利乐UHT杀菌原理
UHT和巴氏杀菌
UHT乳or巴氏杀菌乳?关于作为一个消费者，我个人选择UHT乳还是巴氏杀菌乳的问题，首先我查阅了关于这两种乳的一些资料。
一、UHT乳UHT（英文全称：Ultra High Temperature treated，中文名：超高温消毒法）是一种通过在极短时间内加温为食物灭菌的方法（用135~150°C加热2~3秒）。
杀死乳中的所有微生物，包括细菌和芽孢，从而使包装产品在常温下能长期保存。
最常用这种方式来消毒的有牛奶，不过这种过程同样运用于果汁、奶油、豆浆、酸奶、葡萄酒、汤、蜂蜜以及浓汤。
这种消毒法在1960年代被发明，并于1970年代逐渐可行起来。
我国从 20 世纪 80 年代引进国外超高温 UHT 瞬时杀菌技术，发展至今已有三十多年的历史 , 而且UHT乳以其保存期长、便于携带和饮用等特点发展迅速。
UHT乳在室温能保存三个月[1]，4℃条件下可保存4至6个月。
然而，从UHT乳发展的整个历程来看，在贮存中常会出现一些质量问题影响到产品品质。
[2]超高温杀菌对牛乳产生的有利影响：1)杀死所有致病菌及大部分微生物（根据杀菌效率）。
[3]2)酶被钝化，温度高于50℃时酶开始钝化。
但是不同的酶钝化的温度不同；与其他巴氏杀菌相比HUT杀菌使乳成分的化学变化降至最小。
超高温杀菌也会对牛乳产生一些不利的影响：1)可使牛乳在接触的加热面上生成乳石，从而影响加热效果。
乳石的主要成分是蛋白质、脂肪与钙和磷。
因此，乳经UHT高温灭菌后，钙和蛋白质等也损失较多。
；2)高温处理还可使蛋白质变性，产生大量巯基，形成硫化氢、硫化物等挥发性物质，导致“蒸煮味”。
据测定普通巴氏杀菌乳不会有蒸煮味，而在超高温灭菌乳中游离SH浓度为0.7μmol/L会使其带有少量“蒸煮味”；3)高温加热会发生羰-氨反应即美拉德反应,使乳颜色加深(如长时高温加热会产生焦糖化)。
4)由于生奶中含有嗜冷菌，会分泌能分解蛋白质和脂肪的胞外酶，在 UHT灭菌过程中，嗜冷菌虽被杀死，但所分泌的酶类却能残留下来并保持一定的活性，在产品贮存期内分解蛋白质和脂肪，产生一系列质量缺陷如凝块、脂肪上浮，苦味、麦芽臭味、哈喇味等。
UHT工作原理
P3 P4
W2 K2
K1
W1
P0、P1段为预热段，将物料预热至65摄氏度 ， 61XV03 用 于 调 节 P1 段 出 口 温 度 ， 使 01TT01保持在设定值
P2段继续加热，将物料加热到95摄氏度
P3、P4段为最终加热段，将物料加热到设定 所需的杀菌温度
W 段 为 蒸 汽 加 热 循 环 水 段 ， 21XV01 ， 21XV02控制蒸汽流量，61TT01检测加热后 循环水温度
APV 超高温瞬时杀菌机
目录
一、工作流程 二、阀件简介 三、 P，W，K，I，NAC
等换热管简介 四、CIP站各部分简介
一、工作流程
工作原理
• 杀菌机是通过在高压下循环热水来加热产品并在 保持管中保持一段时间,达到一定温度来实现灭菌 的。灭菌后,产品逐步被降至生产温度,就可以进入 灌装机灌装。
以上，谢谢
K段用于热回收，并通过61XV08控制01TT05 温度衡定
NAC段 都 是 冷 却 段 ，通 过 塔 水 和 冰 水 使 回 流 回来的物料温度降低
四、CIP站各部分简介
CIP站部分包括：
酸罐，碱罐，水罐，浓酸罐，浓碱罐 ，板式换热器，CIP泵；电导仪， 蒸汽调节阀等等。
其中： 酸罐用于盛放和配制清洗所用酸液； 碱罐用于盛放和配制清洗所用碱液； 水罐则用于盛放清洗中所需的水； 浓酸罐用于盛放高浓度未经过稀释的酸液； 浓碱罐用于盛放高浓度碱液或者化开的片碱溶液； 板式换热器用于配制酸液和碱液时循环加热； 电导仪用于检测酸碱液电导率，判断其浓度； 蒸汽调节阀用于控制板换出口温度； CIP泵用于向UHT供应清洗液和配制酸碱液时循环；
• 产品在由调配送入平衡桶,产品泵将产品送入热交 换管中进行加热,产品须在保温管中保温一定的时 间以取得预定的杀菌效果。每个生产周期结束后, 都要用酸碱液对回路进行清洗.
