列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)的特點(diǎn)和電氣控制

宋曉東

【摘? 要】在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，隨著科技的不斷進(jìn)步，人們在奶制品生產(chǎn)和加工過程中的工藝也更加的先進(jìn)，列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)就是一種常見的奶制品加工過程。

【關(guān)鍵詞】超高溫;滅菌機(jī);控制

引言

在奶制品生產(chǎn)過程中必須要進(jìn)行高溫的殺菌處理，保證在保質(zhì)期內(nèi)不發(fā)生變質(zhì)，在奶制品處理的過程中根據(jù)工藝的不同的選擇不同的滅菌方式，滅菌的好壞是奶制品生產(chǎn)過程中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)，因此，奶制品在生產(chǎn)前就要對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)，保證奶制品的加工質(zhì)量。

1.列管式超高溫瞬時(shí)滅菌

1.1超高溫滅菌的工藝過程

超高溫滅菌的工藝過程是將原料奶打入平衡罐，通過浮球閥控制液位，利用奶泵送入滅菌系統(tǒng)。將原奶加熱至83℃打入均熱交換，再將原奶溫度降到20～30℃可包裝溫度，包裝剩余的回流奶降到4℃，回流到平衡罐或貯存。在整個(gè)滅菌過程中，利用了5個(gè)管式熱交換器，1個(gè)板式熱交換器，如何節(jié)約能耗是超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)研究的關(guān)鍵。

1.2列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)控制系統(tǒng)組成

列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)控制系統(tǒng)由核心控制單元PLC、人機(jī)界面、無紙記錄儀、變頻器、溫度檢測元件Ptl00、接近開關(guān)、電磁閥、電控氣動(dòng)閥及其他控制元件組成。PLC要求有8個(gè)溫度檢測單元，對所有熱交換處進(jìn)行溫度檢測顯示，4個(gè)模擬量輸出單元，用于變頻器頻率設(shè)置，溫度控制輸出等。變頻器主要對產(chǎn)量、均質(zhì)機(jī)壓力的調(diào)整，無紙記錄儀要求可記錄1周的實(shí)時(shí)殺菌溫度與時(shí)間.并能上傳至電腦控制系統(tǒng)，以備查詢和產(chǎn)品質(zhì)量追蹤。滅菌溫度的控制是列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)控制系統(tǒng)的核心，由PLC、人機(jī)界面、電氣轉(zhuǎn)換器、氣動(dòng)薄膜閥、熱電阻Ptl00、無紙記錄儀等組成。通過人機(jī)界面設(shè)定溫度、PID調(diào)節(jié)參數(shù)，顯示測試溫度。熱電阻Ptl00檢測溫度，輸入PLC的INA口，PLC進(jìn)行PID運(yùn)算.將4—20mA的電流輸出到OUTA口，通過電氣轉(zhuǎn)換器控制氣動(dòng)薄膜閥的開度，進(jìn)行蒸汽量的控制，達(dá)到溫度控制的目的。

1.3列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)主要組成和作用

（1）供應(yīng)系統(tǒng)。供應(yīng)系統(tǒng)主要由原料供應(yīng)泵，平衡罐，液體進(jìn)料（牛奶）泵和清洗液供應(yīng)泵組成，是制造、CIP清洗、純凈水清洗和蒸汽滅菌過程中必不可少的部分。在生產(chǎn)中，平衡罐主要存儲(chǔ)原料奶，原料的液位通過浮子閥控制，在生產(chǎn)過程中確保足夠的原材料。用于CIP清潔的平衡罐主要用作清潔液體的儲(chǔ)罐，在正常的生產(chǎn)過程中，酸堿供應(yīng)管道不能放在平衡罐的頂部，否則將無法生產(chǎn)并產(chǎn)生警告。輸送泵M2將平衡罐中的液體輸送到熱交換系統(tǒng)。

（2）滅菌（加熱）系統(tǒng)。為了節(jié)省能源，實(shí)際的滅菌（加熱）和冷卻系統(tǒng)不能交叉，使用和彼此分開，而是在這里強(qiáng)調(diào)滅菌（加熱）和冷卻過程。殺菌（加熱）系統(tǒng)主要由板式熱交換器，管式熱交換器和固定管組成。

滅菌加熱主要是通過板式換熱器HE1的6bar蒸汽，將循環(huán)水加熱到140℃，通過管式換熱器，將來自均化器的牛奶加熱到137℃，通過保溫管保持4～8秒，達(dá)到殺菌的目的。板式熱交換器HE1的控制是通過檢測管式熱交換器的出口的溫度來進(jìn)行的。

用TC44（Pt100，PLC，人機(jī)界面，電轉(zhuǎn)換器等）控制氣動(dòng)隔膜閥V44的流量，達(dá)到所需的滅菌溫度，為使操作人員更加直觀的掌握加熱情況，在加熱過程中設(shè)置三個(gè)溫度檢測點(diǎn)，TE9檢測管式熱交換器中循環(huán)熱水的入口溫度，如果溫度顯示過高，這表明管式熱交換器的熱交換效率太低，設(shè)備需要清洗。

（3）冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)可將經(jīng)過瞬時(shí)滅菌的熱牛奶從137℃的包裝溫度迅速降低到25℃，以便能進(jìn)行正常包裝，將包裝材料的回乳降低到4℃，然后將其存儲(chǔ)或返回到平衡罐中，冷卻系統(tǒng)主要由4管式熱交換器組成。

