巴氏杀菌机在现代食品和饮料加工中的作用和重要性
巴氏灭菌是食品和饮料行业广泛使用的关键热处理工艺,可确保产品安全并延长保质期。该过程的核心是巴氏灭菌器,这是一种专门的设备,旨在将液体或半液体产品加热到特定温度并保持预定时间,从而有效消除有害病原体,同时保持质量。本文探讨了巴氏灭菌技术的原理、类型、应用和进步。
1. 巴氏灭菌原理
巴氏灭菌器按照路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur) 在 19 世纪建立的原理进行操作。该过程包括将产品加热至低于其沸点的温度(通常在 60°C 至 85°C 之间)并保持设定的持续时间,然后快速冷却。这种热处理会破坏营养细菌、酵母、霉菌和某些酶,而不会显着改变产品的味道、质地或营养价值。
巴氏灭菌的主要目标包括:
- 减少病原体:消除沙门氏菌、李斯特菌和大肠杆菌等微生物。
- 延长保质期:通过减少微生物负荷来减缓腐败。
- 酶失活:防止不良酶反应(例如乳脂肪酶)。
2. 巴氏杀菌机的类型
巴氏灭菌器有多种设计,每种都适合特定的产品和生产规模。
A. 批量巴氏杀菌机(桶式巴氏杀菌机)
- 过程:产品在大罐中加热,保持在目标温度,然后冷却。
- 应用:小规模经营、手工乳制品、果汁和酱汁等高粘度产品。
- 优点:操作简单,资金成本低。
- 局限性:处理量大时效率低下,处理时间较长。
B. 连续式巴氏灭菌器
1.板式换热器(PHE)巴氏灭菌器
- 设计:使用堆叠板在产品和加热/冷却介质之间传递热量。
- 应用:牛奶、啤酒、液态鸡蛋和清果汁。
- 优点:节能、紧凑、高吞吐量。
- 限制:不适用于含有颗粒的流体。
2. 管式巴氏灭菌器
- 设计:产品流经加热/冷却夹套包围的管道。
- 应用:粘稠液体(例如酸奶、番茄酱)或带有小颗粒的液体。
- 优点:比 PHE 更好地处理较厚的产品。
3.刮面巴氏灭菌器
- 设计:配备旋转刀片,防止产品堆积在加热表面上。
- 应用:高脂肪或粘性产品(例如冰淇淋混合物、花生酱)。
C. 快速巴氏灭菌器
- 工艺:超高温 (UHT) 处理数秒,然后立即冷却。
- 应用:果汁和精酿啤酒等饮料。
- 优点:热损伤最小,保质期延长。
3. 巴氏杀菌机的关键部件
典型的巴氏灭菌系统包括:
- 加热部分:蒸汽、热水或电子元件提高产品温度。
- 保温管:确保产品在所需时间内保持在目标温度。
- 冷却部分:使用冷冻水或乙二醇快速冷却产品。
- 控制系统:监控温度、流量和时间以符合安全标准。
4. 跨行业应用
A、乳制品工业
巴氏杀菌机在牛奶加工中不可或缺,可确保安全并保留营养成分。 HTST(高温短时)巴氏灭菌(72°C,15 秒)是液态奶的标准。
B、饮料行业
- 果汁:快速巴氏灭菌可保持新鲜度,无需添加任何添加剂。
- 啤酒/葡萄酒:防止腐败微生物,同时保持风味。
C. 食品加工
- 蛋制品:液体蛋经过巴氏灭菌以消除沙门氏菌。
- 酱汁和汤:无需防腐剂即可延长稳定性。
5. 技术进步
现代巴氏灭菌器融合了以下创新:
- 自动化控制:通过 PLC 和物联网实现精确实时监控。
- 能量回收:再生加热可减少能源消耗。
- 混合系统:将巴氏灭菌与紫外线或脉冲电场相结合,以提高功效。
6. 挑战和考虑
- 热降解:过热会影响感官质量。
- 维护:定期清洁(CIP 系统)对于防止生物膜形成至关重要。
- 法规遵从性:必须遵守 FDA、EU 或其他区域标准。
结论
巴氏灭菌机仍然是食品安全的基石,不断发展以满足不同行业的需求。从乳制品到饮料,其平衡微生物安全与产品质量的能力凸显了其不可替代的作用。随着技术的进步,巴氏灭菌器将继续整合更智能、更可持续的解决方案,确保为全球消费者提供更安全的食品。
该巴氏灭菌机设计用于对液体食品、果汁、酱汁、乳制品和包装物品进行灭菌,提高安全性和保质期,同时保留风味和营养成分。
机器通常在 60-90°C 之间运行,具体取决于产品。温度和时间可调,确保有效灭菌而不影响质量。
组件类别 | 具体材质 | 主要优点 | 合规认证 |
|---|---|---|---|
加热室和产品通道 | 316L不锈钢 | 耐腐蚀(甚至适用于柑橘汁等酸性产品)、不发生反应(保留产品风味)且易于清洁 | FDA 21 CFR 177.2600、欧盟 10/2011 |
密封件和垫片 | 食品级硅胶(FDA 批准) | 耐热(高达 230°C)、无毒、耐油或糖膨胀 | FDA 21 CFR 177.2600、NSF 51 |
