UHT基礎知識培訓課件

1、UHT基礎知識培訓第1頁，共29頁。生物實驗 19世紀末，為了測試動物的反映能力，美國康奈爾大學的生物學教授做了一個煮青蛙的實驗。這個實驗的結果不僅在生物學界引起很大的反響，甚至連當時的整個美國社會都為之一震。生物學家把一鍋冷水架在酒精爐上燒開，然后把一只青蛙冷不丁地扔進去。這只青蛙突然受到熱水的刺激，在千鈞一發(fā)的生死關頭用盡全身的力氣猛地一躍從鍋里跳了出來，安然逃生。生物學家又把這青蛙放進一個同樣的鍋里，只是這次鍋里裝滿了冷水。然后，開始慢慢加熱。冷水在一點一點地升溫，而青蛙卻不知道自己即將大禍臨頭，相反，水溫讓它覺得很舒服，它不但不想逃走，還在溫水里愜意地游來游去。隨著溫度逐漸升高，青蛙漸

2、漸有些不適應了，但還是沒有想到要逃離這個危險的地方。等它終于失去了力氣，它只能癱軟地漂浮在水面上，最后葬身于沸水鍋中。為什么會這樣呢？第2頁，共29頁。因為微小的變化不會引起青蛙的反應，青蛙的感覺器官在緩慢升溫的過程中會慢慢被鈍化，直至被煮熟。第3頁，共29頁。前 言根據微生物對酸堿性的敏感性可把食品分為四類：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3.7一般是將PH值4.6作為酸性食品和低酸食品的分界線。PH低于4.6,內毒桿菌等病原菌及大部分腐敗菌產芽孢細菌的芽孢一般不能發(fā)芽繁殖，因此，酸性食品在實際生產中可采取常壓殺菌。低酸食品采取

3、高溫殺菌。第4頁，共29頁。常見的UHT 產品 新鮮及再制液體奶 濃縮乳 稀奶油 風味乳飲料 發(fā)酵乳制品(酸奶，酪乳等） 乳清飲料 冰淇淋混合料 甜食（蛋奶沙司和布丁） 蛋白飲料 豆乳飲料 嬰兒食品 果蔬汁 飲料，如茶、咖啡 以植物油脂為基料料的頂端料（加蛋糕）和奶油 湯類 沙司 果菜泥類 佐料類 營養(yǎng)液類第5頁，共29頁。超高溫滅菌法（UHT）是英國于1956年首創(chuàng)，在19571965年間，通過大量的基礎理論研究和細菌學研究后，才用于生產超高溫滅菌乳，關于超高溫滅菌乳在滅菌過程中對于微生物學和物理化學方面的變化及基本加工原理等，1965年英國的Burton提出了詳細的研究報告，其基本點是細菌

4、的熱致死率隨著溫度的升高大大超過此間牛乳化學變化的速率，例如維生素的破壞，蛋白質變性及褐變速率等。研究認為在溫度有效范圍內，熱處理溫度每升高10，乳中所含幼稚菌孢子的破壞速率提高1130倍 第6頁，共29頁。UHT（Ultra High Temperature）超高溫瞬時殺菌超高溫瞬時殺菌就是利用高溫、短時間的熱處理不影響產品風味、口味和營養(yǎng)價值的方法UHT產品是指物料在連續(xù)流動的狀態(tài)下通過熱交換器加熱至135150，在這一溫度下保持一定的時間以達到商業(yè)無菌水平，然后在無菌狀態(tài)下灌裝于無菌包裝容器中的產品。UHT產品能在非冷藏條件下分銷，可保持相當時間而產品不變質?，F在，UHT產品已從最初的牛

5、奶拓展到了其它不同品種的飲料，如各類果汁、茶飲料等第7頁，共29頁。商業(yè)無菌產品處于無致病微生物；無微生物毒素；以及在正常的倉儲、運輸條件下，微生物不發(fā)生增殖的狀態(tài)。 第8頁，共29頁。UHT設備CIP清洗CIP（原位清洗）的定義是指設備(罐體、管道、泵等)及整個生產線在無須人工拆開或打開的前提下，在閉合的回路中進行清洗；清洗過程是在達到一定的湍動性和流速的條件下，通過清洗液對設備表面噴淋或在管路中循環(huán)。清洗過程中的作用機理清洗作用主要包括溶解作用、熱的作用、機械作用、界面活性作用、化學作用水、酸、堿清洗劑的主要作用水的作用：水是極性化合物，對碳水化合物、蛋白質及一些鹽類物質有較強的溶解作用。