利乐UHT杀菌原理
灭菌原理简介
D90-value (hrs) 0,01 sec
1 30 >100 < 0,02 3,3
D121-value (sec)
“0”
1,4 60 330 <0,048 12
中国
灭菌原理简介
一些微生物的典型灭菌速度数据：
微生物种类
D 值(分钟) 热处理温度(O C ) 微生物量减少12D
最少需要5 ～ 6。
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利乐，超越包装领域
中国
灭菌原理简介
UHT生产既要考虑灭菌效果，同时也要考虑到化学效果， 如酶的失活及营养素的破坏。从而引入UHT乳灭菌所要考虑的 两个因素，即：
细菌性效果：B* = (t/10.1)*10(θ-135)/10.5 化学性效果：C* = (t/30.5)*10(θ-135)/31.4
中国
灭菌原理简介
D值
Log Survivors
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
2
Technical Training Lund, Sweden
Centre
Tetra Pak
利乐，超越包装领域
Semi Logarithmic Plot
D 值 = 3,2 秒
4
6
8
10
12
Time
( sec)
FiS Q A
中国
灭菌原理简介
UHT加工中的常用语 商业无菌 (Commercial sterility) * 产品处于无致病微生物； * 无微生物毒素； * 在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增殖的状态
超高温(UHT)灭菌.
第十五章超高温（UHT）灭菌杀菌是食品加工中极为重要的一道工序，在原始社会里，人类就不知不觉地对食品进行了杀菌处理。
在科学技术飞速发展的今天，人们对食品杀菌意义的认识和应用也得到了不断地完善和提高。
第一节超高温灭菌的基本原理关于超高温（UHT）灭菌，尚没有十分明确的定义。
习惯上，把加热温度为135~150℃，加热时间为2~8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT灭菌。
UHT灭菌的理论基础涉及两个方面。
一是微生物热致死的基本原理；二是如何最大限度保持食品的原有风味及品质。
一、UHT灭菌的微生物致死理论依据按照微生物的一般热致死原理，当微生物在高于其耐受温度的热环境中时，必然受到致命的伤害。
加热促使微生物死亡的原因是由于高温导致蛋白质的不可逆变化，随后一些球蛋白变得不溶解，酶失去活力，从而造成新陈代谢能力的丧失，因此，细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关系到微生物的耐热性，而且这与杀菌条件的选择密切相关。
大量实验证明，微生物的热致死率是加热温度和受热时间的函数。
（—）微生物的耐热性腐败菌是食品杀菌的对象，其耐热性与食品的杀菌条件有直接关系。
影响微生物耐热性的因素有如下几方面：（1）菌种和菌株（2）热处理前菌龄、培育条件、贮存环境（3）热处理时介质或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌数（5）热处理温度和时间，作为热杀菌，这是主导的操作因素。
（二）微生物的致死速率与D值在一定的环境条件和一定温度下，微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
这一规律为通常大量的试验结果所证实。
若以纵坐标表示单位物料内随时间而残存的活细胞或芽孢数的对数值，横坐标表示热处理时间，则可获得如图15-1所示的微生物致死速率曲线。
图15-1 微生物致死速率曲线如图所示，设A为加热开始时活菌数所代表的点，B为加热后菌数下降1个对数周期时的点，其相应的加热时间为3.5min，C为加热后菌数下降2个对数周期时的点，其相应的加热时间为7.0min。
uht杀菌机工作原理
uht杀菌机工作原理
UHT杀菌机是一种常用于食品加工和饮料生产中的设备，其
工作原理是通过高温瞬时处理来杀灭微生物和延长产品的保质期。
UHT是Ultra-High Temperature的缩写，意为超高温。
UHT杀菌机通过将液体产品加热至高温，通常为135°C以上，然后在极短的时间内（一般为2-5秒）迅速冷却。
