文/李志才 徐少同 姜竹茂 孫志強

（1山東省青島市畜禽良種有限公司；2上海南華換熱器制造有限公司；3山東省煙臺大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院；4山東省濰坊紫鳶科技發(fā)展有限公司）

隨著奶羊養(yǎng)殖業(yè)和羊乳生產(chǎn)加工技術(shù)的蓬勃發(fā)展，羊乳智能自動殺、滅菌生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)運而生，使得我國羊乳生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入智能、自動、高質(zhì)量的發(fā)展階段。

1 生產(chǎn)設(shè)備的類型

根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備殺菌和滅菌的功能特點，羊乳智能自動殺、滅菌生產(chǎn)設(shè)備類型可分為巴氏殺菌機組生產(chǎn)設(shè)備、亞高溫殺菌機組生產(chǎn)設(shè)備和超高溫瞬時滅菌機組生產(chǎn)設(shè)備；根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)能力分為1 T/H—5 T/H小型機組生產(chǎn)設(shè)備、6 T/H—10T/H中型機組生產(chǎn)設(shè)備、11T/H—20T/H大型機組生產(chǎn)設(shè)備和20T/H—50T/H超大型機組生產(chǎn)設(shè)備。

2 生產(chǎn)設(shè)備的特點

2.1 應(yīng)用于鮮羊乳的生產(chǎn)加工

羊乳智能自動巴氏殺菌機組生產(chǎn)設(shè)備，主要應(yīng)用于鮮羊乳的生產(chǎn)加工。采取72～82 ℃，15 s的巴氏殺菌工藝，對鮮羊乳在擠奶、儲存和運輸中產(chǎn)生的致病菌污染和其他生物污染源進(jìn)行殺滅操作，使其在最低的生產(chǎn)加工殺菌溫度條件下，保持鮮羊乳的營養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)智能自動巴氏殺菌機組殺菌的羊乳2～4 ℃冷藏保存，因包裝材料和包裝方式不同，其保質(zhì)期在48～72 h。

2.2 應(yīng)用于酸羊乳的生產(chǎn)加工

羊乳智能自動亞高溫殺菌機組生產(chǎn)設(shè)備，主要應(yīng)用于酸羊乳的生產(chǎn)加工。鮮羊乳采取95 ℃，持溫300 s，經(jīng)亞高溫殺菌工藝降溫至43℃后，泵入潔凈酸羊乳發(fā)酵罐中，投入酸羊奶發(fā)酵菌種。根據(jù)不同酸奶品種發(fā)酵時間的要求，經(jīng)4～8 h或更長發(fā)酵時間的發(fā)酵，生產(chǎn)加工凝固型或攪拌型酸羊乳。經(jīng)智能自動亞高溫殺菌設(shè)備殺菌制作的酸羊乳，于2～4 ℃冷藏保存，因包裝材料和包裝方式不同，其保質(zhì)期為7～21 天。

2.3應(yīng)用于液態(tài)常溫保存羊乳的生產(chǎn)加工

羊乳智能自動超高溫瞬時滅菌機組生產(chǎn)設(shè)備，主要應(yīng)用于液態(tài)常溫保存羊乳的生產(chǎn)加工。鮮羊乳經(jīng)135～140 ℃，4～10 s的瞬時滅菌工藝，使經(jīng)智能自動超高溫瞬時滅菌機組生產(chǎn)設(shè)備滅菌的羊乳達(dá)到無菌狀態(tài)，降溫至25 ℃后，進(jìn)行產(chǎn)品的無菌灌裝，常溫保存。因包裝材料不同，其保質(zhì)期為30～90 天。

羊乳智能自動超高溫瞬時滅菌機組生產(chǎn)設(shè)備有板式和管式2 種機型。板式超高溫瞬時滅菌設(shè)備的體積緊湊，在≤121 ℃滅菌條件下，具有換熱效率高、能耗低的特點。管式超高溫瞬時滅菌設(shè)備的特點是不使用密封膠墊，在≤135 ℃滅菌條件下，具有承受壓力高，高溫、高流速，生產(chǎn)加工能力大和連續(xù)生產(chǎn)時間長等突出的優(yōu)勢特點。

