食品工厂机械与设备第十二章

食品工厂机械与设备第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第十二章杀菌机械与设备杀菌是食品加工过程中最重要的环节之一。许多食品需要经过相应的杀菌处理之后，才能获得稳定的货架期。食品杀菌方法的分类(包装-未包装,热杀菌-冷杀菌,物理杀菌-化学杀菌)第一节罐头食品杀菌机械设备第二节液体食品物料无菌处理系统第三节电离辐射杀菌装置X本章小结

思考题

自测题食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备热杀菌---借助于热力作用杀灭微生物的方法；冷杀菌----除热杀菌以外所有杀菌方法。尽管人们早就认识到，热杀菌同时也会对食品营养或风味成分造成一定的影响，并且也在冷杀菌方面进行了大量的研究，但到目前为止，热杀菌仍然是食品行业的主要杀菌方式。

热杀菌和冷杀菌

食品杀菌方法分类食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备根据杀菌处理时食品包装的顺序，可以将热杀菌分为包装食品和未包装食品两类方式。前者如罐头类食品的杀菌，后者如无菌包装食品的热处理。

包装和未包装食品的杀菌

食品杀菌方法分类食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备物理法和化学法杀菌冷杀菌可以分为物理法和化学法两类。物理冷杀菌技术包括电离辐射、超高压、高压脉冲电场等杀菌技术。电离辐射杀菌的应用最为成熟(本章简单介绍)。其它冷杀菌设备的应用尚存在较大局限性(不专门介绍)。

食品杀菌方法分类食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第一节 罐头食品杀菌机械设备指用于密封罐头(包括瓶装的饮料和啤酒)加热杀菌的机械设备。按操作方式:间歇式和连续式。按杀菌操作压力，分-常压/高压设备。一、间歇式杀菌设备(包括常压-高压)二、连续式杀菌设备(包括常压-高压)

食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备一、间歇式杀菌设备间歇式罐头杀菌设备有多种形式，按杀菌锅安装方式分立式和卧式杀菌锅。立式杀菌锅又可分为普通立式杀菌锅和无篮立式杀菌锅；卧式杀菌锅可以分为普通卧式杀菌锅、回转式杀菌锅和喷淋式杀菌锅等。（一）立式杀菌锅（二）无篮式杀菌锅（三）卧式杀菌锅（四）浸水与淋水式杀菌机（五）回转杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）立式杀菌锅容量较小，既可用于常压杀菌，又可用于高压杀菌，一般适用于小规模生产的场合。外形(图12.1(1))食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）立式杀菌锅结构(图12.1(2))主体由…组成。有与锅盖连的省力平衡锤。由螺栓密封。盖上有安全阀、放气阀、冷却水盘管及软管接管口（未画出）。锅体有蒸汽进管、冷水排放管、温度计和压力表。锅内有杀菌篮。还有压缩空气管,冷却水溢流管食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）立式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备安装（图12.3）。半地下安装上方装电动葫芦，就可以实现杀菌篮在平地上装卸。（一）立式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备管路连接如图12.4工作流体:蒸汽冷却水压缩空气（一）立式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备温度控制温度控制系统的原理如图12.5所示，它由来自杀菌锅感温包的温度（通过金属弯曲管的变化）及调节用的压缩空气两个物理量比较调节，通过输出压缩空气来控制蒸汽薄膜阀的开度，使通过阀的蒸汽量保持杀菌锅内温度恒定。图12.5温度控制系统图（一）立式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备~2.4m~1.83m（二）无篮式杀菌锅大型、不使用杀菌篮的立式杀菌锅。外形结构容积是普通立式杀菌锅的4~5倍。杀菌锅的进罐口在顶部出罐口在底部。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备安装(图12.7)(多只)杀菌锅通常安装在冷却水槽上方，便于冷却阶段罐头直接排入下方的冷却水进一步冷却。槽底有输送罐头的输送带。可半连续操作。（二）无篮式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备操作过程通过输送带将罐头从锅上方投入预装有一定温度缓冲水的锅内（随机排列），有溢流管口使水溢出。锅装满时，关闭输送带闸阀，进料口盖，溢流阀。通入蒸汽，利用其将锅内的水从锅底通过排水管排出（可以收集后供另一锅使用）。随后杀菌过程操作与卧式杀菌锅操作一样，也要经过排气、升温、保温和冷却几个阶段。但反压冷却结束后的冷却阶段则可在锅下方的冷却水槽中进行。（二）无篮式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备两种卸罐方式第一种方法:缓冲水道水面正好保持在锅底门的下面。锅底门打开后，罐头落入缓冲水道中，输送带再将罐头送出冷却水道，并使其冷却到所需的温度。第二种方法:较大罐型，需真空系统配合，且要求缓冲水道水位高于杀菌锅底门位置。罐头卸完之后，关闭锅底门，即可进行下一锅的杀菌。（二）无篮式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（1）节省劳动力

