UHT技术知识点介绍系列二: 间接加热与直接加热

什么是 UHT？

?UHT (Ultra High Temperature)是一种食品加工技术，主要用于牛奶等液态食品的灭菌处理。UHT 技术通过在 135-150℃ 的高温下对食品进行瞬时加热，持续几秒到十几秒不等，以达到商业无菌的标准。这种高温处理能够有效地杀死食品中的微生物，同时最大限度地保持食品的营养和风味?。

在上一期中我们详细介绍了 SIP 和 CIP 相关知识点。在这一期的内容中，我们将详细介绍UHT产品灭菌的两种加工方式：间接加热和直接加热。

间接加热的加热介质一般为高压蒸汽或高压水，但无论是蒸汽或水都不直接与物料接触，而是通过固体换热壁将热量传导给物料来进行杀菌。间接加热法的热效率相对较低，但更容易控制生产过程。

直接加热是将蒸汽直接与物料混合进行杀菌，这就要求蒸汽有较高的纯净度。相对前者来说，直接混合加热法有着更高的热效率，但由于工艺相对复杂，设备投资成本也会增加。

间接加热

间接加热法是根据物料的粘度和含颗粒大小等相关参数，可选用管式换热器、板式换热器，刮板式换热器。

2.1 管式换热器

管式换热器为同心管结构，外管流经加热或者冷却的介质，内管流经需要热处理的产品。

管式换热器的优点是可以处理浓度较高（<3000cP），以及带有颗粒的产品。其缺点是换热效率相对较低。

2.2 板式换热器

板式换热器是由一组波纹金属板组成，板上有四个角孔，供传热的两种液体通过。金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。板片上装有密封垫片，将流体通道密封，并且引导流体交替地流至各自的流道内，形成热交换。

板式换热器的优点是换热效率高，升温和降温速度快；其缺点是无法处理高粘度（<500cP）和带颗粒的产品。

2.3 刮板式换热器

刮板式换热器是借助刮板搅动料液并清洁传热面以加快传热效率的换热器，尤其适合高粘度（＞3000cP）或含颗粒料液快速换热。高粘度料液由于粘度大或流动慢，在超高温杀菌处理 中，一般换热器的传热面易生成焦化膜，采用刮板式换热器最适合。

直接加热

直接加热可按两种方式进行。一种是蒸汽注射式（Direct Steam Injection），即将高压蒸汽注射到待杀菌物料中，二是蒸汽浸入式（Direct Steam Infusion），即将待杀菌的物料喷射到蒸汽中。后者，物料通常向下流动，而蒸汽向上运动。由于加热蒸汽直接与食品相接触，因此对蒸汽的纯净度要求甚高。直接加热法的最大优点是快速加热和快速冷却，最大限度地减少超高温处理过程中可能发生的物理变化和化学变化，如蛋白质变性、褐变等。

3.1  蒸汽注入式

蒸汽注入式杀菌方式中，蒸汽通过蒸汽注射器注入到产品管道中与之混合，使产品迅速升温到所需的杀菌温度，然后通过闪蒸罐迅速降温，并去除部分注入的蒸汽。接着通过提取泵进入冷却段，最终进入无菌灌装系统。

3.2 蒸汽浸入式

蒸汽浸入式杀菌方式中，产品喷射到蒸汽腔中迅速升温到所需的杀菌温度，然后通过闪蒸罐迅速降温，并去除部分注入的蒸汽。接着通过提取泵进入冷却段，最终进入无菌灌装系统。

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