3 生產(chǎn)設(shè)備的工作原理

3.1 設(shè)計制造原則

羊乳智能自動殺、滅菌生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計制造，需要滿足羊乳智能自動生產(chǎn)加工的特殊要求，遵循智能自動科學(xué)、操作簡單容易和工況環(huán)境整潔等基本條件為原則。

3.2 工序互聯(lián)控制

羊乳智能自動殺、滅菌生產(chǎn)設(shè)備需要根據(jù)羊乳生產(chǎn)加工的工藝流程，能實現(xiàn)各工序、各工段之間互聯(lián)、互鎖的控制，各項技術(shù)參數(shù)可以相互傳遞、共享。智能自動系統(tǒng)雖然復(fù)雜，但采用了人機對話界面、可編程序控制器，操作簡單，自動顯示數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能控制生產(chǎn)。

3.3 設(shè)備功能自控

羊乳殺、滅菌生產(chǎn)加工的各工序、各工段的技術(shù)要求不一樣，其智能自動生產(chǎn)設(shè)備可根據(jù)不同技術(shù)參數(shù)要求，分別采取不同的智能自動控制措施。在人機對話界面、可編程序控制器上，能顯示不同工序、不同工段和不同自控類型與自控對象的多項信息數(shù)據(jù)，以滿足在同一人機對話界面，同時進(jìn)行多項技術(shù)處理和多個項目的交互對話，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的智能自控。

3.4 智能自動裝置的組成

羊乳智能自動殺、滅菌生產(chǎn)設(shè)備的智能自動裝置組成（HMI）主要由生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施硬件和智能系統(tǒng)應(yīng)用軟件與PC機操作軟件2 部分組成。主要有互聯(lián)網(wǎng)處理器、顯示屏、輸入設(shè)施、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲、傳感器、可編程序控制器（PLC）等自控設(shè)施設(shè)備。通過輸入（輸出）設(shè)施，如傳感器、觸摸屏、電腦、鍵盤、鼠標(biāo)等，編制文件、錄入?yún)?shù)或輸入（輸出）操作命令，實現(xiàn)人與機器和通訊網(wǎng)絡(luò)信息的交互傳遞和共享。

4 設(shè)備的應(yīng)用簡介

羊乳智能自動超高溫瞬時滅菌設(shè)備，是羊乳為達(dá)到常溫長效保存的目的，而必須應(yīng)用的生產(chǎn)設(shè)備。通過高溫?zé)崴畬⒀蛉榧訜嶂?35～140 ℃，經(jīng)過4～10 s的恒溫時間，殺滅羊乳中所有的細(xì)菌，使羊乳達(dá)到無菌的狀況，實現(xiàn)常溫長效保存的目的。羊乳經(jīng)乳酸菌發(fā)酵，pH值呈酸性（pH≤4.2 ）時，可采用滅菌溫度為95～115 ℃，持溫15～120 s的滅菌生產(chǎn)工藝，也能達(dá)到常溫長效保存的目的。現(xiàn)將羊乳智能自動超高溫瞬時滅菌設(shè)備的生產(chǎn)加工應(yīng)用簡介如下。

4.1 確定生產(chǎn)程序流程

確定羊乳超高溫瞬時滅菌生產(chǎn)加工的程序流程，需要根據(jù)羊乳超高溫瞬時滅菌生產(chǎn)加工的工藝要求，確定羊乳生產(chǎn)加工的程序流程，詳見圖1。

4.2 設(shè)置生產(chǎn)運行參數(shù)

