利乐UHT杀菌原理

3000 2500 2000领域
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灭菌原理简介


灭菌原理 D值：特定温度下，使微生物减少至原始菌数的1/10时 所需保温的时间。 D值(秒) 2.3 12.3 408
枯草芽孢杆菌： 肉毒梭状芽孢杆菌： 嗜热脂肪芽孢杆菌：
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灭菌原理简介
灭菌曲线 算术曲线图
4500 4000
半对数曲线图
4 3 ,5
L o g S u rviv 指数残余量 o r s
0 5 Tim e 10 15
残余微生物量
3500
3 2 ,5 2 1 ,5 1 0 ,5 0 0 5 T im e 10 15
No of S urv iv ors
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灭菌原理简介
UHT加工中的常用语 商业无菌 (Commercial sterility) * 产品处于无致病微生物； * 无微生物毒素； * 在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增殖的状态 。 Condition which is free from pathogens, microbiological toxin compounds, and microorganisms capable of multiplication under normal conditions of storage and distribution in the products.
3–5 Ca. 15 10 – 20 40 – 50
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鲜奶加工工艺 酸奶饮料加工工艺
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包装材 料杀菌
制造并保持 包装过程中 的无菌环境
密封包装
产品 杀菌
无菌运输
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一.纯奶加工工艺
Pasteurisation 巴氏杀菌
% Loss 损失百分比
1–2
Short Boiling 短时沸腾
UHT – Treatment 超高温处理 Retorting 保持灭菌
Ca. 5
3–4 6 – 10
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Table 4: Losses of Vitamin D 维他命D的损失
Z值的使用
如果某种微生物Z值为10 0C ，并且D65 = 50秒，
这就意味着： D75 = 5 秒 D85 = 0,5 秒 D95 = 0,05 秒
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耐热细菌：
细菌 D90-value (hrs) 0,01 sec 1 30 >100 < 0,02 3,3 D121-value (sec) “0” 1,4 60 330 <0,048 12
UHT
Aseptic Transfer
Aseptic Packaging
Heat Exchanger Separator Homogenisator Deaerator Pumps
Components Heat Exchanger Steam Injector Homogenisator Deaerator/Flash cooler Pumps
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UHT产品的定义

将物料在连续流动的状态下通过热交换器加 热至135～150℃，并在这一温度下保持一定 的时间以使其达到商业无菌的水平； 灭菌后的产品应在无菌状态下灌装于无菌包 装容器中，以使产品能够在非冷藏条件下进 行储存、运输和销售。

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Pasteurisation 巴氏杀菌
10 0 0 0 –5 10
Short Boiling 短时沸腾
10 – 20 ? 0 5–8 20
UHT 超高温
5 – 15 4 0 10 10 – 20
Retorting 保持灭菌
30 – 40 6 0 25 80 - 100
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灭菌原理简介
UHT生产既要考虑灭菌效果，同时也要考虑到化学效果， 如酶的失活及营养素的破坏。从而引入UHT乳灭菌所要考虑的 两个因素，即： 细菌性效果：B* = (t/10.1)*10(θ
-135)/10.5 -135)/31.4
化学性效果：C* = (t/30.5)*10(θ

