食品加工机械与设备杀菌设备

食品加工机械与设备杀菌设备第1页/共54页3、微生物对高温的敏感性

微生物对高温的敏感性比食品对高温的敏感性要大，温度每上升10℃，使食品变质的化学反应速率加快1倍，同样，使微生物破坏的速率加快10倍。故采用超高温短时灭菌（UHT）处理，以保证食品质量。第2页/共54页

一、立式杀菌锅

属于间歇式杀菌设备，不盖锅盖，也可用于常压间歇杀菌，小型企业使用较多。第3页/共54页一、立式杀菌锅结构锅体用钢板压制成圆筒后焊接而成，底部封头多为球形。锅体内壁装有垂直导轨，使杀菌篮与内壁保持一定距离，以利水汽循环。锅口周边设有与锅盖槽孔相对应的蝶形螺栓，作为夹紧锅盖与锅体的构件。锅口的边缘凹槽内嵌有密封填料，保证杀菌时密封良好。适用：常压、加压杀菌第4页/共54页第5页/共54页第6页/共54页二、卧式杀菌锅

也属于间歇式杀菌设备，中小型企业使用较多。第7页/共54页第8页/共54页第9页/共54页第10页/共54页三、回旋式杀菌锅

属于间歇式杀菌设备，由上下两个锅体组成，结构见图，上锅是一个高压高温的贮水锅，用于制备下锅的过热水。下锅为高压杀菌锅，内有转体支架，可通过转动装置带动支架转动在5-45r/min。特点：传热快、加热时间短、营养破坏少、用于热敏感食品。第11页/共54页三、回旋式杀菌锅

装满罐头的杀菌蓝通过轨道推入后，利用压紧装置固定于回转架内，随回转架翻转。为保证回转架轨道与进车轨道对正，传动装置没有定位装置，限定回转架的停止位置。传动过程：传动装置→回转体转动→杀菌篮转动→罐头转动，且始终处于热水中第12页/共54页A.杀菌程序(a)制备过热水：加热贮水锅中的水，升温速度为4～6℃／min。一般应比杀菌温度高5～20℃。(b)向杀菌锅送水：杀菌篮装入杀菌锅，贮水锅的热水压入杀菌锅。要求在5～90s内完成送水。(c)升温：打开杀菌锅加热阀．蒸汽使锅内迅速升温。在进行加热的过程中，开动回转体和循环泵，使水强制循环以提高传热效率。(d)杀菌：杀菌锅水温保持所设定的杀菌温度。循环泵、回转体连续运行。(e)热水回收：杀菌锅的高温水被压注回贮水锅，转入冷却工序(f)冷却：加压冷却（保持杀菌时压力）；降压冷却时，压力应有规律地递减。(g)排水：冷却过程完成后，循环泵和冷水泵停止运转，排水。(h)启锅：拉出杀菌篮，全过程结束。第13页/共54页冷却方式（有三种可供选择）①反压冷却＋降压冷却②降压冷却＋常压冷却③直接降压冷却第14页/共54页B.特点(a)杀菌篮回转具有搅拌作用，再加上热水泵强制循环，锅内热水形成强烈的涡流，使锅内温度分布更加均匀，同时提高了罐外传热效率。第15页/共54页(b)杀菌篮的翻转产生罐头的“摇动效应”，使传热效率得以提高，导致杀菌和冷却时间大大缩短。(c)传热均匀且速度高，产品质量好且稳定。对于肉类罐头，其翻转可防止油脂和胶冻的析出；对于高黏度、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。(d)过热水回收并重复利用，大幅度减少了蒸汽消耗量，运行费用低。(e)自动化程度高，过程参数均自动调节控制。(h)有效地改善产品的色香味，减少营养成分的损失。第16页/共54页第17页/共54页第18页/共54页第19页/共54页四、淋水式杀菌机

是一种卧式高压杀菌设备，主要用于果蔬类、肉类、鱼类、蘑菇和方便食品的高温杀菌。组成：高压杀菌锅、热水离心泵、板式换热器、分水系统、控制装置、贮水区、管道和阀门等。原理：以封闭的循环水为工作介质，用高流速喷淋方法对罐头进行加热及冷却杀菌。第20页/共54页第21页/共54页第22页/共54页五、超高温杀菌机械设备

超高温短时杀菌是将食品在瞬间加热到高温而达到杀菌目的。通常杀菌温度从120℃提高到135～145℃，仅需3～5s就可以将微生物的孢子完全杀死。几乎不影响食品的色、香、味等，对牛乳、果汁等热敏感的食品尤其适用。第23页/共54页1、超高温短时杀菌方法a、直接加热杀菌法和间接加热杀菌法。直接加热杀菌法是用蒸汽或电阻管直接加热物料，转热效率高，但不易控制。间接加热杀菌法是加热介质通过热交换进行加热。

b、设备要求：必须保证物料瞬时超高温杀菌和加热后迅速冷却。第24页/共54页２、超高温短时杀菌设备组成超高温短时杀菌设备组成主要由预热器、杀菌器、冷却器、均质机和清洗设备CIP构成。流体食品由泵和均质机连续输送进行预热、杀菌、冷却等加工进入下一道工序，清洗设备在设备开机前和关机后对全套设备进行程序控制清洗，保证设备在无菌条件下运转。第25页/共54页（一）直接加热超高温短时杀菌设备1、蒸汽加热式杀菌设备