6、 NaOH（苛性鈉）類堿性清洗劑：分解蛋白、脂肪類結垢。在高溫時可將脂肪皂化(將脂肪轉化為能溶于水的形式)。HNO3（硝酸）類酸性清洗劑：具有較強的滲透能力，溶解無機鹽類 的結垢，使沉積物不殘留在清洗過的表面上。 第9頁，共29頁。UHT控制流程圖(一期)第10頁，共29頁。影響清洗效果的六大因素清洗劑種類清洗液濃度清洗溫度清洗時間清洗流量還有一個是什么？第11頁，共29頁。UHT設備殺菌 指UHT設備在生產前，為保證設備本身的物料管路在生產過程中處于無菌狀態(tài)而采取的用120以上的熱水對物料管路進行30分鐘時間的滅菌過程。在生產過程中，清洗和殺菌不可替代，殺菌是在物理清潔和化學清潔的基礎上的微

7、生物清潔。第12頁，共29頁。UHT管路圖請生產、品檢部各一位同事介紹UHT的管路走向及控制點。另請CIP崗位同事說說巴氏設備與UHT設備各有什么理解。第13頁，共29頁。題目UHT30秒保溫管,管道直徑25mm,保持溫度137，殺菌時流量為1000L/H,則王老吉濃縮汁的殺菌強度是多少？當管內結垢1mm,流量為800L/H時,殺菌強度是多少？是否能滿足殺菌要求？（殺菌溫度不變）第14頁，共29頁。超高溫滅菌的基本原理UHT滅菌的理論基礎涉及兩個方面。一是微生物熱致死的基本原理； 二是如何最大限度保持食品的原有風 味及品質。第15頁，共29頁。UHT滅菌的微生物致死理論依據按照微生物的一般熱致

8、死原理，當微生物在高于其耐受溫度的熱環(huán)境中時，必然受到致命的傷害。加熱促使微生物死亡的原因是由于高溫導致蛋白質的不可逆變化，隨后一些球蛋白變得不溶解，酶失去活力，從而造成新陳代謝能力的喪失，因此，細胞內蛋白質凝固變性的難易程度直接關系到微生物的耐熱性，而且這與殺菌條件的選擇密切相關。大量實驗證明，微生物的熱致死率是加熱溫度和受熱時間的函數。第16頁，共29頁。（）微生物的耐熱性腐敗菌是食品殺菌的對象，其耐熱性與食品的殺菌條件有直接關系。影響微生物耐熱性的因素有如下幾方面：（1）菌種和菌株（2）熱處理前菌齡、培育條件、貯存環(huán)境（3）熱處理時介質或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌數（5）熱處

9、理溫度和時間，作為熱殺菌，這是主導的操作因素。第17頁，共29頁。（二）微生物的致死速率與D值在一定的環(huán)境條件和一定溫度下，微生物隨時間而死亡時的活菌殘存數是按指數遞減或按對數周期下降的。D值：將一定的細胞集團在一定的致死溫度條件下，殺死90%微生物所需的加熱時間。 D值反映了細菌死亡的快慢。D值愈大，細菌死亡速度愈慢，即細菌的耐熱性愈強，反之則死亡速度愈快，耐熱性愈弱。必須指出，D值不受原始菌數的影響，換言之，原始菌數不影響其個別細菌按指數死亡的規(guī)律。因此，如果將不同原始菌數的曲線畫在同一的圖上，便得到一組平行的直線族。 另外，D值要隨其他各種影響微生物耐熱性的因素而異，只能在這些因素固定不

10、變的條件下才能穩(wěn)定不變。第18頁，共29頁。D65=1min的含義是殺菌溫度65時，殺菌延長1min時，微生物數量減少90%1D減少90%2D減少99%3D減少99.9%4D減少99.99%第19頁，共29頁。滅菌原理Z值一定反應效果下，使反應時間減少至原來的1/10時所需增加的溫度。例如：如果某種微生物Z值是10，并且D65=50秒那么D75=5秒 D85=0.5秒 D95=0.05秒第20頁，共29頁。滅菌原理F值就是在一定的加熱致死溫度(一般1211)下，殺死一定濃度的微生物所需要的加熱時間(min)。（殺菌強度）F=t10T：滅菌溫度 t：滅菌溫度下的滅菌時間（min）Z：根據芽孢種類

