阅读说明：本技术 一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺 (Ultra-high temperature sterilization process for particle-containing beverage ) 是由 茅嘉惠 杨亚军 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺,包括以下步骤：(1)将颗粒平衡罐中的含颗粒饮料依次通过第一换热器和保温管升温至杀菌温度进行杀菌；(2)将杀菌后的含颗粒饮料依次通过第二换热器和冷却器降温至灌装温度；(3)将降至灌装温度的含颗粒饮料通过背压阀后回收或排放,并检测其浓度是否合格；(4)当回收或排放的含颗粒饮料浓度合格后,关闭背压阀,将降至灌装温度的含颗粒饮料通入颗粒背压罐中,向颗粒背压罐中持续补充无菌背压气,通过颗粒背压罐维持系统中的压力。本发明一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺,系统保持连续输出物料,使含颗粒饮料口味和质量稳定,产品能达到商业无菌的水平,有效的延长了产品的保质期。(The invention discloses an ultrahigh-temperature sterilization process for particle-containing beverage, which comprises the following steps: (1) heating the beverage containing particles in the particle balancing tank to a sterilization temperature through a first heat exchanger and a heat preservation pipe in sequence for sterilization; (2) cooling the sterilized beverage containing particles to the filling temperature through a second heat exchanger and a cooler in sequence; (3) recovering or discharging the beverage containing particles cooled to the filling temperature after passing through a back pressure valve, and detecting whether the concentration of the beverage is qualified or not; (4) and when the concentration of the recovered or discharged beverage containing particles is qualified, closing the backpressure valve, introducing the beverage containing particles which is cooled to the filling temperature into the particle backpressure tank, continuously supplementing sterile backpressure gas into the particle backpressure tank, and maintaining the pressure in the system through the particle backpressure tank. The ultrahigh-temperature sterilization process for the granular beverage, disclosed by the invention, has the advantages that the continuous material output is kept, the taste and the quality of the granular beverage are stable, the commercial sterile level of the product can be reached, and the quality guarantee period of the product is effectively prolonged.)

一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺

技术领域

本发明涉及饮料生产技术领域，特别涉及一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺。

背景技术

含颗粒饮品具有较高的营养价值和独特的口感风味，是在国内兴起、东南亚市场热销的饮品，在我国也广为消费者接受。但国内外暂时没有将液体类UHT应用于含颗粒饮料的灭菌处理上。主要原因就是系统升温需要加压，而加压的同时又不能破坏颗粒物的完整性，选择常规加压背压阀又会造成颗粒挤压破损。因此很多客户只能选择杀菌锅单批量一锅一锅加压蒸煮，但杀菌锅灭菌能力低，每个批次灭菌量受限不能连续供应，中途需要换罐供料。同时锅内升温后中心温度不达标导致杀菌不彻底，并且锅壁表面容易结垢焦糊及清洗困难，以及维护成本高等问题困扰的诸多客户。其次客户每次调整产品时都需要通过人工操作，运行效率低且误操作风险大。

目前市场上的含颗粒饮品包括含有椰果的椰奶饮品、含有草莓颗粒的果汁、含有黄桃果肉的果汁、含有芦荟颗粒的果汁、含有谷物颗粒的谷物饮品等。对此类产品选用杀菌温度85℃的巴氏杀菌机进行处理，杀菌温度低，不需要加压升温杀菌，虽然很多致病菌营养体在巴氏杀菌过程中就可以杀死，但是一些巴氏杀菌杀不死的耐热芽孢还是会影响到产品的保质期。为了确保产品能在常温下存放更长的时间，需要对产品进行更高温度的灭菌处理，就要求内部压力不断提高。

但各种常规的背压阀内部结构很容易对料液中的颗粒物造成挤压损伤，破坏了颗粒物的完整性，造成最终产品感官的缺失。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺，在出口位置设置颗粒背压罐，并向颗粒背压罐中持续补充无菌背压气，通过颗粒背压罐维持系统中的压力，使高温段可维持原杀菌温度；系统保持连续输出物料，使含颗粒饮料口味和质量稳定，以最大限度的减小产品在物理、化学及感官上的变化，使产品能达到商业无菌的水平，可在非冷藏条件下进行储存、运输和销售，有效的延长了产品的保质期。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺，包括以下步骤：

