本發(fā)明涉及一種殺菌時間測定方法，特別涉及一種巴氏殺菌保持時間的測定方法，屬于優(yōu)質(zhì)乳優(yōu)化方法的一部分。本發(fā)明重點(diǎn)在于優(yōu)化優(yōu)質(zhì)乳殺菌時間的精確度，提高殺菌效率，減少營養(yǎng)成分殺菌流失。
背景技術(shù)：
：牛奶按照來源和加工方式可以分成：鮮牛奶、巴氏殺菌牛奶、超高溫殺菌牛奶、復(fù)原乳等。其中鮮牛奶中的營養(yǎng)價值最高，在經(jīng)過殺菌處理以后，牛奶中的部分營養(yǎng)成分流失，特別是復(fù)原乳經(jīng)過兩次高溫處理以后，營養(yǎng)成分損失最大，一般推薦學(xué)生飲用鮮牛奶或巴氏牛奶以獲得更高的營養(yǎng)價值。巴氏殺菌牛奶和超高溫殺菌牛奶相比，主要的區(qū)別就在于殺菌溫度的不同。超高溫殺菌牛奶需要將牛奶加熱到135-150℃的超高溫，保持3-7秒，實(shí)現(xiàn)殺菌，如此高的處理溫度是導(dǎo)致營養(yǎng)成分流失的主要原因。而巴氏殺菌牛奶則相比較為溫和，可以選擇62-65℃保持30分鐘，也可以選擇75-90℃保持15-16s完成殺菌，由于殺菌溫度相對較低，在殺滅病菌的同時能夠更好的保持食物中的營養(yǎng)物不被破壞?，F(xiàn)在生產(chǎn)線上應(yīng)用的巴氏殺菌設(shè)備的參數(shù)大多按照設(shè)備出廠預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行殺菌。設(shè)備生產(chǎn)廠商為了保證設(shè)備殺菌的可靠性，通常傾向于設(shè)置較高的殺菌溫度和較長的殺菌時間。這就導(dǎo)致鮮牛奶中的營養(yǎng)成分大量的流失，尤其是一些營養(yǎng)價值高，溫度敏感的營養(yǎng)成分，在殺菌過程中更加容易流失。例如牛奶中的乳過氧化物酶、乳鐵蛋白等，對于殺菌處理過程中的溫度非常敏感，在經(jīng)過超高溫瞬間殺菌處理以后，牛奶中基本檢測不到這些營養(yǎng)成分了。巴氏殺菌工藝的最主要優(yōu)勢就在于通過優(yōu)化巴氏殺菌參數(shù)可以很好的保持生鮮牛奶“色香味”。而實(shí)現(xiàn)生鮮牛奶“色香味”的最佳表現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)就在于，溫度和保持時間的組合。一方面要做到全面有效的殺滅有害微生物，另一方面又要盡可能地防止熱處理工藝對于鮮牛奶色香味的破壞。如何控制好巴氏殺菌的工藝就需要同時控制好巴氏殺菌的溫度和保持時間參數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的巴氏殺菌工藝就需要明確驗(yàn)證巴氏殺菌的工藝狀況，驗(yàn)證清楚巴氏殺菌的保持時間和保持溫度，并對其進(jìn)行優(yōu)化。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中巴氏殺菌保持時間不明確，影響巴氏殺菌牛奶品質(zhì)提升的不足，提供一種巴氏殺菌時間測定方法。針對于現(xiàn)有技術(shù)中尚無關(guān)于巴氏殺菌保持時間研究的問題，提出一種全新的巴氏殺菌保持時間研究方法，精確地測定出巴氏殺菌的保持時間，提高巴氏殺菌的效果，為優(yōu)質(zhì)乳提供可靠的質(zhì)量制備保證體系的一部分。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：一種巴氏殺菌時間測定方法，包括以下步驟：(1)在巴氏殺菌保溫管前端和后端分別設(shè)置至少一個檢測孔，對應(yīng)為前端檢測孔和后端檢測孔，在前端檢測孔和后端檢測孔中安裝至少一個電位監(jiān)測探頭。(2)在前端檢測孔的上游1-50cm處設(shè)置一針口，用于注入鹽水。(3)開始巴氏殺菌設(shè)備，用水代替牛奶，使水按照正常巴氏殺菌的程序中牛奶的流動形式在設(shè)備中流動。(4)從針口處注入鹽水，監(jiān)測前端檢測孔和后端檢測孔處的電位監(jiān)測探頭的電位變化，記錄兩者的電位峰值出現(xiàn)的時間差。