有两种：

喷射式加热器是加热器将蒸汽喷射到牛乳流体中；注入式加热器是将牛乳注入蒸汽流中。（1）喷射式加热器

a、原理：将蒸汽喷射到牛乳中，使牛乳迅速升温到140℃，然后通过真空罐瞬间冷却至80℃第26页/共54页b、直接蒸汽喷射杀菌设备工艺流程图c、工作过程：原料乳由转运泵1从低温恒位槽中抽出，经第一预热器2进入第二预热器3，在压力下由乳泵4抽出，到直接蒸汽喷射杀菌器6，喷入高压蒸汽，然后进入真空罐9，在低压下，牛乳闪蒸而消耗热量，温度下降到77℃。利用喷射冷凝器18冷凝蒸汽和由真空泵21抽去不凝气体使真空罐保持一定的真空度。排出的蒸汽一部分可用于第一预热器2，预热冷牛奶。经灭菌的牛奶用无菌乳泵11送到无菌均质机12，然后在无菌冷却器中冷却到10-15℃，直接送包装机包装。第27页/共54页d、直接蒸汽喷射杀菌温度-时间曲线第28页/共54页（2）注入式超高温杀菌a、原理将牛奶或其他原料注入到过热蒸汽加热设备中，由蒸汽瞬间加热到杀菌温度而完成杀菌过程。

b、注入式超高温杀菌设备工艺

c、工作过程原料由高压泵送到第一预热器，再经过第二预热器，加热到75℃。最后进入蒸汽加热器4，加热到140℃，进入闪蒸罐5，降温到75℃，底部的无菌乳用无菌泵6抽出，进冷凝器7，冷却到4℃包装。

第29页/共54页（二）间接式杀菌设备-板式换热器板式换热器是以成型传热板片为传热面的高效间壁换热器。冷热流体分别是条形和网状薄层湍流连续通过板片两侧的空间，进行热交换。液体食品如牛乳、果计等的杀菌，同时还应用于液体物料的在线加热和冷却；第30页/共54页板式换热器

第31页/共54页

片式换热器结构示意图1-前支架2-上角孔3-环形橡胶垫圈4-分界板5-导杆6-压紧板7-后支架8-压紧螺杆9-连接管10-片框橡胶垫圈11-下角孔12-传热片第32页/共54页第33页/共54页第34页/共54页第35页/共54页a、密封垫圈为了防止流体的外漏和内漏，板间应放置密封垫圈垫圈耐热、耐压、耐腐蚀、有弹性。周边垫圈与角孔垫圈1、主要构件第36页/共54页b、传热板第37页/共54页

(1)单边流同一种液体的进出口角孔，在设备同一侧的轴线。将相邻两片水平放在一起，流体呈直线方向流动。左片上，第一种液体从左上角孔流入片间，从金属片下左角孔流出，两个右角孔垫圈隔离，在右角孔上第二种液体则流到传热片的另一侧。特点：同一种流体的进出口在设备的同一侧第38页/共54页对角斜流同一种液体进出口两角孔在对角线的两端点位置上，左右片的结构不一样，垫圈也不一样。片间流动的总方向是对角线方向。

需要有两种冲模压制第39页/共54页

2．特点（1）传热效率高。由于换热板间距小，板面上有波纹或凸凹状花纹，流体高速通过，形成湍流，故传热系数高，一般可达3500—4000W/(m2℃)（2）结构紧凑。板式换热器在较小的结构内可容纳较大的传热面积。按单位体积的结构中所占传热面积算比管式换热器高4—7倍。(3）适应性广。增减换热板数，改变板的组合，可满足多种不同生产工艺的要求。（4）适于处理热敏性的物料。因物料在换热器内通过的时间短，受热所产生的损失少。(5）操作卫生安全。拆装容易，可就地清洗，流体有泄漏时易发现，能保持良好的卫生条件。（6）热量得到充分利用，节约热能。

第40页/共54页第41页/共54页第42页/共54页第43页/共54页第44页/共54页d、牛乳灭均时间—温度曲线第45页/共54页2、套管式超高温杀菌设备

由两根不锈钢管组成的双套盘管，利用内外管间环形间隙进行热交换。

a、工艺流程

b、工作过程物料通过供料泵1进入双套盘管2的外层通道，与内层通道已杀菌的高温物料热交换而预热，进入灭菌室3由高温桶内蒸汽间接加热到135℃，保温3-6s，进双套盘管内层通道被冷却到出料温度(＜65℃)3、刮板式超高温杀菌设备（不做介绍）第46页/共54页第47页/共54页

罐头杀菌设备1、种类普通罐头软罐头

2、概念

a、软罐头：国外叫蒸煮袋或盒，是指用软质容器包装，经100℃以上高温杀菌后达到商业无菌，保质期在一年以上的包装食品。

b、普通罐头：传统的用金属或玻璃罐装的食品。

3、应用一般有肉类、水产类、蔬菜类、水果类等。第48页/共54页普通罐头杀菌装置1、根据温度和操作的方法分：

连续式：卧式链带杀菌机、螺旋式连续杀菌机常压间歇式：立式敞口杀菌锅、浴槽式杀菌器杀菌设备连续式：静水压杀菌机、水封式连续杀菌机高压间歇式：卧式杀菌锅、回旋式杀菌锅第49页/共54页2、不同方法的特点

a、不同压力和温度

类别压力温度应用常压式1Pa100℃PH﹤4.5的酸性食品加压式0.1MPa120℃肉类罐头

b、不同操作方式间歇式：多品种、小批量、中小型企业连续式：品种少、大批量、大型企业第50页/共54页3、远红外加热杀菌(1)原理构成物质的基本质点是电子、原子或分子，这些质点即使处于基态都在不停地运动着——振动或转动。这些运动都有自己的固有频率。当遇到具有某个频率的红外线辐射时，如果红外线的频率与基本质点的固有频率相等，则会发生与振动学中共振运动相似的情况，质点会吸收红外线并使运动进一步激化；