本研究通過測試板式殺菌機溫度探頭的準確性、殺菌機實際流量、保溫管保持時間及閥門的響應時間 4個板塊，驗證了板式 殺菌機殺菌過程的穩定性，確保了產品的品質。明確提出了各板塊的測試方法及可接受范圍，為企業自行驗證板式殺菌機的殺菌過 程穩定性提供方法依據。
0.引 言
殺菌機按照熱交換器的類型分為板式殺菌機和 管道式殺菌機兩種。管道式殺菌機按照熱交換器的 種類又可分為套管式殺菌機和列管式殺菌機；板式殺菌機按照殺菌溫度又可分為低溫、中溫巴氏殺菌及 超高溫滅菌3種類型的殺菌機。目前，工廠對于殺菌機的殺菌穩定性能的測驗取決于設備生產廠家給出的已知數據，或花費不菲價錢請設備廠家工程師定期 到工廠測驗，此種操作既增加了設備維修保養成本， 也不利于設備日常定期的驗證。本研究意在提出一 種驗證殺菌機穩定性的測試方案，為企業自行定期驗 證板式殺菌機提供合適的指導方法，以此確保物料殺 菌效果的可靠性，為產品的質量提供保障。
本研究主要針對板式殺菌機中溫巴氏殺菌機展開，此類殺菌機廣泛應用于對牛奶等熱敏性物料的巴 氏殺菌和冷卻。殺菌機設備穩定性的驗證主要從殺菌溫度的準確性、殺菌機的流量、保溫管的保持時間 及閥門響應時間4個方面進行驗證.
1 .材料與方法
1.1 儀器與設備 板式巴氏殺菌機，；恒溫水 浴鍋，；溫度探頭，精度為0.1 °C的標準溫度計；電導儀，電子秤。
1.2 溫度探頭準確性測試
（1） 將需要測試的溫度探頭從殺菌機上拆下，備 用；恒溫水浴鍋中加入一定量的軟水，備用。
（2） 將 3個恒溫水浴鍋分別編號 1號、2號、3號， 1號恒溫水浴鍋用于做低溫測試，將溫度設定為8℃ ； 號恒溫水浴鍋用于做中高溫度測試，溫度設定為 60 ℃ ；3號恒溫水浴鍋用于做高溫測試，溫度設定為 80 ℃ 。
（3） 將需檢測的溫度探頭跟標準溫度計同時懸掛 1號恒溫水浴鍋中，分別放在水浴鍋中心位置的左右兩側，確保探頭浸入水中的高度一致，且與恒溫水浴 鍋前后壁的距離一致、左側溫度探頭到恒溫水浴鍋左 壁的距離與右側溫度探頭到恒溫水浴鍋右壁的距離 一致，保證檢測溫度的可靠性。
(4）每隔5 min記錄一組數據，連續記錄不低于6 組數據。
（5）完成上述操作后，將需檢測的溫度探頭跟標 準溫度計從 1號恒溫水浴鍋中取出，同時放入 2號恒 溫水浴鍋中，按(3(4的步驟操作。完成后在放入3 號恒溫水浴鍋中，重復(3(4的步驟，分別記錄好數 據，備用。
(6 ）計算每組數據的最大偏差與最小偏差，當標 準溫度計與需檢測的溫度探頭之間的偏差在±0.25 °C 以內時，則證明溫度探頭準確，可正常使用，反之需更 換溫度探頭。
1.3 殺菌機流量測試
（1）取9個容量約為50 L的空金屬桶，編號1-9 號，用電子秤稱量每個空金屬桶的重量，對應編號分 別記錄為W1?W9。
(2)用軟水作為測試對象，殺菌機保持正常運行， 按下秒表開始計時起在殺菌機回流處用空金屬桶接 殺菌后的軟水，結束計時后停止接水，用電子秤稱取 每個金屬桶(空桶+軟水)的重量，對應編號分別記錄 為T1?T9,并記錄接水的時長。
(3)每次測試根據接水總量與接水時長計算每小 時 的 殺 菌 軟 水 流 量 ，每 次 測 試 接 水 總 量 V= (T1?Wl) +…+(T9 ?W9)
(4）設備正常運行的情況下，每批次進行連續5次 的測試，共進行3批次的測試，統計測試結果。
(5)查Q90%的臨界值表,若計算所得的Q值小于 等于表中相應的Q90%臨界值(見表1)，則此數值即為 有效值。
