CN208909027U - 蒸汽浸入式超高温*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的蒸汽浸入式超高温***包括：产品进料并进行清洗的平衡罐模块；对产品进行杀菌前预热及杀菌后冷却的热交换器模块；对预热后的产品进行杀菌的杀菌腔模块；使杀菌后的产品保持规定时间的保持模块；对来自所述保持模块的产品进行脱气冷却的闪蒸腔模块；以及对脱气冷却后的产品进行均质的高压无菌均质机，所述高压无菌均质机与所述热交换器模块相连以使均质后的产品回到所述热交换器模块进行冷却。本实用新型的***可用于常温、长货架期牛奶的生产。

Description

蒸汽浸入式超高温***

技术领域

本实用新型涉及食品生产设备，具体地，涉及一种蒸汽浸入式超高温***。

背景技术

目前，国内外市场上纯牛奶在常温条件下，保存3个月以上，主要利用的是管式杀菌技术。管式杀菌技术具有运行成本低、易于维护等优点。通常，管式杀菌技术利用管式超高温***，通过媒介（水）对牛奶进行持续升温直至143度，然后保持3秒钟进行杀菌。这样的杀菌方式可以保证产品的货架期，但是升温时间过长，牛奶在升温的过程中发生蛋白质变性、糠氨酸过高等不利影响。

另外，目前常温奶（UHT奶）糠氨酸普遍高于110mg/100g蛋白。而巴氏奶则要求达到12mg/100g 蛋白。要达到常温、长保质期，糠氨酸指标又不高于12mg/100g蛋白的杀菌方式正是申请人努力在寻求的方式。

实用新型内容

鉴于以上存在的问题，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够实现常温、长保质期且糠氨酸指标不高于12mg/100g蛋白的蒸汽浸入式超高温***。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的蒸汽浸入式超高温***包括：产品进料并进行清洗的平衡罐模块；对产品进行杀菌前预热及杀菌后冷却的热交换器模块；对预热后的产品进行杀菌的杀菌腔模块；使杀菌后的产品保持规定时间的保持模块；对来自所述保持模块的产品进行脱气冷却的闪蒸腔模块；以及对脱气冷却后的产品进行均质的高压无菌均质机，所述高压无菌均质机与所述热交换器模块相连以使均质后的产品回到所述热交换器模块进行冷却。

本实用新型的蒸汽浸入式超高温***利用蒸汽浸入式杀菌技术，通过调整杀菌温度和保持时间。在一定原奶质量前提下，满足牛奶常温保存3个月以上货架期，并且实现糠氨酸的指标低于12mg/100g蛋白质，并且，通过杀菌腔模块和保持模块，降低蛋白因受热变性从而减少沉淀，还可减少矿物盐，尤其是钙离子的沉淀。可用于常温、长货架期牛奶的生产，能够替代现有管式超高温***，或者生产比现有产品化学变化更低的产品。

