阅读说明：本技术 流体热处理装置及流体热处理方法 (Fluid heat treatment device and fluid heat treatment method ) 是由 李翔宇 杨金涛 汪志明 唐孝鹏 陆姝欢 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及流体热处理技术领域,提供一种流体热处理装置及流体热处理方法,该装置包括压力调节结构、换热单元和蒸汽输送管道；所述压力调节结构与所述换热单元通过连接管连通,所述连接管上安装有第一调节阀,所述蒸汽输送管道与所述换热单元连通,所述蒸汽输送管道上安装有第二调节阀,所述换热单元内安装有状态监测器件,所述状态监测器件、所述压力调节结构、所述第一调节阀和所述第二调节阀分别与微控件电连接。该方法包括向换热单元内通入蒸汽,并调节所述换热单元内的压力至换热单元内的蒸汽温度达到预设值,待处理流体与达到预设值状态的蒸汽在换热单元内进行换热处理。本发明的热处理过程稳定且易调控,处理效率高。(The invention relates to the technical field of fluid heat treatment, and provides a fluid heat treatment device and a fluid heat treatment method, wherein the device comprises a pressure adjusting structure, a heat exchange unit and a steam conveying pipeline; the pressure adjusting structure with the heat transfer unit passes through the connecting pipe intercommunication, install first governing valve on the connecting pipe, steam conveying pipeline with the heat transfer unit intercommunication, the last second governing valve that installs of steam conveying pipeline, install the state monitoring device in the heat transfer unit, the state monitoring device the pressure adjusting structure first governing valve with the second governing valve is connected with the micro-control spare electricity respectively. The method comprises the steps of introducing steam into a heat exchange unit, adjusting the pressure in the heat exchange unit until the temperature of the steam in the heat exchange unit reaches a preset value, and carrying out heat exchange treatment on fluid to be treated and the steam reaching the preset value state in the heat exchange unit. The heat treatment process of the invention is stable and easy to regulate and control, and the treatment efficiency is high.)

流体热处理装置及流体热处理方法

技术领域

本发明涉及流体热处理技术领域，尤其涉及一种流体热处理装置及流体热处理方法。

背景技术

巴氏杀菌是将待处理原料加热至一定温度(通常在60～82℃)下，并保持该温度一段时间后，再急速冷却的处理方法。例如，可将待处理原料在72℃的环境中持续15s的时间，该杀菌方法能够灭杀待处理原料中的致病菌以及大多数非致病性细菌。

目前，巴氏杀菌技术主要采用有两种方式，一种是低温长时间处理，一种是高温短时间处理。对于低温长时间处理的方法，以牛奶的灭菌方式为例，可将牛奶加热至62～65℃，并在该温度下保持30min，该处理方式能够杀灭牛奶中各种生长型致病菌，灭菌效率可高达99.9％。但是，此种处理方式针对耐热菌的杀灭效果不理想，且间歇式处理过程，处理效率低。

相对于低温长时间处理的方式，高温短时间处理的方法可以连续作业，处理效率更高。但是，该技术的一些实际案例中出现料液加热不均匀，造成局部过热焦化的现象，并且在另一些实际案例中换热源与物料处理温度差距较大，温度波动太大使得杀菌温度控制精度较差，同样影响产品，尤其是热敏性物料的质量。

现有技术中，流体物料的换热装置主要使用的板式换热器或列管式换热器等存在换热效率低、加热时间长的问题；并且，在热敏性物料和易氧化物料的加热过程中，易造成产品质量变差，对产品有效成分造成破坏等问题。

发明内容

本发明提供了一种流体热处理装置及流体热处理方法，以解决现有技术中流体热处理温度波动大导致处理温度控制精准度不高且容易出现局部过热、处理效率低的技术问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种流体热处理装置，包括压力调节结构、换热单元和蒸汽输送管道；所述压力调节结构与所述换热单元通过连接管连通，所述连接管上安装有第一调节阀，所述蒸汽输送管道与所述换热单元连通，所述蒸汽输送管道上安装有第二调节阀，所述换热单元内安装有状态监测器件，所述状态监测器件、所述压力调节结构、所述第一调节阀和所述第二调节阀分别与微控件电连接。

