目前国内以及东南亚市场含颗粒饮料行业发展潜力巨大，但由于设备投资、技术条件、产品特性等因素，国内外暂无可连续性灭菌处理30%以上高浓度的含颗粒饮料的设备制造商。很多客户只能选择灭菌锅、杀菌釜，但其灭菌能力低，批次灭菌处理量受限以及维护费用昂贵等问题困扰着诸多饮料生产商。随着国内经济技术的快速发展，企业的创新能力得到进一步提升，我们消化吸收其他领域新技术，在颗粒饮品行业实现新的突破，将超高温UHT灭菌技术引入设计，研发出适合30%以上高浓度的含颗粒饮料连续性灭菌处理设备，可处理椰果颗粒、切块番茄、芦荟颗粒、果粒橙、果肉纤维饮料等饮品。在保证灭菌效率及产品货架期的情况下，不断优化颗粒升温杀菌和流动过程中造成的破损率和感官指标等，提升饮品口感，在颗粒口感和质量稳定、换热效率高、日常维护简单、节能环保等方面不断深入研究和探索。
目前饮料行业有杀菌釜、蒸煮锅两种方式较为普遍。杀菌釜对灌装后的塑料瓶装或易拉罐装饮料，放置在杀菌筐内再整体投进杀菌釜内进行高温喷淋灭菌；蒸煮锅对灌装前的含颗粒物料进行小批量的加压加热搅拌蒸煮，物料加热灭菌后再进行无菌灌装。
缺点是包装材料必须选用耐高温型材料，同时包装材料成本和产品PH值也有关系，产品PH值偏中性所需要灭菌温度也就越高，而相对于包装材料成本投入也就越高。
蒸煮锅和杀菌釜一样，设备灭菌能力低，每个批次处理量受限，不能连续性供应，生产中间需要置换。另外物料通过蒸煮锅加热，会出现温度分布不均匀，有时锅内中心温度不达标，可能会导致灭菌不彻底等污染风险，并且物料通过锅壁传热升温过程中，煮锅内表面容易出现烤糊结垢现象，导致清洗困难。
目标就是可处理PH值偏中性产品，且颗粒有效浓度≥30%（例如100 kg成品中含果肉颗粒30 kg）及规格≤5×5×5 mm正方形颗粒，能做到颗粒和料液混合后一起进行132～137℃超高温灭菌处理，并在这一温度下保持杀菌不小于1s超高温瞬时灭菌，以完全破坏颗粒和料液中可生长的微生物和芽孢，以最大限度的减小产品在物理、化学及感官上的变化，并迅速降温到25～30℃常温状态，为后端无菌灌装设备提供连续性的、源源不断的无菌含颗粒物料，使其灌装后成品能达到商业无菌的水平，可在非冷藏条件下进行储存、运输和销售。
不同的颗粒产品都存在一定的吸收水分自我膨胀的过程，如规格尺寸≤5×5×5 mm正方形“椰果颗粒”。灭菌处理前的颗粒如果长期浸泡于液体中，自身体积将会增大至饱和体积，这种饱和体积状态下的颗粒在流动过程中，经过设备的管道、阀门、输送泵、换热器等不锈钢材质的坚硬部件，就会容易出现脱水或破裂等情况出现，最终造成产品的感官和口感上的缺失。针对颗粒长时间吸胀问题，采用在线混合比的方式，通俗点讲也就是后端设备需要多少量，前端混合系统就按浓度要求混合多少量。而前端的果肉颗粒在线混合系统可设置在UHT上，减少输送过程中因管道、输送泵、阀门等装置造成的颗粒输送破损。混合后的含颗粒料液，可直接进入UHT平衡缓冲罐内暂存供后端设备连续使用，同时混合系统可根据设备投资成本的高低，提出两种混合比方式解决方案。
通过流量计控制配比（图一），分别通过质量流量计检测颗粒量，电磁流量计检测料液量，再通过混合器进行混合后流入UHT平衡罐内暂存。这种混合方式投资成本略高一些，但颗粒和料液的混合精度控制的很好。
通过容积罐控制混比（图二），比如容积罐满容积100 L体积，混合浓度要求60%举例，首先通过电磁流量计检测40 L的料液量，先输入到100 L容积罐中，再向罐内补充60 L颗粒物，至满容积后罐底阀打开流入UHT平衡罐内暂存。这种混合方式投资成本略低一些，混合精度控制也非常好。
