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在上一期中我们具体介绍了 UHT 系统巴氏灭菌和超高温灭菌的有关知识点。在这一期的内容中，我们将具体介绍 UHT 配套均质机的有关内容，并解答若何在 UHT 系统当选择配套的均质机。

均质机

2.1 均质机的界说

均质机是一种尝试室或工业设备，用于分化和均匀散布液体混合物中的颗粒，形成不变均匀的乳液、悬浮液或溶液。

均质化是很多领域的关键过程，蕴含食品和饮料出产、造药、生物技术和资料科学。它用于处置组织、细胞、泥土、植物等物质，以及奶油、乳液或牛奶等乳化产品。

2.2 均质机的工作道理

很多年来，出现了很多关于高压均质的理论，对于像牛乳这样的水包油乳液，陆续相中大无数的液滴直径幼于 1 μm ，只有两种理论依然成立。它们都对分歧参数对均质成效的影响进行了很好的诠释。

湍流涡流（“微旋斡妆）引起脂肪球分裂的理论是基于这样一个事实，即高速活动的液流中产生大量的幼旋涡。速杜高，产生的漩涡越多微旋涡撞击到一致大幼的油滴，油滴就会分裂。这个理论预示着均质成效若何随着均质压力而变动。这种关系在很多钻研中已经得到证实。

空穴理论，从另一方面批注：倒佤汽爆裂时产生冲击波，从而割裂脂肪球，凭据这个理论，均质是在液体脱离缝隙时产生的。所以，在均质时可能产生空穴的背压是极度沉要的。这也已在实际中得到证明。然而，没有空穴，也能均质，只是均质效能会降低。

2.3 均质机加工关键参数

在均质时，脂肪相的物理状态和浓杜装响到脂肪球的大幼及其随后的分散，对冷牛乳均质是无效的。由于冷牛乳中脂肪是固化的。在乳脂肪凝固点（30-35℃）的分界温度下加工会使脂肪不能齐全分散。只有当脂肪相呈液体状态且像正常牛乳的浓度时，均质步崆最有效的。均质温度通常选取 55-80℃，均质压力通常介于 10-25 Mpa( 100~250 bar )之间，其大幼决定于产品种类。

2.4 均质机效能

均质的主张随着利用的分歧而扭转，同样地，丈量均质效能的步骤也随之扭转。均质的重要主张是预防脂肪粒子上浮。凭据斯托克斯定律，粒子的上升速度可暗示为：

其中：V = 速度；g = 沉力加快度；P = 粒子尺寸；

这样就能够看出，减幼粒子的直径是减幼上乳速度的有效步骤。这样，减幼牛乳中脂肪球的尺寸就能够减幼稀奶油上浮的速度。

通过度析得到如下的粒径散布图：

上图中，了局暗示为粒径散布曲线，脂肪的百分比被作为是粒子（脂肪球大。┑暮。牛乳三种典型的粒径散布曲线所示，把稳，当使用较高的均质压力时，曲线向左漂移。

2.5 一级和二级均质

均质机上能够装置一个均质装置或装置两个串联的均质装置，因而得名一级均质和二级均质。

均质的重要是产生在第一级，但第二级也很沉要，有两个根基主张:

● 为第一级提供一个恒定的、可节造的背压，给均质提供一个最好的前提。

● 打散均质之后形成的脂肪球簇

在一级均质中，全压降作用于一个均质装置上，在二级均质中，总压在第一级之前测定为 P1，第二级之前测定为 P2，选择二级均质通常是要达到最佳的均质效能。当 P2/P1 为 0.2 时，能够获得最好的成效。举例常温纯牛奶均质压力的组合：总压 P1 为 250 bar，二级压力 P2 不得超过 50 bar。若是总压P1 为 220 bar，二级压力 P2 为 50 bar，那么 P2/P1 = 0.227 则高于 0.2，则均质成效不好。

2.6 前均质机与后均质

通常均质机被设置在上游区段，也就是说，放在热互换器最终加热的前面。比力典型的，在绝大无数用于出产鲜乳的巴氏杀菌线中，均质机被放在第一段热回收之后。

在 UHT 乳出产中，均质机通常在间接加热系统中处于灭菌段前上游区段-即为前均质，而在直接加热系统则在灭菌段后的下游区-即为后均质，也就是说，放在 UHT 处置之后的无菌一侧。这样均质机要求无菌设计，要带有无菌柱塞密封、包装、无菌冷凝器和特殊的无菌挡板。

然而，对于间接式 UHT 系统，当脂肪含量高于 6-10 %， 或增长了蛋白质含量的乳制品必要进行加工时，也要求将均质机放鄙人游区，原因是随着脂肪含量和蛋白质含量的增长，在高温处置下的脂肪成簇或是（蛋白）荟萃也加剧。这些球簇团块由位于下游区的无菌均质机将其打散。

2.7 均质机的职能

均质给牛乳的物理性质带来好多的利益：

● 脂肪球变幼不会导致形成奶油层。

● 色彩更白，更易引起食欲。

● 更强的整体韵味，更好的口感。

● 发酵乳制品具更佳不变性。

然而均质也有肯定的弊端：

● 均质乳不能再被有效地分离。

● 几多增长了一些对光线、日光和荧光灯的敏感性，能够导致“安阳味”

● 降低了热不变性，出格是经一级均质高脂肪含量和有其它影响脂肪结团成分存在的情况下。

● 该牛乳不能用于出产半硬或硬质干酪，由于凝块很软，以至难于脱水。

综上所述在 UHT 系统当选择配套的均质机，必要综合思考匹配 UHT 产品的处置流量，产品所需的均质压力（蕴含一级和二级压力），均质温度，以及前均质和后均质的布局。对于后均质工艺来说，必要额表思考均质机的无菌水循环系统，已确保产品的无菌成效。

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