进一步地，所述流体热处理处置还包括流体容置单元和脱水单元，所述换热单元的底部与所述流体容置单元连通，所述流体容置单元和所述脱水单元通过输料管道连通，所述输料管道上安装有第三调节阀，所述流体容置单元内安装有液位检测器件，所述第三调节阀和所述液位检测器件分别与所述微控件电连接。

进一步地，所述换热单元连通有物料输送管道，所述物料输送管道上安装有第四调节阀和流量监测器件，所述第四调节阀和所述流量监测器件分别与所述微控件电连接。

进一步地，所述流体热处理装置还包括流体分散结构，所述流体分散结构包括具有中空内腔的分散部，所述分散部位于所述换热单元内，且所述分散部的底部开设有多个喷孔，任一所述喷孔与所述中空内腔连通，待处理流体经由所述喷孔进入所述换热单元内。

进一步地，所述喷孔的孔径为0.8～2mm。

进一步地，任意相邻两个所述喷孔之间的间距为40～60mm。

进一步地，所述蒸汽输送管道有多个，多个所述蒸汽输送管道围绕所述流体分散结构分布于所述流体分散结构的外周。

根据本发明的第二个方面，提供一种流体热处理方法，向换热单元内通入蒸汽，并调节所述换热单元内的压力至所述换热单元内的蒸汽温度达到预设值，向所述换热单元内输送待处理流体，待处理流体与达到所述预设值状态的蒸汽在所述换热单元内进行换热处理。

进一步地，所述换热单元内通入的蒸汽的初始温度为T₁，所述待处理流体与蒸汽换热后的温度为T₂，T₁-T₂<20。

进一步地，所述换热单元的底部连通有流体容置单元，所述待处理流体与蒸汽换热后所得的加热流体进入所述流体容置单元，所述加热流体在所述流体容置单元内的停留时间为1～120s。

本发明提供的流体热处理装置及流体热处理方法，其有益效果主要如下：

压力调节结构和蒸汽输送管道分别与换热单元连通，通过调控相应的调节阀和压力调节结构，能够实时调控换热单元内的真空度或压力大小，并使换热单元的压力和/或温度更稳定，避免压力变化过大而影响换热单元内蒸汽温度的稳定，使得待处理流体与蒸汽接触时，其热交换效率更高、效果更好，还能够避免待处理流体与蒸汽接触时出现局部温度过热的问题，能够有效提高灭菌效果和产品质量；并且，在处理热敏性物质时，稳定而准确的温控条件，还能够有效减少热敏性物质中有效成分的损失。

连通换热单元和脱水单元的输料管道上设置第三调节阀，第三调节阀与获取流体容置单元内液位数据的液位检测器件联动，能够便于调控待处理流体在流体容置单元内的停留时间，以调控待处理流体与蒸汽的接触时间，以及待处理流体与蒸汽换热所得的加热流体的热处理时间，能够提高作业效率。

向换热单元内输送待处理流体的物料输送管道上设置第四调节阀和流量监测器件，便于调控进入换热单元内的待处理流体的流量，能够进一步提高换热单元内蒸汽气压的调控效果。

流体分散结构采用多个喷孔的结构，喷孔的内径大小以及喷孔之间的间距的设置，能够将进入到换热单元内的待处理流体分散为多股流体，能够显著增加待处理流体与蒸汽的接触效率，蒸汽在流体表面迅速冷凝，释放潜热以加热流体，能够大大缩短流体的加热时间。多个蒸汽输送管道围绕流体分散结构布置，能够进一步提升流体与蒸汽的接触效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种流体热处理装置的结构示意图。

图中，1-蒸汽生成器件，2-换热单元，3-真空处理器件，4-脱水单元，5-状态监测器件，6-物料输送管道，7-第四调节阀，8-蒸汽输送管道，9-第二调节阀，10-连接管，11-第一调节阀，12-输料管道，13-第三调节阀，14-液位检测器件，15-排空管，16-排空阀，17-流体容置单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，本发明实施例提供一种流体热处理装置，包括压力调节结构、换热单元2和蒸汽输送管道8；压力调节结构与换热单元2通过连接管10连通，连接管10上安装有第一调节阀11，蒸汽输送管道8与换热单元2连通，蒸汽输送管道8上安装有第二调节阀9，换热单元2内安装有状态监测器件5，状态监测器件5、压力调节结构、第一调节阀11和第二调节阀9分别与微控件电连接。

