液態(tài)食品的超高溫滅菌解決方案

利樂(lè)公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“利樂(lè)”）對(duì)于技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，可以追溯到20世紀(jì)60年代。那時(shí)，利樂(lè)公司開(kāi)創(chuàng)了劃時(shí)代無(wú)菌包裝技術(shù)，并一直延續(xù)到現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)被美國(guó)食品技術(shù)研究所評(píng)定為20世紀(jì)食品科學(xué)領(lǐng)域最大的創(chuàng)新。

利樂(lè)作為液態(tài)食品包裝領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一，一直致力于為客戶提供從產(chǎn)品的前處理加工到灌裝到最終產(chǎn)品包裝的整線解決方案。利樂(lè)在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，即液態(tài)食品無(wú)菌生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程工藝——超高溫滅菌方面的創(chuàng)新，可以幫助企業(yè)提高效率、降低生產(chǎn)成本。

對(duì)食品進(jìn)行無(wú)菌加工處理，有些人可能認(rèn)為是為了給消費(fèi)者提供觸手可及的產(chǎn)品，也有些人覺(jué)得是為了滿足消費(fèi)者各種不同口味的需求，還有人說(shuō)是想擴(kuò)大產(chǎn)品的分銷(xiāo)范圍，總而言之都是希望為消費(fèi)者提供安全可靠的產(chǎn)品。

有效滅菌的超高溫處理方式

食品安全是食品行業(yè)中最重要的考慮因素，為了獲得所需的產(chǎn)品特性，以及所希望的貨架期，包裝和超高溫滅菌在提供產(chǎn)品安全和保證貨架期方面扮演著非常重要的角色。

超高溫處理是在液態(tài)食品加工過(guò)程中將最佳的溫度時(shí)間組合，使產(chǎn)品達(dá)到一個(gè)無(wú)菌的狀態(tài)，然后輸送至灌裝機(jī)完成無(wú)菌包裝。例如產(chǎn)品的原材料中或多或少都會(huì)有各種菌類(lèi)，其中絕大多數(shù)可以通過(guò)一般的熱處理被殺滅。但是，在這些菌類(lèi)當(dāng)中有一種叫做芽孢的菌類(lèi)十分頑強(qiáng)，特別是耐熱芽孢，這時(shí)通常就需要采用超高溫滅菌方式進(jìn)行殺滅。超高溫滅菌過(guò)程中，首先要保證滅菌效果，但是在產(chǎn)品的受熱過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因此既要考慮產(chǎn)品的無(wú)菌性，又要盡量避免產(chǎn)品因受熱產(chǎn)生的化學(xué)變化導(dǎo)致風(fēng)味或氣味方面的改變，從而減少對(duì)產(chǎn)品本身的負(fù)面影響。

超高溫滅菌生產(chǎn)過(guò)程主要分為3個(gè)步驟。首先是預(yù)殺菌，讓生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到無(wú)菌的狀態(tài)。接下來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行，產(chǎn)品會(huì)源源不斷地進(jìn)入超高溫滅菌機(jī)，通過(guò)加熱、滅菌來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無(wú)菌的狀態(tài);然后輸送到灌裝機(jī)，最后進(jìn)到包裝里面。生產(chǎn)結(jié)束后，需要對(duì)滅菌機(jī)進(jìn)行清洗，在一個(gè)完整的生產(chǎn)周期中，利樂(lè)會(huì)采用各種配置，各種方法延長(zhǎng)整體生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間，其中包括控制產(chǎn)品的結(jié)焦、降低生產(chǎn)能耗、減少產(chǎn)品損失等。

利樂(lè)的超高溫滅菌解決方案，可以分為兩大類(lèi)。一是直接加熱式超高溫，即蒸汽與產(chǎn)品直接混合，瞬間將溫度提升至所需要的滅菌溫度。另一類(lèi)稱(chēng)為間接加熱式超高溫，這也是目前在殺菌機(jī)方面應(yīng)用最多的處理方式。間接式超高溫系統(tǒng)采用各種不同類(lèi)型的熱交換器，如板式、管式、還有最新的盤(pán)管式等形式，能夠滿足不同產(chǎn)品的應(yīng)用需求。

如果把間接式和直接式的超高溫滅菌進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)間接加熱式超高溫滅菌的優(yōu)點(diǎn)是高效熱回收，采用這種方式進(jìn)行生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)最低的能耗，降低整體運(yùn)行成本。而直接加熱式超高溫滅菌則可以降低產(chǎn)品的熱負(fù)荷，減少產(chǎn)品在受熱過(guò)程中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)一些熱敏感性比較高且容易結(jié)焦的產(chǎn)品而言是很好的加工處理方式，但其缺點(diǎn)是能耗于蒸汽耗量相對(duì)較高。除了間接式和直接式的超高溫外，利樂(lè)還推出了最新的Tetra?Vertico超高溫滅菌設(shè)備，可以處理幾乎所有品類(lèi)的產(chǎn)品。

