蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中的应用与探索

蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中的应用与探索

康积金

上海沃迪智能装备股份有限公司

摘要：蒸汽直喷超高温杀菌技术是近年来乳品加工业中的重大创新之一。该技术通过瞬间将乳液加热至超过135℃的高温并迅速冷却，从而有效杀灭乳品中的微生物，极大地延长了乳品的保质期，同时尽可能地保持了乳品的营养和风味。随着消费者对健康与便利性需求的提升，蒸汽直喷杀菌技术的应用也愈发受到关注。基于此，本文围绕蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中的应用进行探讨，并提出了具体的应用方向及措施，以供参考。

关键词：蒸汽直喷；超高温杀菌技术；乳品加工；应用探索

引言：随着现代社会对食品安全和健康的日益重视，乳品加工技术的创新成为了行业发展的关键。乳品作为富含蛋白质、矿物质和维生素等多种营养物质的重要食品，其安全加工与存储显得尤为重要。蒸汽直喷超高温杀菌技术不仅能够有效去除乳品中的病原微生物，保证消费者的健康安全。因此，探索蒸汽直喷杀菌技术在乳品加工中的应用，不仅具有重要的实际意义，同时也能够为乳品行业的可持续发展提供了新的视角。

一、蒸汽直喷杀菌技术原理

蒸汽直喷杀菌技术是一种利用高温高压蒸汽快速杀灭细菌的方法，其原理基于以下几个方面：首先，高温高压蒸汽具有较强的杀菌能力。蒸汽在高温和高压下能够破坏细菌的细胞结构，导致细胞膜破裂和细胞质凝固，从而杀灭细菌。其次，蒸汽直喷技术能够将高温高压蒸汽直接喷射到目标表面上。通过专门设计的喷嘴，蒸汽可以以高速和高压的形式喷射到需要杀菌的区域。这样，蒸汽能够充分接触到细菌所在的表面，提高了杀菌效果。此外，蒸汽直喷杀菌技术还可以通过蒸汽的热量传导效应来杀灭细菌。高温蒸汽能够迅速传递热量给细菌，导致细菌的蛋白质变性和酶活性丧失，从而达到杀菌的效果。

二、蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中的应用现状

蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中发挥着重要的作用。这项技术通过将蒸汽直接喷洒到乳品上，并在极高的温度下进行杀菌，从而有效地消灭了乳品中的微生物，延长了乳制品的保质期。

蒸汽直喷杀菌技术的应用范围广泛，它被用于生产各种乳制品，如牛奶、奶粉、酸奶、乳酪等。这项技术能够杀灭乳品中的各种细菌、酵母和霉菌，包括耐热菌和芽孢菌等耐高温菌种。由于其高效的杀菌效果，蒸汽直喷杀菌技术被广泛应用于乳品工业中。

从目前的应用来看，不同乳制品对杀菌技术有不同的需求。例如，牛奶通常需要在短时间内进行高温处理，以确保杀菌效果，同时保持牛奶的新鲜口感和营养成分。奶粉制造过程中，蒸汽直喷杀菌技术能够有效地杀灭微生物，确保产品的安全性和长久的保存期限。对于酸奶和乳酪等发酵乳制品，蒸汽直喷杀菌技术能够在高温下杀灭细菌，同时保留产品所需的有益乳酸菌。

三、蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中的应用措施

（一）设备和工艺参数的选择与优化

蒸汽直喷超高温杀菌技术是一种在乳品加工中广泛应用的杀菌方法。在选择和优化设备和工艺参数时，需要考虑多个因素，包括杀菌效果、产品质量、能源消耗和操作成本等。

对于蒸汽直喷超高温杀菌技术，常见的设备包括蒸汽直喷杀菌器、热交换器和冷却器等。蒸汽直喷杀菌器是核心设备，用于将高温蒸汽直接喷射到乳品中，杀灭细菌和病毒。在选择杀菌器时，应考虑其杀菌效果、操作稳定性和耐用性。热交换器用于加热乳品至杀菌温度，需要选择高效的热交换器以提高能源利用率。冷却器则用于迅速降温，保证产品质量。

工艺参数包括杀菌温度、保持时间和蒸汽压力等。杀菌温度应根据乳品的种类和要求进行选择，一般在摄氏130至150度之间。保持时间需要足够长，以确保彻底杀灭细菌和病毒。蒸汽压力的选择应根据设备的能力和乳品的特性来确定，以确保蒸汽能够均匀地喷射到乳品中。在优化工艺参数时，可以通过实验和监测来确定最佳的杀菌条件。对此，可以进行小规模试验，测试不同温度、保持时间和蒸汽压力对杀菌效果的影响。通过监测细菌和病毒的存活率，确定最佳参数组合。此外，还可以考虑乳品的pH值、脂肪含量和固体含量等因素对杀菌效果的影响，以进一步优化工艺参数。

除了设备和工艺参数的选择和优化，操作过程中的卫生管理也是确保乳品安全的关键。应建立严格的卫生操作规程，包括设备清洁、杀菌器的定期维护和检修，以及操作人员的培训和健康监测等[1]。

（二）温度控制与监测系统

蒸汽直喷超高温杀菌技术是一种在乳品加工中广泛应用的杀菌方法。为了确保杀菌效果和产品质量，温度控制与监测系统在该技术的应用中起着关键作用。

一方面，温度控制是蒸汽直喷超高温杀菌技术中至关重要的一环。在加工过程中，通过控制蒸汽温度，可以实现对乳品中微生物的有效杀灭。温度控制系统通常包括蒸汽发生器、调节阀、传感器和控制器等组成部分。蒸汽发生器是产生高温蒸汽的关键设备，通过调节阀可以控制蒸汽的流量和压力。传感器用于实时监测杀菌过程中的温度变化，并将数据传输给控制器。控制器根据传感器反馈的温度数据，对蒸汽温度进行精确控制，确保温度在杀菌所需的范围内。