换热单元2可以包括换热筒体，筒体的结构可不作具体限定。例如，筒体中部通常为圆柱体结构，其通常竖向设置，即圆柱体结构的轴线沿竖直方向。筒体的上部和/或下部可以是直径小于中部圆柱体的圆柱体或锥台结构。筒体内部中空，待处理流体输入至筒体内部，并在筒体内部进行热处理。可以理解的是，换热单元2还包括进料口、排料口以及其他常规必需结构。

蒸汽输送管道8的一端可与蒸汽生成器件1连通，其另一端与换热单元2连通，用于向换热单元2内输送具有一定温度的洁净蒸汽。蒸汽输送管道8上安装有第二调节阀9；调节第二调节阀9的开度大小，可调节管道内输送的蒸汽量的大小。其中，蒸汽输送管道8与换热单元2连接的位置，通常位于换热单元2的顶部或上部，其具***置可根据实际需求适应性调整。

压力调节结构用于调控换热单元2内部的压力大小或其真空度。压力调节结构与换热单元2通过连接管10连通，连接管10上安装第一调节阀11。具体地，压力调节结构可以是真空处理器件3，例如真空泵；真空处理器件3与微控件电连接。或者，压力调节结构包括排空管15和排空阀16，排空管15的一端与连接管10连通，另一端直接与大气相通或者与其他空置容器相连通，排空阀16安装在排空管15上，排空阀16也与微控件电连接。或者，连接管10的一端与换热单元2连通，另一端分别与真空处理器件3和排空管15连通，且排空管15上安装排空阀16。

当处理热敏性流体或其他需在相对较低的温度下进行热处理的流体，例如，换热单元2内预设的气压值小于或等于1个标准大气压(绝对压力)，而换热单元2内的实际压力相对较高时(仍低于或等于1个标准大气压，只是高于预设的气压值)，可关闭排空阀16，向换热单元2内输入洁净蒸汽，并打开真空处理器件3和第一调节阀11，直至换热单元2内压力达到预设状态。

当处理需要相对较高的温度进行热处理的流体时，例如，换热单元2内的预设的气压值大于1个标准大气压(绝对压力)，而换热单元2内的气压高于预设的气压值时，则使真空处理器件3处于非运行状态；同时，打开第一调节阀11和排空阀16。打开第一调节阀11和排空阀16后，换热单元2通过排空管15直接向外释放压力，直至换热单元2内气压达到预设状态。

当换热单元2内的压力需小于或等于1个标准大气压时，向换热单元2内输送蒸汽的流速可由换热单元2内的真空度调控，也可以在蒸汽输送管道8上相应设置泵送结构，由相应的泵送结构调控向换热单元2内输送蒸汽的流速；当换热单元2内的压力需大于1个标准大气压时，可由相应的泵送结构调控向换热单元2内输送蒸汽的流速。

以下皆以压力调节结构为真空处理器件3的结构为例进行说明。当压力调节结构启动、第一调节阀11开启时，可以调控换热单元2内的真空度；待换热单元2内的真空度调节至预设的数值时，即可关闭压力调节结构和第一调节阀11。其中，该预设的数值可以是某一具体数值，也可以是数值范围。

状态监测器件5可安装于换热单元2内，也可以安装在连接管10上，只要便于状态监测器件5的检测元件能够实时获取换热单元2或连接管10内的压力大小和/或温度高低即可。其中，状态监测器件5可以是压力监测器件和/或温度监测器件，或是其他能够便于获取换热单元2或连接管10内的压力大小和/或温度高低的器件。例如，状态监测器件5可为温度计，并在换热单元2和连接管10上各设置一个；由于连接管10上与换热单元2内部温度可能有一定差别，两处的蒸汽温度预设值可相同可不相同，只要便于获取换热单元2内蒸汽温度，以便调控压力调节结构等机构运作即可。