优选地，所述平衡罐模块包括带有液位传感器和CIP洗球的平衡缸、以及与所述平衡缸相连的离心泵。

借助于此，能够有效地进行产品的进料，并为升温杀菌前进行准备，为整套***提供清洗所需要的CIP液。

优选地，所述热交换器模块包括用于预热和冷却产品的不锈钢板片、以及膨胀罐。

借助于此，能够有效地实现产品杀菌前的预热，和杀菌后的冷却。

优选地，所述不锈钢板片包括预热段、热回收段以及冷却段。

借助于此，可通过一套板片分别实现预热、热回收及冷却的作用，这样可以使结构简化，降低能耗。

优选地，所述杀菌腔模块包括腔体和设于所述腔体的顶部的分配盘，所述分配盘上分布有喷嘴。

借助于此，可通过控制经过喷嘴的数量，从而达到调节流量的功能。

优选地，所述分配盘的中央设有清洗球。

借助于此，可用于CIP清洗，在生产过程中，在真空状态下空气通过清洗球被抽走，通过管道连接到冷凝器。

优选地，所述腔体的底部还设有夹套。

借助于此，可对下落过程被加热的产品进行冷却。

优选地，所述保持模块包括与所述杀菌腔模块相连的立式安装离心泵。

借助于此，可以控制保持时间，让先杀菌的产品，先结束杀菌，保证产品品质一致。

优选地，所述闪蒸腔模块包括与所述保持模板相连的闪蒸腔、与所述闪蒸腔相连的冷却器、以及与所述管式冷却器相连的真空及冷凝设备。

借助于此，能够有效地对来自保持模块的产品进行脱气冷却。

优选地，所述高压无菌均质机为压力可调型均质机。

借助于此，能够有效地对产品进行均质。

根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本实用新型的上述内容及其它目的、特征和优点。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一实施形态的蒸汽浸入式超高温***的结构示意图；

图2示出了本实用新型一实施形态的蒸汽浸入式超高温***的立体图；

图3示出了图2所示蒸汽浸入式超高温***中的杀菌腔的结构示意图；

图4示出了图2所示蒸汽浸入式超高温***中的分配盘的结构示意图；

图5示出了图2所示蒸汽浸入式超高温***中的立式安装离心泵的结构示意图；

图6示出了图2所示蒸汽浸入式超高温***的俯视图；

图7示出了图2所示的蒸汽浸入式超高温***的侧视图；

图8示出了图2所示的蒸汽浸入式超高温***的另一立体图；

图9示出了采用本实用新型的蒸汽浸入式超高温***杀菌的时间温度组合的一实施例；

图10示出了常规的UHT奶杀菌的时间温度组合；

附图标记：

11平衡罐模块；

12热交换器模块；

13杀菌腔模块；

14保持模块；

15闪蒸腔模块；

16高压无菌均质机；

17增压泵；

18背压阀；

19保持管道；

21平衡缸；

22离心泵；

23膨胀罐；

24闪蒸腔；

25管式冷却器；

31夹套；

61不锈钢板片；

81真空及冷凝设备。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本实用新型，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本实用新型，而非限制本实用新型。

针对现有技术中乳制品杀菌技术中升温时间过长等问题，本实用新型提供了一种蒸汽浸入式超高温***。图1至图8示出了根据本实用新型一实施形态的蒸汽浸入式超高温***。如图1所示，本实施形态的蒸汽浸入式超高温***包括产品进料并进行清洗的平衡罐模块11；对产品进行杀菌前预热及杀菌后冷却的热交换器模块12；对预热后的产品进行杀菌的杀菌腔模块13；使杀菌后的产品保持规定时间的保持模块14；对来自保持模块14的产品进行脱气冷却的闪蒸腔模块15；以及对脱气冷却后的产品进行均质的高压无菌均质机16，该高压无菌均质机16与热交换器模块12相连以使均质后的产品回到热交换器模块12进行冷却。

产品通过平衡罐模块11后，进入热交换器模块12进行预热，预热到例如78度后，再进入杀菌腔模块13升温到杀菌所需要的温度，在保持模块14保持一定的时间，然后通过闪蒸腔模块15进行脱气冷却，再进入高压无菌均质机16，均质后回到热交换器模块12进行冷却，最后通过无菌罐并进入灌装机。

本实用新型的蒸汽浸入式超高温***，通过蒸汽对牛奶的直接杀菌，实现延长低温乳制品货架期的要求，并且本***可有效改变杀菌的温度和时间，能够满足常温、长保质期且糠氨酸指标不高于12mg/100g蛋白的要求。采用本实用新型蒸汽浸入式超高温***的蒸汽浸入式杀菌技术在乳制品上的运用可主要用于低温ESL牛奶、调制乳、稀奶油等产品。

具体地，上述平衡罐模块11是带平衡缸的进料及CIP（Cleaning-in-place，原位清洗）模块，为产品升温杀菌前的准备，并为整套***提供清洗所需要的CIP液。该平衡罐模块11可包括：平衡缸21以及与该平衡缸21相连的离心泵22。该平衡缸21可为不锈钢材料制成且密闭，内外抛光，带人孔和盖子，并带有液位传感器和CIP洗球。该离心泵22，可为W+型，所有与产品接触的表面均为不锈钢，其电机保护罩可为抛光不锈钢，泵还可配有不锈钢支架，该泵可以是IE3。该离心泵22可以给杀菌腔模块供料。