羊乳智能自動超高溫瞬時滅菌機組設(shè)置生產(chǎn)運行參數(shù)，需根據(jù)羊乳超高溫瞬時滅菌生產(chǎn)加工程序流程，在以下4 個方面科學(xué)地設(shè)置生產(chǎn)運行參數(shù)，即消毒運行參數(shù)、生產(chǎn)類型參數(shù)、設(shè)備運行參數(shù)、清洗運行參數(shù)。通過設(shè)置生產(chǎn)運行參數(shù)，使羊乳超高溫瞬時滅菌機組在生產(chǎn)運行時，能根據(jù)設(shè)置的各種生產(chǎn)運行參數(shù)，通過生產(chǎn)設(shè)備各工序和各工段的信息數(shù)據(jù)傳感器，實現(xiàn)羊乳在超高溫瞬時滅菌生產(chǎn)加工的過程中，可以智能自動地分析數(shù)據(jù)信息并反饋相應(yīng)的應(yīng)答指令，智能自動調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備運行模式，保證羊乳超高溫瞬時滅菌生產(chǎn)加工的正常進(jìn)行和羊乳生產(chǎn)加工的滅菌質(zhì)量。

4.3 認(rèn)真監(jiān)控設(shè)備工況

羊乳超高溫瞬時滅菌機組可通過人機界面、可編程序控制器（PLC）標(biāo)注的“待機、消毒、生產(chǎn)、清洗和停機”等按鍵，一鍵式安全操作羊乳超高溫瞬時滅菌機組生產(chǎn)設(shè)備。也可以通過監(jiān)控人機界面、可編程序控制器（PLC）顯示的工況數(shù)據(jù)，認(rèn)真、適時地掌控羊乳超高溫瞬時滅菌機組的生產(chǎn)加工的實際狀況，保證生產(chǎn)設(shè)備正常、安全的運行。因此，在羊乳超高溫瞬時滅菌機組設(shè)備生產(chǎn)運行時，要認(rèn)真監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的運行工況，在生產(chǎn)設(shè)備智能自動的基礎(chǔ)上，再加上人工的實時監(jiān)控，確保生產(chǎn)設(shè)備的正常運行。

圖1 羊乳超高溫瞬時滅菌的生產(chǎn)加工程序流程

4.4 及時處理設(shè)備故障

羊乳超高溫瞬時滅菌生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)運行時，可能會發(fā)生滅菌溫度不達(dá)標(biāo)，物料出口溫度過高和設(shè)備流量降低等一系列問題故障，應(yīng)及時找出原因，排除故障，必要時咨詢設(shè)備的生產(chǎn)廠家，落實解決方案，不得違規(guī)運行，進(jìn)而影響羊乳的生產(chǎn)加工質(zhì)量。

4.5 設(shè)備嚴(yán)格清洗、消毒

在生產(chǎn)設(shè)備每次生產(chǎn)完畢后，必須按照規(guī)定步驟進(jìn)行CIP自動清洗，確保生產(chǎn)設(shè)備的清潔衛(wèi)生和干燥。

為了確保設(shè)備系統(tǒng)無菌，在設(shè)備開始生產(chǎn)運轉(zhuǎn)前，需要對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行130 ℃無菌熱水，持續(xù)30 min的無菌消毒處理。在生產(chǎn)過程中，一旦滅菌溫度低于生產(chǎn)工藝規(guī)定的溫度，無菌環(huán)境遭到污染，生產(chǎn)設(shè)備就需要重新進(jìn)行滅菌消毒。

4.6 安全第一，杜絕事故

羊乳超高溫瞬時滅菌機組屬于高溫、高壓生產(chǎn)設(shè)備，在生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)運行時，必須嚴(yán)格認(rèn)真地執(zhí)行生產(chǎn)設(shè)備操作規(guī)程。在進(jìn)行電路檢修時，必須由合格的持證電工進(jìn)行檢修。在對氣動閥門、管道等高壓設(shè)施進(jìn)行檢修時，必須確認(rèn)壓力已經(jīng)全部卸載、排空后，再進(jìn)行檢修。生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)施必須在完好無故障、安全的狀態(tài)下，方可投入生產(chǎn)使用。為生產(chǎn)設(shè)備配套的水、電、蒸汽和壓縮空氣必須符合安全規(guī)定。生產(chǎn)設(shè)備操作人員務(wù)必牢記安全注意事項，確保正確的生產(chǎn)設(shè)備，杜絕發(fā)生安全事故。