5台仅需一人操作，其产量相当于9人操作18台四篮静止高压立式杀菌锅。（2）节省能源与普通立式杀相比，蒸汽耗量要少得多，因为需要加热的锅体少（且没杀菌篮耗热），单位容积锅体的表面积小使得热辐射损失少，不需要长时间排气而耗汽。（3）适用性、灵活性大无篮式杀菌系统可以处理所有的标准罐型，可以在35℃以下的各种温度下进行杀菌。（4）检测仪表和控制装置可以根据需要配备检测仪表和控制袋置，从普通的常规控制到提供一个全自动控制系统。特点（二）无篮式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（三）卧式杀菌锅目前国内主要罐头杀菌设备。容量大于普通立式。一般不适用于常压杀菌，多用于高压杀菌。

杀菌锅外形图食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（三）卧式杀菌锅压缩空气冷却水食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备杀菌小车图12.10所示，本身带有小轮,置于另一辆具有与杀菌锅轨道高度相当小车上。只要使小车与锅体内的轨道对接，就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。（三）卧式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备卧式杀菌锅内的导轨高于地坪面，因此，为了使杀菌小车顺利地进出锅体，一般将杀菌锅的一部分安排在低于地坪的位置，使得锅内的导轨与地坪在一个平面上。也就是说，锅体安装在地槽内；并且，为了使锅门顺利打开，地槽的长度应当比锅体长（大约一个锅门直径）。因此，杀菌车进出还需要在锅体与地槽口之间架设辅助轨道。也可简单地将杀菌锅直接安置在地坪面。为了保证排水不向车间漫开，在锅体周围开一个加漏空钢板的明沟。杀菌车则如图12.10所示，置于另一辆具有与杀菌锅相当高度的小车上。这样，只要使小车与锅体内的轨道对接，就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。安装（三）卧式杀菌锅食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（四）浸水与淋水式杀菌机1．静置浸水式杀菌机热水罐杀菌锅外形(图12.11)热水罐和杀菌锅之间的连接管及控制阀门食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备贮水罐中的预热水通过管道流入杀菌锅，杀菌时通过循环泵使热水在贮水罐与杀菌锅之间循环，使锅内温度分布均匀。在杀菌结束时，热水可以回流入贮水罐。袋装软罐头在杀菌锅内需平放专门的多孔杀菌托盘上，托盘之间留有一定间隙作为热水水流通道。1．静置浸水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（四）浸水与淋水式杀菌机1．静置浸水式杀菌机蒸汽冷热水接管(图12．12)热水食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备优点热冲击小:较适宜于玻璃瓶罐和软罐头的杀菌；节能:热水可回收使用；温度均匀:热水可通过机械方法搅拌。1．静置浸水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备构成:卧式锅体、热交换器、循环水泵，管路和各种阀门，及自动控制系统。2．淋水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备工作原理:整个过程，利用贮存在杀菌锅底少量（4车约400L）热(冷)水作为杀菌(冷却)传热用水，通过大流量离心泵进行高速循环，流经板式热交换器进行热交换后，进入杀菌锅内上部的水分配器，均匀喷淋在需要杀菌的产品上。2．淋水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备加热、杀菌、冷却过程使用同一水体循环水，也用同一热交换器，变化的只是热交换器另一侧的介质。5678910121314432111快开式门篮框水分配管热交换器蒸汽阀冷却水阀冷却水出水阀疏水器冷凝水阀压缩空气进气管排气阀补给水阀循环水泵放水阀加热----升温与杀菌过程中的循环水由蒸汽加热，提供维持恒温所需热量冷却-----冷却工序中，循环水被冷却水降温水循环与换热2．淋水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备可缩短热水流程，使罐头受热更为均匀，尤其适用于袋装品杀菌。加热冷却侧向水平喷淋（图12.14）（四）浸水与淋水式杀菌机2．淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备控制操作过程的温度、压力和时间完全自动化控制;压力与温度控制完全独立;调压控制为向锅内注入或排出压缩空气。2．淋水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备特点温度分布均匀，提高了杀菌效果，改善了产品质量。杀菌与冷却采用同一水体，产品无二次污染的危险。无热冲击,造成的产品质量的降低及包装容器的破损。温度与压力为独立控制，易准确控制。设备结构简单，维修方便。水消耗量少。2．淋水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备适用性品种:果蔬类、肉类、鱼类、方便食品等。包装容器:马口铁罐、铝罐、玻璃罐和蒸煮袋等。2．淋水式杀菌机（四）浸水与淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机用于改善某些罐头（粘稠液体状内容物）内部传热条件。常见型式：浸水式淋水式轨道式回转式食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备结构特点1．浸水式回转杀菌机（五）回转杀菌机整体结构与操作过程与静置浸水杀菌机基本相同，增加了一套使杀菌篮在锅内绕轴旋转的装置。回转速度范围:5~36r/min，可根据产品调整。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备杀菌笼内的罐头放置1．浸水式回转杀菌机（五）回转杀菌机罐头顶头竖放在杀菌笼中，这样在回转时有利于罐头内容物的搅动。层与层之间的罐头应放置隔板，隔板由耐热塑料板制成的，具有足够开孔率，不使罐底将孔封死。可使水在杀菌笼内自由流动，有利于温度均匀分布。图12.15头顶头回转杀菌时罐头在杀菌笼中的固定方式旋转静止食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备对于软包装袋或半硬质容器，除了层与层之间需要孔的隔板以外，还需使不同层之间产品保持一定间距的支承结构件。这种结构件也应当是多孔的，以保证水流的顺利流通。软包装袋容器的放置1．浸水式回转杀菌机（五）回转杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备(1)