又，上述热交换器模块12，可用于产品杀菌前的预热，和杀菌后的冷却，可包括：不锈钢板片61和膨胀罐23。该不锈钢板片61是用于预热和冷却产品的，板片装在公共框架外面，该板片包含3段：第1段预热段，通过加热单元将产品加热到例如78°C、第2段热回收段，将杀菌后的产品降温到规定温度，例如从≈ 76°C 降到 ≈35°C、第3段冷却段，通过冷却水将产品冷却到灌装温度。具体地，平衡罐模块11出来的产品被送入到第一段进行预热，然后泵送到杀菌腔模块13。从均质机16出来的产品进入第二段进行热回收，然后再进入到第三段冷却。冷却后进行灌装。该膨胀罐23的设计及结构可遵循EN 13445标准。

又，上述杀菌腔模块13，是实现产品杀菌温度的主要设备，可包括：腔体3和设于腔体3的顶部的分配盘4。该腔体3可为不锈钢压力腔体，其可由不锈钢、例如AISI316材质制成，内外抛光，设计及结构可遵循EN 13445或符合中国TSG0004-2009。腔体3上有特殊的分配盘4（如图4所示），该分配盘4放置于腔体3的顶部。还如图4所示，分配盘4分布有固定直径的喷嘴，通过控制经过喷嘴的数量，从而达到调节流量的功能。

具体地，产品在下落的过程中，蒸汽和产品有效的混合，同时避免产品接触到腔体3的罐壁。在分配盘4的中央，还装有清洗球，用于CIP清洗，在生产过程中，在真空状态下空气通过清洗球被抽走，通过管道连接到冷凝器。

此外，在该腔体3的底部还设有夹套31，产品从喷嘴出来，下落过程中加热，下方的夹套31起着至关重要的冷却作用，冷却水进入夹套31循环冷却产品，由此可减少产品结焦而获得高质量产品。

在本实施形态中，还可包括增压泵17，且型号可为 W+。增压泵17将产品泵送到杀菌腔模块13。该增压泵17所有与产品接触的表面均为不锈钢，其电机保护罩为抛光不锈钢，泵还配有不锈钢支架，泵可以是IE3。

又，上述保持模块14的保持时间应该包含从腔体3出来后直到背压阀18。背压阀18可使杀菌腔模块和保持模块保持一定的压力，否则产品到达100度就沸腾了。本实用新型杀菌温度是超过137度的，为了产品不沸腾，所以得背压。产品经过的时间，该保持模块14可包括：与杀菌腔模块13相连的立式安装离心泵5。该立式安装离心泵5，型号可为W+，所有与产品接触的表面均为不锈钢，其电机保护罩为抛光不锈钢，泵还配有不锈钢支架，该泵可以是IE3。这是一台经过精确计算的泵体，对最终产品指标意义重大，该泵可以控制保持时间，让先杀菌的产品，先结束杀菌，保证产品品质一致。此外，上述保持模块14还包括1组保持管道19。

由于需要生产常温、长货架期牛奶，同时满足糠氨酸小于12mg/100g蛋白，为此设计了一组小于1秒的保持模块，通过计算得到保持时间，由于杀菌后的产品直接进入泵腔，由泵来控制，得到稳定的保持时间。

又，上述闪蒸腔模块15可由不锈钢、例如AISI316材质制成，内外抛光，设计及结构可遵循EN 13445或符合中国TSG0004-2009。该闪蒸腔模块15可包括：闪蒸腔24、与闪蒸腔24相连的冷却器25、以及与管式冷却器25相连的真空及冷凝设备81。

该闪蒸腔24连接着冷却器25，闪蒸腔24的作用相当于有多少蒸汽进入产品就有多少水分被抽走。同时，出口的温度相对于预热段会降低，例如降低2°C。法兰或人孔连接的地方都是带有温度控制的蒸汽障壁。该冷却器25可以是管式换热器，该管式换热器是卫生型设计，可由不锈钢制成，例如外管可以是 AISI304不锈钢，内管可以是AISI316。