本發(fā)明以上方法可以初略的測定得到巴氏殺菌設(shè)備的巴氏殺菌的保持時間，針頭注入的鹽水形成一小團(tuán)高離子濃度的流體，在流過電位監(jiān)測探頭的時候，電位監(jiān)測探頭會檢測到一段電位變化峰，其中峰值處即為鹽水形成的高離子濃度的流體的中央，根據(jù)兩個不同的監(jiān)測探頭測試得到的時間差，即可初略的認(rèn)為是流體在巴氏殺菌設(shè)備中的保留時間。還可以是記錄出現(xiàn)電位峰的開始時間或出現(xiàn)電位峰的結(jié)束時間，然后將前端檢測孔處和后端檢測孔處的電位峰時間求差，得到時間差，此時間差同樣可以反應(yīng)巴氏殺菌設(shè)備中的保持時間。但是因?yàn)槌霈F(xiàn)電位峰的開始時間和結(jié)束時間的時間位置點(diǎn)不清晰，或者難以精確記錄，故一般不采用電位峰開始出現(xiàn)或結(jié)束的時間求時間差。以電位峰出現(xiàn)的時間記錄求出時間差，具有時間精確度高，準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。巴氏殺菌保溫管是指巴氏殺菌機(jī)器的保溫管段，是巴氏殺菌設(shè)備實(shí)現(xiàn)巴殺的核心工段，牛奶在保溫管中保持預(yù)設(shè)的巴殺溫度，實(shí)現(xiàn)細(xì)菌殺滅。前后端設(shè)置的檢測孔，可以是一個檢測孔，也可以是多個檢測孔。一般根據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)設(shè)置一個檢測孔即可完成檢測分析的目的。在檢測孔中設(shè)置至少一個電位監(jiān)測探頭，電位檢測探頭用于監(jiān)測巴殺設(shè)備中流體的流過(監(jiān)測高濃度離子團(tuán)移動)時間，優(yōu)選地只設(shè)置一個電位監(jiān)測探頭，探頭設(shè)置在管道剖面的中心位置。電位探頭的檢測頭位于管道剖面的中心位置(靠近/接近)，根據(jù)管道也流體的流動特性，中心位置的流體流動最為活躍，高濃度離子團(tuán)流過的濃度最高，可檢測的電信號最強(qiáng)，檢測精度最佳。進(jìn)一步，還包括向同樣的巴氏殺菌設(shè)備中用清水代替牛奶進(jìn)行巴氏殺菌運(yùn)行處理，記錄一定量清水進(jìn)入設(shè)備到流出的時間vw。同樣的方式，將一定量牛奶進(jìn)行巴氏殺菌，記錄牛奶從流入到流出的時間vm。將vw和vm比較，得到牛奶和清水在設(shè)備中流動的速度比，將上述的清水流經(jīng)巴氏殺菌設(shè)備的時間差tw比例換算，得到牛奶在巴氏殺菌設(shè)備中的保持時間tm。計算公式：tm＝tw(vm/vw)tm＝調(diào)整后牛奶的保持時間。tw＝水保持時間，即鹽水試驗(yàn)結(jié)果。vm(乳流時間)＝泵送一定容量的牛奶所用的時間，以秒為單位。vw(水流時間)＝泵送等容量的水所用的時間，以秒為單位。通過如此設(shè)計的方案，牛奶的巴氏殺菌保留時間被精確測定下來，既充分考慮了牛奶的在巴殺設(shè)備中流動時不易測量的難題，又結(jié)合了牛奶和清水存在的密度差異可能引起的流動速度差異，經(jīng)過清水測量和比例換算以后，牛奶在巴殺過程中的保持時間被精確測定出來，為優(yōu)質(zhì)乳的更加精確的殺菌溫度提供了可靠的基礎(chǔ)。進(jìn)一步，所述電位監(jiān)測探頭是測定電導(dǎo)率的電導(dǎo)儀。電導(dǎo)儀是現(xiàn)有的設(shè)備容易獲得，并且經(jīng)過大量的調(diào)教精確度較高，方便測試控制精度。使用電導(dǎo)儀測定具有成本低，易實(shí)施，高效率的特點(diǎn)。進(jìn)一步，注入的鹽水是氯化鈉和/或氯化鉀溶液。選用常規(guī)容易獲得的鹽份配制成鹽水，易得，易用，電導(dǎo)率變化明顯。優(yōu)選地，注入的鹽水是氯化鈉溶液。常規(guī)的食鹽成分一致，不影響設(shè)備的清潔。也可以采用其他具有同等或類似性質(zhì)的鹽溶液，如氯化鉀、硝酸鈉、硫酸鈉等。進(jìn)一步，注入的鹽水的濃度是20-35wt％的氯化鈉溶液。選用濃度較大的氯化鈉溶液，在注入以后不被管道中的水溶液過度稀釋，檢測電導(dǎo)率變化更明顯，記錄電位變化精度更高。優(yōu)選地，注入30％濃度氯化鈉溶液30-100ml，最好是注入50ml濃度30％的氯化鈉溶液。