杀菌机械与设备

1、食品机械与设备食品机械与设备 第四节第四节 杀菌机械与设备杀菌机械与设备 A、根据杀菌温度：常压杀菌设备：巴氏杀菌 高压杀菌设备 常压杀菌一般是对那些pH小于4.6的高酸性食品 高压杀菌则用于水产类、肉类食品。 B、根据进出罐操作：间歇式 连续式 C、根据热源：直接蒸汽加热 热水加热 其它：火焰加热 辐射加热 一、分类：一、分类： 立式杀菌锅立式杀菌锅 卧式杀菌锅卧式杀菌锅 回转式杀菌锅回转式杀菌锅 常压连续杀菌设备常压连续杀菌设备 静水压连续杀菌设备静水压连续杀菌设备 水封式连续高压杀菌设备水封式连续高压杀菌设备 （一）立式杀菌锅（一）立式杀菌锅 1 1、结构、结构 A、筒体：用厚6-7mm

2、钢板成形后焊接而成，为了减少热量 损失，在锅体外表面包上80mm厚的石棉网层。 B、锅盖：一般做成半球形 锅盖上面设有：吹气阀：做反压用 排气阀：排除空气 安全阀 压力表、温度表 冷却盘管：冷却罐头用 锅盖开启：侧面设有一平衡锤，可绕锅体转动。 锅盖密封：锅体口边缘凹槽嵌有密封材料 蝶形螺栓 自锁锲形块：顺时针锁，逆时针开 C、锅底：做成半球形 设有“+”字形蒸汽吹泡管，小孔开口在两侧或 底 部，不能直接对准罐头，使罐头受热不均匀。 排水阀 D、配套设备：杀菌篮：装罐 电动葫芦：起吊 空气压缩机：加反压 2 2、特点、特点：可作常压杀菌或高压杀菌， 3 3、适用：、适用：中、小型罐头厂中品种多

3、、数量少情况时杀菌， 但操作不连续 （二）卧式杀菌锅（二）卧式杀菌锅 1 1、特点、特点 A、容量大 B、只作高压杀菌 生产肉类、水产品罐头为主的大中型罐头厂中最常见 C、杀菌篮下面装有四个铁轮，靠导轨将杀菌篮推入杀菌 锅中，因此锅体部分位于车间地平面以下。 D、由于卧式放置，其占地面积大 2 2、操作过程：、操作过程： A、加热：蒸汽从8薄膜阀门16锅底部进入锅内4、7、 13排气（空气）。排气要尽量干净 B、冷却：冷水2泵16锅内15排出 C、反压：压缩空气9锅内压力显示12、安全阀5 D、其它结构与立式杀菌锅一样。 （三）回转式杀菌锅（三）回转式杀菌锅 1 1、原理：、原理： 2 2、杀

4、菌过程：、杀菌过程： A、过热水制备：冷水冷水泵21单向阀19手阀13上锅5当锅内 水达到一定水位时，液位控制12工作，控制冷水泵21自 动停止运转，同时开启阀14，通入加热蒸汽，加热达到 一定温度时阀14关闭。 贮水锅水温的设定：比杀菌温度高5-20，对小型罐可取小值。 B、向杀菌锅送水：自动装篮机装篮（每层罐头之间用带孔的软性垫板隔 开）由轨导送入杀菌锅压紧机构将罐头压紧固定 挂上保险杆（以防止杀菌完毕开启时杀菌篮自动溜出） 关闭锅盖。 打开上下锅连接阀9，热水经97下锅，当杀菌锅水 位到达一定程度时，液位控制器16发出信号，连接阀9 自动关闭延时1-5分钟（由继电器调整）重新打开 连接阀

