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含果肉顆粒飲品超高溫UHT滅菌技術(shù)2023-07-18

   目前國(guó)內(nèi)以及東南亞市場(chǎng)含顆粒飲料行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?,但由于設(shè)備投資、技術(shù)條件、產(chǎn)品特性等因素,國(guó)內(nèi)外暫無(wú)可連續(xù)性滅菌處理30%以上高濃度的含顆粒飲料的設(shè)備制造商。很多客戶只能選擇滅菌鍋、殺菌釜,但其滅菌能力低,批次滅菌處理量受限以及維護(hù)費(fèi)用昂貴等問(wèn)題困擾著諸多飲料生產(chǎn)商。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展,企業(yè)的創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步提升,我們消化吸收其他領(lǐng)域新技術(shù),在顆粒飲品行業(yè)實(shí)現(xiàn)新的突破,將超高溫UHT滅菌技術(shù)引入設(shè)計(jì),研發(fā)出適合30%以上高濃度的含顆粒飲料連續(xù)性滅菌處理設(shè)備,可處理椰果顆粒、切塊番茄、蘆薈顆粒、果粒橙、果肉纖維飲料等飲品。在保證滅菌效率及產(chǎn)品貨架期的情況下,不斷優(yōu)化顆粒升溫殺菌和流動(dòng)過(guò)程中造成的破損率和感官指標(biāo)等,提升飲品口感,在顆??诟泻唾|(zhì)量穩(wěn)定、換熱效率高、日常維護(hù)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保等方面不斷深入研究和探索。

1 含果肉顆粒飲品滅菌處理方式現(xiàn)狀

目前飲料行業(yè)有殺菌釜、蒸煮鍋兩種方式較為普遍。殺菌釜對(duì)灌裝后的塑料瓶裝或易拉罐裝飲料,放置在殺菌筐內(nèi)再整體投進(jìn)殺菌釜內(nèi)進(jìn)行高溫噴淋滅菌;蒸煮鍋對(duì)灌裝前的含顆粒物料進(jìn)行小批量的加壓加熱攪拌蒸煮,物料加熱滅菌后再進(jìn)行無(wú)菌灌裝。

1.1 殺菌釜滅菌處理

缺點(diǎn)是包裝材料必須選用耐高溫型材料,同時(shí)包裝材料成本和產(chǎn)品PH值也有關(guān)系,產(chǎn)品PH值偏中性所需要滅菌溫度也就越高,而相對(duì)于包裝材料成本投入也就越高。

1.2 蒸煮鍋滅菌處理

蒸煮鍋和殺菌釜一樣,設(shè)備滅菌能力低,每個(gè)批次處理量受限,不能連續(xù)性供應(yīng),生產(chǎn)中間需要置換。另外物料通過(guò)蒸煮鍋加熱,會(huì)出現(xiàn)溫度分布不均勻,有時(shí)鍋內(nèi)中心溫度不達(dá)標(biāo),可能會(huì)導(dǎo)致滅菌不徹底等污染風(fēng)險(xiǎn),并且物料通過(guò)鍋壁傳熱升溫過(guò)程中,煮鍋內(nèi)表面容易出現(xiàn)烤糊結(jié)垢現(xiàn)象,導(dǎo)致清洗困難。

2 綜合上述設(shè)備的普遍缺點(diǎn)催生了顆粒UHT的研發(fā)

2.1 研發(fā)顆粒UHT的目標(biāo)

目標(biāo)就是可處理PH值偏中性產(chǎn)品,且顆粒有效濃度≥30%(例如100 kg成品中含果肉顆粒30 kg)及規(guī)格≤5×5×5 mm正方形顆粒,能做到顆粒和料液混合后一起進(jìn)行132~137℃超高溫滅菌處理,并在這一溫度下保持殺菌不小于1s超高溫瞬時(shí)滅菌,以完全破壞顆粒和料液中可生長(zhǎng)的微生物和芽孢,以最大限度的減小產(chǎn)品在物理、化學(xué)及感官上的變化,并迅速降溫到25~30℃常溫狀態(tài),為后端無(wú)菌灌裝設(shè)備提供連續(xù)性的、源源不斷的無(wú)菌含顆粒物料,使其灌裝后成品能達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的水平,可在非冷藏條件下進(jìn)行儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售。