第一调节阀11、第二调节阀9和状态监测器件5分别与微控件电连接，第一调节阀11和/或第二调节阀9的开闭或开度大小，均可根据状态监测器件5的信息而适应性控制。第一调节阀11和第二调节阀9可以是电磁阀或其他能够便于自动控制开闭和/或开度大小的阀门结构。其中，微控件可以是目前的常规可编程器件。

在向换热单元2内输送待处理流体前，可先使换热单元2处于密闭状态，然后，打开压力调节结构和第一调节阀11，并打开蒸汽输送管道8上的第二调节阀9，向换热单元2内输送洁净蒸汽。通过压力调节结构对换热单元2的抽真空处理，以及调控向换热单元2内输送洁净蒸汽的流量大小，能够使换热单元2内的真空度保持在允许的波动范围内，从而使得输入到换热单元2内的蒸汽温度保持在预设的范围内。例如，换热单元2内的蒸汽温度可保持在90～100℃范围内；当蒸汽温度超过预设的数值时，则采取向换热单元2内增减蒸汽输送量和/或调节真空处理器件启停状态。

待换热单元2内的真空度或蒸汽的温度调控至预设值后，向换热单元2内输送待处理流体。待处理流体与换热单元2内的蒸汽接触，蒸汽在待处理流体表面冷凝释放潜热，以实现对待处理流体的热处理。经处理后的流体排出换热单元2。其中，在流体热处理过程中，第一调节阀11和/或第二调节阀的开闭或开度大小，可根据实际情况或具体设定条件实时调控，以使换热单元2内的真空度或蒸汽温度保持在允许或预设的值或范围，以使流体热处理的过程更稳定，提高热处理效果。并且，采用该结构，能够有效缩短待处理流体的加热时间，二者的换热时间可短至0.1s，能够有效提高换热效率。

其中，在向换热单元2内输送蒸汽前，还可先开启压力调节结构和第一调节阀11，先对换热单元2进行抽真空预处理，能够提高换热单元2内不凝性气体的排出效率，同时达到调节换热单元2内真空度的目的。

采用该装置，热处理条件更易于调控，处理过程更稳定，换热单元2内蒸汽的温度能够稳定地控制在预设范围内，能够有效提高处理效果，提升对流体的灭菌效果，不会因为操作因素波动大而影响流体产品的整体质量；并且，在热处理过程中，能够避免蒸汽温度过高而影响流体性质，能够降低或避免对产品质量的不良影响；待处理流体与换热单元2内的蒸汽之间的温差相对较小，能够避免流体局部过热而影响处理效果。该装置不仅能够用于流体杀菌，还能够广泛应用于流体加工过程中其他的热交换过程。

在上述实施例的基础上，本实施例提供一种流体热处理装置，流体热处理处置还包括流体容置单元17和脱水单元4，换热单元2的底部和流体容置单元17相连通，流体容置单元17与脱水单元4通过输料管道12连通，输料管道12上安装有第三调节阀13，换热单元2内安装有液位检测器件14，第三调节阀13和液位检测器件14分别与微控件电连接。

流体容置单元17可以是管道，或其他能够容置流体的结构，其材质可不作具体限定，只要能够在相应作业环境中正常工作即可。在换热单元2的筒体的下部可开设排料口，流体容置单元17的上端与该排料口连通，以实现流体容置单元17与换热单元2的连通。流体容置单元17的底部或靠近底部的侧部与输料管道12的一端连通，输料管道12的另一端与脱水单元4连通。

换热单元2内热处理后的流体经流体容置单元17和输料管道12输送至脱水单元4脱水处理。作为其中一种具体的实现方式，脱水单元4可包括真空脱水器件、真空泵和离心泵；输料管道12与真空脱水器件连通，真空泵和离心泵分别与真空脱水器件连通，在真空脱水器件内脱水至符合要求的流体经由真空脱水器件的底部排出真空脱水器件，并经离心泵泵送至存储容器或其他器件内。

