模态中的图像。

Philip Frechette,毫秒技术公司首席技术长。

就在几个月前因此,我们在本专栏中特别介绍了一种新颖的剪切技术,由于这一过程的性质,它碰巧也提供了一定程度的灭菌。但是,假设你想要一个不剪羊毛的巴氏杀菌过程,同时保持风味并在过程中杀死任何细菌,延长普通巴氏杀菌的保质期。

这项新技术,毫秒技术(MST),为乳制品生产商提供了消费者想要的具有相同营养价值的长寿命产品。MST提供超过45天的日期代码,开放后10天以上,所有都在正常HTST处理参数范围内。

MST是HTST过程的附加部分,在保持营养价值的同时,弥补了HTST(标准方法)和ESL之间的差距。Philip Frechette, 1966年毕业于瓦尔帕莱索技术学院(Valparaiso Technical Institute),担任电子工程师,自那以后一直在食品和乳品行业工作。他是MST工艺的主要开发者,也是毫秒技术公司(Millisecond Technologies Corp)的首席技术官。

Frechette于1988年成立了JCS过程和控制系统(JCS),作为一家纽约“C”公司。他的职业生涯始于担任联合碳化物公司Lindy Division的控制工程师;然后在Foxboro公司担任计算机系统工程师;随后在阿法拉伐公司担任过几次高级管理职位。作为JCS的创始人和首席执行官,Frechette在过去的55年里为食品、乳品和饮料行业开创了许多先进的技术和系统。

我与Frechette进行了交谈,以了解MST流程是如何工作的,它适合乳制品行业的什么地方,以及它的好处是什么。对于那些感兴趣的人,FE最近在这个主题上举办了一个网络研讨会,你可以重播它在这个地址


FE: Philip,咻,与巴氏杀菌牛奶相关的首字母缩写似乎比计算机术语更复杂。为了确保我们的开始是正确的,你能简单地描述一下HTST, HHST, ESL, UHT和mst,以及它们之间的关系吗?

菲利普·弗雷谢特:HTST (High Temperature Short Time)是对普通新鲜产品进行巴氏杀菌的一种方法。它将牛奶的温度提高到161华氏度(通常在165华氏度到175华氏度之间处理)以上,并在保温管中保持15秒的温度,以杀死可能导致牛奶变质的病原体和微生物。然而,它并不能杀死耐热芽孢菌,这就是为什么用这种方法加工的牛奶通常在30天内就会变质。

HHST(高温短时间)通常被称为超巴氏杀菌器。巴氏灭菌方法提高牛奶的温度高于281°F(通常是处理288°F到295°F),认为温度保持管2秒,杀死病原体和孢子成型机,这就是为什么牛奶将持续60天到120天在包装灌装前消毒,但不密封。这种方法适用于冷藏延长保质期(ESL)产品,是巴氏杀菌奶条例(PMO)的术语。

ESL(延长保质期)是一个术语,而不是一个过程。它仅仅意味着产品是在这样一个庄园里加工的,使得牛奶在冷藏条件下可以保存30天以上,通常是60到120天。

UHT(超高温)也称为超巴氏杀菌,在与HHST相同的温度和保持时间下运行,但不适用于ESL产品。这是一种巴氏杀菌方法,适用于货架稳定、不冷藏的产品。这种巴氏杀菌方法要求产品包装在密封和灭菌包装中。该方法要求向FDA提交过程文件,并且必须符合联邦注册处的《罐装牛奶法》。

MST(毫秒技术)是一种增强HTST过程的方法,使孢子形成者进入植物状态(在这种状态下,它们可以繁殖细菌并导致产品腐烂)的正常时间滞后。这是HTST巴氏杀菌器的一个附加组件,放置在生料再生器、均质器之后,在HTST的加热部分之前。这种方法将使HTST生产的牛奶在冷藏条件下可以保存50天以上。

批处理(增值税)巴氏灭菌 蝙蝠(增值税)巴氏灭菌。资料来源:毫秒科技公司(按图片放大)


FE: HTST、ESL和HTST+MST组合流程的时间/温度规格是什么?

弗莱切特:下面的图表显示了PMO对巴氏杀菌奶的各种方法的时间和温度的定义。

下图显示了HTST带和不带MST时的典型运行参数。从这张图表可以看出,在这两种情况下,牛奶都没有额外的热应力。MST的作用就像加热器部分的延伸,这样从蓄热器出口到保持管进口的温度上升在这两种情况下是相同的。

比较表 Comparison_Table。资料来源:毫秒科技公司(按图片放大)


FE:所以我想我明白了,MST在这个过程中并不是单独使用的。它是HTST的附加组件,对吧?

弗莱切特:是的,现在是正确的。它需要修改PMO巴氏灭菌法,允许一个单独的MST,我们计划在2022年NCIMS(州际牛奶托运人)全国代表大会,这是修改建议,并给出了条例及裁决委员会和大会的IMS社区。


FE:简要描述MST是如何工作的,以及它是如何补充HTST过程的?为什么乳制品加工者想要添加这项技术?

