เครื่องฆ่าเชื้อแบบท่อทำงานอย่างไร? การให้ความร้อน การคงอุณหภูมิ การทำให้เย็น และการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ

สำหรับผู้แปรรูปอาหาร เครื่องดื่ม และผลิตภัณฑ์จากนม การให้ความร้อนเป็นขั้นตอนสำคัญที่รับประกันความปลอดเชื้อเชิงพาณิชย์และยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์โดยไม่ต้องพึ่งระบบควบคุมอุณหภูมิแบบเย็น เครื่องฆ่าเชื้อท่อ (มักจัดวางโครงสร้างเป็นระบบอุณหภูมิสูงมาก หรือ UHT) คือมาตรฐานอุตสาหกรรม

ความเข้าใจ หลักการทำงานของเครื่องฆ่าเชื้อแบบท่อ มีความสำคัญยิ่งต่อวิศวกรโรงงานและผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อที่มุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ป้องกันการสะสมสิ่งสกปรก และรักษาคุณภาพผลิตภัณฑ์ไว้ให้ดีที่สุด ด้วยฐานะผู้ผลิตเครื่องจักรสำหรับอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง Weishu ออกแบบและผลิตระบบการให้ความร้อนแบบท่อเฉพาะทางตามความต้องการ โดยสอดคล้องกับมาตรฐานสุขอนามัยระดับโลกที่เข้มงวด

เครื่องฆ่าเชื้อแบบท่อเชิงพาณิชย์คืออะไร และใช้งานในสถานการณ์ใดบ้าง

เครื่องฆ่าเชื้อด้วยความร้อนแบบท่อมีลักษณะเป็นระบบแลกเปลี่ยนความร้อนแบบต่อเนื่องในอุตสาหกรรม ซึ่งประกอบด้วยชุดท่อแบบคอนเซนตริกหรือกลุ่มท่อมากกว่าหนึ่งท่อที่ถูกจัดเรียงอยู่ภายในปลอกภายนอก ผลิตภัณฑ์ไหลผ่านท่อชั้นใน ในขณะที่ตัวกลางให้ความร้อนหรือทำความเย็นไหลผ่านปลอกภายนอกในทิศทางตรงข้ามกัน

ต่างจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ซึ่งใช้ช่องว่างแคบและเป็นรอยหยัก โครงสร้างแบบท่อให้ช่องทางการไหลที่เรียบลื่นและไม่มีสิ่งกีดขวาง ข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างนี้ทำให้สามารถทนต่อแรงดันในการทำงานสูงและสิ่งสกปรกที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ได้ดีเลิศ

การประยุกต์ใช้งานหลักในอุตสาหกรรม:

• ผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูง: ปุรี ซอสมะเขือเทศ แยม ซอส และอาหารสำหรับทารก

• เครื่องดื่มที่มีเส้นใยและเนื้อผลไม้: น้ำส้มคั้นพร้อมเนื้อผลไม้ น้ำผลไม้เข้มข้น และเครื่องดื่มจากพืช ( tubular sterilizer for juice with pulp ).

• ผลิตภัณฑ์นมและทางเลือกแทนนม: นมยูเอชที นมแต่งรส ครีม นมถั่วเหลือง และนมโอ๊ต

เครื่องฆ่าเชื้อแบบท่อมีหลักการทำงานอย่างไร ทีละขั้นตอน?

หลักการทํางานของ เครื่องฆ่าเชื้อแบบท่อ UHT อาศัยวงจรความร้อนแบบต่อเนื่องที่แม่นยำ แบ่งออกเป็นสี่ระยะทางกายภาพที่ผสานกันอย่างแนบเนียน ได้แก่ ระยะก่อนให้ความร้อน/ให้ความร้อน ระยะคงอุณหภูมิ ระยะทำให้เย็นลง และระยะถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ

ระยะให้ความร้อนและระยะคงอุณหภูมิทำงานอย่างไรจึงสามารถฆ่าเชื้อได้อย่างสมบูรณ์?