这种超高温
处理的过程可以有效地除去细菌、病毒、酵母和霉菌等微生物，以达到杀菌的目的。
在UHT杀菌机内部，液体产品通过特殊设计的加热器，如管
式或板式加热器，以确保产品可以在极短的时间内达到高温。
加热器内部的加热介质，通常是蒸汽或高温水，将产品加热至所需的温度。
一旦产品达到目标温度，就会通过喷嘴或蒸发器快速冷却。
这种迅速的冷却过程可以避免产品因高温处理而发生质量变化，同时有效地杀灭微生物。
UHT杀菌机还可以使用一些其他的辅助设备，例如预热器和
保温器，以帮助控制产品的温度和保持所需的杀菌时间。
总的来说，UHT杀菌机通过将液体产品加热至极高温度，并
在短时间内进行快速冷却，来彻底杀灭微生物，延长产品的保质期。
这种高效的杀菌方式不仅可以确保产品的安全和卫生，还可以保持产品的营养成分和口感。
UHT工作原理及常见故障处理
CIP原理和主要步骤的描述,附加参数和条件:
CIP运行步骤如下：
• • • • • • • • • • • • 1921 draining balance tank排空缓冲缸 1922 switch over / draining转换/排空 1923 fill up balance tank填充缓冲缸 1924 caustic to deaerator碱到脱气缸 1925 draining deaerator排空脱气缸 1927 caustic to return碱到返回线 1929 push out dirty phase推出脏物 1930 switch caustic to balance tank 转换结束到缓冲缸 1933 adjusting caustic concentration 调节碱浓度 1937 caustic circulation 碱循环 1940 request for intermediate rinsing 请求中间清洗 1941 draining balance tank排空缓冲缸
SCMC DG Plant Classified - Internal use
原理介绍：
管式换热器的优点
• 结构简单，能耐高压，可保证逆流操作，排数和程数可任意添加或拆 除，伸缩性大。缺点是管子接头多，易泄漏，每单位管长的传热面积 有限，占地空间大。
板式换热器优点
• 有传热效率高，结构紧凑，操作灵活，适用于热敏物料，卫生条件可 靠，缺点是密封周边长，需要较多的密封垫圈，且垫圈需要常检修清 洗，所以易于损坏，且不耐高压，流体流动的阻力损失大。
SCMC DG Plant Classified - Internal use
UHT和灌装机工作原理
---- 12年品控内部培训
UHT杀菌和灌注机运作原理
储晓辉 2012年10月
一、杀菌
灭菌和消毒 无菌和商业无菌 超高温灭菌和巴氏杀菌 消毒剂
2
灭菌和消毒 灭菌：杀灭物体中或物体上所有微生
物（包括病原微生物和非病原微生物） 的繁殖体和芽孢的过程，就是杀死或 消灭一定环境中的所有微生物。4Fra bibliotek灭菌方式
超高温灭菌（UltraHighTemperature，简称UHT）是通过
瞬间（一般3～4秒）升高灭菌温度（135～140℃）来达到 理想的灭菌效果。这种灭菌方式能杀死产品中绝大部分细 菌，同时避免了对产品营养成分造成破坏。在超高温下对 产品进行数秒的瞬间灭菌处理，破坏其中可生长的微生物 和芽孢，但也破坏了的一些维生素物质。
1#线杀菌管
8
1#线管接方式
9
2#线管接方式
10
2#管接方式
管接方式：12T/30S
管接方式:13.5T/25S
管接方式:13.5T/30s
11
杀菌时间的计算
杀菌时间计算公式：
π×（D/2） ×Lx3600
2
T=———————
Q
t为产品杀菌保持时间s D为保持管内径mm L为保持管长度m Q为杀菌机流量m3/h
消毒：用物理的、化学的或生物学的
方法杀死病原微生物的过程，具有消 毒作用的药物称为消毒剂，一般消毒 剂在常用浓度下，只对细菌的繁殖体 有效，对于细菌芽孢则无杀灭作用。
3
无菌和商业无菌
无菌：是不含有或的微生物的意思。 商业无菌:产品经过适度的杀菌后,不含
有致病性微生物,也不含有在通常温度 下能在其中繁殖的非致病性微生物.这 种状态叫做商业无菌. 不是真正意义上 的无菌,而是指物料中的微生物状况符 合标准的规定,且在保质期内保证不会 超标.