5、9上下锅压力相近。 注意： a、上锅水流入下锅时间为50-90秒，这样使罐头受热均 匀，否则各罐头间受热时间相差太大。 b、必须要的1-5分钟的延时，因为罐头一开始压力只有 一个大气压，当外面压力过大时，会使罐头被压瘪， 只有当罐头内部建立起一个压力时，才能再开启连接 阀9，延迟时间长短由罐头材料而定，传热系数大的 取小值。 C、加热升温 打开加热阀15、循环泵22，下锅回转体回转，形成下锅 水循环。 回转体回转可以在5-45rpm内无级调速，同时可正反交替 回转，一般正转6mim，停止1min，反转6min这样设置。 注意：加热时间5-20 min，时间长短取决于：贮水锅与 杀菌锅水温差、罐

6、型、品种 蒸汽 D、杀菌：上述各有关装置的开启状态一直维持到杀菌完 毕，在这时期通过自动调节阀10与11控制上锅压 力以保证下锅也维持一定压力。 E、热水回收：蒸汽阀15关闭，冷水泵21开启，冷水经17从 上面进入下锅，下锅热水经单向阀23压入上 锅，上锅中水位达到一定高度时，阀9关闭， 同时加热阀14开启。 F、冷却：由阀18、8、6形成冷水节流，使下锅保持一定压 力，超过压力时部分水从6排出，经过一定时间加 压冷却后，蝶阀8逐渐打开，直至下锅为常压 G、排水：循环泵22、冷水泵21、冷水阀20关闭，排泄阀24 打开排水 H、启锅出罐 86 冷水 3 3、特点、特点 A、因杀菌篮回转及热水强

7、制循环，锅内水温分布均匀 B、选择适当的回转速度可以提高传热效率，缩短杀菌和冷却时间 影响搅拌因素： a、适当的转速，可使顶隙对内容物的搅拌达到最佳值，转速过大则顶 隙位置始终不变，失去内容物搅拌作用；同时内容物按比重不同排 列，使热传导反而差。 b、顶隙：过小：搅拌不强烈；过大：搅拌好，但易使罐头产生假听 c、罐头在杀菌篮中排列：立放好，卧放差（搅拌效果差） C、改善产品质量，罐头内热分布均匀，不会形成温度梯度，这样不会在 罐壁因部分过热形成粘结现象。 D、节能（热水重复使用） E、自动化程度高 F、操作要求高 G、热水循环可能使锅体结垢，因此需要有水处理设备 H、设备造价高 （四）常压连续

8、杀菌设备（四）常压连续杀菌设备 1 1、适用：、适用： 水果、部分果蔬及不要求完全无菌的低酸性食品如牛乳等。 2 2、分类：、分类： 连续式水煮是为进行高速连续巴氏杀菌设计而成，我国现有： 单层式：由铝制棍构成的辊式输送链带动前进 三层式 由刮板输送链在槽内由下向上移动 五层式 三层常压连续杀菌设备结构三层常压连续杀菌设备结构 组成： 传动机构 进罐机构 送罐链 槽体 出罐机构 报警系统 控温系统 传动系统传动系统 主传动系统：作用：拖动送罐链 组成：电机：电磁调速电动机（无级变速） 弹性联轴器2：两轴同心度要求不高 两级斜齿轮减速箱3 安全离合器6：特点：过载保护 圆弧齿圆柱蜗杆减速箱33带

9、动主动轴30 蜗杆调节器11：调节送罐链张紧程度 圆弧齿圆柱杆减速箱12，带动主动轴26 拨罐系统：拨罐系统： 进罐输送带系统：由电机21带动皮带轮23，拖动两根三 角皮带旋转。在送罐链传动轴上，装 有一六角控制轮，见书P376图9-13 拨罐装置：由电机10带动拨罐板，电动转动则由六角控 制轮控制。 拨罐板长度=罐头高度*每次拨罐数-8mm（两 端留有间隙，防止卡死） 送罐链送罐链 输送链一般采用6 mm厚45号扁钢冲压而成，用套筒与轴 销连接，刮板固定在销轴上（它可自由装拆）； 刮板中心距：41.3*3(三节距)、41.3*2(二节距)，具体 根据各种罐头的需要选型。 注意：两刮板间距（罐

