巴氏杀菌在乳品厂中的应用及仪表使用情况

    巴氏灭菌法(pasteurization)，亦称低温消毒法，冷杀菌法，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法，常常被广义地用于定义需要杀死各种病原菌的热处理方法。由法国微生物学家巴斯德于1863年发明，他在解决葡萄酒异常发酵问题时,发现加热可以杀死有害微生物,稍后他将该法用于生产安全的"消毒牛奶"。巴斯德对人类的贡献是巨大的，曾有评论：巴斯德所做的一切使人类在100年中，寿命增加了30岁。

    当今使用的巴氏杀菌程序种类繁多。“低温长时间”(LTLT)处理是一个间歇过程，如今只被小型乳品厂用来生产一些奶酪制品。“高温短时间”(HTST)处理是一个“流动”过程，通常在板式热交换器中进行，如今被广泛应用于饮用牛奶的生产。通过该方式获得的产品不是无菌的，即仍含有微生物，且在储存和处理的过程中需要冷藏。“快速巴氏杀菌”主要应用于生产酸奶乳制品。国际上通用的巴氏高温消毒法主要有两种：

    一种是将牛奶加热到62~65℃，保持30分钟。采用这一方法，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，但这些细菌多数是乳酸菌，乳酸菌不但对人无害反而有益健康。第二种方法将牛奶加热到75~90℃，保温15~16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，温度太高反而会有较多的营养损失。

    巴氏杀菌乳的保质期基本上并且一直是由原乳的质量决定的，当然最佳的技术及卫生等生产条件是非常重要的，此外还有工厂的正确管理。在良好的技术和卫生条件下，由高质量原料所生产的巴氏杀菌乳在未打开包装状态下，5-7℃条件贮存，保质期一般应该到8-10 天。

    巴氏杀菌机在现代乳品厂中较为常用，虽然管道及仪表使用复杂，但工艺较为成熟，其工艺流程图如下图所示：

    巴氏杀菌机中的测量点较为固定，以下将结合Endress Hauser的现场仪表对巴氏杀菌机中的各测量点进行一一介绍。

测量点一：平衡缸液位

测量仪表：Deltapilot S系列静压液位计

测量应用描述：

    Deltapilot S系列静压液位计用来测量的巴氏杀菌机中平衡缸内的连续液位。平衡缸负责给巴氏杀菌机持续供料，故平衡缸的液位需要精确控制。

测量点工艺参数：

介质：牛奶

压力：常压

温度：3℃到5℃

测量液位高度：0到1.5米

测量仪表特点：

--抗冷凝设计，现场使用寿命长；

--卫生型过程连接丰富；

--既可以现场显示测量数值，此外还可以通过电缆或Profibus等高级通讯功能进行中控显示。

测量点二：巴氏杀菌机流量测量

测量应用描述：

    卫生型（H型）电磁流量计可以用来测量巴氏杀菌过程中的牛奶流量。为了确保给巴氏杀菌机的持续供料，需要精确控制进入平衡缸的牛奶流量。牛奶的导电性符合电磁测量的电导率要求，电磁流量计也能够满足多种不同过程连接的要求，且测量精确可靠。

测量点工艺参数：

介质：牛奶，稀奶油

压力：最大6bar

温度：3℃到75℃

测量液位高度：0到2820hl/h

测量仪表特点：

--牛奶流量测量精度较高；

--卫生型过程连接齐全；

--卫生型内衬，能够抗高温抗真空。

测量点三：巴氏杀菌机温度测量

测量应用描述：

    巴氏杀菌机用于对牛奶的杀菌，可以将温度升至72℃到75℃。巴氏杀菌的两大重要因素是杀菌温度和杀菌时间；杀菌温度取决于巴氏杀菌机中板式换热器所能达到的温度，杀菌时间取决于保持管道的长度和分布。快速响应型温度传感器TM401/TM411可以快速精确地测量巴氏杀菌温度。

测量点工艺参数：

介质：牛奶

压力：最大6bar

温度：3℃到75℃

测量仪表特点：

--温度响应快，比常规温度传感器响应速度快9倍；

--卫生型过程连接丰富；

--既可以现场显示测量数值，此外还可以通过电缆或Profibus等高级通讯功能进行中控显示。

测量点四：巴氏杀菌机压力测量

测量应用描述：

    由于巴氏杀菌机的杀菌时间取决于保持管道的长度和分布，为了保证保持管内的牛奶能够保持均匀持续的杀菌，保持管内的压力需要保持恒定且需要精确测量。Cerabar S系列压力变送器是一款高精度压力测量仪表并能优化巴氏杀菌工艺。

测量点工艺参数：

介质：牛奶

压力：最大6bar

温度：3℃到75℃

测量仪表特点：

--抗冷凝设计；

--卫生型过程连接丰富；

--既可以现场显示测量数值，此外还可以通过电缆或Profibus等高级通讯功能进行中控显示。

测量点五：巴氏杀菌机内的奶水相位分离检测

测量应用描述：

    巴氏杀菌机生产时管道内流经的介质不止有牛奶，还有生产用水。巴氏杀菌机开始生产时使用牛奶顶出管道内的水和奶水混合物，生产后期需使用生产用水顶出管道内的牛奶和奶水混合物。为了快速分离出这两种不同的介质，节约生产用料和生产时间，Smartec S系列电导仪可以用来进行相位分离。

测量点工艺参数：

介质：牛奶

压力：最大6bar

温度：3℃到10℃

测量范围：0到2mS

测量仪表特点：

--相位分离检测精确；

--减少产品损失；

--过程连接丰富。

Endress Hauser简介

    Endress Hauser公司（简称E H）于1953年创建于瑞士，是过程自动化领域的全球领导厂商。作为物位等测量技术的创始人之一， 如今Endress Hauser正在通过全球19个生产中心，43个销售中心和超过57个代表处广泛提升全球化工、石油及天然气、能源、水和污水、食品、生命科学、散料处理、纸浆及造纸、造船和海上运输等领域的过程效益。

    在中国，Endress Hauser先后在苏州建立了流量、物位、分析和温度测量仪表的生产中心，并通过上海销售总部及下辖的12个办事处，凭借公司的三大价值——产品、解决方案与服务，为中国用户用心构筑完美过程自动化。

（本文作者：上海恩德斯豪斯自动化设备有限公司食品行业经理 陈帅）