管狀熱交換器主要將無菌乳降低至20-25℃的可包裝溫度，并使用V26來調(diào)節(jié)冷卻水的流量以達(dá)到合適的溫度。管式換熱器利用無菌牛奶初次冷卻時(shí)產(chǎn)生的廢熱將生牛奶加熱到85℃，并將其輸送到均質(zhì)機(jī)，完成了無菌牛奶的第二次冷卻和原料乳的第一次加熱。

后續(xù)包裝機(jī)的包裝生產(chǎn)與超高溫速溶消毒器的生產(chǎn)基本相同，并且通常低于消毒器的生產(chǎn)，從而確保了產(chǎn)品供應(yīng)和質(zhì)量。管式熱交換器將回流的牛奶冷卻至4℃，然后將其倒入存儲(chǔ)罐或平衡罐中。

2.行管狀超高溫即時(shí)殺菌CIP清洗

CIP清洗是管式超高溫瞬時(shí)殺菌生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，清洗的目的是去除熱交換管壁上的沉積物，以提高熱交換效果。每6到8個(gè)小時(shí)大約需要清潔一次，如果生產(chǎn)能力大大降低或者循環(huán)水和滅菌溫度之間相差很大，則需要清潔。

CIP清潔過程為水清潔，堿清潔，水清潔，酸清潔和水清潔。生產(chǎn)完成后，用水洗滌，用水洗滌并除去殘留物，直到流出設(shè)備的水干凈為止。

堿性清潔，在平衡罐中調(diào)節(jié)至2%體積的NaOH堿性洗滌劑，加熱至80℃，循環(huán)30分鐘：堿性溶液溶解蛋白質(zhì)，牛奶和脂肪，并消除積垢。在平衡罐中制備體積濃度為2%的HNO3酸性洗滌劑，加熱至80℃，并循環(huán)30分鐘。除去酸后，用水沖洗并用水沖洗幾分鐘，以防止在下一次生產(chǎn)中酸污染物料。清潔后，設(shè)備必須充滿清潔水，直到下一次操作。在制造之前，將其用蒸汽滅菌，以確保設(shè)備內(nèi)的無菌性。

3.技術(shù)調(diào)查及對策的制定

（1）用于電路控制。HVP-16T高壓二極管的耐高壓性能較差，將原電路控制單元的高壓二極管更改為HVP-16型高壓整流器，調(diào)試后此設(shè)備在電路中的耐壓特性將得到顯著改善，而不會(huì)發(fā)生破裂損壞。此外，將易吸收焊料的針式47歐姆水泥電阻器更改為扁平寬為2cm的扁平水泥電阻器，使用紅外溫度計(jì)測量時(shí)部件的溫度降至約70℃，焊接和火花問題已得到有效解決。高壓二極管兩端的所有導(dǎo)線都已更改為耐壓值為2300V或更高的高壓柔性導(dǎo)線，大大增加了電路的負(fù)載電阻，能有效減少火災(zāi)事故。

（2）密封電源箱各部分的冷卻軸流風(fēng)扇和有機(jī)玻璃窗安裝在軸流風(fēng)扇的孔中，離心風(fēng)扇安裝在電源箱的兩端，中效過濾器安裝在入口處，無塵清潔空氣使電源箱內(nèi)的空氣正壓保持恒定，避免操作間的灰塵進(jìn)入電源箱的不銹鋼頂板和側(cè)板之間的間隙。

（3）在電源盒的底部添加一層石棉絕緣材料，以分隔加熱盒的輻射溫度并降低電源盒內(nèi)部的溫度，這樣可以有效防止電氣零件和材料的老化，并有效減少火災(zāi)事故的發(fā)生。

（4）清潔加熱箱內(nèi)表面：如果加熱箱內(nèi)表面太臟，則污物會(huì)在工作過程中吸收微波以產(chǎn)生熱量，進(jìn)行熱傳導(dǎo)以及加熱箱的表面溫度，導(dǎo)致電源盒的溫度升高。因此，只能手動(dòng)徹底清潔加熱箱的內(nèi)表面，設(shè)備的內(nèi)表面應(yīng)每6個(gè)月清潔一次。

（5）離心式風(fēng)扇通過中效過濾器將室外空氣直接進(jìn)入配電柜進(jìn)行冷卻，始終保持正壓，并在操作間自由排放廢氣。離心風(fēng)扇控制連接到機(jī)器范圍的控制，通過觸摸屏進(jìn)行操作，并設(shè)置為在微波關(guān)閉時(shí)延遲和停止。

（6）定期檢查配電箱和配電柜的電氣部件，有必要更換性能不穩(wěn)定和接觸不穩(wěn)定的組件，并建立詳細(xì)的磁控管，高壓電容器和變壓器油的更換周期，同時(shí)定期清理配電箱和配電柜，以清理內(nèi)部和灰塵，確保電氣組件的可靠性和穩(wěn)定運(yùn)行。

4.結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)奶制品的工藝中要根據(jù)生產(chǎn)的需要選擇不同的殺菌技術(shù)，提升奶制品在存儲(chǔ)過程的質(zhì)量。

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