(1)将颗粒平衡罐中的含颗粒饮料依次通过第一换热器和保温管升温至杀菌温度进行杀菌；

(2)将杀菌后的含颗粒饮料依次通过第二换热器和冷却器降温至灌装温度；

(3)将降至灌装温度的含颗粒饮料通过背压阀后回收或排放，并检测其浓度是否合格；

(4)当回收或排放的含颗粒饮料浓度合格后，关闭所述背压阀，将降至灌装温度的含颗粒饮料通入颗粒背压罐中，向所述颗粒背压罐中持续补充无菌背压气，通过所述颗粒背压罐维持系统中的压力。

优选地，在步骤(1)之前，向所述颗粒平衡罐中通入RO水，使其依次经过所述第一换热器、所述保温管、所述第二换热器、所述冷却器、所述背压阀后回流至所述颗粒平衡罐中。

更优选地，在步骤(1)之前，向所述颗粒背压罐通入高温蒸汽，使其分别进入与所述颗粒背压罐连通的进料管路和出料管路，并关闭所述背压阀和所述进料管路之间的出料控制阀，以隔断所述RO水和所述高温蒸汽，杀菌完成后，排出冷凝水。

优选地，在步骤(4)中，关闭所述背压阀后，对用于回收或排放含颗粒饮料的第一管路进行CIP清洗。

优选地，使换热媒介循环通过所述第一换热器和所述第二换热器，并通过蒸汽对进入所述第一换热器之前的换热媒介进行加热。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种用于含颗粒饮料的超高温灭菌工艺，在出口位置设置颗粒背压罐，并向颗粒背压罐中持续补充无菌背压气，通过颗粒背压罐维持系统中的压力，使高温段可维持原杀菌温度；系统保持连续输出物料，使含颗粒饮料口味和质量稳定，以最大限度的减小产品在物理、化学及感官上的变化，使产品能达到商业无菌的水平，可在非冷藏条件下进行储存、运输和销售，有效的延长了产品的保质期。

附图说明

附图1为为应用本发明工艺的含颗粒饮料超高温灭菌生产线的结构示意图。

其中：1、进料截止阀；2、进料阀；3、排空阀；4、颗粒平衡罐；5、输送泵；6、流量计；7、第一换热器；8、杀菌温度检测仪；9、蒸汽比例调节阀；10、保温管；11、热水换热系统；12、第二换热器；13、冷却器；14、背压阀；15、回流截止阀；16、CIP进液阀；17、出料控制阀；18、蒸汽疏水阀；19、颗粒背压罐；20、SIP蒸汽进口阀；21、无菌背压气进口阀；22、回流排放阀；23、进料管路；24、出料管路；25、第一管路。

A、前调罐含颗粒饮料进；B、CIP回流；C、CIP液进；D、高温蒸汽进口；E、无菌背压气进口；F、产品出口；G、RO水进；H、蒸汽进；I、冷却液进；J、冷却液出。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

本发明工艺用于处理浓度≤60％，即100g物料中果肉颗粒含量不大于60g的物料，物料由规格≤5×5×5mm的果肉颗粒和料液按比例混合制成。

为了保证杀菌段能升温至100℃以上进行杀菌，必须给予系统内部特定压力，料液在常压环境下最高只能将温度升至100℃，不一定可以完全杀灭部分耐热微生物和芽孢，而常规UHT系统是通过各种类型的背压阀来实现系统加压至2bar以上，用以有效的将物料温度提升至135℃甚至更高温度，并在这一温度下保持杀菌时间不小1s进行超高温瞬时灭菌的。

