乳制品工艺学 - 图文(9)

原料乳→ 验收及预处理 →超高温灭菌 →无菌平衡贮槽 →无菌灌装→ 灭菌乳

下面以管式超高温方法为例介绍UHT乳的典型加工工艺：

原料乳首先经验收、标准化、巴氏杀菌等过程。UHT乳的加工工艺有时包含巴氏杀菌过程，因为巴氏杀菌可有效提高生产的灵活性，及时杀灭嗜冷菌，避免其繁殖代谢产生的酶类影响产品的保质期。巴氏杀菌后的乳（一般为4℃左右）由平衡槽1经离心泵2进入预热段3a，在这里牛乳被热水加热至75℃后进入均质机4。通常采用二级均质，第二级均质压力为5MPa，均质机合成均质效果为25MPa。均质后的牛乳进入加热段3c，在这里牛乳被加热至灭菌温度（通常为137℃），在保温管5中保持4s，然后进入热回收段3d，在这里牛乳被盐水冷却至灌装温度。冷却后的牛乳直接进入灌装机8或先进无菌贮存罐7后，再进入灌装机8。若牛乳的灭菌温度低于设定值，则牛乳就沿着3e返回平衡槽。加热循环热水的流程是这样的：首先热水经平衡槽、离心泵后进入预热段3a和热回收段3d，由蒸汽喷射阀6注入蒸汽，调节至灭菌所需要的加热介质温度后进入3c，热水温度通常高于产品的温度1～3℃，之后热水经3b冷却返回平衡槽

UHT灭菌乳的温度变化大致如下：

原料乳经巴氏杀菌后4℃→预热至75℃→均质75℃→加热至137℃→保温137℃→盐水冷却至6℃→（无菌贮罐6℃）→无菌包装6℃

可以看出，在此灭菌过程中，牛乳不与加热或冷却介质直接接触，可以保证产品不受外界污染；另外，热回收操作可节省大量能量。

经过超高温灭菌及冷却后的灭菌乳，应立即进行无菌包装。而无菌灌装系统是生产UHT产品所不可缺少的。 无菌包装必须符合以下要求：

①包装容器和封合方法必须适合无菌灌装，并且封合后的容器在贮存和分销期间必须能阻挡微生物透过，同时包装容器应能阻止产品发生化学变化；

②容器和产品接触的表面在灌装前必须经过灭菌，灭菌效果与灭菌前容器表面的污染程度有关； ③灌装过程中，产品不能受到来自任何设备表面或周围环境等的污染； ④若采用盖子封合，封合前必须及时灭菌；

⑤封合必须在无菌区域内进行，以防止微生物污染。 （二）关键操作

1. 设备灭菌——无菌状态

在投料之前，先用水代替物料进入热交换器。热水直接进入均质机、加热段、保温段、冷却段，在此过程中保持全程超高温状态，继续输送至包装机，从包装机返回，流回平衡槽。如此循环保持回水温度不低于130℃，时间30min左右。杀菌完毕后，放空灭菌水，进入物料，开启冷却阀，投入正常生产流程。 2. 生产过程——保持无菌状态

整个生产过程包括灌装要控制在密封的无菌状态下，乳从灭菌器输送至包装机的管道上应装有无菌取样器，当一切生产条件正常时可定时取样检测乳中是否无菌。 3. 水灭菌——保证乳无菌

在生产中，由控制盘严密监视灭菌温度。当温度低于设定值时，立即启动分流阀，牛乳返回进料槽，将其放空并用水顶替，重新进行设备灭菌及重新安排生产操作。这样可保证送往包装机的牛乳是经冷却的无菌牛乳。 4. 中间清洗及最后清洗

大规模连续生产中，一定时间后，传热面上可能产生薄层沉淀，影响传热的正常进行。这时，可在无菌条件下进行30min的中间清洗，然后继续生产，中间不用停车，生产完毕后用清洗液进行循环流动清洗。中间清洗及最后清洗操作均由控制盘内的程序板控制，按程序执行CIP操作。

5. 停车

生产及清洗完毕后即可由控制盘统一停车。同时注意停供蒸汽、冷却水及压缩空气。 （三）关键控制

超高温灭菌为高度自动化操作。均质机配有专用控制柜，并与总控制柜连通。主要操作由控制柜指挥。 1. 流程控制

生产中的开车、设备灭菌、牛乳灭菌、水灭菌、中间清洗及最后清洗等都有不同的流程和程序，都由控制盘统一控制。操作人员只需操作控制按钮即可。 2. 流量控制

设备的生产能力由物料流量决定，物料流量由均质机的转速控制——流量要稳定。生产中，应首先设定准确均质机的转速，以保持要求的牛乳流量。 3. 灭菌温度控制

牛乳灭菌的最高温度要先行设定。在生产过程中，实际的灭菌温度不断变化，在控制盘上控制系统可根据记录数据发出指令，不断调整进汽阀的开启大小，以保持稳定的灭菌温度——灭菌温度要稳定。应注意稳定蒸汽压力使其不低于0.6MPa。 4. 冷却温度控制

由冷却阀的调节来控制——冷却温度要稳定。 四、瓶装灭菌乳加工 瓶装灭菌乳生产工艺流程

净化 标准化 预热 均质 原料乳 净化

装瓶 封口 杀菌 冷却 一二连贮存 段段续 灭灭灭 菌 菌 菌 图 瓶装灭菌乳生产工艺流程

（二）对原料乳的要求

1. 对原料乳理化特性的要求

（1）蛋白的热稳定性 用于瓶装灭菌处理的牛乳必须是高质量的，特别是乳蛋白的热稳定性相当重要。可通过75%的酒精试验测定乳蛋白的热稳定性。

（2）异常乳 在此主要是指乳房炎乳。其可导致牛乳细菌含量高，还产生大量的蛋白酶，其中有些是相当耐热的，可存活于灭菌乳中，影响产品的品质，使产品在贮存期内变质、形成凝块等。 2、原料乳中微生物的种类及含量的要求

影响至关重要。首先从灭菌效率考虑是芽孢的含量；其次从酶解反应考虑是细菌总数，尤其是嗜冷菌含量。我国许多工厂采用细菌总数小于10万/ml，嗜冷菌小于等于1000个/ml的牛乳为原料。

（1）芽孢数 芽孢主要分为嗜中温芽孢和嗜热芽孢。生产灭菌乳的微生物指标应符合表5-9的要求。

表 灭菌前物料的芽孢数 单位：cfu/ml

芽孢名称 嗜中温芽孢 嗜热芽孢 目标值 100 10 行动值 1 000 100 加工极限值 10 000 1 000 （2）细菌数 再多的细菌经灭菌之后都会被杀死。但灭菌乳是长货架期产品，原料中如含有过高的细菌，其代谢将产生各种脂肪酶和蛋白酶，其中有些酶是相当耐热的，尤其是嗜冷菌产生的酶类。这些酶存活于灭菌乳中，并在产品的贮存期内复活，分解蛋白和脂肪而产生一系列非微生物的质量缺陷，如凝块、脂肪上浮等。

但据美国最新医学研究表明，残留于牛乳中的过多的细菌的代谢残物，仍会使人有一些不良反应，如发热、关节发炎等。因此，控制原料乳的质量对保证灭菌乳的质量是至关重要的。表5-10是对灭菌乳加工的原料乳的一般要求。

表 用于灭菌乳加工的原料乳的一般要求

项目 理化特性 脂肪含量（%） 指标 ≥3.10