本發明涉及鮮奶采用熱水加熱巴氏方法殺菌的殺菌設備，屬于鮮奶加工領域，特別是一種經過特定設計，通過測定鮮奶與加熱熱水溫度，控制鮮奶與加熱熱水流量，精確控制消鮮奶殺菌溫度和殺菌時間，滿足巴氏方法殺菌要求的鮮奶殺菌設備。

背景技術：

巴氏消毒最先用于牛奶的殺菌，其目的是殺死牛奶中可能存在的所有有害微生物（包括致病菌）。牛奶巴氏殺菌是目前最理想、最有效的牛奶殺菌方法，既能起到殺菌效果，又能保持營養成份，不加任何防腐劑，有利于食用者身體健康，特別是可延長保質期和貯藏期。

目前國際上通用的巴氏消毒法主要有兩種：第一種是將牛奶加熱到62~65℃，保持30分鐘。可殺死牛奶中各種生長型致病菌，滅菌效率可達97.3%~99.9%，經消毒后殘留的只是部分嗜熱菌及耐熱性菌以及芽孢等，但這些細菌占多數的是乳酸菌，乳酸菌不但對人無害反而有益健康。這種方法目前使用較少。第二種方法是將牛奶加熱到75~90℃，保溫13~15秒，其殺菌時間更短，工作效率更高。但殺菌的基本原則是，能將病原菌殺死即可，溫度太高、高溫時間太長反而會有較多的營養損失。

經調研考察，目前市面上售賣和使用的多數牛奶巴氏殺菌機，并不能很好地按照第二種方法進行殺菌，不能嚴格控制地殺菌溫度75-90℃和殺菌時間15-16秒，實際操作中多存在“一鍋煮30分鐘”現象，殺毒時間長效率低，長時間在殺菌溫度保溫或自然冷卻，耗能多、牛奶營養損失大，口感變差，牛奶香味消失，同時殺菌效果差，巴氏殺菌奶存在質檢部門抽查金黃色葡萄球菌與大腸菌群不合格現象。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決以上述不足，提供一種鮮奶熱水巴氏殺菌器，通過測定鮮奶與加熱熱水溫度，控制鮮奶與加熱熱水的流量，精確控制鮮奶殺菌溫度在80~85℃、殺菌時間在13~15秒，滿足巴氏方法殺菌要求的鮮奶殺菌設備，殺菌效率高，大幅減少殺菌牛奶營養損失，保持殺菌牛奶的牛奶香味與口感。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鮮奶熱水巴氏殺菌器，包括：原料奶進口、熱水進口、殺菌器外殼、殺菌管、殺菌奶溫度變送器、上奶箱、殺菌器管板、熱水出口、下奶箱。

所述殺菌器的進奶口與原料奶用管道相連接，原料奶經過泵流入上奶箱，并均勻分布到各個殺菌管，熱水進口用管道與熱水通熱水出口相連，熱水出口用管道與熱水桶回水口相連接，殺菌奶在下奶箱匯集流出，經冷卻后即為巴氏殺菌牛奶，進入冷藏箱或冷藏柜冷藏存放。

本發明的有益效果是：

本發明的殺菌器通過自動控制的控方法控制原料奶的流量和原料奶與熱水質量比，可以實現殺菌溫度80~85℃和殺菌時間13~15秒的精確控制，殺菌效率高，殺菌效果好，殺菌后牛奶營養損失少，保持了殺菌牛奶的牛奶香味與口感。

附圖說明

圖1為本發明的殺菌器結構示意圖；

圖中：1.原料奶進口，2.熱水進口，3.殺菌器外殼，4.殺菌管，5.殺菌奶溫度變送器，6.上奶箱，7.殺菌器管板，8.熱水出口，9.殺菌奶出口，10.下奶箱。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明：

如圖1所示，本發明所述殺菌器的進奶口1與原料奶用管道相連接，管道上裝有原料奶計量泵，原料奶經過原料奶計量泵流入上奶箱6，均勻分布到各個殺菌管4；所述殺菌器的熱水進口2與熱水用管道相連接，管道上裝有熱水計量泵，熱水經過熱水計量泵流入殺菌器殼程，即殺菌器外殼3內、殺菌器兩個管板7之間與殺菌管4外的空間，經熱水出口流出，經管道返回循環使用；在殺菌管4外壁將原料奶加熱80~85℃，并控制原料奶在殺菌管4內流過的時間在13-15秒之內；殺菌奶在下奶箱10匯集經殺菌奶出口9流出，經冷卻后即為巴氏殺菌牛奶，進入冷藏箱或冷藏柜冷藏存放。

為了將原料奶加熱溫度80~85℃，并將原料奶在殺菌管4內流過的時間在控制13-15秒之內，首先殺菌器直徑、殺菌管管長管徑和管數需做特別設計，其次在殺菌器使用時需對原料奶的流量F_M1以及原料奶與熱水的流量比做特別的控制。

殺菌器特別設計的實施，包括殺菌器直徑D、殺菌管的管直徑d、長度L和數量n的確定，需要嚴格按照預定的鮮奶處理量來計算。對于預定鮮奶處理量的殺菌器，殺菌管的管直徑d、長度L和數量n可以通過常規機械設計方法來確定，為保證原料奶在殺菌管4內流過的時間在控制13~15秒之內，15秒流經殺菌器的原料奶體積V：

V=15×FM1= n×L×π×d×d/4 （1）

由式（1）可得到：

F_M1= n×L×（π×d×d/4）/15 （2）

由式（2）可以得出，對于特定的殺菌器（規格尺寸已確定）和特定的殺菌時間15秒，原料奶流量F_M1值是確定的。

殺菌器操作與控制的實施，包括原料奶流量F_M1的調節，F_M1 /F_M2流量比K的調節與控制。實際操作控制時將原料奶流量F_M1與調到式（2）確定的固定值，固定原料奶計量泵頻率，實現流量F_M1穩定；

依據原料奶、熱水、殺菌奶間的能量守恒定律，將測量的溫度原料奶T₁、熱水T₂、殺菌奶T₃與原料奶流量F_M1、熱水流量F_M2數值變送進入殺菌器PLC控制器，并依據式（3）、式（4）進行運算；

C₁M₁（T₃- T₁）= C₂M₂（T₂-T₃） （3）

K= M₁/M₂×100% ≈F_M1/F_M2 （4）

其中：C₁、C₁為原料奶與熱水的質量比熱，可以通過實驗測定；M₁ 、M₂為原料奶與熱水的質量，原料奶的質量M₁=p₁×F_M1，熱水的質量 M₂= p₂×F_M2，其中p₁為原料奶密度、p₂為熱水的密度，可認為是常量，通過測定，p₁≈p₂；

料奶流量F_M1與調到式（2）確定的固定值，一般原料奶溫度T₁設在45~50℃，熱水溫度T₂設在90~95℃，殺菌奶溫度T₃根據殺菌需要通常為80~85℃，由式（3）、式（4）計算后可以得到固定的K值，PLC控制器根據固定的K值，通過熱水計量泵調節流量F_M2實現80~85℃殺菌。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。