2.2 顆粒UHT研發(fā)過(guò)程中技術(shù)難題攻克

2.2.1 顆粒長(zhǎng)時(shí)間吸液后容易脹大引起破損的難題攻克

不同的顆粒產(chǎn)品都存在一定的吸收水分自我膨脹的過(guò)程,如規(guī)格尺寸≤5×5×5 mm正方形“椰果顆?!?。滅菌處理前的顆粒如果長(zhǎng)期浸泡于液體中,自身體積將會(huì)增大至飽和體積,這種飽和體積狀態(tài)下的顆粒在流動(dòng)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)設(shè)備的管道、閥門、輸送泵、換熱器等不銹鋼材質(zhì)的堅(jiān)硬部件,就會(huì)容易出現(xiàn)脫水或破裂等情況出現(xiàn),最終造成產(chǎn)品的感官和口感上的缺失。針對(duì)顆粒長(zhǎng)時(shí)間吸脹問(wèn)題,采用在線混合比的方式,通俗點(diǎn)講也就是后端設(shè)備需要多少量,前端混合系統(tǒng)就按濃度要求混合多少量。而前端的果肉顆粒在線混合系統(tǒng)可設(shè)置在UHT上,減少輸送過(guò)程中因管道、輸送泵、閥門等裝置造成的顆粒輸送破損?;旌虾蟮暮w粒料液,可直接進(jìn)入U(xiǎn)HT平衡緩沖罐內(nèi)暫存供后端設(shè)備連續(xù)使用,同時(shí)混合系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)備投資成本的高低,提出兩種混合比方式解決方案。

通過(guò)流量計(jì)控制配比(圖一),分別通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)顆粒量,電磁流量計(jì)檢測(cè)料液量,再通過(guò)混合器進(jìn)行混合后流入U(xiǎn)HT平衡罐內(nèi)暫存。這種混合方式投資成本略高一些,但顆粒和料液的混合精度控制的很好。

通過(guò)容積罐控制混比(圖二),比如容積罐滿容積100 L體積,混合濃度要求60%舉例,首先通過(guò)電磁流量計(jì)檢測(cè)40 L的料液量,先輸入到100 L容積罐中,再向罐內(nèi)補(bǔ)充60 L顆粒物,至滿容積后罐底閥打開(kāi)流入U(xiǎn)HT平衡罐內(nèi)暫存。這種混合方式投資成本略低一些,混合精度控制也非常好。

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圖一   


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圖二   


2.2.2 顆粒輸送泵的選型難題攻克

顆粒輸送問(wèn)題一直困擾著很多客戶,選用合適輸送裝置至關(guān)重要,很多顆粒產(chǎn)品在通過(guò)輸送泵輸送過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)大量破損,接下來(lái)再談一下顆粒UHT輸送泵的選擇。所有類型的輸送泵都會(huì)對(duì)顆粒物料造成一定破損率,包含容積泵、離心泵、隔膜泵類。通過(guò)對(duì)尺寸≤5×5×5mm正方形“椰果顆粒”大量試驗(yàn)測(cè)試,綜合各種類型輸送泵的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)所有種類輸送泵造成的“椰果顆?!逼茡p率進(jìn)行采集分析,得到破損率最高的是離心泵。常規(guī)的離心泵是通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn),并通過(guò)離心力的作用將物料高速拋出,產(chǎn)生的高剪切力破損和撞擊破損,讓顆粒變成漿糊狀態(tài)(圖三),使感官缺失而導(dǎo)致無(wú)法使用。然后是氣動(dòng)隔膜泵,通過(guò)氣體擠泵腔隔膜片間接擠壓推送顆粒物,最大的破損原因就是擠壓后出現(xiàn)綿軟性破損(圖四),同時(shí)隔膜泵不適合用于高壓輸出和SIP高溫滅菌工藝條件。破損率最小的是容積泵,容積泵種類非常多有轉(zhuǎn)子泵、螺桿泵、雙螺桿泵等,這里我們重點(diǎn)介紹轉(zhuǎn)子泵。轉(zhuǎn)子泵也屬于容積泵的一種,通過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)在泵入口處容積擴(kuò)大,顆粒物料進(jìn)入泵腔入口,轉(zhuǎn)子推動(dòng)顆粒物料順著弧形泵腔輸送至泵出口,隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),出口容積縮小,物料被完全推送出去。這種容積式泵可處理高濃度的顆粒物料并且效率高破損率相對(duì)較?。▓D五),通過(guò)選型合適轉(zhuǎn)子泵可滿足高壓輸出的條件。示例,對(duì)45%濃度“椰果顆?!碑a(chǎn)品輸送實(shí)驗(yàn),得知采用轉(zhuǎn)子泵,葉輪轉(zhuǎn)速<130轉(zhuǎn)/min可做到輸送破損率8%以內(nèi),同時(shí)泵腔葉輪都是金屬材質(zhì),可做到≤143℃過(guò)熱水SIP滅菌工藝處理,保證產(chǎn)品的安全性生產(chǎn)。