11、不同其范圍為10.010.8 ，可取10 （解答題目）第21頁，共29頁。UHT殺菌的品質保證大量實驗表明，采用UHT瞬時殺菌技術也可最大程度地保持食品的風味及品質。這主要是因為微生物對高溫的敏感程度遠遠大于食品成分的物理化學變化對高溫的敏感程度。例如，在乳品工業(yè)生產滅菌乳的過程中，如果牛乳在高溫下保持較長時間，則可能產生一些化學反應。例如蛋白質和乳糖發(fā)生美拉德反應，使乳的顏色變褐；蛋白質發(fā)生分解反應，產生不良氣味；糖類焦糖化產生異味等。此外還可能發(fā)生某些蛋白質變性而產生沉淀。這些都是生產滅菌乳所不允許的，應力求避免。 第22頁，共29頁。超高溫滅菌時間和溫度意義從殺死微生物的觀點來看，熱處理

12、強度是越強越好，時間是越長越好。但是，強烈的熱處理對食品的外觀、風味和營養(yǎng)價值會產生不良后果。如牛乳中蛋白質在高溫下變性；強烈的加熱使牛乳風味改變，首先是出現“蒸煮味”，然后是焦味。因此，時間和溫度組合的選擇必須考慮到微生物和產品質量兩方面，以達到最佳效果。食品加工中滅菌的目的并不是使每單個包裝的產品都不含殘留的微生物，因為采用加熱方法來致死微生物，要達到絕對無菌的理想狀態(tài)是不可能的。實際上，滅菌加工只要保證產品在消費者食用前不變質就行。一個基本的要求就是致病菌的存活和生長的可能性必須小到可以忽略的程度。肉毒梭狀芽孢桿菌通常被認為是對公共健康危害最大的微生物，大多數保持滅菌就是基于它的致死率而

13、設計的。第23頁，共29頁。UHT生產過程中常見問題（1）瞬間斷電（轉電）由于刮風、雷電、線路等原因造成的UHT瞬間斷電會造成UHT的重啟。由于斷電造成UHT無菌系統(tǒng)破壞而降程序，立即恢復的供電不可能使UHT重新進人生產狀態(tài)。因此，UHT應有足夠的盡量避免電壓波動及合理安排生產進度，保證滅菌系統(tǒng)各設備的止常運行。第24頁，共29頁。(2) 蒸汽壓力波動蒸汽壓力波動會直接導致加熱溫度的波動。因此，在蒸汽供應比較緊張的工廠，正常生產時若遇到其他地方突然大量用汽，而鍋爐蒸汽輸出壓力又正好處于下限，UHT會因供汽不足而使滅菌溫度下降。當滅菌溫度超出其波動范圍時UHT就會因無菌系統(tǒng)破壞。第25頁，共29

14、頁。(3)UHT溫度升高過快A、成份的原因。如成份中有膠類物質，其在經受140 左右的加熱時，會在熱交換表面殘留。粘連物質又會加速后續(xù)進一步粘連的速度。如此惡性循環(huán)，使UHT傳熱效率越來越低。加熱介質與物料的溫差越來越大。溫差過大，除了浪費能源以外，滅菌效果也難以保證。正常生產更無從談起。第26頁，共29頁。B、連續(xù)工作時間太長正常生產，由于蛋白質加熱穩(wěn)定性下降。即使配方中沒有任何添加物，也會有少量結焦形成。如果工作時間過長，結焦自然會增厚。一般在138140的滅菌溫度、連續(xù)6一8h工作后，及時進行CIP是十分必要的隨時保持良好的工作條件是保證產品質量所必須的。第27頁，共29頁。C、物料中泡沫太多由于各種原因使物料中泡沫太多，在進入UHT前，如泡沫沒有全部逃逸，泡沫就會使物料與UHT滅菌段換熱表面以薄層接觸，物料因汽