保持灭菌
105～120℃
10～70分钟
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UHT加工中的常用语 灭菌 (Sterilization) 杀灭产品中所有微生物的过程(用100℃以上的温度进行 的热处理)。 A process applied to a product with the object of destroying all microorganisms (by heat treatment at a temperature exceeding 100 ℃).
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对D值的解释
D65 = 1 min的含义是： 65 0C 时，灭菌时间每延长一分钟，微生物数量减少为1D(减少 90%)。延长两分钟 微生物数量减少为2D(减少99%)
1D = 90
% 减少 = 1个 指数下降
2D = 99 % 减少 = 2个指数下降 3D = 99.9 % 减少 = 3个 指数下降 4D = 99.99 % 减少 = 4个 指数下降
一般要求：B*>1>C*，因此有---Tetra Pak
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不同的热处理对牛奶中营养成分的影响：
养分损失
VB1 VB2 VB6 VB12 VC 赖氨酸
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巴士杀菌 (%) 10 0 0-5 10 5-20 1-2
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D值
Semi Logarithmic Plot
4 3,5
D 值 = 3,2 秒
D-value:
is the time required for a process to reduce the number of a specific organism by 90 % or with
李氏菌
蜡样芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 嗜热脂肪芽孢杆菌
肉毒梭菌( B/E) 肉毒梭菌( A)
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一些微生物的典型灭菌速度数据：
微生物种类 热敏性细菌营养体 耐热性细菌营养体 细菌芽胞 酵母和霉菌 霉菌/内生孢子 D 值(分钟) 1.0 10.0 0.2 1.0 3.0 热处理温度(O C ) 微生物量减少12D 65 65 121 65 90 75O C /7秒 75O C /70秒 121O C /2.5分钟 75O C /7秒 121O C /2秒
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灭菌原理 Z值：一定反应效果下，使反应时间减少至原来的1/10 时所需的增加温度。 Z值(℃) 10.5 29.0 31.2 30.9
蜡样芽孢杆菌： 变色反应： VB1的损失反应： 赖氨酸损失反应；
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Components Aseptic Tank
Components Tetra Brik Aseptic Tetra Classic Aseptic
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一.纯奶加工工艺
1.加工设备(巴氏杀菌段)
板式热交换器
分离器
均质机 脱气机
泵
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Table 6: Losses of Vitamin C 维他命C的损失
Process 工艺
Pasteurisation 巴氏杀菌 Short Boiling 短时沸腾 UHT – Treatment 超高温处理 Retorting 保持灭菌
% Loss 损失百分比
5 – 20 15 – 20 10 – 20 30 – 50
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一.纯奶加工工艺
1.加工设备(UHT及无菌输送段)
板/罐式热交换器
蒸汽喷射器
均质机 脱气机
泵
无菌罐
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一.纯奶加工工艺
1.加工设备(无菌灌装段)
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Table 7: Losses of Folic Acid 叶酸的损失
Process 工艺
Pasteurisation 巴氏杀菌 Short Boiling 短时沸腾 UHT – Treatment 超高温处理 Retorting 保持灭菌
% Loss 损失百分比
3
2,5 Log Survivors
2
Log Survivors
1,5
1
0,5
0 0 2 4 6 Time 8 10 12 14
1 Log Red 1D
( sec)
FiS Q A
2/9908 Centre
or
Technical Training Lund, Sweden
TM-00027:74
ppt
74
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灭菌原理
Q10值：温度每升高10 ℃，反应速度提高的倍数。
Q10值
化学反应：
芽孢反应：
2 ～ 3
8 ～ 10
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灭菌原理 F0值：特定温度时间组合下的灭菌效果。 F0 = (t/60)*10(T-121.1)/Z T：灭菌温度。 t：灭菌温度下的灭菌时间。 Z：根据芽孢种类不同其范围为10 ～ 10.8 ℃, 可 取10℃。 说明：若以优质的原料奶生产商业无菌奶，Fo值 最少需要5 ～ 6。
Packaging of chilled Product Reception & Storage Preprocessing/Pasteurisation RecombinaComponents tion
Components Tetra Brik Tetra Classic Tetra Top Tetra Rex
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乳品加工中热处理方式 初步杀菌：杀死低温菌的营养体。

巴氏杀菌：杀死所有的致病菌的营养体。
灭菌：杀死所有的微生物, 使产品能够在室温下储存 。

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乳品加工中主要的热处理类型 初步杀菌 LTLT巴氏杀菌 HTST巴氏杀菌 超巴氏灭菌 UHT灭菌 63～65℃ 63℃ 72～75℃ 126～138℃ 135～150℃ 15秒 30分钟 15～20秒 2～4秒 几秒

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灭菌原理

绝对无菌在生产实际中是不可能的：
并非所有的微生物在受到灭菌/消毒处理时都立即被杀 死。
相反：
在一定的时间里仅有部分微生物被杀死， 其余的则活了下来。
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--------灭菌效率
时间 微生物残余量 单位时间致死率 总致死量 指数减少倍数 0 1000000 0 0 0 1 100000 900000=90% 900000 1 2 10000 90000=90% 990000 2 3 1000 9000=90% 999000 3 4 100 900=90% 999900 4 5 7 8 0.1 0.01 0.9=90% 999999.9 0.09=90% 999999.99 7 8
I.U. Vitamin D per Litre Milk 国际单位/升奶维他命D
Pasteurisation 巴氏杀菌 80
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UHT-Treatment 超高温处理 77
Retorting 保持灭菌 75
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Vitamin 维他命
B–1 B–2 B–3 B–6 B – 12
超高温 (%) 5-15 4 10 10-20 10-20 3-4
保持灭菌 (%) 30-40 6 25 80-100 30-50 6-10
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Table 3: Lysine Losses Caused by Different Heating 在不同加热情况下赖氨酸的损失程度
Process 工艺