可获得更为均匀分布的杀菌锅温度（五）回转杀菌机特点－优点1．浸水式回转杀菌机杀菌笼回转的搅拌作用＋热水泵强制循环，使锅内热水形成强烈的涡流，使锅内温度分布更加均匀，并提高罐外传热效率。图12.16所示为不同循环与回转式锅内热水分布。

食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备(2)缩短杀菌周期（五）回转杀菌机特点－优点1．浸水式回转杀菌机杀菌篮翻转产生罐头的“摇动效应”，使传热效率提高，使杀菌和冷却时间大大缩短。对于内容物为流体或半流体的罐头效果更为明显。罐头有一定的顶隙才能使罐头在翻转时产生“摇动效应”，但过大的顶隙会在罐头内形成气袋而产生假胖听现象。比较发现，对同样罐头，回转式杀菌时间为静置式的四分之一。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备(3)产品质量好且稳定（五）回转杀菌机特点－优点1．浸水式回转杀菌机对于肉类罐头，其翻转可防止油脂和胶冻的析出；对于高粘度、半流体和热敏性食品，不会产生因罐壁处的局部过热而形成粘结现象。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备(4)节能（五）回转杀菌机特点－优点1．浸水式回转杀菌机过热水在不降温情况下回收并重复利用，大幅度减少了蒸汽消耗量，从而降低运行费用低。第二次杀菌开始，其热量主要消耗在补偿锅体对空气的对流和辐射损失及罐头的升温。反复使用的次数愈多，两者消耗蒸汽量的差额就会愈大，回转式节省蒸汽就愈多，其优越性就更加明显。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备(5)提高产品成品率（五）回转杀菌机特点－优点1．浸水式回转杀菌机这种设备杀菌锅的压力由贮水锅的压力维持。而贮水锅的压力由压力调节器随时加以控制和调整，因而压力的变化很小。在加压冷却过程中，可以根据不同杀菌对象采用不同时间的加压冷却方式，可使压力随时间有规律地递减。这对袋装食品、大听罐头、螺旋盖玻璃罐、铝制罐及易开罐等的杀菌特别有利，可防止包装容器的变形、破损等事故发生。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备操作要求较高。杀菌锅内有回转体，因而减少了有效容积。热水循环可能使锅体结垢，因而用水必须处理，增加了处理水的装置的投资。（五）回转杀菌机特点－－－缺点1．浸水式回转杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机2．淋水式回转杀菌机结构特征同样由两只上(水位可调贮水锅)、下(杀菌锅)排列的卧式压力容器组成。与浸水式回转杀菌机相比，贮水锅中的水量要少得多，因此只要预热很少量的水，大大节省热能。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机2．淋水式回转杀菌机贮水锅与反应杀菌所贮的很少量水可以预热到高于所需要杀菌温度（如150℃）。加热方式：用0.6~0.8MPa的蒸汽直接喷射加热以便缩短加热时间。杀菌时所需要的反压是由压缩空气产生的，因此许多对压力敏感的包装容器都可以用这种方法进行杀菌。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机2．淋水式回转杀菌机－系统流程（图12.19）杀菌开始时，预热水从贮水锅中流入下面的杀菌锅中。不需排气，锅内空气直接用于产生反压。可节能量。反压可逐步产生，也可一步到位。杀菌锅进水的时(一般仅为30s)就回转，更有利于温度的均匀分布。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机简介一种高温短时、摇动式、全自动罐头杀菌设备。专门为大罐型圆形金属罐头设计。最适宜用来对自然对流难以加热和冷却的食品（如糊状玉米、真空包装的整条玉米、茄汁鱼类、豆类、布丁、沙司和汤类食品等）。以蒸汽为加热介质，可以施加反压。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机主体图12.20耐压壳体和可回转内、外筒体构成。不用杀菌篮装罐头，夹于内外筒之间圆环内。内筒外壁有条形板，罐头处在条形板中间，外筒内壁有带动罐头回转、使其由入口端向口端前移的T形螺旋轨道。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备轨道回转杀菌机回转体的轴线与锅内所装罐头的轴线是平行的。回转一圈罐头顶隙气泡的运动情形如图12.21所示。回转杀菌情形（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备回转杀菌情形（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机回转一圈罐头顶隙气泡的运动情形食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备装卸罐（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机两端各有一只大型气动闸阀，分别用于进罐和出罐。罐头装入（同时有罐头离开）杀菌机时，外筒与壳体锁定，内筒回转使罐头沿着壳体前进。进罐时，罐头轨道上的自动停罐装置将罐头送至进罐阀，罐头通过回转阀门进入杀菌机，并自动进入内筒壁的条形板中间。当内筒回转计数器和停罐计数器显示一定罐数时，停止进罐。进罐和出罐过程中有一个安全装置,保证未经杀菌的（刚进入杀菌机的）罐头不会从出口端卸出。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备整个杀菌过程由全自动数字程序控制器控制。对程序控制器预先设定了排气、升温、加压，杀菌和冷却工艺参数。所有的操作步骤由自动程序控制，并由控制器监测温度、压力和时间。杀菌过程控制（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备每批生产600罐，进罐速度45罐／min（也即每次装罐时间约为13min）。正常的工作压力为0.17MPa，最高工作压力为0.28MPa。一些性能参数（五）回转杀菌机3．轨道回转式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备二、连续式杀菌设备概述是内部具有连续运送罐头装置的杀菌设备，并有相应的连续进出罐机构装置。一般分成几个区段，进行预热,杀菌,冷却。生产能力大，一般接在连续包装机之后。可以分为常压式和加压式两大类。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机温度≤100℃，不需严格密封，设备结构简单。按运载链层数可分为-------单层式多层式；按加热和冷却方式可分为-----浸水式淋水式。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机1．单层常压连续杀菌机设备外形结构整体为隧道结构，一条运载产品的输送链带穿过隧道，输送带的两端有进出罐的外围输送带相联。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机1．单层常压连续杀菌机杀菌过程入口处拨罐器将罐头拨到输送链带，输送链带上的罐头经过隧道时,先后被喷射热水（蒸汽）加热杀菌，然后被喷射冷水冷却,最后被送出机外。在整个过程中，产品与输送链处于相对静止状态而同步移动。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机1．单层常压连续杀菌机玻璃瓶加热冷却过程为避免热应力集中造成瓶子破损，加热段和冷却段要分成多个区段，以使得加热时最大温差不超过20~50℃，冷却最大温差不超过20℃。采用热水加热时一般包括预热段1、预热段2