做節(jié)能減排的高效滅菌系統(tǒng)

伴隨著人們對(duì)美好環(huán)境的訴求，在保證產(chǎn)品質(zhì)量安全的同時(shí)也需要關(guān)注環(huán)境保護(hù)。但是生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的會(huì)消耗能源、排放污水，因此在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中利樂(lè)也十分關(guān)注能源的節(jié)約。對(duì)企業(yè)而言生產(chǎn)效率至關(guān)重要，所以不管采用何種方式的換熱形式及解決方案，利樂(lè)始終堅(jiān)持從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及客戶本身的可持續(xù)發(fā)展來(lái)進(jìn)行考慮。從超高溫滅菌的主要特征來(lái)看，采用產(chǎn)品和產(chǎn)品直接的熱回收方式可以極大提高熱回收效率，降低生產(chǎn)能耗。此外利樂(lè)還采用可以在線平和酸堿添加的低損耗平衡桶及無(wú)菌休眠等功能以減少產(chǎn)品損失。

目前絕大多數(shù)的超高溫殺菌機(jī)在產(chǎn)品加熱和冷卻時(shí)，都采用水作為中間介質(zhì)來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加熱或者冷卻。而直接熱回收則是冷產(chǎn)品和熱產(chǎn)品之間相互作用，即未殺菌和已殺菌的產(chǎn)品直接進(jìn)行熱量交換，不再用水作為中間介質(zhì)，從而提高整體系統(tǒng)的熱回收效率，降低蒸汽能耗至25kg/1000L產(chǎn)品，熱回收效率可達(dá)92%。直接熱回收在降低蒸汽能耗的同時(shí)，降低了冰水耗量，不管是熱媒還是冷媒都得到了極大的節(jié)約。

針對(duì)不同應(yīng)用類(lèi)型，有不同的配置可與之相匹配。例如，產(chǎn)品與水換熱的CM版本，比較適用于含有一些纖維、果肉這些產(chǎn)品的處理。采用產(chǎn)品和產(chǎn)品直接換熱的稱(chēng)為CMR版本，根據(jù)熱回收溫度的不同，又可分為CMR75和CMR125兩種不同的類(lèi)型。

在延長(zhǎng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間方面，利樂(lè)為超高溫滅菌系統(tǒng)配置了蛋白穩(wěn)定管。因?yàn)閷?duì)含蛋白的產(chǎn)品而言，蛋白質(zhì)在受熱時(shí)容易變性結(jié)焦，所以滅菌機(jī)內(nèi)部配置了蛋白穩(wěn)定管，可以使蛋白在最終加熱之前，具有一定的穩(wěn)定性，避免最終加熱階段產(chǎn)生大量結(jié)焦。通過(guò)精確的控制熱水和產(chǎn)品最終加熱的溫差，并通過(guò)流量控制進(jìn)一步調(diào)整熱水的溫度，最大程度的延長(zhǎng)整個(gè)生產(chǎn)的運(yùn)行時(shí)間。

對(duì)于產(chǎn)品的損失，即在水和產(chǎn)品切換過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)品和水混合的現(xiàn)象，利樂(lè)采用了雙平衡桶設(shè)計(jì)。通過(guò)一個(gè)閥組控制，可以在產(chǎn)品進(jìn)入平衡桶之前，將平衡桶內(nèi)的水排空，避免了產(chǎn)品與水在切換過(guò)程中產(chǎn)生大量混合，特別是對(duì)于一些成本較高的產(chǎn)品，減少產(chǎn)品損失具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。雙平衡桶的設(shè)計(jì)還可以通過(guò)在線連續(xù)添加方式精確地調(diào)配酸堿液，將酸堿液添加到整個(gè)系統(tǒng)中去，從而減少清洗的循環(huán)時(shí)間。

利樂(lè)的超高溫殺菌設(shè)備還有一個(gè)重要的功能就是無(wú)菌休眠。殺菌機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)上下游設(shè)備出現(xiàn)異常，可以將其切換進(jìn)入一個(gè)無(wú)菌休眠狀態(tài)，通過(guò)無(wú)菌水循環(huán)降低運(yùn)行流量，維持整個(gè)設(shè)備的無(wú)菌狀態(tài)。等到上下游設(shè)備故障排除后重新投入生產(chǎn)，這樣可以有效避免停機(jī)后重新進(jìn)行滅菌、升溫、清洗的過(guò)程，極大地節(jié)約生產(chǎn)成本，對(duì)于蒸汽、水、電力的節(jié)約，可達(dá)到75%。針對(duì)于半流量或者更低流量的運(yùn)行，利樂(lè)還配置了分段加熱的形式，降低產(chǎn)品的熱負(fù)荷，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

利樂(lè)超高溫滅菌的解決方案，可對(duì)連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間、產(chǎn)品損失、蒸汽能耗及水耗量等性能參數(shù)給予有效的保證。