1.4 保溫管保持時間測試
（1）將兩個電導儀分別接入到殺菌機保持管前后 (保溫管前的電導儀編號為 1 號，保溫管后的電導儀編 號為5號)，確保電導儀的正常運行。
（2）保持管連接1 s保持管線，確保設備正常運 行，將常溫軟水打入殺菌機，均質壓力1 MPa,在殺菌 機不升溫狀態下，采用回流循環方式測試。
（3）將50 mL濃度為30%的氯化鈉溶液用注射器 迅速打入保溫管前端，當 1號電導率出現波動時按下 秒表，開始記錄時間，當5號電導率出現波動時按下秒 表，停止記錄，讀取1、5號電導率出現波動之間的時間 間隔，即為巴氏殺菌機保持管的保持時間。
（4）先用50 L金屬桶加軟水定容至4 L,并做好 刻度。上述測試完成后，手動操作殺菌機，排水至金 屬桶內，開始排水時計時，容量達到4 L刻度是停止 計時。
（5）上述操作完成后，按溫度探頭準確性測試步 驟(5)的要求將牛奶打入殺菌機，后按溫度探頭準確 性測試步驟(3)進行操作并計時。
（6）每次測試統計5 次以上的數據，做3次以上的 平行測試，并取平均值，即為保溫管的保持時間。
(7 )查Q90%的臨界值表，若計算所得的Q值小于 等于表中相應的Q90%臨界值，則此數值即為有效值， 部分臨界值表見表1
1.5 閥門響應時間測試
（1）分別用1軟水模擬85±2、79±02 C及77 ± 02 C的鮮奶巴氏殺菌工藝，確保巴殺機正常運行。
(2)選擇V14回流閥作為測試對象，手動操作儀 表盤閥門，閥門開啟瞬間開始計時，完全開啟后計時 結束，記錄開啟過程所需時間；閥門關閉瞬間開始計時，完全關閉后計時結束，記錄關閉過程所需時間。
（3）設備正常運行情況下，每個殺菌參數各進行 1批次的測試，每批次連續記錄5 次，并求閥門開啟及 閥門關閉的平均響應時間，根據設備的操作指導建議 確認響應時間是否符合要求(本實驗所用設備響應時 間W 02 s則證明設備運行良好)。
2 .結果與討論
2.1溫度探頭準確性測試就與分析
本測試選取了殺菌機進口溫度探頭(TT44)、出口溫度探頭(T45)及均質溫度探頭(TT06)進行檢測， 具體檢測數據如表2所示。
分析表2可知，本次測試中TT44溫度探頭與 TT06溫度探頭分別與標準溫度計的最大溫度偏差已 超過±025 C，超出范圍要求，且根據t檢驗分析其差 異顯著性情況，TT44和TT06探頭均存在差異不顯著 情況，因此TT44溫度探頭與TT06溫度探頭需重新校 準或進行更換；TT45溫度探頭與標準溫度計的最大 溫度偏差為0.2℃，未超出±0.25 ℃的溫度范圍要求， 且差異顯著。表明此溫度探頭的準確性良好，可繼續 使用。只有殺菌機所有溫度探頭的準確性良好，才能保證殺菌溫度的穩定性。
2.2殺菌機流量測試結果與分析
根據1.3的要求進行相關操作，并記錄結果，如表 3所示。分析表3數據可知，殺軟水時，三批次測試平 均每小時的殺菌流量為10087.79 kg,三批次測試的平 均每小時流量的極差為28.41 kg,Q值分別為0.76和 0.23 均小于0.90數據間的穩定性較好，測試數據有 效。被測試殺菌機的額定殺菌流量為1 0000 kg/h,根據 工廠實際生產操作經驗，殺菌流量波動在±2%(即 9 800 k/h至10 200 k/h)內都是較穩定的，分析上述 數據可知，此次測試殺菌機流量較穩定，測試通過。
2.3保溫管保持時間測試結果與分析