另一方面，监测系统对于蒸汽直喷超高温杀菌技术的应用同样不可或缺。监测系统主要用于实时监测杀菌过程中的温度变化和杀菌效果。监测系统通常包括温度传感器、数据采集设备和数据显示设备等组成部分。温度传感器被安装在加工设备中的关键位置，如杀菌室内部，以实时监测温度的变化。数据采集设备用于将传感器采集到的温度数据进行处理和记录，并传输给数据显示设备。数据显示设备可以直观地显示温度曲线和变化趋势，帮助操作人员及时发现异常情况。

在蒸汽直喷超高温杀菌技术的应用中，温度控制与监测系统的协调工作是至关重要的。通过精确控制蒸汽温度，可以确保杀菌过程中的温度达到杀菌所需的高温水平，从而有效杀灭微生物。同时，监测系统的应用可以实时监测温度变化，及时发现并处理异常情况，确保产品质量和生产安全[2]。

（三）杀菌时间与保持时间的确定

蒸汽直喷超高温杀菌技术是一种在乳品加工中广泛应用的杀菌方法。确定适当的杀菌时间和保持时间对于确保产品质量和安全非常重要。

在确定这些参数时，需要考虑以下几个方面：一是考虑菌种种类和初始菌群水平。由于不同的菌种对杀菌的抵抗能力不同。所以，在确定杀菌时间和保持时间之前，要了解乳品中的主要菌种及其初始菌群水平，这可以通过实验室检测或历史数据得出。二是关注杀菌温度。蒸汽直喷超高温杀菌技术通常在高温下进行。杀菌温度的选择应考虑到目标菌种的热敏感性以及产品的质量要求。较高的温度可以更快地杀灭菌群，但也可能对产品质量产生不利影响。因此，需要进行实验来确定最合适的杀菌温度。三是合理控制杀菌时间。杀菌时间是指产品在高温下暴露给蒸汽直喷的时间。这个时间应足够长以确保有效杀灭目标菌种。通常，杀菌时间的选择要考虑到菌种的抵抗能力、产品的特性以及法规要求。可以进行一系列实验来确定最佳的杀菌时间。四是控制保持时间。保持时间是指产品在高温下保持杀菌状态的时间。它的选择应考虑到杀菌后的菌群再增长的可能性，以及产品的质量要求。保持时间过长可能会导致产品质量下降，而保持时间过短可能会导致未完全杀灭菌群。因此，需要进行实验来确定最适合的保持时间[3]。

在确定杀菌时间和保持时间时，可以采用以下方法：一是实验室试验。在实验室中模拟乳品加工过程，使用不同的杀菌时间和保持时间进行试验。通过检测菌群水平的变化，可以确定最合适的参数。二是历史数据分析。根据过去的生产数据分析不同杀菌时间和保持时间的效果。这可以提供一些参考，但不如实验室试验准确。三是遵循法规要求。根据乳品行业的法规要求，确定最低的杀菌时间和保持时间。这是确保产品符合法规标准的基本要求。

（四）杀菌后的乳品包装和存储条件

在杀菌后，正确的乳品包装和存储条件对于维持产品质量和安全至关重要。

杀菌后的乳品应该立即进行包装。最常见的乳品包装材料是塑料瓶、纸盒和铝箔包装。这些包装材料应具备良好的材质密封性能，以防止外界污染物进入产品。此外，包装材料还应具备良好的耐热性能，以适应杀菌过程中的高温条件。

在包装乳品之前，应将产品冷却到适当的温度。这有助于减缓微生物的生长速度，并延长产品的保质期。通常情况下，乳品应冷却到接近室温的温度，然后再进行包装。冷却乳品的过程应尽可能迅速，以减少微生物再次繁殖的机会。

包装乳品时，要确保包装容器完整无损。任何破损的包装容器都可能导致细菌、霉菌或其他微生物的侵入，从而影响产品的质量和安全性。因此，在包装过程中应仔细检查包装容器的完整性，并及时更换任何有破损的容器[4]。

包装后的乳品应存储在适当的温度和湿度条件下。温度和湿度是影响乳品质量和安全性的关键因素。一般来说，乳品应存储在低温环境中，如冷藏或冷冻。这些温度可以有效地抑制微生物的生长和繁殖。此外，存储区域应保持干燥，以防止细菌和霉菌的滋生。定期检查存储区域的温度和湿度，确保其符合标准要求。

结语：综上所述，蒸汽直喷超高温杀菌技术在乳品加工中的应用对提高乳品安全性、营养保值和生产效率的重要作用。该技术作为一种先进的杀菌手段，其对乳品行业的正面影响是显而易见的。随着技术的不断改进和成熟，蒸汽直喷杀菌技术展现出越来越多的潜力和优势。未来，随着消费者对高品质乳品需求的增加，结合环保节能的发展趋势，蒸汽直喷超高温杀菌技术将在乳品加工行业扮演更加关键的角色，助力乳品企业实现更加绿色、高效、安全的生产。

参考文献：

[1]李蓉,林海滨.食品杀菌新技术应用研究进展[J].现代食品,2022,28(12):63-67.

[2]杨蓓蓓.食品加工杀菌技术研究综述[J].食品安全导刊,2020,(27):162.

[3]安虹,谭炜.超高压技术在食品加工中的研究进展[J].北方农业学报,2017,45(05):130-134.

[4]刑绍平.乳品加工的关键技术及主要设备分析[J].中国食品工业,2022,(22):32-33.