在日益升级的消费浪潮中，消费者对个性化、差异化乳制品的需求不断提高，而在发酵乳制品中添加果泥、带颗粒的果酱，获得吃得爽、嚼得到的直接感受，逐渐受到消费者的青睐和认可，成为液态食品增长的新动力、新方向。目前在发酵乳制品中添加果酱原料主要采用无菌双线法完成，采用独立的管式杀菌机分别处理基料及果酱原料后在线无菌混合，确保产品最佳杀菌效率；果酱原料属于非牛顿流体，其在超高温处理过程中在管道中的压力降主要为管道摩擦压力降、速度压力降及静压力降之和，物料的粘度、杀菌机流量、管径、弯头等均对其系统压力产生显著影响，同时由于不同类型的果酱其粘度存在显著差异，在产品设计及工业化转化过程中选择高粘度果酱易出现因系统压力升高，进料泵动力不足导致杀菌机断料，而选择低粘度果酱难以保证生产过程中颗粒的均匀性。因此，杀菌机系统压力降与果酱物料粘度的匹配性成为影响产品上市及后续生产成本的关键因素。
现代杀菌机不是只针对单一品种物料进行杀菌，往往一机多用，即同一杀菌机上完成多种产品的杀菌任务，这就需要杀菌机在设计时提出一个比较复杂的杀菌工艺，兼顾多个生产品种，以满足不同消费者对于不同口味的需求。因此，新产品上市过程中，往往需要对管式杀菌机进行改造，以满足不同粘度果酱生产需求。为满足高粘度酸奶在管式杀菌机内部的通过性，依据压降计算公式，可以通过降低管路长度或降低生产流量来实现。杀菌机管路和流量的调整，会影响果酱在杀菌机内部受热温度和受热时间，进而影响果酱中微生物灭活效果。因此，在对果酱管式杀菌机进行改造过程中，评估果酱受热情况，前提是确保产品安全，降低因微生物而引发的质量风险。
本研究依据管式杀菌机结构与基础物理学公式，构建果酱管式杀菌机系统压降和杀菌强度计算模型。通过对9种不同类型果酱动力学粘度进行检测，带入模型计算理论杀菌强度与压降。选择一种具有代表性的高粘度果酱，评估该果酱在管式杀菌机内的实际运行压降和杀菌强度，完成管式杀菌机适配性评估及改造。本研究为果酱与管式杀菌机的匹配性评估奠定理论基础及科学依据。
果酱江西奕方农业科技有限公司。
Rheolab QC旋转流变仪奥地利安东帕有限公司；果酱杀菌机。
选取不同粘度果酱使用UHT杀菌机进行杀菌，杀菌过程记录杀菌机整机的实际运行压力值、温度值和受热时间，用于模型搭建。
采用Anton Paar公司生产的Rheolab QC型旋转流变仪通过测量旋转扭矩和速度来测量果酱的粘度。由于果酱粘度受剪切速率、温度及压力等因素的影响，所以需要对果酱的动力粘度进行测定，进行分析时需选取合适的粘度回归模型。将冷藏果酱冷却至室温后，选择CC27型号测量夹具，采用79312型号四叶片防沉降桨式转子，此转子适合测量含颗粒物（>0.1mm）的有沉积倾向的样品。均匀采取果酱样品，移入测量夹具量杯中，添加至内部刻度线即可。设置预剪切1min，剪切速率设定为100s-1，每隔15s读取一次数据，共读取60个数据点，测定15℃升温至90℃过程中果酱的动力粘度曲线。
果酱经过杀菌机管路后的系统压降由三部分组成，分别为静压力降ΔPa，速度压力降ΔPN和摩擦压力降ΔPf。总压力降ΔP=ΔPa+ΔPN+ΔPf，不同压力降的计算方法如下：
Fig.5 (a) Sterilization intensity of the tubular sterilization machine before modification with a processing flow rate of 2.0t/h.(b) Sterilization intensity of the tubular sterilization machine after modification with a processing flow rate of 1.5t/h.(c) Pressure drop of peach oat jam inside the jam sterilization machine system during actual operation before modification.(d) Pressure drop of peach oat jam inside the jam sterilization machine system during actual operation after modification.
本研究强调了果酱杀菌过程杀菌强度和压降对于常温液态奶制品生产的重要性，并基于果酱管式杀菌机设备结构和基础物理学公式建立其计算模型。本研究首次公开了高粘度果酱管式杀菌机改造前后设备总压降和整机杀菌强度评估方法。基于这些计算模型和方法，生产企业无需进行额外的经济投入，即可完成果酱管式杀菌机设备改造前后压降和微生物安全性评估，并且这些理论和方法在本研究中进行了实践和验证。这些结论对深入了解管式杀菌机结构，实现果酱无菌化加工具有重要意义。