、加热段、预冷段、冷却段、最终冷却段等多个工作段。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机1．单层常压连续杀菌机设备特点优点：结构简单，性能可靠、生产能力大，并且通常可以根据工艺要求进行调节。适合于内容物流动性良好的瓶装产品的常压杀菌。缺点：占地面积较大，有的设备长达27cm，甚至更长。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机2．多常压连续杀菌机-一般为浸水式一般结构罐头运载装置为刮板输送链，罐头平卧放置，可相对输送链进行有限滚动。整体为多层(一般为3

~5层)结构。可根据具体情形选择。每一层设一水槽，用于装温度不同的热水或冷却水。因层间转移的需要，两端设置有转向结构。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机2．多常压连续杀菌机三层常压连续杀菌机—图12.23IIIIII进罐端槽体括板输送链液位线出罐端三只水槽分三层水平安装在杀菌机机架上。第一层（底层）为加热杀菌段，第二层具有加热和冷却双重功能，可根据罐藏内容物的杀菌工艺要求进行选择，第三层为冷却段。各槽体侧面有溢流口，并安装有液面调节板，使槽内液位保持一定高度，防止液位过高引起浮罐

食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机2．多常压连续杀菌机三层常压连续杀菌机—图12.23特点具有自动进出罐、温度自动控制等功能。传热效果好，节能、缩短杀菌时间，提高产品质量；占地面积小，利于设备平面布置；适用不同罐径罐头。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机用于100℃以上（相应压力高于大气压力）条件下连续杀菌的设备，有专门的进出罐机构装置，因而机构复杂。常见形式:1．回转式高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机3．水封式连续杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机一般构成一般由2~3个（作杀菌锅和冷却锅用的）卧式压力锅、进罐阀、出罐阀、转罐阀、驱动装置及自动控制系统等构成。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机典型杀菌机系统由两个杀菌锅和1个冷却锅构成食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机锅内结构均有使罐头从锅体的一端移动到另一端的机构。锅体内壁--T形钢螺旋槽。转鼓--条形档板。实现罐头由一端到另一端移动（参见图12.20）。进出罐与间歇式情形类似。但T形钢螺旋一直固定在锅体内壁。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机进罐阀与转罐阀回转进罐阀是特殊设计的，可以防止蒸汽泄漏（图12.26）。罐头从一只杀菌锅转移到另一只杀菌锅（或冷却锅），也需要借助于特殊的转罐装置—转罐阀（图12.27）。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机杀菌锅体及组合体直径为147cm，长度为3.35~11.28m。实际长度由杀菌时间、生产速度和罐型大小决定。可有多种组合排列方式。典型的二锅体和三锅体排列如图12.25所示。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机罐头移动与转动（图12.28）图12.28回转式连续杀菌装置内罐头的转动沿锅体轴向移动移动过程中，运动状态包括：锅顶部仅随旋转架一起公转；在锅侧处，罐头除随回转架公转外，做少量自转（滑动短距离）；在锅底处，自由滚动。罐头自转及公转引起内容物搅动显著提高了传热效率。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机1．回转式高压连续杀菌机特点优点：可在高温（127～138℃）和回转状态下连续进行杀菌和冷却操作，时间短，品质均一性好，蒸汽消耗少。缺点：设备大、复杂、初期投资大、维护保养困难、罐型适用范围小、通用性差，罐头滚动易造成封口线处镀锡层磨损而引起生锈，影响外观质量。只适用大中型厂。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机依靠水柱维持压力,连续运行.主要由进出罐装置、静水压升温柱、杀菌室、降温水柱和冷却系统等构成。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备流程(图12.29)。由输送带送来的封口的罐头，在进入杀菌机前，头尾衔接，排成一列，由推进器按一定数量自行送至用输送链牵引的载罐器。然后，顺序通过升温柱、杀菌柱（蒸汽室）、降温柱，和冷却段，最后由卸罐装置卸出。杀菌后的成品罐头到达卸罐处时，载运器自动张开释放罐头，由输送带送往仓库。（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备进出罐机构(图12.30)