10、头外径2+罐外高2）1/2，以防止 罐头在刮板间转身而出现卡罐现象。 槽体槽体 水平段：设有一溢流口，以保证槽内液位高度： H=罐头外径+5 mm， H过大：出现竖罐现象； H过小：罐头露在外面。 转弯段：可自动装卸及通过螺栓调节间距，以防卡罐发生 间隙S=罐外径+5 mm 3 3、常压杀菌设备的讨论、常压杀菌设备的讨论 层数：单数层、双数层。 以单数层为好，这样不会造成进出罐在同一方 向，以造成操作不便。 结构：一般设计成直线型，以防止卡罐现象发生。 大罐杀菌和冷却 A、用从上至下杀菌路线 B、用喷雾冷却的形式，以提高传热系数。 罐头输送路线： A、从下至上：下层为杀菌，第二层为杀菌或冷却两

11、 用槽，第三层为冷却槽。 B、从上至下：下层为冷却，最上层为杀菌。 从下至上从上至下 耗能大小 冷却效果差好 卡罐不易易 （五）静水压连续杀菌设备（五）静水压连续杀菌设备 1 1、原理、原理：利用水柱高度造成的压力来决定饱和蒸汽的压 力，以维持杀菌所需的温度 2 2、结构及杀菌过程、结构及杀菌过程（见书P383页图9-18） 3 3、特点、特点 A、该设备为高速、连续式加压杀菌设备，生产能力大（每 分钟1000罐） B、罐头的温度及压力的上升和下降是逐步变化的，可避免 杀菌过程中罐的变形和损伤。 在进罐柱顶部，水温近似于罐头初温（82-88）， 在进罐柱底部，水温近似于蒸汽室温度（110-11

12、5）， 因此在进入蒸汽室前有一个平稳的温度梯度。 在出罐柱底部，水温115-118， 在出罐柱顶部，水温为88-93 这样又形成一个温度梯度 C、适用性强，对各种包装容器（罐、瓶、软罐）都适用。 D、外形高大，需要专门的厂房，有时为了使机体更紧凑， 将冷却过程在杀菌区上面，形成双层式设备，但进出罐 都在最高处，不方便。 E、罐头在输送过程中常因浮罐等因素而卡罐，为此将输送 带中的刮板改成装罐筒，其上钻有很多小孔，避免卡罐 F、适用规格性能差，受载罐板限制 对圆形罐：其外径不能超过86.5 mm, 对方形罐:尺寸不能超过100*86.5 mm 罐高度无限制 为此可改成“十”字形载罐板或双链 G、

13、水必须预处理后才能进入设备中，处理后水的硬度低于 100PPm （六）水封式连续高压杀菌设备（六）水封式连续高压杀菌设备 1 1、于19661966年创始年创始于法国，装置见书P388页图9-19 2 2、此设备用链式输送带携带容器经水封式转动阀门送入杀菌锅 鼓形阀作用：向杀菌室进罐 加压杀菌后的出罐 隔离高压区与常压区 鼓形阀转动阀门浸没在水中，其密封作用通过两点而成： 水压、机械力 3 3、经鼓形阀后的容器在杀菌室中进行杀菌，由于链带的下面设 有一导轨板，使罐头在传送过程中就可进行轴向回转，如不 需要搅动杀菌则可将导轨拆除。 4 4、在杀菌过程中，有时在杀菌室中另外用空气加压 在压力蒸汽加

14、热室内需用风扇不断地将蒸汽和空气充分混匀 5 5、罐头杀菌完毕后，进入加压冷却室，冷却室压力与杀菌 室一致。两室间用钢板隔开，并包有绝热材料，冷却室 冷水需经常更换，并使冷却水强制循环。 6 6、从加压冷却室出来的罐头经鼓形阀至常压冷却槽，直至 罐头中心温度40 。 7 7、特点（与静水压式相比较） A、两者都是连续高压杀菌设备 B、利用浸没在水中的鼓形阀将高压部分与常压部分分开 C、在杀菌冷却过程中，罐头自身滚动，时间比静水压设备短 D、蒸汽、水、空间、劳动力的利用上比较经济 E、供进出罐的鼓形阀门承受压力相当大 F、压力突然变化较大，不适合软罐头杀菌 8 8、适用范围 欧洲：主要用于果蔬和