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圖三   


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圖四   


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圖五   


但是轉(zhuǎn)子泵也有缺點(diǎn),輸送接近純水狀態(tài)下的低粘度CIP清洗液時(shí),清洗液會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)子與泵腔間隙回流至入口,導(dǎo)致輸出流量偏小,供應(yīng)后端清洗和自身清洗效果差。這種情況下,我們將高效能的離心泵作為清洗泵串聯(lián)至輸送系統(tǒng)內(nèi),注意這里是串聯(lián)而不是常見(jiàn)的并聯(lián)工藝,并聯(lián)工藝的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子泵和離心泵需要切換間隔清洗,流量波動(dòng)大,不能做到同時(shí)輸送清洗。通過(guò)優(yōu)化輸送系統(tǒng)串聯(lián)清洗工藝,能做到生產(chǎn)產(chǎn)品輸送時(shí)選擇轉(zhuǎn)子泵(圖六),清洗時(shí)選擇帶入離心泵(圖七)。串聯(lián)的優(yōu)勢(shì)可以通過(guò)離心泵所提供的大流量清洗液,直接對(duì)轉(zhuǎn)子泵的葉輪和泵腔間隙提供超強(qiáng)沖洗力,并又通過(guò)T型安全閥分流為后端設(shè)備提供不間斷的大流量的高壓清洗液,可高效的完成UHT苛刻清洗工藝條件。

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圖六   


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圖七  


2.2.3 顆粒換熱器設(shè)計(jì)的難題攻克

國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有此類技術(shù)的參考設(shè)備,在這種情況下通過(guò)自己建立數(shù)據(jù)模型,通過(guò)模擬數(shù)據(jù)分析和大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證,綜合有效數(shù)據(jù)支持,并結(jié)合多年在飲料設(shè)備市場(chǎng)的成功案例的總結(jié),以及大量的對(duì)飲品的實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析整理,而對(duì)示例某45%濃度“椰果顆?!碑a(chǎn)品在滅菌系統(tǒng)工藝上流速設(shè)計(jì)≤0.7m/s,其他產(chǎn)品甚至選擇更低流速時(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提高系統(tǒng)流速時(shí),將直接對(duì)顆粒物產(chǎn)生極高剪切破損率,使顆粒物料輸送過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)破損,最終導(dǎo)致感官缺失而影響產(chǎn)品口感。

而對(duì)于示例中45%濃度“椰果顆?!蔽锪蠐Q熱器設(shè)計(jì)而言在流速≤0.7m/s時(shí),湍流效果不會(huì)很理想,雷諾數(shù)下降、換熱效率降低,同時(shí)常規(guī)的光滑管換熱器在通過(guò)顆粒時(shí),也無(wú)法實(shí)現(xiàn)管道中的顆粒均勻滾動(dòng)翻身,無(wú)法實(shí)現(xiàn)顆粒在流動(dòng)過(guò)程均勻受熱滅菌。所以必須讓顆粒在換熱升溫過(guò)程中實(shí)現(xiàn)不斷翻動(dòng)或滾動(dòng)加熱以達(dá)到均勻受熱目的。對(duì)示例45%濃度“椰果顆?!笔褂靡环N高效螺旋管換熱器,內(nèi)管結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)產(chǎn)品換熱特性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配,設(shè)計(jì)出合理槽深A(yù)、螺距B尺寸(圖八)。產(chǎn)品中的顆粒在通過(guò)這種特殊管束過(guò)程中,沿內(nèi)壁螺旋凸槽在內(nèi)管中產(chǎn)生螺旋線方向打旋,螺旋翻轉(zhuǎn)攪動(dòng),而內(nèi)管中心顆粒物料在攪動(dòng)過(guò)程中不斷被置換到外圍,使產(chǎn)品通過(guò)管壁換熱過(guò)程均勻受熱,實(shí)現(xiàn)內(nèi)管中心產(chǎn)品徹底滅菌,實(shí)現(xiàn)快速升溫的目的。