进、出罐端在杀菌机的同一侧，出罐位于进罐的下方（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备输送链速控制杀菌时间（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机输送装置可设置成多条独立运行的输送链（有1根、2根和3根三种形式），分别挂接不同罐型的载罐器，使得可在同一杀菌温度环境中分别处理不同规格及杀菌时间的产品，大幅度提高了设备的通用性和灵活性。多条输送链食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备提升区段（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机是容器输送链从进罐处上升到升温水柱入口的一段。在此区段内，容器暴露在空气中，未受到加热。升温水柱在设备内部，是输送链进入蒸汽室前必须通过的一段水柱。罐头在此自上而下得到加热。水温可单独控制，自上而下温度逐渐升高，变化范围一般为16~102℃。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备蒸汽杀菌室（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机此外的杀菌温度对应于饱和蒸汽温度;饱和蒸汽压力由室空间高度决定,室空间高度由其下面水平面高度与升温（或降温)水柱的水平高度之差决定。可通过对这两个水面液位的控制来控制杀菌室的温度。输送链条的运行回路在蒸汽室内的停留时间也由这两个水平液位控制。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备卸罐水柱（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机与进罐水柱液位相同，对蒸汽杀菌室内蒸汽压力（这两个水柱的水位相同）起平衡作用。水温也单独控制的，控制从水柱的底部喷入的蒸汽可获得所要求的温度。热罐头和输送链条会向水柱中的水不断放热，只需很少量的蒸汽就能维持卸罐水柱的温度。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备水循环系统（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机横向循环（图12.31）

。节省能量;热水从卸罐水柱的底部抽出送入进罐水柱的底部，用第二只泵将进罐水柱中低温水送入卸罐柱顶部。可以使水柱水温保持稳定。罐头立即冷却，卸罐水柱底部水抽出通过热交换器冷却,再回送到柱顶。不存在水柱之间横向循环。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备特点（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机优点：节能节水，与一般杀菌锅比，可节省蒸汽量50％以上，冷却水70％以上。占地面积小，约为同等处理能力间歇式杀菌机的1/30。生产能力大。自动化程度高，通用性好，适用于各种材质和大小的包装容器，如马口铁罐、玻璃瓶和软包装袋。无压力、温度突变，避免罐变形，产品质量好。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备特点（二） 高压连续杀菌机2．静水压连续杀菌机缺点：设备高度庞大，高达18m。设备及安装费用大。检修维护困难。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备设备结构及工作原理(图12.32所示)3．水封式连续杀菌机（二） 高压连续杀菌机1自动供罐装置2自动排罐装置3鼓形阀4杀菌室5杀菌室-冷却槽隔板6加压冷却槽7常压冷却槽食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备罐头回转原理3．水封式连续杀菌机（二） 高压连续杀菌机在传送器的下部设计了一条平板链（或导轨）,罐头就搁在其上，平板链运动方向与传送器相反，由于传送器与平板链之间的相对运动，产生摩擦力使罐头回转，回转的速度因产品不同而不同，一般为10~30r/min。若不需回转时，则可去掉传送器下面的导轨,或使平板链运动方向与传送器一致并保持相同线速即可。通过改变罐头的回转速度可调节罐头的传热速率。根据这个原理，在调换品种时，杀菌时间可以不变，而改变罐头回转数即可。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备鼓形阀(图12.33示)3．水封式连续杀菌机（二） 高压连续杀菌机鼓形阀由于浸没在水中，又称水封阀.食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第二节 液体食品物料无菌处理系统为无菌包装系统提供无菌液料的系统。目前，都是热杀菌系统。由于多数无菌包装产品为后包装的液体，因此可选用高效热交换器进行连续杀菌处理。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第二节 液体食品物料无菌处理系统一、无菌系统的基本构成二、蒸汽直接加热式无菌处理系统三、间接加热式无菌处理系统