加热元件 | Incoloy 825 合金 | 高导热性(快速、均匀加热)、耐腐蚀、使用寿命长(正确维护情况下可使用 10 年以上) | ASTM B425、ISO 9001 |
控制面板外壳 | IP67 级 ABS 塑料 | 防水、防尘、抗冲击(在潮湿的生产环境中保护电子设备) | IEC 60529、RoHS |
结构框架 | 粉末涂层低碳钢 | 抗振、防锈,并支撑重型部件(例如大型加热室) | ISO 1461 |
系统 | 组件名称 | 零件编号 | 功能 | 更换间隔 |
|---|---|---|---|---|
温度控制系统 | 双温度传感器 | PST-001 | 监控腔室和出口内的产品温度 | 2-3年 |
PID控制器 | PCT-002 | 调节加热元件以维持设定温度 | 5-7岁 | |
热熔断器 | PTF-003 | 如果温度超过安全极限则紧急关闭 | 1–2 年(或激活后) | |
温度报警 | PTA-004 | 提醒操作员注意温度偏差 | 3-5年 | |
供暖系统 | 耐热合金加热元件 | 板式换热器-005 | 将产品加热至巴氏灭菌温度 | 10年以上 |
热交换器(用于回收) | PHX-006 | 将热量从热产品传递到冷入口 | 7-10年 | |
泄压阀 | PPV-007 | 防止加热室内压力过大 | 1年 | |
产品流程系统 | 不锈钢泵 | PP-008 | 通过系统循环产品 | 5-7岁 |
食品级硅胶密封件 | PSS-009 | 防止产品在腔室接缝处泄漏 | 6 个月–1 年 | |
流量计 | PFM-010 | 测量产品流量以实现一致的处理 | 3-5年 | |
自动化系统 | 触摸屏界面 | PTI-011 | 允许操作员控制和程序存储 | 5-7岁 |
数据记录模块 | PDL-012 | 记录批次数据以确保合规性 | 5-7岁 |
热交换器堵塞:产品残留物会积聚在热交换器中,从而减少热传递。解决方案:使用食品级酸性清洁剂(例如柠檬酸溶液)在 80°C 下执行 CIP(就地清洁)循环 30 分钟。如果堆积严重,请拆卸并手动清洁。
加热元件故障:损坏的元件可能无法产生足够的热量。解决方案:使用万用表测试元件的电阻(读数应为 10-20 欧姆)。如果电阻为零或无穷大,请更换元件(零件号 PHE-005)。
流量不正确:如果产品流动太快,则它在加热室中停留的时间不够。解决方案:通过控制面板降低流量 - 请参阅用户手册,了解每种产品类型的建议流量。
温度传感器脏了:传感器上残留的牛奶或果汁可能会导致读数不准确。解决方案:拆下传感器(部件#PST-001)并用软布和食品级消毒剂清洁。使用控制面板的校准工具重新安装并校准。
密封件/垫圈磨损:硅胶密封件会随着时间的推移而退化,尤其是在频繁的温度循环下。解决方案:关闭机器并断开电源。拆下旧密封件(零件号 PSS-009)并更换新密封件 - 在重新安装之前确保腔室清洁且干燥。
松动的室盖:盖子可能未正确拧紧,从而产生间隙。解决方案:按照用户手册的扭矩规格重新拧紧盖子螺栓 - 过度拧紧可能会损坏密封件。
室表面损坏:316L 不锈钢腔室中的划痕或凹痕可能会妨碍正确的密封。解决方案:检查腔室是否有损坏。轻微划痕可用食品级不锈钢抛光剂打磨;深度损坏需要专业维修或更换腔室。
电源中断:电压尖峰或下降可能会破坏控制面板。解决方案:断开电源 5 分钟,然后重新连接。这会重置系统 - 如果错误仍然存在,请使用电压表检查电源,以确保其在 220V/380V 范围内。
传感器故障:与传感器相关的错误代码(例如 E01)表示传感器有故障或断开连接。解决方案:找到传感器(参见组件清单),检查接线是否损坏,如果松动则重新连接。如果接线完好,则更换传感器。
软件故障:过时的固件可能会导致死机。解决方案:从我们的网站下载最新固件,将其传输到 USB 驱动器,然后通过控制面板的更新功能进行安装。如果需要,请联系支持人员寻求帮助。
入口过滤器堵塞:碎片(例如果肉、乳固体)可能会堵塞泵入口。解决方案:关闭机器,拆下入口过滤器,然后用温水和软刷清洁。重新安装并测试。
系统中有空气:气泡会阻止泵启动。解决方案:打开排气阀(位于泵上)并运行泵,直到产品源源不断地流出——这会清除系统中的空气。
泵电机故障:电机烧毁将导致泵无法运行。解决方案:用万用表测试电机 — 如果没有电阻,则更换泵(部件号 PP-008)。
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