在输料管道12上安装第三调节阀13；流体容置单元17内可安装液位检测器件14，液位检测器件14也与微控件电连接，便于根据流体容置单元17内的流体量及时调节第三调节阀13的开度大小，进而调节流体在流体容置单元17内的停留时间，从而调控流体在换热单元2内与蒸汽的接触时间，以调控流体的热处理效果。根据待处理流体种类的不同、热敏性的不同、处理效率的不同或质量要求的不同等条件，适当的调控待处理流体与蒸汽的接触时间，能够提高热处理效率和产品质量，例如，可提高杀菌效果。其中，液位检测器件14可以是磁浮板料位计、超声波料位计或电容式料位计，优选用电容式料位计。

在上述各实施例的基础上，本实施例提供一种流体热处理装置，换热单元2连通有物料输送管道6，物料输送管道6上安装有第四调节阀7和流量监测器件，第四调节阀7和流量监测器件分别与微控件电连接。

物料输送管道6用于向换热单元2内输送待处理流体。物料输送管道6与换热单元2连接的位置通常位于换热单元2的筒体的顶部或上部。在物料输送管道6上分别安装第四调节阀7和流量监测器件，便于实时调控待处理流体输送状态。在调节换热单元2的压力大小时，可通过调节进入到换热单元2内的蒸汽量、待处理流体流量和/或抽真空处理，可更高效地稳定控制换热单元2内的压力和/或温度，采用上述调控方式，既能够增加调控的灵活度，又能够实现快速调控，还能够避免单一作业条件变化过大而影响调控的准确性。

在上述各实施例的基础上，本实施例提供一种流体热处理装置，流体热处理装置还包括流体分散结构，流体分散结构包括具有中空内腔的分散部，分散部位于换热单元内，且分散部的底部开设有多个喷孔，任一喷孔与中空内腔连通，待处理流体经由喷孔进入换热单元2内。其中，流体分散结构的材质可不作具体限制，只要便于流体输送，以及能够在相应作业环境中正常工作即可。

流体分散结构还包括连通部，连通部与分散部相连通。其中，连通部可为直管、弯管或其他管状结构，该连通部可直接与物料输送管道6或其他管道连通，以便于待处理流体经由该连通部进入分散部。分散部可以是具有规则或不规则形状中空内腔的结构，其底部可以是具有平板状、弧面或其他规则/不规则的结构；分散部的底部通常为平板状的结构，换热单元2的筒体的轴线与该平板状结构相互垂直。

该平板状结构上开设多个喷孔，任一喷孔与分散部的中空内腔连通，任一喷孔的轴线优选与筒体的轴线相互平行；可以理解的是，喷孔的轴线也可相对于筒体的轴线具有一定倾角。进入至分散部中空内腔内的待处理流体再经由喷孔进入到换热单元2内，与换热单元2内分散的蒸汽直接接触，进行换热处理。

采用具有多个喷孔的流体分散结构，使待处理流体由不同的通道同时进入到换热单元2内；流体经由各喷孔进入到换热单元2内，使得待处理流体进入到换热单元2后，能够更充分地与换热单元2内的蒸汽接触，蒸汽与分为多股流体的待处理流体之间接触效率显著提高，蒸汽在各股流体表面迅速冷凝，能够大大缩短流体的加热时间，提高换热效率。具体地，任意相邻两个喷孔之间的间距为40～60mm；任一喷孔的孔径为0.8～2mm。合理设置喷孔的孔径和喷孔间的间距，能够更进一步提高待处理流体和蒸汽之间的接触效率。

在上述各实施例的基础上，本实施例提供一种流体热处理装置，蒸汽输送管道8有多个，多个蒸汽输送管道8围绕流体分散结构分布于流体分散结构的外周。

多个蒸汽输送管道8与换热单元2连接的位置，可围绕分散部分布于分散部的底部的外周。其中，蒸汽输送管道8中蒸汽的出口位置与分散部底部可以位于同一高度，也可以位于不同的高度。蒸汽进入换热单元2内的初始流动方向与换热单元2的筒体的轴线可以具有一定倾角，也可以是相互平行，优选为二者是相互平行的，也即蒸汽输送管道8至少有部分管段是与筒体的轴线平行的，且该部分管段与换热单元2的筒体相连通。待处理流体经由分散部进入到换热单元2内，蒸汽由蒸汽输送管道8进入到换热单元2内，进入到换热单元2内的蒸汽的初始流动状态不会影响待处理流体的流动，同时，蒸汽以环绕待处理流体的方式进入换热单元2，能够进一步提高流体与蒸汽的接触效率和效果。