根據 1.4中(1)(2)(3)的要求操作，并記錄軟水在保持管內的保持時間。
每批次測試取中間連續測試的 5 組數據，從測試保持時間來看，
三批次水試的最短保持時間為1.77 s、 最長保持時間為1.70、，每批次的平均保持時間分別 為19704、19721、19704、。該設備的理論保持時間為 15、從上表數據可知，此三批次的測試水試保持時間 無負偏差，證明殺菌效果良好。
每批次測試的保持時間的極差分別為0.16、0.85、 0.22 s,根據Q值檢驗法檢驗數據之間的穩定性，第一 批次測試及第三批次測試的Q值的最大值均為0.50, 小于0.64，證明這兩個批次數據間穩定性較好；第二 批次測試的Q值最大值為0.72,大于0.64此批次數據 間穩定性較差，分析原因，可能與數據記錄人員的反 應靈敏程度有關。
根據1.4中（4）（5）（6）的要求操作，并記錄排水/ 奶40 L時的時間。
從表0數據可知，排相同體積的軟水和牛奶所用 的時間有一定的差異，分析其原因與物料的密度、黏 稠度和流動性有關，相同相位差的條件下，液體的密度與其黏稠度呈線性正相關，液體的密度越大，黏稠度越高，流動性就越低，排放耗時就越長.
根據下列公式計算殺菌時牛奶的實際保持時間： Vm
T =T W*Vm/mw
式中：
Tm—牛奶的實際保持時間，單位為秒；
Tw—軟水的測試保持時間，即鹽水實驗的結果， 單位為秒；
Vm—奶流時間，即泵送40 L牛奶所用的時間，單 位為秒；
Vw—水流時間，即泵送40 L水所用的時間，單位為秒。
第一批次測試中牛乳的實際保持時間Tm1= 19.04*（14.28÷ 14.23）≈ 19.11 s;第二批次測試中牛乳的實際保持時間Tm2=19.21x（14.31÷ 14.29）≈19.24s; 第三批次測試中牛乳的實際保持時間Tm3=19.04× （14.05÷14.01）≈19.09s。三批次測試的牛乳平均實
際保持時間為Tm=（Tm1 + Tm2+Tm3）/3 = 19.15s。因該設 備的理論保持時間為1 5s,從上表數據可知，此三批次 的測試換算為牛奶的實際保持時間無負偏差，證明該 設備對牛奶的殺菌效果良好。
2.4閥門相應時間測試結果與分析
根據1.5的相關操作要求進行實驗，具體測試數 據如表6所示。
分析以上數據可知，在85 ±2、79±05 °C及72±0.5℃ 3個殺菌溫度下，對應的閥門開啟響應時間最 大偏差值分別為0.05,0.03 s及.0.05 s；對應的閥門關閉 響應時間最大偏差值分別為0.04、0.02 s及0.08 s,根據 設備供應商的建議，響應時間最大偏差值≤0.1 s則表明測試數據有效，按上述響應時間最大偏差值可知， 此次測試數據均為有效數據。
綜合上述數據可知，所有閥門開啟及關閉響應時
間均低于0.5 s,證明本次測試的巴殺機設備運行良好。
表 6 殺菌過程中回流閥響應時間測試
3. 結 論
殺菌機殺菌過程中能否達到要求的效果，主要依靠穩定的殺菌溫度及足夠的殺菌時間，殺菌溫度（時 間）過高（長）或過低（短）都會對產品造成一定的影 響，因此確保殺菌穩定性，對產品品質而言至關重 要。本研究針對板式殺菌機，對板式殺菌機各主要部 件進行分解校準驗證。提出了一種驗證殺菌機穩定 性的測試方案，為企業自行定期驗證板式殺菌機提供 了指導方法，確保了物料殺菌效果的可靠性，為產品 的質量提供了保障，并且為企業節省了一筆定期維修 保養的費用。