1. ระยะก่อนให้ความร้อนและระยะให้ความร้อนแบบยูเอชที: ผลิตภัณฑ์ดิบเข้าสู่ระบบผ่านปั๊มแรงดันสูงแบบสุขาภิบาล (มักเป็นปั๊มแบบย้ายปริมาตรบวกหรือปั๊มเหวี่ยงหลายขั้นตอน) จากนั้นไหลผ่านส่วนกู้คืนความร้อน ซึ่งผลิตภัณฑ์ร้อนที่ไหลกลับมาจะทำหน้าที่ให้ความร้อนเบื้องต้นแก่ของเหลวเย็นที่ไหลเข้ามา ต่อจากนั้น ผลิตภัณฑ์จะไหลเข้าสู่ส่วนให้ความร้อนหลัก ซึ่งน้ำร้อนพิเศษภายใต้ความดันสูงหรือไอน้ำทางอ้อมจะทำให้อุณหภูมิของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึงระดับสูงมาก (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 135°C ถึง 142°C)

2. ท่อกำหนดเวลาแบบแม่นยำ: เมื่อถึงอุณหภูมิการให้ความร้อนเพื่อทำลายเชื้อจุลินทรีย์เป้าหมายแล้ว ของเหลวจะไหลเข้าสู่ท่อเก็บความร้อนที่มีฉนวนกันความร้อนและผิวด้านในเรียบ ความเร็วของการไหลของของเหลวและความยาวที่แน่นอนของท่อจะกำหนดระยะเวลาในการคงอยู่ (โดยทั่วไปคือ 4 ถึง 6 วินาที สำหรับนม UHT หรือ 15 ถึง 30 วินาที สำหรับเนื้อผลไม้บด) การคงอยู่ภายใต้ความร้อนที่แม่นยำนี้จะทำลายสปอร์แบคทีเรียที่ทนทาน (เช่น Bacillus stearothermophilus ) โดยลดการเสื่อมสภาพจากความร้อนของรสชาติ สี และคุณค่าทางโภชนาการให้น้อยที่สุด

การระบายความร้อนและการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อช่วยป้องกันการปนเปื้อนซ้ำได้อย่างไร

1. การระบายความร้อนแบบหลายขั้นตอน ทันทีหลังจากออกจากท่อเก็บความร้อน ผลิตภัณฑ์จะไหลเข้าสู่ส่วนการระบายความร้อน น้ำเย็นหรือไกลคอลที่ผ่านการทำความเย็นจะลดอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ลงอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเก็บรักษาหรือการบรรจุแบบปลอดเชื้อ (20°C ถึง 25°C }$สำหรับบรรจุภัณฑ์แบบปลอดเชื้อที่อุณหภูมิห้อง) การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจะหยุดปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดกลิ่นรสที่คล้ายถูกปรุงสุกเกินไปและสีน้ำตาล

2. การถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อและการป้องกันด้วยกำแพงไอน้ำ เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วจะไม่ถูกปนเปื้อนซ้ำก่อนการบรรจุ ของเหลวจะไหลผ่าน บล็อกวาล์วแบบปลอดเชื้อ ติดตั้งระบบป้องกันการรั่วของไอน้ำอย่างต่อเนื่อง (การให้ความร้อนด้วยไอน้ำตามแกนวาล์วและข้อต่อทั้งหมด) ความดันผลิตภัณฑ์ภายในเครื่องฆ่าเชื้อถูกควบคุมให้คงที่อย่างเข้มงวด สูงกว่า สูงกว่าความดันของตัวกลางในการทำความเย็น หากเกิดการรั่วซึมระดับจุลภาค ผลิตภัณฑ์จะรั่วออกภายนอกแทนที่จะเป็นตัวกลางที่ยังไม่ผ่านการฆ่าเชื้อไหลเข้ามาภายใน

เหตุใดจึงควรเลือกเครื่องฆ่าเชื้อแบบท่อมากกว่าเครื่องฆ่าเชื้อแบบแผ่นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูง

การเลือกระหว่างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นกับแบบท่อ ขึ้นอยู่กับความหนืดของของไหล ปริมาณอนุภาค และความดันในการทำงานเป็นหลัก