超高温灭菌奶一般在利乐包中保存
抗生素是由真菌产生的，能杀死致病细菌的物质
1928年，英国的细菌学家弗 莱明（Alexander Fleming， 1881—1955）在研究细菌时 发现，培养基的其余部分都 布满了葡萄球菌的菌落，只 有青霉菌菌落的周围没有葡 萄球菌的菌落。经过深入的 研究发现，青霉能够产生一 种杀死或抑制葡萄球菌生长 的物质--青霉素。弗莱明因 此获得了诺贝尔医学或生理 学奖。
第二节 人类对细菌和真菌的利用
发酵现象：
一杯温水+糖+酵母 搅 拌
酵母
制馒头，面包用 干酵母 酿酒用啤酒酵母
葡萄糖 酵母菌 二氧化碳＋水＋能量（有氧）
酵母菌
葡萄糖
二氧化碳＋酒精＋少量能量（无氧）
细菌、真菌与食品的制作
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
多种霉菌 的作用
1、图中有几种保存食品的方法： 七种
牛奶
1 有氧条件下—细菌将有机物彻底分解
2 无氧条件下—制成甲烷气体作为燃料
3 污水处理原理—利用微生物分解有机 物
污水处理场
小结
一、细菌真菌与食品的制作 二、细菌真菌与食品的保存 三、细菌真菌与疾病防治 四、细菌与环境保护
练习题
1人患由病原菌感染引起的疾病时，注 射或服用链霉素，庆大霉素等药物，为 什么会有疗效？
罐头
罐装法：依据？？ 高温消毒和防 止与细菌和真 菌接触的原理
香菇
保存方法： 脱水法
咸鱼
咸鱼保存方法：腌制法
原理：用盐溶液除去鲜鱼中的水分
真空包装
真空包装：
依据破坏需氧菌 类生存环境的原理
腊肉
保存方法： 晒制与烟熏法
果脯
果脯保存方法：渗透保存法
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3000 2500 2000领域
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中
国
灭菌原理简介
灭菌原理 D值：特定温度下，使微生物减少至原始菌数的1/10时 所需保温的时间。 D值(秒) 2.3 12.3 408
枯草芽孢杆菌： 肉毒梭状芽孢杆菌： 嗜热脂肪芽孢杆菌：
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国
灭菌原理简介
灭菌曲线 算术曲线图
4500 4000
半对数曲线图
4 3 ,5
L o g S u rviv 指数残余量 o r s
0 5 Tim e 10 15
残余微生物量
3500
3 2 ,5 2 1 ,5 1 0 ,5 0 0 5 T im e 10 15
No of S urv iv ors
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中
国
灭菌原理简介
UHT加工中的常用语 商业无菌 (Commercial sterility) * 产品处于无致病微生物； * 无微生物毒素； * 在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增殖的状态 。 Condition which is free from pathogens, microbiological toxin compounds, and microorganisms capable of multiplication under normal conditions of storage and distribution in the products.
3–5 Ca. 15 10 – 20 40 – 50
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鲜奶加工工艺 酸奶饮料加工工艺
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包装材 料杀菌
制造并保持 包装过程中 的无菌环境
密封包装
产品 杀菌
无菌运输
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一.纯奶加工工艺
Pasteurisation 巴氏杀菌
% Loss 损失百分比
1–2
Short Boiling 短时沸腾
UHT – Treatment 超高温处理 Retorting 保持灭菌
Ca. 5
3–4 6 – 10
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Table 4: Losses of Vitamin D 维他命D的损失
Z值的使用
如果某种微生物Z值为10 0C ，并且D65 = 50秒，
这就意味着： D75 = 5 秒 D85 = 0,5 秒 D95 = 0,05 秒
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灭菌原理简介
耐热细菌：
细菌 D90-value (hrs) 0,01 sec 1 30 >100 < 0,02 3,3 D121-value (sec) “0” 1,4 60 330 <0,048 12
UHT
Aseptic Transfer
Aseptic Packaging
Heat Exchanger Separator Homogenisator Deaerator Pumps
Components Heat Exchanger Steam Injector Homogenisator Deaerator/Flash cooler Pumps
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UHT产品的定义
将物料在连续流动的状态下通过热交换器加 热至135～150℃，并在这一温度下保持一定 的时间以使其达到商业无菌的水平； 灭菌后的产品应在无菌状态下灌装于无菌包 装容器中，以使产品能够在非冷藏条件下进 行储存、运输和销售。
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Pasteurisation 巴氏杀菌
10 0 0 0 –5 10
Short Boiling 短时沸腾
10 – 20 ? 0 5–8 20
UHT 超高温
5 – 15 4 0 10 10 – 20
Retorting 保持灭菌
30 – 40 6 0 25 80 - 100
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灭菌原理简介
UHT生产既要考虑灭菌效果，同时也要考虑到化学效果， 如酶的失活及营养素的破坏。从而引入UHT乳灭菌所要考虑的 两个因素，即： 细菌性效果：B* = (t/10.1)*10(θ
-135)/10.5 -135)/31.4
化学性效果：C* = (t/30.5)*10(θ
保持灭菌
105～120℃
10～70分钟
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灭菌原理简介
UHT加工中的常用语 灭菌 (Sterilization) 杀灭产品中所有微生物的过程(用100℃以上的温度进行 的热处理)。 A process applied to a product with the object of destroying all microorganisms (by heat treatment at a temperature exceeding 100 ℃).
