UHT基础知识培训课件

1、UHT基础知识培训第1页，共29页。生物实验 19世纪末，为了测试动物的反映能力，美国康奈尔大学的生物学教授做了一个煮青蛙的实验。这个实验的结果不仅在生物学界引起很大的反响，甚至连当时的整个美国社会都为之一震。生物学家把一锅冷水架在酒精炉上烧开，然后把一只青蛙冷不丁地扔进去。这只青蛙突然受到热水的刺激，在千钧一发的生死关头用尽全身的力气猛地一跃从锅里跳了出来，安然逃生。生物学家又把这青蛙放进一个同样的锅里，只是这次锅里装满了冷水。然后，开始慢慢加热。冷水在一点一点地升温，而青蛙却不知道自己即将大祸临头，相反，水温让它觉得很舒服，它不但不想逃走，还在温水里惬意地游来游去。随着温度逐渐升高，青蛙渐

2、渐有些不适应了，但还是没有想到要逃离这个危险的地方。等它终于失去了力气，它只能瘫软地漂浮在水面上，最后葬身于沸水锅中。为什么会这样呢？第2页，共29页。因为微小的变化不会引起青蛙的反应，青蛙的感觉器官在缓慢升温的过程中会慢慢被钝化，直至被煮熟。第3页，共29页。前 言根据微生物对酸碱性的敏感性可把食品分为四类：低酸食品：PH值5.3中酸食品：PH值4.55.3酸性食品：PH值3.74.5高酸性食品：PH值3.7一般是将PH值4.6作为酸性食品和低酸食品的分界线。PH低于4.6,内毒杆菌等病原菌及大部分腐败菌产芽孢细菌的芽孢一般不能发芽繁殖，因此，酸性食品在实际生产中可采取常压杀菌。低酸食品采取

3、高温杀菌。第4页，共29页。常见的UHT 产品 新鲜及再制液体奶 浓缩乳 稀奶油 风味乳饮料 发酵乳制品(酸奶，酪乳等） 乳清饮料 冰淇淋混合料 甜食（蛋奶沙司和布丁） 蛋白饮料 豆乳饮料 婴儿食品 果蔬汁 饮料，如茶、咖啡 以植物油脂为基料料的顶端料（加蛋糕）和奶油 汤类 沙司 果菜泥类 佐料类 营养液类第5页，共29页。超高温灭菌法（UHT）是英国于1956年首创，在19571965年间，通过大量的基础理论研究和细菌学研究后，才用于生产超高温灭菌乳，关于超高温灭菌乳在灭菌过程中对于微生物学和物理化学方面的变化及基本加工原理等，1965年英国的Burton提出了详细的研究报告，其基本点是细菌

4、的热致死率随着温度的升高大大超过此间牛乳化学变化的速率，例如维生素的破坏，蛋白质变性及褐变速率等。研究认为在温度有效范围内，热处理温度每升高10，乳中所含幼稚菌孢子的破坏速率提高1130倍 第6页，共29页。UHT（Ultra High Temperature）超高温瞬时杀菌超高温瞬时杀菌就是利用高温、短时间的热处理不影响产品风味、口味和营养价值的方法UHT产品是指物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135150，在这一温度下保持一定的时间以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下灌装于无菌包装容器中的产品。UHT产品能在非冷藏条件下分销，可保持相当时间而产品不变质。现在，UHT产品已从最初的牛

5、奶拓展到了其它不同品种的饮料，如各类果汁、茶饮料等第7页，共29页。商业无菌产品处于无致病微生物；无微生物毒素；以及在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增殖的状态。 第8页，共29页。UHT设备CIP清洗CIP（原位清洗）的定义是指设备(罐体、管道、泵等)及整个生产线在无须人工拆开或打开的前提下，在闭合的回路中进行清洗；清洗过程是在达到一定的湍动性和流速的条件下，通过清洗液对设备表面喷淋或在管路中循环。清洗过程中的作用机理清洗作用主要包括溶解作用、热的作用、机械作用、界面活性作用、化学作用水、酸、碱清洗剂的主要作用水的作用：水是极性化合物，对碳水化合物、蛋白质及一些盐类物质有较强的溶解作用。

6、 NaOH（苛性钠）类碱性清洗剂：分解蛋白、脂肪类结垢。在高温时可将脂肪皂化(将脂肪转化为能溶于水的形式)。HNO3（硝酸）类酸性清洗剂：具有较强的渗透能力，溶解无机盐类 的结垢，使沉积物不残留在清洗过的表面上。 第9页，共29页。UHT控制流程图(一期)第10页，共29页。影响清洗效果的六大因素清洗剂种类清洗液浓度清洗温度清洗时间清洗流量还有一个是什么？第11页，共29页。UHT设备杀菌 指UHT设备在生产前，为保证设备本身的物料管路在生产过程中处于无菌状态而采取的用120以上的热水对物料管路进行30分钟时间的灭菌过程。在生产过程中，清洗和杀菌不可替代，杀菌是在物理清洁和化学清洁的基础上的微

7、生物清洁。第12页，共29页。UHT管路图请生产、品检部各一位同事介绍UHT的管路走向及控制点。另请CIP岗位同事说说巴氏设备与UHT设备各有什么理解。第13页，共29页。题目UHT30秒保温管,管道直径25mm,保持温度137，杀菌时流量为1000L/H,则王老吉浓缩汁的杀菌强度是多少？当管内结垢1mm,流量为800L/H时,杀菌强度是多少？是否能满足杀菌要求？（杀菌温度不变）第14页，共29页。超高温灭菌的基本原理UHT灭菌的理论基础涉及两个方面。一是微生物热致死的基本原理； 二是如何最大限度保持食品的原有风 味及品质。第15页，共29页。UHT灭菌的微生物致死理论依据按照微生物的一般热致