進(jìn)一步，測試過程中使用的水是軟水，軟水中離子濃度比一般清水更低，對于電導(dǎo)率的干擾更小，提高電導(dǎo)儀測試得到的電導(dǎo)率峰值變化。進(jìn)一步，注入鹽水的位置一般選擇前端檢測孔的上游1-50cm處設(shè)置一針口，從針口注入鹽水，位置不宜太過接近電位監(jiān)測探頭，避免鹽水和流體混合情況不穩(wěn)定的時候流經(jīng)電位監(jiān)測探頭，導(dǎo)致檢測結(jié)果失去精確性。同樣的位置也不能太遠(yuǎn)，太遠(yuǎn)的情況下鹽水在流體中過分的溶解分散，導(dǎo)致前后端檢測的電位探頭檢測到的電信號精度降低，缺乏顯著的峰值信號，不能很好的確保檢測的精度。優(yōu)選地，在前端檢測孔的上游5-30cm處設(shè)置針口，用于注入鹽水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明優(yōu)質(zhì)乳巴氏殺菌時間測定方法，通過電位法測定巴氏殺菌過程中的保持時間，提高巴殺過程中的保持時間控制精度，為優(yōu)質(zhì)乳的制備提供穩(wěn)定可靠的設(shè)備保障。2.本發(fā)明的優(yōu)質(zhì)乳巴殺保持時間測定方法，利用鹽水溶液在管道中的擴(kuò)散和電位影響特征，在巴殺保溫管的進(jìn)口和出口測定溶液的電位峰，因?yàn)榘蜌⑦^程中管道內(nèi)的流體接近于平行流體，鹽水離子擴(kuò)散速度較慢，電位的波動變化基本和流體的流動位置相一致，檢測結(jié)果較為可靠準(zhǔn)確。3.本發(fā)明的優(yōu)質(zhì)乳巴殺保持時間測定方法，鹽水選用氯化鈉溶液的時候，氯化鈉成分是測試完成后容易清洗干凈，而且氯化鈉是可以食用的，即使微量殘留也不會有危險。氯化鈉在管道中的液體內(nèi)逐漸擴(kuò)散形成梯度的濃度的離子團(tuán)，容易被電導(dǎo)儀的探頭測試。4.本發(fā)明的優(yōu)質(zhì)乳巴殺保持時間測定方法，采用單獨(dú)的清水和牛奶對比流速，進(jìn)行牛奶保持時間的校正，經(jīng)過校正，保持時間的測試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。具體實(shí)施方式下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。經(jīng)過測試/維護(hù)檢測巴氏殺菌設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)以后，開展本發(fā)明的巴氏殺菌(巴殺)時間測定工作。以本公司的利樂殺菌機(jī)為例，進(jìn)行以下一系列的操作/測定工作。[實(shí)施例1]保溫管保持時間測試采用軟水(去除大部分離子，降低純水電導(dǎo)率，提高測量精度)，設(shè)備正常運(yùn)行，水溫24℃-26℃，均質(zhì)壓力19mpa，在殺菌機(jī)不升溫狀態(tài)下，采用回流循環(huán)方式進(jìn)行測試。將7％、30％濃度氯化鈉溶液50ml通過針管迅速打入保溫管前，當(dāng)1、2號電導(dǎo)率開始出現(xiàn)波動時用秒表計算時間，7％濃度氯化鈉溶液50ml進(jìn)去后，電導(dǎo)率無波動，因采用30％濃度氯化鈉溶液50ml，通過針管迅速打入保溫管前，當(dāng)1、2號電導(dǎo)率開始出現(xiàn)波動時用秒表計算時間。如下：表1：第一次電導(dǎo)率變化記錄此6組數(shù)據(jù)為較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。在此之前總共測試了20余組，由于偏差較大不能作為準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，重復(fù)測試直到獲得結(jié)果較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。分析原因：電導(dǎo)儀量程為0.1，氯化鈉經(jīng)稀釋后電導(dǎo)率較小，電導(dǎo)儀不能精確反饋實(shí)際數(shù)值，導(dǎo)致讀數(shù)由于數(shù)值相差較小，人工不能快速按秒表。