；清洗过程是在达到一定的湍动性和流速的条件下，通过清洗液对设备表面喷淋或在管路中循环。
清洗的标准v物理清洗被清洗表面上去除了肉眼可见的污垢。
v化学清洗被清洗表面上不仅去除了肉眼可见的污垢，而且还去除了微小的、通常为肉眼不可见的沉积物。
v微生物清洁被清洗表面上极大部分附着的细菌和病原菌被杀死了。
v无菌清洁被清洗表面附着的所有微生物均被杀灭了。
这是UHT和无菌包装的基本要求。
清洗过程中的作用机理v清洗作用主要包括溶解作用、热的作用、机械作用、界面活性作用、化学作用v水、酸、碱清洗剂的主要作用水的作用：
水是极性化合物，对碳水化合物、蛋白质及一些盐类物质有较强的溶解作用。
NaOH（苛性钠）类碱性清洗剂：
分解蛋白、脂肪类结垢。
在高温时可将脂肪皂化（将脂肪转化为能溶于水的形式）。
HNO3（硝酸）类酸性清洗剂：
具有较强的渗透能力，溶解无机盐类的结垢，使沉积物不残留在清洗过的表面上。
影响
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