8、死原理，当微生物在高于其耐受温度的热环境中时，必然受到致命的伤害。加热促使微生物死亡的原因是由于高温导致蛋白质的不可逆变化，随后一些球蛋白变得不溶解，酶失去活力，从而造成新陈代谢能力的丧失，因此，细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关系到微生物的耐热性，而且这与杀菌条件的选择密切相关。大量实验证明，微生物的热致死率是加热温度和受热时间的函数。第16页，共29页。（）微生物的耐热性腐败菌是食品杀菌的对象，其耐热性与食品的杀菌条件有直接关系。影响微生物耐热性的因素有如下几方面：（1）菌种和菌株（2）热处理前菌龄、培育条件、贮存环境（3）热处理时介质或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌数（5）热处

9、理温度和时间，作为热杀菌，这是主导的操作因素。第17页，共29页。（二）微生物的致死速率与D值在一定的环境条件和一定温度下，微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。D值：将一定的细胞集团在一定的致死温度条件下，杀死90%微生物所需的加热时间。 D值反映了细菌死亡的快慢。D值愈大，细菌死亡速度愈慢，即细菌的耐热性愈强，反之则死亡速度愈快，耐热性愈弱。必须指出，D值不受原始菌数的影响，换言之，原始菌数不影响其个别细菌按指数死亡的规律。因此，如果将不同原始菌数的曲线画在同一的图上，便得到一组平行的直线族。 另外，D值要随其他各种影响微生物耐热性的因素而异，只能在这些因素固定不

10、变的条件下才能稳定不变。第18页，共29页。D65=1min的含义是杀菌温度65时，杀菌延长1min时，微生物数量减少90%1D减少90%2D减少99%3D减少99.9%4D减少99.99%第19页，共29页。灭菌原理Z值一定反应效果下，使反应时间减少至原来的1/10时所需增加的温度。例如：如果某种微生物Z值是10，并且D65=50秒那么D75=5秒 D85=0.5秒 D95=0.05秒第20页，共29页。灭菌原理F值就是在一定的加热致死温度(一般1211)下，杀死一定浓度的微生物所需要的加热时间(min)。（杀菌强度）F=t10T：灭菌温度 t：灭菌温度下的灭菌时间（min）Z：根据芽孢种类

11、不同其范围为10.010.8 ，可取10 （解答题目）第21页，共29页。UHT杀菌的品质保证大量实验表明，采用UHT瞬时杀菌技术也可最大程度地保持食品的风味及品质。这主要是因为微生物对高温的敏感程度远远大于食品成分的物理化学变化对高温的敏感程度。例如，在乳品工业生产灭菌乳的过程中，如果牛乳在高温下保持较长时间，则可能产生一些化学反应。例如蛋白质和乳糖发生美拉德反应，使乳的颜色变褐；蛋白质发生分解反应，产生不良气味；糖类焦糖化产生异味等。此外还可能发生某些蛋白质变性而产生沉淀。这些都是生产灭菌乳所不允许的，应力求避免。 第22页，共29页。超高温灭菌时间和温度意义从杀死微生物的观点来看，热处理

12、强度是越强越好，时间是越长越好。但是，强烈的热处理对食品的外观、风味和营养价值会产生不良后果。如牛乳中蛋白质在高温下变性；强烈的加热使牛乳风味改变，首先是出现“蒸煮味”，然后是焦味。因此，时间和温度组合的选择必须考虑到微生物和产品质量两方面，以达到最佳效果。食品加工中灭菌的目的并不是使每单个包装的产品都不含残留的微生物，因为采用加热方法来致死微生物，要达到绝对无菌的理想状态是不可能的。实际上，灭菌加工只要保证产品在消费者食用前不变质就行。一个基本的要求就是致病菌的存活和生长的可能性必须小到可以忽略的程度。肉毒梭状芽孢杆菌通常被认为是对公共健康危害最大的微生物，大多数保持灭菌就是基于它的致死率而

13、设计的。第23页，共29页。UHT生产过程中常见问题（1）瞬间断电（转电）由于刮风、雷电、线路等原因造成的UHT瞬间断电会造成UHT的重启。由于断电造成UHT无菌系统破坏而降程序，立即恢复的供电不可能使UHT重新进人生产状态。因此，UHT应有足够的尽量避免电压波动及合理安排生产进度，保证灭菌系统各设备的止常运行。第24页，共29页。(2) 蒸汽压力波动蒸汽压力波动会直接导致加热温度的波动。因此，在蒸汽供应比较紧张的工厂，正常生产时若遇到其他地方突然大量用汽，而锅炉蒸汽输出压力又正好处于下限，UHT会因供汽不足而使灭菌温度下降。当灭菌温度超出其波动范围时UHT就会因无菌系统破坏。第25页，共29

14、页。(3)UHT温度升高过快A、成份的原因。如成份中有胶类物质，其在经受140 左右的加热时，会在热交换表面残留。粘连物质又会加速后续进一步粘连的速度。如此恶性循环，使UHT传热效率越来越低。加热介质与物料的温差越来越大。温差过大，除了浪费能源以外，灭菌效果也难以保证。正常生产更无从谈起。第26页，共29页。B、连续工作时间太长正常生产，由于蛋白质加热稳定性下降。即使配方中没有任何添加物，也会有少量结焦形成。如果工作时间过长，结焦自然会增厚。一般在138140的灭菌温度、连续6一8h工作后，及时进行CIP是十分必要的随时保持良好的工作条件是保证产品质量所必须的。第27页，共29页。C、物料中泡沫太多由于各种原因使物料中泡沫太多，在进入UHT前，如泡沫没有全部逃逸，泡沫就会使物料与UHT灭菌段换热表面以薄层接触，物料因汽