食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备一、无菌系统的基本构成基本构成有:输送泵、加热器、保持管、背压阀、冷却器、贮罐、管路管件及控制系统等构成。另外，对于如乳品等物料，根据工艺要求，还可在系统中串接均质机等设备。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备系统输送泵通常包括:进料泵，增压泵和无菌泵。进料泵(离心泵)，将物料送入预热段。增压泵:保证物料获得所需杀菌温度。无菌泵:将无菌产品通过无菌管路送往包装机。（一）输送泵一、无菌系统的基本构成食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备作用:预热,杀菌。杀菌加热器:直接加热式和间接加热式两大类。间接式:用蒸汽或过热水作加热介质.蒸汽直接加热器:蒸汽喷射式,注入式.直接与物料混合(卫生要求高),有冷凝水带入物料,最后需要除去。（二）加热器一、无菌系统的基本构成食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备保持管:用于使加热到杀菌温度的物料保持必要的时间。保持管的长度及物料在管内的流动速度决定了物料在管内的滞留时间。背压阀设在保持管末端，它使被处理物料在增压泵与保温管之间保持与杀菌温度对应所需的压力。（三）保持管与背压阀一、无菌系统的基本构成食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备将热处理保温物料冷却到一定温度。位置:在背压阀之后.形式与加热器有关。间接式加热，用一般的间接热交换器作冷却器。直接式，常采用膨胀罐（闪蒸罐），使过热状态的物料部分水分自蒸发，带走潜热使物料的温度迅速降低。闪蒸罐还可起部分除去料液中（多由挥发性成分构成的）异味的作用。（四）冷却器一、无菌系统的基本构成食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备二、蒸汽直接加热式无菌处理系统（一）喷射式系统（二）蒸汽注入式系统食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）喷射式系统系统构成(图12.34蒸汽直接喷射式杀菌装置流程图)及杀菌流程80℃150℃2~4s~77℃二、蒸汽直接加热式无菌处理系统产品---输送泵(1)----第一预热器(2)---第二预热器(3)-----预热到80℃产品----增压泵(4)-----流量气动阀(5)------直接蒸汽喷射杀菌器(6)。在该处，产品受到压力为1MPa的蒸汽直接喷射入，其温度瞬时升温至150℃。------保持管中停留2~4s后------膨胀罐中进行闪蒸冷却，使产品温度急剧冷却到77℃左右。膨胀罐底部收集到的产品保持一定的液位，然后用无菌泵送至无菌均质机。经均质的无菌产品在冷却器中进一步冷却后送往无菌灌装机或进入无菌贮罐。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）喷射式系统系统预杀菌二、蒸汽直接加热式无菌处理系统生产前，整个装置需用喷射蒸汽加热到136℃的循环热水杀菌30min，然后用无菌冷水降温。整个系统始终保持无菌水循环直至进料产品开始杀菌。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）喷射式系统产品水分控制二、蒸汽直接加热式无菌处理系统为了保持产品的含水量不变，喷射入产品中的蒸汽量必须在闪蒸冷却时全部排净，这可以通过调节器控制喷射前产品的温度t1和闪蒸后产品的温度t2

的差值来实现。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二）蒸汽注入式系统这种系统采用蒸汽直接注入式热交换器进行杀菌。APV系统

正常操作前，先对利用过热水在系统中循环30min系统进行预杀菌并随后进行冷却。二、蒸汽直接加热式无菌处理系统食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二）蒸汽注入式系统系统对物料的杀菌过程二、蒸汽直接加热式无菌处理系统供应桶待杀菌物料--离心泵--板式换热器预热--回转式定量泵----板式预热器再次升温----注入式直接加热器加热到杀菌温度-----第二个调速回转式定量泵抽出---保持管(2~4s）---背压阀--闪蒸室(自蒸发,温度下降,二次蒸汽由冷凝器冷凝除去)---无菌离心泵----无菌均质机（可选）--管式热交换器冷却---至灌装工序。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二）蒸汽注入式系统系统对物料的杀菌过程二、蒸汽直接加热式无菌处理系统闪蒸室中产生的二次蒸汽由一组管式冷凝器冷凝除去，而产品由无菌离心泵送至无菌均质机（根据需要选用），再送至管式热交换器进一步冷却，冷却好的无菌产品最后送至灌装工序。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二）蒸汽注入式系统系统对物料的杀菌过程二、蒸汽直接加热式无菌处理系统为节省能量，从第一个管式换热器中出来的已经升温的冷却水作为加热介质给板式换热器用，并在两者之间循环使用。在管式热交换器后面有一转向阀控制无菌产品的流向，若物料杀菌合格则将其转至无菌包装机，若杀菌不足则被自动转向并经换热器冷却后送回物料供应桶再重新进行杀菌。为保证产品的水分含量，在闪蒸室内的蒸发量为自动控制。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备图12.35APV蒸汽直接注入式杀菌系统流程图1.物料供应桶；2.离心泵；3,5板式换热器；4,7回转式定量泵；6.注入式直接加热器；8.保持管；9.背压阀；10.无菌闪蒸室；11.管式冷凝器；12.无菌离心泵；13.无菌均质机；14,17管式热交换器；15.转向阀；16.回流阀；18.贮水桶；19.真空泵；20.水循环离心泵食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备三、间接加热式无菌处理系统物料不与加热介质接触，不需闪蒸罐和真空冷凝系统，对加热介质的洁净程度要求较低。另外还可用过热水作为杀菌热介质。加热器---可采用板式、管式和刮板式换热器。APV板式系统及杀菌流程

