CN106387046A - 一种鲜奶热水巴氏杀菌器 - Google Patents

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陈中合
陈伟
杨雪
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C3/00—Preservation of milk or milk preparations
    • A23C3/02—Preservation of milk or milk preparations by heating
    • A23C3/03—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked
    • A23C3/033—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked and progressively transported through the apparatus

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Abstract

本发明公开了一种鲜奶热水巴氏杀菌器，包括原料奶进口、热水进口、杀菌器外壳、杀菌管、杀菌奶温度变送器、上奶箱、杀菌器管板、热水出口、下奶箱。杀菌器的进奶口与原料奶用管道相连接，原料奶经过泵流入上奶箱，并均匀分布到各个杀菌管，热水进口用管道与热水通热水出口相连，热水出口用管道与热水桶回水口相连接，杀菌奶在下奶箱汇集流出，经冷却后即为巴氏杀菌牛奶，进入冷藏箱或冷藏柜冷藏存放。杀菌器通过自动控制的方法控制原料奶的流量和原料奶与热水质量比，可以实现杀菌温度80‑85℃和杀菌时间13‑15秒的精确控制，杀菌效率高，杀菌效果好，杀菌后牛奶营养损失少，保持了杀菌牛奶的牛奶香味与口感。

Description

一种鲜奶热水巴氏杀菌器
技术领域
本发明涉及鲜奶采用热水加热巴氏方法杀菌的杀菌设备，属于鲜奶加工领域，特别是一种经过特定设计，通过测定鲜奶与加热热水温度，控制鲜奶与加热热水流量，精确控制消鲜奶杀菌温度和杀菌时间，满足巴氏方法杀菌要求的鲜奶杀菌设备。
背景技术
巴氏消毒最先用于牛奶的杀菌，其目的是杀死牛奶中可能存在的所有有害微生物（包括致病菌）。牛奶巴氏杀菌是目前最理想、最有效的牛奶杀菌方法，既能起到杀菌效果，又能保持营养成份，不加任何防腐剂，有利于食用者身体健康，特别是可延长保质期和贮藏期。
目前国际上通用的巴氏消毒法主要有两种：第一种是将牛奶加热到62~65℃，保持30分钟。可杀死牛奶中各种生长型致病菌，灭菌效率可达97.3%~99.9%，经消毒后残留的只是部分嗜热菌及耐热性菌以及芽孢等，但这些细菌占多数的是乳酸菌，乳酸菌不但对人无害反而有益健康。这种方法目前使用较少。第二种方法是将牛奶加热到75~90℃，保温13~15秒，其杀菌时间更短，工作效率更高。但杀菌的基本原则是，能将病原菌杀死即可，温度太高、高温时间太长反而会有较多的营养损失。
经调研考察，目前市面上售卖和使用的多数牛奶巴氏杀菌机，并不能很好地按照第二种方法进行杀菌，不能严格控制地杀菌温度75-90℃和杀菌时间15-16秒，实际操作中多存在“一锅煮30分钟”现象，杀毒时间长效率低，长时间在杀菌温度保温或自然冷却，耗能多、牛奶营养损失大，口感变差，牛奶香味消失，同时杀菌效果差，巴氏杀菌奶存在质检部门抽查金黄色葡萄球菌与大肠菌群不合格现象。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上述不足，提供一种鲜奶热水巴氏杀菌器，通过测定鲜奶与加热热水温度，控制鲜奶与加热热水的流量，精确控制鲜奶杀菌温度在80~85℃、杀菌时间在13~15秒，满足巴氏方法杀菌要求的鲜奶杀菌设备，杀菌效率高，大幅减少杀菌牛奶营养损失，保持杀菌牛奶的牛奶香味与口感。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种鲜奶热水巴氏杀菌器，包括：原料奶进口、热水进口、杀菌器外壳、杀菌管、杀菌奶温度变送器、上奶箱、杀菌器管板、热水出口、下奶箱。
所述杀菌器的进奶口与原料奶用管道相连接，原料奶经过泵流入上奶箱，并均匀分布到各个杀菌管，热水进口用管道与热水通热水出口相连，热水出口用管道与热水桶回水口相连接，杀菌奶在下奶箱汇集流出，经冷却后即为巴氏杀菌牛奶，进入冷藏箱或冷藏柜冷藏存放。
本发明的有益效果是：
本发明的杀菌器通过自动控制的控方法控制原料奶的流量和原料奶与热水质量比，可以实现杀菌温度80~85℃和杀菌时间13~15秒的精确控制，杀菌效率高，杀菌效果好，杀菌后牛奶营养损失少，保持了杀菌牛奶的牛奶香味与口感。