一种流体热处理方法，向换热单元2内通入蒸汽，并调节换热单元2内的压力至换热单元2内的蒸汽温度达到预设值，向换热单元2内输送待处理流体，待处理流体与达到预设值状态的蒸汽在换热单元2内进行换热处理。

以下以压力调节结构为真空处理器件3、换热单元2内的气压小于1个标准大气压时(绝对压力)的处理方法为例进行说明。在向换热单元2内输送待处理流体之前，向换热单元2内输入洁净蒸汽，启动压力调节结构，开启第一调节阀11，对换热单元2抽真空处理，直至换热单元2内的气压达到预设的数值或数值范围，关闭真空处理器件和第一调节阀11。此时，换热单元2内蒸汽的温度达到预设值，开始向换热单元2内输入待处理流体。其中，在向换热单元2内输送蒸汽前，还可先开启压力调节结构和第一调节阀11，先对换热单元2进行抽真空预处理，能够提高换热单元2内不凝性气体的排出效率。

待处理流体与达到预设值状态的蒸汽在换热单元2内相互接触，温度相对较高的蒸汽在待处理流体表面释放潜热，使待处理流体温度升高，对待处理流体进行热处理。其中，蒸汽温度的预设值可以是某一具体数值，也可以是数值范围。

可以理解的是，在热处理过程中，随着待处理流体的加入，以及进入到换热单元2内的流体在与换热单元2底部相连通的流体容置单元17内的停留时间长短的不同等因素，换热单元2内的气压会发生变化。因此，在向换热单元2内输入待处理流体后，可通过调节蒸汽输送管道8输送洁净蒸汽的流量大小、调节待处理流体进入换热单元2的流量大小和/或调节压力调节结构的启停状态，对换热单元2内的压力状态进行实时调控，能够保持换热单元2内气压和蒸汽温度的稳定性，使得在待处理流体的热处理过程中，换热单元2内的蒸汽温度始终保持在预设值，蒸汽与待处理流体始终在稳定的预设状态下进行换热处理，能够提高热处理效果。

其中，待处理流体输送至换热单元2之前，可先对待处理流体进行换热或加热处理，适当的提高待处理流体的温度，避免待处理流体与换热单元2内蒸汽的温差过大而影响热处理效果。进入到换热单元2内的待处理流体的温度为0～70℃；优选为40～70℃，进一步优选为55～65℃。

换热单元内输入的蒸汽的初始温度，也即进入换热单元后，经过控制调节后腔体内部的蒸汽温度，该温度为T₁。进入换热单元2内的蒸汽与待处理流体换热，换热后得到的加热流体的温度为T₂。

使蒸汽的初始温度与加热流体的温度之间的温差保持在较小的范围，减小蒸汽初始温度与加热后的加热流体之间的温差，使流体热处理时的控温更准确，更有利于处理条件的稳定性，以提高热处理效果。其中，T₁-T₂<20℃，优选为0<T₁-T₂<15℃，进一步优选为0＜T₁-T₂≤10℃。

其中，蒸汽的初始温度范围为80～160℃，优选为90～150℃，进一步优选为95～130℃。具体地，当换热单元2内的绝对气压等于或低于1个大气压的处理条件时，蒸汽的初始温度范围为80～100℃，优选为90～100℃；当换热单元2内的绝对气压高于1个大气压的处理条件时，蒸汽的初始温度范围为100～160℃，优选为100～150℃，进一步优选为120～135℃。

待处理流体进入到换热单元2，与蒸汽换热后得到的加热流体的温度范围为75～155℃，优选为86～145℃，进一步优选为90～125℃。

待处理流体在换热单元2内与蒸汽换热所得的加热流体由换热单元2的底部进入至流体容置单元17，通过第三调节阀和液位检测器件的联动控制，可以调控加热流体在流体容置单元17内的停留时间，该时间范围为1～120s，优选为2～60s，进一步优选为5～15s。

处理后的加热流体经输料管道12输送至脱水单元4的真空脱水器件，在真空脱水器件内脱水后排出。加热流体在真空脱水器件内脱水过程中，降温至55～70℃，优选为60～65℃。