(图12.36)食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备85℃138-150℃2-4s100℃左右进料罐内的牛乳用泵送入第一组板式热交换器的预热段加热到85℃。然后进入平衡容器并保持数分钟以稳定乳蛋白，这可以防止牛乳在第二组板式热交换器的高温加热区段内产生过多的沉淀物。“稳定牛乳”用泵送入均质机，经均质作用后进入第二组板式热交换器的主要加热区段加热到138-150℃后，进入保持管视需要保持2-4s。然后到达转向阀。如果牛乳温度等于或高于杀菌温度，无菌乳继续向前流动进入快速板式冷却器用冰水冷却至100℃左右。然后进入第一组板式热交换器的预热段进行热量回收，再经最终冷却段进一步冷却到灌装温度，最后送至无菌灌装机。如果由于某种原因，转向阀处的温度下降到预定的杀菌温度以下，牛乳将经过冷却器返回到进料罐。整个系统由控制柜控制。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备三、间接加热式无菌处理系统在牛乳进入系统之前，需对系统进行预杀菌。系统的预杀菌是用加压水进行的，在整个系统充满水之后，蒸汽进入主加热器将循环水迅速加热到136℃或更高的温度，在此温度下热水循环30min对系统进行充分杀菌。然后，冷却水进入冷却器使系统冷却到70℃左右。保持水不断循环直至产品准备就绪，送入产品，开始杀菌。系统预杀菌APV板式系统食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第三节 电离辐射杀菌装置什么是电离辐射杀菌?

电离辐射杀菌是指利用γ射线或高能电子束（阴极射线）进行杀菌，是一种适用于热敏性物品的常温杀菌方法，属于“冷杀菌”。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第三节 电离辐射杀菌装置辐照装置食品电离辐射杀菌设备系统通常称为辐照装置、辐射装置和照射装置等，主要由以下几部分组成：辐射源、产品传输系统、安全系统（包括联锁装置、屏蔽等）、控制系统、辐照室及其它相关的辅助设施（如菌检实验室、剂量实验室、安全防护实验室、产品性能测试实验室，以及通风、水处理系统、仓库等）。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第三节 电离辐射杀菌装置辐照装置装置核心是处于辐照室内的辐射源及产品传输系统。目前用于食品电离辐射处理的辐射源有产生γ射线的人工放射性同位素源和产生电子束或X射线的电子加速器两种。辐照装置可以根据辐射源的类型（放射性同位素、加速器）和传输系统（静止、间歇，单道连续、多道连续）等进行分类。以下按辐射源类型分别对γ射线辐照装置和电子加速器辐照装置进行介绍。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第三节 电离辐射杀菌装置一、γ射线辐照装置二、电子束辐照装置三、X射线辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备条板辐射源装载卸载辐射屏蔽层辐射源井辐照室图12.37γ射线辐照器典型γ辐射装置一、γ射线辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备目前使用的γ射线同位素放射源主要是60Co,通常做成用双层不锈钢壳密封的棒状（称为钴棒）。单根钴棒称为线源，放射强度有限。实际应用的辐射源通常由众多根钴棒平行排列成板状源，一般的板状钴源强度可在数十至上百万居里之间。放射源一、γ射线辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备大型辐射装置，受辐射的产品一般采用机械方式传输，传输系统包括：过源机械系统：产品辐照箱在辐照室内围绕源运行的传输机械设备。通常采用有气缸推动转运箱的辊道输送系统，单轨悬挂输送系统及积放式悬挂输送系统；迷道输送系统：将产品辐照箱从操作间（装卸料间）向辐照室转运时通过迷道的输送机械；装卸料操作机械：在操作间将需要辐照的产品装至辐照箱上，并将已辐照过的产品从迷道输送机送出的辐照箱上卸下的机械设备。产品传输系统一、γ射线辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备优点:γ射线的穿透能力较强，可以采用大包装形式对物料进行照射。缺点:γ射线源活度会以对数规律衰减。例如60Co源活度的半衰期为5.27年。也就是说，每隔5.27年，其放射性活度将减少一半。特点一、γ射线辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备是指用电子加速器产生的电子束进行辐照，加工产品的装置。包括电子加速器，产品传输系统，辐射安全系统；产品装卸和贮存区域；供电、冷却、通风等辅助设备；控制室，剂量测量和产品质量检验实验室等。二、电子束辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备二、电子束辐照装置典型电子速辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备二、电子束辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备电子加速器是利用电磁场使电子获得加速，提高能量，将电能转变为辐射能的装置。电子加速器系统包括辐射源、电子束扫描装置和有关设备（如真空系统、绝缘气体系统、电源等）。电子加速器有多种类型，目前加工用电子加速器主要有直流高压型和脉冲调制型加速器。它们都能产生能量高于150keV的电子束。电子加速器二、电子束辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备电子加速器最初获得的高能电子束为点状。采用扫描技术可使点状电子束均匀分散成“线状”作用于与射线方向相垂直的输送带上的物料（图12.39）。电子束扫描装置二、电子束辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备电子束辐照装置特点优点：辐射功率大、剂量率高以及装置（电能）能源利用可控制等。缺点：与γ射线相比，电子射线的穿透力较低，此外装置系统复杂。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备为了提高电子射线的穿透力,可提高电子束的能量水平和采用双面辐射。但需要注意，电子束能量不能超过10MeV，以免被照射食品受到放射性污染（导至食品自身产生放射物质）。单面照射与双面照射电子束辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备双面辐射时，在扫描器下设两条输送方向相反的输送带。物料在一条输送带上经过照射后，经过翻转器翻转，并被置于另一条逆向平行运行的输送带上进行第二次照射，如此得到两面照射。单面照射与双面照射(图12.40所示)电子束辐照装置与单面辐射相比，双面辐射可以最大限度地利用能量，而且辐射强度均匀。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备电子束辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备三、X射线辐照装置理论和实验研究已有多年的历史，过去由于电子加速器成本较高以及X射线能量转换效率偏低，实用化应用不多，但近年来随着加速器和靶工艺学的进展，以及60Co价格的上升，对X射线辐照装置的开发利用又引起了人们的重视。X射线辐照装置既可以采用可使产品翻身的带式双通道传输送系统（图12.41），也可可以采用悬挂式产品传输系统。由于X射线是利用加速器产生的，因此，可以实现电子束射线和X射线两用辐射照装置。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备三、X射线辐照装置食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备本章小结热杀菌机械设备仍然是食品行业使用最普遍的杀菌设备。用于罐头杀菌的设备可以分为间歇式和连续式两大类，按操作压力可分为常压杀菌设备和高压杀菌设备。普通立式杀菌锅是间歇式杀菌设备，既可用于常压也可用于高压杀菌。无篮立式杀菌锅是一种不使用杀菌篮、自动化程度较高的间歇式杀菌设备，与冷却水槽结合，罐头装锅和卸锅可以自动进行。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备本章小结普通卧式杀菌锅是一种常用的使用蒸汽作加热介质的间歇式高压杀菌设备。其它形式的间歇卧式杀菌设备包括浸水式、淋水式、回转式杀菌机。其中回转式杀菌有两种形式。轨道回转式、静水压式和水封式是三种常见的高压连续杀菌设备。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备本章小结无菌包装食品的热处理设备可以分为直接式和间接式两大类。间接杀菌设备所用的热交换器主要有管式、板式和刮板式三种。常压连续杀菌设备可以分为单层式和多层式。电离辐射杀菌装置是应用最为成熟的物理冷杀菌装置。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备思考题