通過小組確認(rèn)，為精益求精，以上數(shù)據(jù)僅作為參考。要求將電導(dǎo)儀的最小刻度0.1調(diào)整為0.01，繼續(xù)試驗(yàn)。[實(shí)施例2]保溫管保持時間測試測試過程同第一次測試，將電導(dǎo)儀最小顯示數(shù)值調(diào)整為0.01后，連續(xù)測試6次，具體數(shù)據(jù)如下：表2：第二次電導(dǎo)率變化記錄序號1讀數(shù)ms2讀數(shù)ms時間s11.761.8324.5021.441.3424.0931.531.4724.4741.621.5824.4151.691.6124.3961.571.5124.22從數(shù)據(jù)可以看到，最短保溫時間24.09秒，最長保溫時間24.41秒，平均保溫時間24.35秒。結(jié)合實(shí)施例1試驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：利樂殺菌機(jī)由于其工藝設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)，導(dǎo)致其保溫管要較一般巴氏殺菌長；另外由于顯示流量在9.1噸左右，流量過低對保溫時間也造成了影響。因此要求請利樂工程師到達(dá)現(xiàn)場，將流量調(diào)整至額定流量，完全模擬巴殺，用水代替奶測量保持時間。[實(shí)施例3]保溫管保持時間測試測試過程及具體數(shù)值，軟水10.2噸，均質(zhì)壓力19mpa，殺菌溫度85±2℃，斷開脫氣罐，流量由工程師調(diào)整至額定流量。具體數(shù)值如下：表3：第三次電導(dǎo)率變化記錄序號1讀數(shù)ms2讀數(shù)ms時間s10.950.9218.9320.951.0119.0431.000.9519.1540.960.9819.1050.971.0519.2560.970.8418.7870.951.0119.22從測試時間來看，軟水測試最短保持時間18.78秒、最長保持時間19.25秒，平均保持時間19.07秒，最大偏差0.33秒，沒有負(fù)偏差。注：理論保持時間根據(jù)利樂工程師提供的0.8保險系數(shù)推算，15秒/0.8＝18.75秒。[實(shí)施例4]水/牛奶流速校正試驗(yàn)以上實(shí)施例1-3測試完成后，采用50l金屬桶，定容到40l并劃好刻度，手動操作排水至金屬桶，當(dāng)開始排水時計時，容量達(dá)到40l刻度時停止計時；完成后，開始進(jìn)奶測試，步驟如上，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：表4：水/牛奶流速對比測試記錄測試次數(shù)123456平均值水流時間(s)14.1813.9414.1313.9413.9113.8613.99奶流時間(s)14.0813.9814.0413.9313.8513.8713.96根據(jù)tm＝tw(vm/vw)計算：tm＝調(diào)整后牛奶的保持時間。tw＝水保持時間，即鹽水試驗(yàn)結(jié)果。vm(乳流時間)＝泵送一定容量的牛奶所用的時間，以秒為單位。vw(水流時間)＝泵送等容量的水所用的時間，以秒為單位。結(jié)合實(shí)施例3得到的保持時間和上述表4得到的流速對比數(shù)據(jù)，帶入公式計算：tm＝19.07(13.96/13.99)＝19.03秒結(jié)論：巴殺機(jī)奶流保持時間為19.03秒。經(jīng)過本發(fā)明的優(yōu)質(zhì)乳巴氏殺菌保持時間測定作業(yè)，對相關(guān)器件更換、調(diào)試等，利樂殺菌機(jī)穩(wěn)定性參數(shù)為：殺菌平均保持時間為19.03秒，最大偏差0.33秒，均為正偏差，可以進(jìn)行后續(xù)的進(jìn)一步的巴氏殺菌溫度、時間、影響等參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，滿足生產(chǎn)安全可控標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)前第1頁12