弗莱切特:MST从均质器的排放物中提取牛奶,将其作为给MST过程提供原料的动力。牛奶通过特殊设计的喷嘴喂养,这些喷嘴会形成30到100微米的奶滴。液滴在形成时经历一个压降,这在微生物的细胞结构上可以感觉到。这些微滴实质上大大增加了暴露在MST室(由循环热水产生的容器套产生的热量)中牛奶的表面积。

腔室的温度高于进入的牛奶,再加上牛奶滴的表面积大,以及以每秒90英尺的速度在热量中的传播速度,以毫秒为单位迅速升温,从而杀死细菌,并使孢子形成者进入滞后状态,根据孢子本身的不同,它可以持续120天,也可以持续50天。由于该工艺在较低温度和HTST正常压力下运行,因此热效率相等。这一过程对鲜奶的天然基质没有影响。由于这些原因,乳制品加工商可以在其鲜奶产品上享受更长的日期代码。


“将MST集成到现有的HTST中需要切割一根管道并添加两个弯头,以将牛奶导入MST。”

- Philip Frechette,毫秒技术公司首席技术官


FE:您有数十年的乳制品加工经验。你是怎么发明MST的?将这项发明带到现实世界需要多长时间?

弗莱切特:MST技术是由第二代俄罗斯科学家发现的,他们将其从桌面实验室规模发展到中试工厂规模,但难以使其运行超过20分钟,并达到商业流量。微软技术俱乐部(MSTC)是这项技术的拥有者,他们联系了JCS过程与控制系统公司,询问我们是否可以帮助他们将这项技术商业化。

我们研究了不同的燃烧室设计,不同的喷嘴设计,并通过将它们集成到基础的HTST中来实现其中的一些,这是微软技术俱乐部的一个试点工厂。我们把这个系统搬到了普渡大学食品科学中心,在那里,我和布鲁斯·阿普尔盖特博士教授和他的同事们一起工作,用许多不同的微生物挑战这项技术,并修改设计来完成我们现在所拥有的。然后我们扩大了系统的规模,现在可以生产从0.5 GPM到200 GPM的系统。这花了大约十年的时间才完成。


FE:技术的名称,毫秒技术,和公司的名称是一样的,对吗?那么谁拥有这项技术的专利呢?

弗莱切特:你是正确的;技术和公司名称是一样的。美国特拉华州的毫秒技术公司是MST技术的所有者。

MST是如何工作的 此图显示了MST的快速概述。来源:毫秒科技公司。(按图片放大)


FE:你有一个奶牛场一直在测试这项技术。人们对此有什么反应?

弗莱切特:产品优秀;牛奶场开始时的日期是30天,现在正在生产“长生命新鲜®牛奶”,日期是45天,开封后10天。在新冠疫情封锁期间,白牛奶在其市场上的销量下降了10%,而MST牛奶的销量增加了58.5%。


FE:在现有的巴氏杀菌生产线上添加此工艺需要多长时间?

弗莱切特:将MST集成到现有的HTST中需要切割一根管道,并添加两个弯头将牛奶导向MST。因此,切割可以在一天内执行和调试。这通常是在周日或周三。


FE:这项技术能否用于其他产品,如果汁?如果有,什么饮料/果汁,你会如何应用它?

弗莱切特:我们在普渡大学的MST上运行了许多不同的液体产品,包括全脂牛奶、脱脂牛奶、巧克力牛奶、苹果汁、橙汁、大麻汁、椰子水和食品添加剂。微软俱乐部,除了这些,还挑战了葡萄酒质量和其他形式的乳制品的技术。MSTC还在莫斯科成立了一个制药集团,成功地挑战了血浆技术,并证明它能有效地杀死脊髓灰质炎病毒、甲型肝炎和乙型肝炎、艾滋病毒和其他病毒。

典型高温超导工艺 MST可以通过一个附加过程来延长牛奶的保质期。资料来源:毫秒科技公司(按图片放大)


FE:这项技术现在是可行的,对吧?谁使它?

弗莱切特:这项技术现在可以使用了。JCS过程和控制系统拥有该技术的独家制造权,以及将其集成到新的或现有HTST中的工程服务。MSTC是IP(知识产权)的所有者,目前提供运营该技术的许可证。


FE: JCS与毫秒技术有什么关系?

弗莱切特:如前所述,JCS是这项技术的独家生产商。没有正式的合伙关系,彼此之间也没有股份。


FE:你们在寻找合作伙伴吗?

弗莱切特:我们正在寻找食品行业有实力的公司代表微软技术俱乐部进入新鲜冷藏产品的市场。


FE:如果读者对MST流程感兴趣,他们如何与您联系?

弗莱切特:他们可以访问微软俱乐部网站或JCS网站。两者之间有链接,blog和blog的信息,还有检索信息的链接。


欲了解更多信息,请访问jcs.commillisecond.technology