参见图1所示：

首先，对UHT系统进行SIP灭菌：

对所有和物料接触的管路进行SIP热处理灭菌，确保后期加工物料不会染菌，UHT系统内部可以通过热水或过热水灭菌。通过RO水管路对颗粒平衡罐4补充RO水，通过流量计6 检测流量，实时反馈调整输送泵5频率，精准的控制输出流量。接着RO水进入第一换热器 7，通过换热器出口位置的杀菌温度检测仪8，实时检测出口RO水温度情况并反馈调整蒸汽比例调节阀9开度，修正热水换热系统11进入第一换热器7中换热媒介(在本实施例中，换热媒介为热水)的温度。将UHT系统内部RO水温度升温至热水灭菌要求温度 100℃以上或过热水140℃以上，再进入后端的保温管10中灭菌,通过后再进入第二换热器 12灭菌，随即进入冷却器13冷却。再经过出料控制阀17，出料控制阀17处于关闭状态，上阀腔和下阀腔互不联通，高温RO水经过出料控制阀17上阀腔后，再流入回流截止阀 15，回流截止阀15处于打开状态，上阀腔和下阀腔相互联通，高温RO水填满整个阀腔，此时CIP进液阀16处于关闭状态，高温RO水只能继续往背压阀14流动，此背压阀14起到了给系统加压的作用，系统只有在带压的情况下，杀菌段灭菌温度才能升至100℃以上。高温RO水通过背压阀14后回流至回流排放阀22，回流排放阀22处于关闭状态，高温RO 水经过下阀腔流入上阀腔流出，再经过进料阀2，进料阀2处于关闭状态，上阀腔和下阀腔互不联通，高温RO水回流至颗粒平衡罐4中继续反复循环供应输送泵5输出，对整个 UHT系统管路维持大于30分钟以上的循环灭菌工作。

对颗粒背压罐19以及与其连通的进料管路23和出料管路24进行SIP热处理灭菌。高温蒸汽通过SIP蒸汽进口阀20进入颗粒背压罐19中，SIP蒸汽进口阀20处于打开状态，上阀腔和下阀腔相互联通，高温蒸汽进入进料管路23(位于颗粒背压罐19和出料控制阀17之间)和出料管路24中，对颗粒背压罐19、进料管路23和出料管维持大于30分钟以上的高温蒸汽灭菌，将冷凝水通过蒸汽疏水阀18排出。

其次，UHT系统正常生产：

前调罐含颗粒饮料进A输送的物料通过排空阀3将来料管路内部残水排空，低浓度的残料通过进料截止阀1打开回流至前调罐中继续调配。待产品浓度和颗粒含量合格后(料顶水)，进料截止阀1关闭，含颗粒物料只能通过进料阀2下阀腔进入，进料阀2处于打开状态，上阀腔和下阀腔相互联通，含颗粒物料进入颗粒平衡罐4中缓冲，用以为UHT系统后端提供稳定的流量。含颗粒物料通过流量计6检测流量，实时反馈调整输送泵5频率，精准的控制输出流量。然后进入第一换热器7升温，通过换热器出口位置的杀菌温度检测仪8实时检测出***颗粒物料温度情况，并反馈调整蒸汽比例调节阀9开度，修正热水换热系统 11进入第一换热器7换热媒介(热水)的温度。将UHT系统内部含颗粒物料温度升温至灭菌要求的135℃，再进入后端的保温管10，保持不小于1s的超高温瞬时灭菌，通过后再进入第二换热器12，采用回流的低温热水进行预降温，随后再进入冷却器13降温至灌装温度。再经过出料控制阀17，出料控制阀17处于关闭状态，上阀腔和下阀腔互不联通，含颗粒物料经过出料控制阀17上阀腔后，再流入回流截止阀15，回流截止阀15处于打开状态，上阀腔和下阀腔相互联通，含颗粒物料填满整个阀腔，此时CIP进液阀16处于关闭状态，含颗粒物料往背压阀14流动，通过背压阀14给系统加压。部分含颗粒物料经过此背压阀14会存在挤压破损，经过背压阀14后的含颗粒物料经过第一管路25流入回流排放阀 22，回流排放阀22处于打开状态，含颗粒物料直接进行排放。通过排放口检测物料指标是否合格，人工确认合格后(料顶水)，出料控制阀17打开，出料控制阀17处于打开状态，上阀腔和下阀腔相互联通，同时回流截止阀15关闭，使含颗粒物料不经过背压阀14，直接被完整的送入颗粒背压罐19中。而此时颗粒背压罐19通过无菌背压气进口阀21，源源不断的补充无菌背压气，保持UHT系统所需的加压压力，以维持UHT系统升温的稳定。含颗粒物料通过颗粒背压罐19的背压压力输送，为后端灌装设备提供稳定灌装流量。

同时，打开CIP进液阀16，CIP液进入，通过回流截止阀15上阀腔，进入背压阀 14，再通过回流排放阀22，此阀门处于打开状态不断排放，CIP液对于刚刚物料流经的阀门和第一管路25进行清洗。

在颗粒背压罐19中，无菌背压气从上方进入颗粒背压罐19，而含颗粒物料则从下方进入颗粒背压罐19。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。