2.2.4 顆粒UHT系統(tǒng)清洗的難題攻克

在顆粒UHT系統(tǒng)工藝上,在線CIP清洗是該設(shè)備的一個(gè)重要工藝環(huán)節(jié),直接影響著設(shè)備生產(chǎn)潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)。UHT系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝就是利用CIP液代替設(shè)備生產(chǎn)物料,清洗介質(zhì)主要通過(guò)產(chǎn)品的輸送管道正向?qū)艿?、閥門、換熱器進(jìn)行清洗。管道、閥門、換熱器的沖洗中(圖九),部分盲區(qū)清洗相對(duì)比較困難,再加上輸送顆粒物料后難免會(huì)有一定纖維堆積在正向清洗的端面上,只能提高清洗濃度或者增加清洗次數(shù)來(lái)保證清洗合格,這種清洗方式清洗耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、清洗化學(xué)品耗量大。針對(duì)顆粒UHT清洗難題,我們開(kāi)發(fā)了一種UHT反向清洗新工藝(圖十),系統(tǒng)能夠通過(guò)閥門開(kāi)關(guān)組合,自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)正反向清洗切換,避免了CIP清洗的盲區(qū),減少了清洗過(guò)程中的人為干預(yù),能提高清洗質(zhì)量,減少清洗過(guò)程中的重復(fù)性,清洗效果有保障,減少了生產(chǎn)的人力投入,降低生產(chǎn)操作的困難、勞動(dòng)成本的同時(shí)節(jié)約清洗時(shí)間,提高產(chǎn)能,滿足顆粒生產(chǎn)線清洗標(biāo)準(zhǔn)需求。

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圖八   


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2.2.5 顆粒UHT殺菌控溫精度的難題攻克

UHT滅菌技術(shù)對(duì)含有顆粒飲品采用132~137℃超高溫滅菌處理,主要的難題是對(duì)顆粒產(chǎn)品的中心是否滅菌徹底,也就是確保滅菌段滅菌溫度精準(zhǔn)控制,設(shè)備在最優(yōu)的狀態(tài)下能做到±1℃,才能確保通過(guò)UHT滅菌工藝后可以完全破壞顆粒和料液中可生長(zhǎng)的微生物和芽孢,確保飲品有效貨架期和安全性。針對(duì)這個(gè)難題設(shè)計(jì)出一種“多熱水系統(tǒng)分梯段的升溫方式”(圖十一),將根據(jù)產(chǎn)品特性設(shè)置不同溫度下的預(yù)殺菌控溫段,例如95~100℃在此溫度進(jìn)行特定時(shí)間持溫,做到預(yù)滅菌處理,UHT系統(tǒng)通過(guò)PID控制中的溫度檢測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)反饋,來(lái)調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)上的蒸汽比例閥,對(duì)預(yù)殺菌段熱水進(jìn)口溫度進(jìn)行調(diào)控,也就是第一次調(diào)溫補(bǔ)償??筛鶕?jù)產(chǎn)品特殊性設(shè)置第二次、第三次等等補(bǔ)償控溫點(diǎn),這樣通過(guò)多熱水系統(tǒng)各自調(diào)溫,確保恒定溫度的顆粒物料,進(jìn)入后續(xù)滅菌段換熱器進(jìn)行最終控溫132~137℃殺菌,然后再進(jìn)入高溫殺菌保持器,通過(guò)30~60s或長(zhǎng)時(shí)間持溫滅菌。這個(gè)工藝的優(yōu)勢(shì)是采用多熱水系統(tǒng)控溫,預(yù)升溫、殺菌段控溫各自為陣,這樣能有效保證系統(tǒng)最終端的穩(wěn)定性,同時(shí)多熱水系統(tǒng)每段熱水流量可以進(jìn)行分類調(diào)節(jié),通過(guò)完美匹配還能降低設(shè)備運(yùn)行能耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