15、乳品制品杀菌 亚洲：主要用于果蔬和乳品制品杀菌 北美洲：用于药物杀菌 二、软罐头食品杀菌设备二、软罐头食品杀菌设备 1 1、软罐头食品杀菌特点、软罐头食品杀菌特点 A、软罐头膜层厚度只有75-100m，一般可以看作没有热阻 B、软罐头属于平板加热型，与金属罐加热不同 C、软罐头包装食品在100以上加热杀菌时，由于残留空气、 水蒸汽和食品膨胀结果，在包装袋内产生压力，使薄膜 袋破裂。 D、软罐头放置问题：杀菌过程中，必须要有盘子来装软罐 头，不能象金属罐那样相互叠结。 现在各国工业生产上使用软罐头杀菌时平放或竖放都很 成功，关键是要保证加热介质的循环。 2 2、软罐头杀菌设备分类、软罐头杀菌设备

16、分类 A、按照操作方式分：间歇式、连续式 现在常用的还是间歇式 B、按照加热方式分：热水加热、蒸汽和空气混合气加热 一般情况热水加热适用于间歇式杀菌，而蒸汽和空气 混合则用于连续式杀菌。 热水加热：需要有一机械泵使锅内水循环，每分钟循环 一次，否则锅内水温度会层化。 蒸汽空气混合气加热：需要一风机，通常蒸汽和空气混 合后才送入锅内，以期获得分布 比较均匀温度。 3 3、软罐头连续超高温杀菌机的结构、软罐头连续超高温杀菌机的结构（见P392页，图9-21） 结构结构可分为分为： 装盘机构 外部水槽 特殊水封阀 锅体 自动控制机构 传动机构 A、装盘机构：软罐头在设备中的运行依靠载盘器运行； 一般

17、将软罐头放在盘子上，叠成5层，叠好的盘子装入到 载盘器中，载盘器运行过程中可使软罐头始终保持水平位置。 B、外部水槽：是一个热水槽，其作用是： a、预热软罐头（升温升压） b、保持杀菌锅内压力（密封作用） c、冷却杀菌后罐头（降温降压） C、水封阀：作用是密封，使杀菌锅有一定压力； 采用链带带动载盘器运行，链带有两条，一条在外部水槽中输 送，另一条在杀菌锅内运行，两链条不连接，可减少因链条经 过水封阀而引起密封压力不够高的现象。 D、锅体：软罐头在锅体内进行杀菌和冷却，即锅体分上下两部分，上层为 杀菌，温度高达135-150，下层为冷却水。 E、自动控制系统：控制锅体内温度、压力、冷却水流量等

18、。 F、传动机构：因其中有一链条在锅内运行，因此传动轴需经过轴封机构带 动链条运行，这就需要一种耐磨、耐热密封材料。 三、杀菌时罐头压力的计算三、杀菌时罐头压力的计算 计算内压的目的是：知道反压杀菌时反压压力。 在推导中，用下标“1”或“”表示密封后 用下标“2”或“”表示杀菌时 内容物的膨胀度y y=Vnp/Vnp=（m/）/（m/）=/ V：为内容物体积 M：质量 ：密度 罐头在不同的内压与外压差P下的体积改变程度X X=VB/VB= （VB+VB）/ VB VB：罐内的体积 X与：罐头的种类（玻璃瓶、马口铁）有关 罐的型号（罐的直径、铁皮厚度、膨胀圈形状）有关 封罐时与杀菌进的罐内顶隙之比V1/V2 假设：f为内容物装满程度， f=内容物体积Vnp/罐体积VB 则： V1= VB- VBf1 V2= VB- VBf2 = VB