具体实施例

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1、2、3、4以乳清蛋白为乳化剂的ARA(花生四烯酸甘油酸三脂)乳液为杀菌目标物，并向乳液中添加以大肠菌群和枯草芽孢杆菌作为指示菌，在不同杀菌强度条件下的杀菌，通过评估指示菌的杀灭效果、乳清蛋白(总β-乳球蛋白)变性率和目标物ARA的保留率为指标评估不同杀菌强度对产品的影响。

实施例1

步骤1：开启真空处理器件和第一调节阀11，抽取换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2处的蒸汽温度预设值为90℃，连接管10上的蒸汽温度预设值为88℃。通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入1bar(绝对压力)洁净蒸汽，洁净蒸汽进入换热单元2的速度由换热单元2内部真空度控制(设置真空度-30kPa，对应蒸气温度90℃)。当连接管10处的温度超过88℃，关闭压力调节结构和第一调节阀11，换热单元内的真空度达到-30KPa时，腔体内部蒸气为温度90℃；ARA乳液以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在ARA乳液表面冷凝释放潜热，将ARA乳液迅速加热至75～85℃；在上述过程中，通过调控真空处理器件、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：ARA乳液在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留60s；

步骤3：换热单元2内处理后的ARA乳液进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。

实施例2

步骤1：开启真空处理器件和第一调节阀11，抽取换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为98℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为98℃。通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入1bar(绝对压力)洁净蒸汽，洁净蒸汽进入换热单元2的速度由换热单元2内部真空度控制(设置真空度-7kPa，对应蒸气温度98℃)。当连接管10处的温度超过98℃，关闭压力调节结构和第一调节阀11，换热单元内的真空度达到-7kPa时，腔体内部蒸气为温度98℃；ARA乳液以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在ARA乳液表面冷凝释放潜热，将ARA乳液迅速加热至85～95℃；在上述过程中，通过调控真空处理器件、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：ARA乳液在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留15s；

步骤3：换热单元2内处理后的ARA乳液进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。

实施例3

步骤1：开启排空阀16和关闭第一调节阀11，通入蒸汽，同时排出换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为130℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为125℃。温度达标时关闭排空阀和第一调节阀11，通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入270KPa(绝对压力)洁净蒸汽，至换热单元内的气压达到270KPa后，ARA乳液以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在ARA乳液表面冷凝释放潜热，将ARA乳液迅速加热至115～125℃；在上述过程中，通过调控排空阀、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：ARA乳液在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留5s；

步骤3：换热单元2内处理后的ARA乳液进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。实施例4

步骤1：开启排空阀16和关闭第一调节阀11，通入蒸汽同时排出换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为150℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为145℃。关闭排空阀16和第一调节阀11，通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入480KPa(绝对压力)洁净蒸汽，至换热单元内的气压达到480KPa(对应蒸汽温度为150℃)后，ARA乳液以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在ARA乳液表面冷凝释放潜热，将ARA乳液迅速加热至135～145℃；在上述过程中，通过调控排空阀、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的温度以使之稳定；

步骤2：ARA乳液在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留2s；

步骤3：换热单元2内处理后的ARA乳液进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。

结果表明，该装备在以上4种温度条件下的杀菌对ARA的目标物的含量没有影响，对大肠菌群均可以达到比较理想的杀灭效果，对于耐热芽孢在120℃以下的条件下杀灭效果不理想，随着杀菌温度条件在120℃以上，杀菌效果逐步改善，在140℃2s的条件下已能达到比较理想的杀灭效果。乳清蛋白变性方面(总β-乳球蛋白变性率)的变性率均≤20％的变性率，其中实施例1中虽然温度较低，但是因停留时间较长(60s),变性率为10％，实施例2的乳清蛋白变性率仅为2％，极大的降低了产品因变性造成的蛋白质凝固等情况，改善了以乳清蛋白作为乳化剂产品的溶解性。

实施例5、6、7、8以生牛乳为杀菌目标物，并向乳液中添加以大肠菌群和枯草芽孢杆菌作为指示菌，在不同杀菌强度条件下的杀菌，通过评估指示菌的杀灭效果、乳清蛋白(β-乳球蛋白、乳白蛋白)变性率和硫胺素为指标评估不同杀菌强度对产品的影响。