含颗粒物料长时间循环杀菌糜烂问题的解决方案：在超高温UHT系统运行过程中，难免会出现各种问题不能持续生产，导致系统内的物料进入循环杀菌状态，而颗粒物料循环杀菌又会导致颗粒破损率持续上升。系统要保证无菌环境又不能停机等候，一旦停机系统就要重新进行CIP/SIP工艺，极度浪费生产时间和运行成本。针对含颗粒产品自循环破损问题，通过工艺优化设计（图十四），配置一套独立循环小水罐，利用平衡罐下方T型出料阀和小水罐连接并设置有截止蝶阀，蝶阀和T型阀连接距离非常之短，有效减少产品和Ro水混合损耗。出现特殊情况时，只需将小水罐中Ro水通过阀门切换直接置换系统内产品物料，同时将系统内含颗粒物料顶入颗粒搅拌平衡罐中暂存，或通过回流阀组切换直接送回前端配比系统罐中暂存，而UHT系统内一直利用Ro水代替含颗粒物料持续循环，确保系统内无菌环境正常运行的同时通过置换系统内部介质解决了含颗粒物料长时间循环导致的产品内颗粒糜烂问题。
另外，设置小水罐的目的是让系统Ro水供应UHT循环时水源压力更加稳定，而如果直接连接Ro水管道上时供水压力会随着其他Ro水使用点的阀门开闭而波动，最终导致UHT系统压力和温度失控。同时生产前后的料顶水和水顶料排放工艺非常常见，但在顶料过程中，要保证颗粒搅拌平衡罐内物料不能全部让后端输送转子泵给吸走，引起泵抽空导致无菌环境破坏等风险出现。一般有经验的调试工程师会将颗粒搅拌平衡罐设置一个最低保护液位，一旦低于保护液位才开始料顶水和水顶料工艺，但往往设置的这个保护液位又成了产品混合损耗的一部分，而通过水罐中Ro水直接置换系统内产品物料，也可以节省部分物料。
示例，此台颗粒UHT处理椰奶饮品物料，含椰果浓度为45%浓度“椰果颗粒”（100 kg椰奶中含有45 kg椰果肉），椰果肉颗粒规格≤5×5×5mm正方形颗粒，能做到颗粒和料液混合后一起进行132～137℃连续性超高温灭菌处理，并在这一温度下保持杀菌60s超高温瞬时灭菌，以完全破坏颗粒和料液中可生长的微生物和芽孢。含颗粒物料通过132℃（图十五）、135℃（图十六）、137℃（图十七）三个不同杀菌温度后的椰果颗粒物理感官变化数据如下。
示例中的此类产品，考虑颗粒破损率，从数据上看推荐物料通过132℃一次杀菌处理后应立即供应后端灌装使用，破损率控制在10%以内，颗粒的物理感官相对较好；其次数据分析发现随着杀菌温度设置不断提高，同一阶段的破损率情况在不断上升，而在137℃杀菌条件下，首次杀菌出口颗粒破损率就已经接近13%，所以一旦使用137℃及以上杀菌温度时，不推荐含颗粒物料反复杀菌，建议一次处理立即灌装使用。当然根据产品特殊性质，以上数据也仅供示例颗粒产品参考。
综合目前在饮料行业内含果肉颗粒饮品较为普遍的灭菌方式的普遍缺点，而进行各项难题攻克，在颗粒UHT项目的研发前期，完全有必要对特定颗粒产品进行大量的测试、研究和实验数据整理分析。为了将超高温UHT技术引入到含果肉颗粒饮品，开发出适合含颗粒及PH值中性饮品的新型UHT，即做到完全破坏颗粒和料液中可生长的微生物和芽孢，又以最大限度的减小颗粒物在物理、化学及感官上的变化为目标，同时保证设备运行参数的精准控制，提供可靠、统一的产品处理，来确保生产线的产品质量。可以说UHT灭菌技术工艺上也实现了新的突破，将成为中国饮料行业生产技术进步的典范，提升我国饮料设备的地位，开拓国内外市场。