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圖十一   


2.2.6 系統(tǒng)出口背壓裝置造成顆粒破損難題的攻克

為保證殺菌段能升溫至100℃以上的殺菌溫度,就必須給予系統(tǒng)內(nèi)部特定壓力,料液在常壓環(huán)境下最高只能將溫度升至100℃,有些耐熱微生物和芽孢不一定可以完全消滅,而常規(guī)UHT系統(tǒng),通過(guò)背壓閥的作用對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加壓,將系統(tǒng)出口壓力維持在2bar以上,才能有效的將物料溫度提升至132℃甚至更高溫度,那就要更高出口壓力。背壓閥的原理就是通過(guò)額定壓力下的氣體對(duì)閥內(nèi)膜片加壓,使閥內(nèi)閥芯向下,閥芯和閥座間隙縮小,閥腔進(jìn)口壓力開(kāi)始加大形成憋壓,當(dāng)液體側(cè)的壓力上升至膜片另外側(cè)的額定氣壓時(shí),閥芯會(huì)被頂開(kāi)釋放液體側(cè)的多余壓力,將液體側(cè)的壓力一直維持一個(gè)恒定壓力。但這些各種常規(guī)的背壓閥,在維持系統(tǒng)壓力時(shí),內(nèi)部閥芯上下調(diào)節(jié)過(guò)程很容易對(duì)料液中的顆粒物造成擠壓破損(圖十二),導(dǎo)致最終產(chǎn)品感官的缺失。

對(duì)UHT系統(tǒng)出口背壓的要求,設(shè)計(jì)出一種特殊的出口加壓系統(tǒng)工藝,根據(jù)產(chǎn)品中顆粒的尺寸大小和配比濃度的要求,在UHT出口位置設(shè)計(jì)特殊小口徑管道加壓管,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集到數(shù)據(jù)校核選擇適當(dāng)?shù)墓艿篱L(zhǎng)度。其原理(圖十三)就是通過(guò)管道阻尼器進(jìn)行第一次系統(tǒng)加壓,再配合后端背壓罐,對(duì)出口壓力進(jìn)行二次增壓和調(diào)壓補(bǔ)償,最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)出口控壓。

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圖十二 


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圖十三 


2.2.7 系統(tǒng)自循環(huán)造成顆粒破損難題的攻克

含顆粒物料長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)殺菌糜爛問(wèn)題的解決方案:在超高溫UHT系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,難免會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題不能持續(xù)生產(chǎn),導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的物料進(jìn)入循環(huán)殺菌狀態(tài),而顆粒物料循環(huán)殺菌又會(huì)導(dǎo)致顆粒破損率持續(xù)上升。系統(tǒng)要保證無(wú)菌環(huán)境又不能停機(jī)等候,一旦停機(jī)系統(tǒng)就要重新進(jìn)行CIP/SIP工藝,極度浪費(fèi)生產(chǎn)時(shí)間和運(yùn)行成本。針對(duì)含顆粒產(chǎn)品自循環(huán)破損問(wèn)題,通過(guò)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)(圖十四),配置一套獨(dú)立循環(huán)小水罐,利用平衡罐下方T型出料閥和小水罐連接并設(shè)置有截止蝶閥,蝶閥和T型閥連接距離非常之短,有效減少產(chǎn)品和Ro水混合損耗。出現(xiàn)特殊情況時(shí),只需將小水罐中Ro水通過(guò)閥門切換直接置換系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)品物料,同時(shí)將系統(tǒng)內(nèi)含顆粒物料頂入顆粒攪拌平衡罐中暫存,或通過(guò)回流閥組切換直接送回前端配比系統(tǒng)罐中暫存,而UHT系統(tǒng)內(nèi)一直利用Ro水代替含顆粒物料持續(xù)循環(huán),確保系統(tǒng)內(nèi)無(wú)菌環(huán)境正常運(yùn)行的同時(shí)通過(guò)置換系統(tǒng)內(nèi)部介質(zhì)解決了含顆粒物料長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)導(dǎo)致的產(chǎn)品內(nèi)顆粒糜爛問(wèn)題。

另外,設(shè)置小水罐的目的是讓系統(tǒng)Ro水供應(yīng)UHT循環(huán)時(shí)水源壓力更加穩(wěn)定,而如果直接連接Ro水管道上時(shí)供水壓力會(huì)隨著其他Ro水使用點(diǎn)的閥門開(kāi)閉而波動(dòng),最終導(dǎo)致UHT系統(tǒng)壓力和溫度失控。同時(shí)生產(chǎn)前后的料頂水和水頂料排放工藝非常常見(jiàn),但在頂料過(guò)程中,要保證顆粒攪拌平衡罐內(nèi)物料不能全部讓后端輸送轉(zhuǎn)子泵給吸走,引起泵抽空導(dǎo)致無(wú)菌環(huán)境破壞等風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)。一般有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)試工程師會(huì)將顆粒攪拌平衡罐設(shè)置一個(gè)最低保護(hù)液位,一旦低于保護(hù)液位才開(kāi)始料頂水和水頂料工藝,但往往設(shè)置的這個(gè)保護(hù)液位又成了產(chǎn)品混合損耗的一部分,而通過(guò)水罐中Ro水直接置換系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)品物料,也可以節(jié)省部分物料。