实施例5

步骤1：开启真空处理器件和第一调节阀11，抽取换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为90℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为88℃。通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入1bar(绝对压力)洁净蒸汽，洁净蒸汽进入换热单元2的速度由换热单元2内部真空度控制(设置真空度-30kPa，对应蒸气温度90℃)。当连接管10处的温度超过88℃，关闭压力调节结构和第一调节阀11，换热单元内的真空度达到-30KPa时，腔体内部蒸气为温度90℃；生牛乳以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在生牛乳表面冷凝释放潜热，将生牛乳迅速加热至75～85℃；在上述过程中，通过调控真空处理器件、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：生牛乳在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留60s；

步骤3：换热单元2内处理后的生牛乳进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。

实施例6

步骤1：开启真空处理器件和第一调节阀11，抽取换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为98℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为98℃。通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入1bar(绝对压力)洁净蒸汽，洁净蒸汽进入换热单元2的速度由换热单元2内部真空度控制(设置真空度-7kPa，对应蒸气温度98℃)。当连接管10处的温度超过98℃，关闭压力调节结构和第一调节阀11，换热单元内的真空度达到-7kPa时，腔体内部蒸气温度为98℃；生牛乳以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在生牛乳表面冷凝释放潜热，将生牛乳迅速加热至85～95℃；在上述过程中，通过调控真空处理器件、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：生牛乳在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留15s；

步骤3：换热单元2内处理后的生牛乳进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。

实施例7

步骤1：开启排空阀16和关闭第一调节阀11，通入蒸汽，同时排出换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为130℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为125℃。关闭排空阀16和第一调节阀11，通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入270KPa(绝对压力)洁净蒸汽，至换热单元内的气压达到270KPa(对应蒸汽温度为130℃)后，生牛乳以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在生牛乳乳液表面冷凝释放潜热，将生牛乳乳液迅速加热至115～125℃；在上述过程中，通过调控排空阀、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：生牛乳在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留5s；；

步骤3：换热单元2内处理后的生牛乳乳液进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至生牛乳摄氏度。

实施例8

步骤1：开启排空阀16和关闭第一调节阀11，通入蒸汽同时排出换热单元2内部的不凝性空气。状态监测器件5为温度计，换热单元2和连接管10上各设置一个，换热单元2内的蒸汽温度预设值为150℃，连接管10处的蒸汽温度预设值为145℃。关闭排空阀16和第一调节阀11，通过蒸汽输送管道8向换热单元2中通入480KPa(绝对压力)洁净蒸汽，至换热单元内的气压达到480KPa(对应蒸汽温度为150℃)后，ARA乳液以60℃的温度通过流体分散结构以300L/h的流量注入换热单元2中，蒸汽在生牛乳乳液表面冷凝释放潜热，将生牛乳乳液迅速加热至135～145℃；在上述过程中，通过调控排空阀、第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀的启停和/或开度情况，调控换热单元2内的蒸汽温度以使之稳定；

步骤2：生牛乳在加热后落入换热单元2的底部，通过第三调节阀13和液位检测器件14联动控制加热流体在流体容置单元17内停留2s；；

步骤3：换热单元2内处理后的生牛乳乳液进入脱水单元4内部，迅速脱去水分，其温度降低至60～65摄氏度。

结果表明，该装备在以上4种温度条件下的杀菌对大肠菌群均可以达到比较理想的杀灭效果，对于耐热芽孢在120℃以下的条件下杀灭效果不理想，随着杀菌温度条件在120℃以上，杀菌效果逐步改善，在140℃2s的条件下已能达到比较理想的杀灭效果。乳清蛋白变性方面(总β-乳球蛋白变性率)的变性率均≤20％的变性率，其中实施例5中虽然温度较低，但是因停留时间较长(60s),变性率为10.3％，实施例6的乳清蛋白变性率仅为2.5％，极大的降低了产品因变性造成的蛋白质凝固等情况，改善了以乳清蛋白作为乳化剂产品的溶解性。硫胺素(维生素B1)损失率随着温度条件的升高，不过整体损失率均不高，产品质量影响不大。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。