附图说明
图1为本发明的杀菌器结构示意图；
图中：1.原料奶进口，2.热水进口，3.杀菌器外壳，4.杀菌管，5.杀菌奶温度变送器，6.上奶箱，7.杀菌器管板，8.热水出口，9.杀菌奶出口，10.下奶箱。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明所述杀菌器的进奶口1与原料奶用管道相连接，管道上装有原料奶计量泵，原料奶经过原料奶计量泵流入上奶箱6，均匀分布到各个杀菌管4；所述杀菌器的热水进口2与热水用管道相连接，管道上装有热水计量泵，热水经过热水计量泵流入杀菌器壳程，即杀菌器外壳3内、杀菌器两个管板7之间与杀菌管4外的空间，经热水出口流出，经管道返回循环使用；在杀菌管4外壁将原料奶加热80~85℃，并控制原料奶在杀菌管4内流过的时间在13-15秒之内；杀菌奶在下奶箱10汇集经杀菌奶出口9流出，经冷却后即为巴氏杀菌牛奶，进入冷藏箱或冷藏柜冷藏存放。
为了将原料奶加热温度80~85℃，并将原料奶在杀菌管4内流过的时间在控制13-15秒之内，首先杀菌器直径、杀菌管管长管径和管数需做特别设计，其次在杀菌器使用时需对原料奶的流量FM1以及原料奶与热水的流量比做特别的控制。
杀菌器特别设计的实施，包括杀菌器直径D、杀菌管的管直径d、长度L和数量n的确定，需要严格按照预定的鲜奶处理量来计算。对于预定鲜奶处理量的杀菌器，杀菌管的管直径d、长度L和数量n可以通过常规机械设计方法来确定，为保证原料奶在杀菌管4内流过的时间在控制13~15秒之内，15秒流经杀菌器的原料奶体积V：
V=15×FM1= n×L×π×d×d/4 （1）
由式（1）可得到：
FM1= n×L×（π×d×d/4）/15 （2）
由式（2）可以得出，对于特定的杀菌器（规格尺寸已确定）和特定的杀菌时间15秒，原料奶流量FM1值是确定的。
杀菌器操作与控制的实施，包括原料奶流量FM1的调节，FM1 /FM2流量比K的调节与控制。实际操作控制时将原料奶流量FM1与调到式（2）确定的固定值，固定原料奶计量泵频率，实现流量FM1稳定；
依据原料奶、热水、杀菌奶间的能量守恒定律，将测量的温度原料奶T1、热水T2、杀菌奶T3与原料奶流量FM1、热水流量FM2数值变送进入杀菌器PLC控制器，并依据式（3）、式（4）进行运算；
C1M1（T3- T1）= C2M2（T2-T3） （3）
K= M1/M2×100% ≈FM1/FM2 （4）
其中：C1、C1为原料奶与热水的质量比热，可以通过实验测定；M1 、M2为原料奶与热水的质量，原料奶的质量M1=p1×FM1，热水的质量 M2= p2×FM2，其中p1为原料奶密度、p2为热水的密度，可认为是常量，通过测定，p1≈p2；
料奶流量FM1与调到式（2）确定的固定值，一般原料奶温度T1设在45~50℃，热水温度T2设在90~95℃，杀菌奶温度T3根据杀菌需要通常为80~85℃，由式（3）、式（4）计算后可以得到固定的K值，PLC控制器根据固定的K值，通过热水计量泵调节流量FM2实现80~85℃杀菌。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种鲜奶热水巴氏杀菌器，其特征是包括：原料奶进口、热水进口、杀菌器外壳、杀菌管、杀菌奶温度变送器、上奶箱、杀菌器管板、热水出口、下奶箱；所述杀菌器的进奶口与原料奶用管道相连接，原料奶经过泵流入上奶箱，并均匀分布到各个杀菌管，热水进口用管道与热水通热水出口相连，热水出口用管道与热水桶回水口相连接，杀菌奶在下奶箱汇集流出，经冷却后即为巴氏杀菌牛奶，进入冷藏箱或冷藏柜冷藏存放。
2.如权利要求1所述的鲜奶热水巴氏杀菌器，其特征是，杀菌器的直径与杀菌管的管直径、长度及数量的确定，需要严格按照预定的鲜奶处理量来计算。
3.对于预定鲜奶处理量的杀菌器直径、杀菌管的管直径、长度和数量可以通过常规机械设计方法来确定，杀菌器的规格尺寸确定后，对于特定的13-15秒杀菌时间，原料奶的流量值随之确定下来，可以通过式（2）计算得到，该流量值是杀菌器保证杀菌效果的关键操作控制参数。
4.如权利要求1所述的鲜奶热水巴氏杀菌器，其特征是，通过式（2）计算确定的原料奶流量，通过式（3）、式（4）计算确定原料奶与热水的流量比，依据该流量比来调节热水流量，实现80~85℃杀菌；所述的杀菌器可以通过原料奶计量泵来调节原料奶流量，通过热水计量泵来调节热水流量；根据季节的不同，原料奶温度一般预热到45~50℃，热水温度预热到90~95℃，杀菌温度通常控制在为80~85℃；式（3）、式（4）计算时依据实际的温度数值进行计算。
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