1.比较普通立式杀菌锅与卧式杀菌锅结构。2.简述无篮式杀菌系统的特点。3.间歇式杀菌锅通常有哪些外围辅助设备与接管，作用是什么？4.常见的双锅体杀菌机（喷淋式，浸水式）是否必须将两锅体上下安排？为什么？5.试比较浸水式杀菌机与淋水式杀菌机的结构？6.比较分析本章所介绍的几种罐头高压连续杀菌设备。7.流体食品无菌处理系统如何保证所需的杀菌值。8.分析讨论两种换热类型（直接式与间接式）无菌处理系统流程构成的异同点。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备自测题一、判断题二、填充题三、选择题四、对应题食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备四、对应题1.找出以下有关杀菌装置与其特殊机构对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应的括号中。（）1．静水压连续杀菌机 A.水柱（）2．卧式杀菌锅 B.小轮杀菌车（）3．立式杀菌锅 C.水封阀（）4．水封式连续杀菌机 D.转罐阀（）5．轨道式回转杀菌机 E.平衡锤食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备四、对应题2.找出以下有关杀菌装置与应用的对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应的括号中。（）1．立式杀菌锅 A.玻璃罐头（）2．带孔杀菌盘B.酸性食品（）3．静水压连续杀菌机 C.大批量生产（）4．淋水式卧式杀菌机 D.黏稠物料（）5．轨道式回转杀菌机 E.软包装食品食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备四、对应题3.找出以下有关无菌处理流程部件与处理流程或适用物料的对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应的括号中。（）1.直接式蒸汽杀菌流程 A.保持杀菌段高温（）2.间接式杀菌流程 B.保温段管路较长（）3.刮板式换热器 C.直接式换热器（）4.蒸汽喷射式杀菌器 D.板式热交换器（）5.背压阀 E.粘稠物料食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备四、对应题4.找出以下有关杀菌装置与特殊部件或应用类型的对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应的括号中。（）1．立式杀菌锅 A.电动葫芦（）2．卧式杀菌锅 B.上侧装有贮水锅（）3．淋水式杀菌锅 C.部分冷却在锅外完成（）4．需要用循环水泵 D.浸水式杀菌锅（）5．无篮式杀菌系统 E.通常只适用于高压杀菌食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备三、选择题立式杀菌锅的辅助装置不包括＿＿。A.杀菌篮B.电动葫芦C.空气压缩机D.杀菌车通常，卧式杀菌锅可用于＿＿。A.常压杀菌B.加压杀菌C.反压冷却D.B和C下列杀菌设备，

为间歇式。A.轨道回转式B.静水压式C.水封式D.淋水回转式下列杀菌设备中，

杀菌设备属于连续式。A.静水压式B.浸水回转式C.无篮式D.淋水回转式间歇式杀菌设备的生产能力与

关系最小。A.罐头的大小B.内容物性质C.压缩空气压力D.冷却水温连续式杀菌设备的生产能力与

关系最大。A.杀菌室的大小B.罐头的放置方式C.压缩空气压力D.冷却水温食品工厂机械与设备--第十二