又，上述高压无菌均质机16可以是压力可调型均质机，压力可达到300bar，2级均质，压力可以自动调节。

根据本实施形态的蒸汽浸入式超高温***，可以实现以下有益效果：

巴氏奶：在良好的卫生条件下，未开封的牛奶可以在4度-6度条件下保存7天；

UHT奶：达到商业无菌，在一般储存条件下，产品中不存在可以生长的微生物。

和巴氏奶相比，通过该***生产出来的产品，可以常温保存3个月以上。便于更长距离的运输，降低了冷链输送的成本。增加销售周期，降低了回收成本。

和UHT奶相比，通过该***生产出来的产品，更接近鲜奶的味道，糠氨酸值和巴氏奶接近。更健康、更营养。

以下结合具体的实施例，进一步详细说明本实用新型。

实施例1

图9示出了采用本实用新型蒸汽浸入式超高温***杀菌的时间温度组合的一实施例；图10示出了常规的UHT奶杀菌的时间温度组合。

B*值表示商业无菌值，B*值建立在对应的Z值等于10.5°C，经过135°C，10. 1秒处理产品达到商业无菌水平的假设基础上。在这一加工过程中如果对应每单位产品耐热芽孢的减少值为10⁹，则此时的B*值为1；

B* = 10^{（T-135）/10.5} * t / 10.1 ，其中T 为杀菌温度（°C），t 为保持时间（秒）；

实现3个月长货架期保存，首先必须确保B*值>1，即达到商业无菌。常规的UHT奶杀菌的时间温度组合如图10所示，图中标示的91即为常规的UHT奶时间温度组合区域。

经过多次对原奶的中试杀菌实验，并对结果进行检测。通过采用本实用新型蒸汽浸入式超高温***，并调整***中杀菌腔模块13的温度和保持模块14中的保持时间，发明人发现一个杀菌区域101（温度介于145度-160度，保持时间介于0.08秒-1秒），如图9所示。通过这个温度和时间组合进行杀菌后的牛奶，能实现以下几个特点：

达到商业无菌要求；

常温货架期3个月以上；

质量良好的原奶前提下，糠氨酸值小于12mg/100g 蛋白；

乳球蛋白变性相比常规UHT奶小；

乳糖变化相比常规UHT奶小；

矿物盐沉淀相比常规UHT奶小。

在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，包括：

产品进料并进行清洗的平衡罐模块；

对产品进行杀菌前预热及杀菌后冷却的热交换器模块；

对预热后的产品进行杀菌的杀菌腔模块；

使杀菌后的产品保持规定时间的保持模块；

对来自所述保持模块的产品进行脱气冷却的闪蒸腔模块；以及

对脱气冷却后的产品进行均质的高压无菌均质机，所述高压无菌均质机与所述热交换器模块相连以使均质后的产品回到所述热交换器模块进行冷却。

2.根据权利要求1所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述平衡罐模块包括带有液位传感器和CIP洗球的平衡缸、以及与所述平衡缸相连的离心泵。

3.根据权利要求1所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述热交换器模块包括用于预热和冷却产品的不锈钢板片、以及膨胀罐。

4.根据权利要求3所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述不锈钢板片包括预热段、热回收段以及冷却段。

5.根据权利要求1所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述杀菌腔模块包括腔体和设于所述腔体的顶部的分配盘，所述分配盘上分布有喷嘴。

6.根据权利要求5所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述分配盘的中央设有清洗球。

7.根据权利要求5所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述腔体的底部还设有夹套。

8.根据权利要求1所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述保持模块包括与所述杀菌腔模块相连的立式安装离心泵。

9.根据权利要求1所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述闪蒸腔模块包括与所述保持模块相连的闪蒸腔、与所述闪蒸腔相连的冷却器、以及与所述冷却器相连的真空及冷凝设备。

10.根据权利要求1所述的蒸汽浸入式超高温***，其特征在于，所述高压无菌均质机为压力可调型均质机。