3 研發(fā)的顆粒UHT運(yùn)行數(shù)據(jù)介紹

3.1 顆粒UHT運(yùn)行數(shù)據(jù)

示例,此臺(tái)顆粒UHT處理椰奶飲品物料,含椰果濃度為45%濃度“椰果顆?!保?00 kg椰奶中含有45 kg椰果肉),椰果肉顆粒規(guī)格≤5×5×5mm正方形顆粒,能做到顆粒和料液混合后一起進(jìn)行132~137℃連續(xù)性超高溫滅菌處理,并在這一溫度下保持殺菌60s超高溫瞬時(shí)滅菌,以完全破壞顆粒和料液中可生長(zhǎng)的微生物和芽孢。含顆粒物料通過(guò)132℃(圖十五)、135℃(圖十六)、137℃(圖十七)三個(gè)不同殺菌溫度后的椰果顆粒物理感官變化數(shù)據(jù)如下。

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圖十四   


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圖十五  


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圖十六   


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圖十七   


3.2 顆粒UHT數(shù)據(jù)推論

通過(guò)以上132℃、135℃、137℃各溫度下的滅菌數(shù)據(jù)匯總,建立曲線樣表(圖十八),分析數(shù)據(jù)曲線發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同特征即隨著物料經(jīng)過(guò)UHT反復(fù)循環(huán)滅菌后,飲品中的果肉顆粒破損率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì);另外從數(shù)據(jù)上看椰果顆粒在UHT殺菌處理前,送料過(guò)程中就已經(jīng)出現(xiàn)破損現(xiàn)象,再通過(guò)UHT首次殺菌處理過(guò)后,破損率上升了一倍以上,而在通過(guò)二次循環(huán)殺菌后,破損率還是以接近倍數(shù)率的增長(zhǎng)。

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圖十八   


示例中的此類產(chǎn)品,考慮顆粒破損率,從數(shù)據(jù)上看推薦物料通過(guò)132℃一次殺菌處理后應(yīng)立即供應(yīng)后端灌裝使用,破損率控制在10%以內(nèi),顆粒的物理感官相對(duì)較好;其次數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)隨著殺菌溫度設(shè)置不斷提高,同一階段的破損率情況在不斷上升,而在137℃殺菌條件下,首次殺菌出口顆粒破損率就已經(jīng)接近13%,所以一旦使用137℃及以上殺菌溫度時(shí),不推薦含顆粒物料反復(fù)殺菌,建議一次處理立即灌裝使用。當(dāng)然根據(jù)產(chǎn)品特殊性質(zhì),以上數(shù)據(jù)也僅供示例顆粒產(chǎn)品參考。

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4 總結(jié)

綜合目前在飲料行業(yè)內(nèi)含果肉顆粒飲品較為普遍的滅菌方式的普遍缺點(diǎn),而進(jìn)行各項(xiàng)難題攻克,在顆粒UHT項(xiàng)目的研發(fā)前期,完全有必要對(duì)特定顆粒產(chǎn)品進(jìn)行大量的測(cè)試、研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析。為了將超高溫UHT技術(shù)引入到含果肉顆粒飲品,開(kāi)發(fā)出適合含顆粒及PH值中性飲品的新型UHT,即做到完全破壞顆粒和料液中可生長(zhǎng)的微生物和芽孢,又以最大限度的減小顆粒物在物理、化學(xué)及感官上的變化為目標(biāo),同時(shí)保證設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的精準(zhǔn)控制,提供可靠、統(tǒng)一的產(chǎn)品處理,來(lái)確保生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量??梢哉f(shuō)UHT滅菌技術(shù)工藝上也實(shí)現(xiàn)了新的突破,將成為中國(guó)飲料行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的典范,提升我國(guó)飲料設(shè)備的地位,開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。


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