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灭菌原理简介
对D值的解释
D65 = 1 min的含义是： 65 0C 时，灭菌时间每延长一分钟，微生物数量减少为1D(减少 90%)。延长两分钟 微生物数量减少为2D(减少99%)
1D = 90
% 减少 = 1个 指数下降
2D = 99 % 减少 = 2个指数下降 3D = 99.9 % 减少 = 3个 指数下降 4D = 99.99 % 减少 = 4个 指数下降
一般要求：B*>1>C*，因此有---Tetra Pak
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灭菌原理简介
利乐，超越包装领域
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灭菌原理简介
不同的热处理对牛奶中营养成分的影响：
养分损失
VB1 VB2 VB6 VB12 VC 赖氨酸
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巴士杀菌 (%) 10 0 0-5 10 5-20 1-2
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灭菌原理简介
D值
Semi Logarithmic Plot
4 3,5
D 值 = 3,2 秒
D-value:
is the time required for a process to reduce the number of a specific organism by 90 % or with
李氏菌
蜡样芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 嗜热脂肪芽孢杆菌
肉毒梭菌( B/E) 肉毒梭菌( A)
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灭菌原理简介
一些微生物的典型灭菌速度数据：
微生物种类 热敏性细菌营养体 耐热性细菌营养体 细菌芽胞 酵母和霉菌 霉菌/内生孢子 D 值(分钟) 1.0 10.0 0.2 1.0 3.0 热处理温度(O C ) 微生物量减少12D 65 65 121 65 90 75O C /7秒 75O C /70秒 121O C /2.5分钟 75O C /7秒 121O C /2秒
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灭菌原理简介
灭菌原理 Z值：一定反应效果下，使反应时间减少至原来的1/10 时所需的增加温度。 Z值(℃) 10.5 29.0 31.2 30.9
蜡样芽孢杆菌： 变色反应： VB1的损失反应： 赖氨酸损失反应；
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灭菌原理简介
Components Aseptic Tank
Components Tetra Brik Aseptic Tetra Classic Aseptic
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一.纯奶加工工艺
1.加工设备(巴氏杀菌段)
板式热交换器
分离器
均质机 脱气机
泵
利乐，超越包装领域
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Table 6: Losses of Vitamin C 维他命C的损失
Process 工艺
Pasteurisation 巴氏杀菌 Short Boiling 短时沸腾 UHT – Treatment 超高温处理 Retorting 保持灭菌
% Loss 损失百分比
5 – 20 15 – 20 10 – 20 30 – 50
中
国
一.纯奶加工工艺
1.加工设备(UHT及无菌输送段)
板/罐式热交换器
蒸汽喷射器
均质机 脱气机
泵
无菌罐
利乐，超越包装领域
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一.纯奶加工工艺
1.加工设备(无菌灌装段)
利乐，超越包装领域
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Table 7: Losses of Folic Acid 叶酸的损失
Process 工艺
Pasteurisation 巴氏杀菌 Short Boiling 短时沸腾 UHT – Treatment 超高温处理 Retorting 保持灭菌
% Loss 损失百分比
3