杀菌机械与设备(二)

杀菌机械与设备(二)冯涛2/3/20241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℃以上高温杀菌后到达商业无菌，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。2/3/20242〔一〕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、盘旋式杀菌锅2/3/202432、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0.1MPa100℃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2/3/20244一、间歇式杀菌设备〔1〕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2/3/20245〔1〕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。2/3/202461—蒸汽管2—薄膜阀3—进水管4—进水缓冲板5—蒸汽喷管5—杀菌篮支架6—排水管7—溢水管8—保险阀9—排气管10—减压阀11—压缩空气管12—平安阀13—泄气阀14—调节阀15—空气减压16—过滤器17—压力表18—温度计2/3/20247结构特点：①热介质为蒸汽，由底部吹入。②蒸汽小孔开在分布管两侧或底部，防止直接吹向罐头。③杀菌篮与罐头一起由电葫芦调进调出。④冷却水由上方盘管的小孔喷淋，此处小孔也不能直对着罐头。⑤为提高杀菌能力，可放置上下杀菌篮。2/3/202482/3/202492/3/202410卧式杀菌锅主体为一平卧的圆柱形简体，锅内底部铺设有两平行轨道，盛装罐头的杀菌车沿轨道推进和推出，用于装卸物料。卧式的容量一般比立式大得多，适应于大中型工厂使用。〔2〕卧式杀菌锅

适用高压杀菌2/3/202411〔2〕卧式杀菌锅

也属于间歇式杀菌设备，中小型企业使用较多。2/3/2024122/3/202413特点①多用于生产肉类、蔬菜罐头的杀菌，生产能力较立式大。②安装于地面高度下方，有两条轨道与地面相平，有利于包装件的输入、输出。③蒸汽管布置于轨道下方。④为有利于杀菌锅排水，设有地槽。⑤锅内存在空气使温度分布不均匀，这样会影响产品的杀菌效果和质量。为防止空气造成的温度分布不均匀，通过排气阀一方面排放蒸汽，一方面增加蒸汽，以增加蒸汽的流动，到达锅内温度均匀，这样会引起环境湿热和噪声。2/3/2024142/3/2024152/3/2024162/3/2024172/3/202418〔3〕回转式杀菌锅缩短杀菌时间提高杀菌温度提高加热介质的传热效率回转式2/3/202419〔3〕盘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。2/3/202420

贮水锅杀菌锅2/3/202421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，传动装置设有定位装置，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2/3/202422A.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：翻开杀菌锅加热阀．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。(8)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。2/3/202423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2/3/202424反压冷却罐头在杀菌过程中的冷却阶段因杀菌锅内压力急速下降而使罐内外压差急速提高，影响罐头密封或泄漏。因而在冷却阶段向杀菌锅内输入一定压力的压缩空气以补偿因冷却引起的减压，这种冷却时的补压措施被称为反压力杀菌法2/3/202425B.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。

2/3/202426(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。2/3/2024272/3/2024282/3/2024292/3/202430二、连续式杀菌设备

〔1〕卧式链带杀菌机

工作原理：进罐输送带上罐头由拨罐机构拨进杀菌机体的槽体内。由刮板输送链将罐头由下至上运行。在第一层(或第一层和第二层)槽体内杀菌在第三、三层(或第三层)冷却。最后由出罐机构将罐头卸出完成杀菌的全过程常压连续杀菌设备2/3/202431结构传动系统、拨罐系统、槽体、进罐输送带、送罐链及控制装置等。

2/3/2024321-电机2-联轴器3-减速器4-离合器5-蜗杆减速器6-蜗杆调节器7-蜗杆减速器8-链轮9-链轮10-罐头11-链轮12-出罐端链轮主动端13-送罐链14-链轮15-杀菌槽链轮主动轴16-冷却槽17-张紧轮18-杀菌或冷却槽19-杀菌槽20-底链板21-刮板22-输送胶带23-进罐电机24-进罐带主动轮25-链轮26-联轴器27-链轮28-蜗杆减速器29-挡板30-拨罐板31-联轴器32-减速器33-拨罐电机34-光电管2/3/202433槽体：液位控制〔液位调节板〕防止液位过高浮罐2/3/202434转弯处易卡罐。排除故障，将转弯处做成铰链式活动结构槽体转弯处结构及报警装置1－定芯块；2－螺钉螺母；3－螺钉；4－调节板；5－固定架；6－罐头；7－触板；8－刮板；9－铰链；10－托板；11－托板架；12－螺栓螺母；13－托板2/3/202435如下图。托板l0与托板架11用螺钉连为一体，一端可绕铰链9左右转动，另一端通过螺栓，螺母12固定在箔体组件的左右机架上。当罐型不同，必须通过螺栓、螺母12调整托板10与13的间隙s，使s＝罐外径＋5毫米。当万一罐头在该处被卡住，只需把螺栓、螺母12松开既能很方便地给予排除。并可适当地校正刮板8的位置卡罐排除装置2/3/202436浮罐报警装置报警装置的触板7通过螺钉螺母2与调节板4，定芯块1等连成一体，能使其自由转动，螺钉3可防止触板向下转动。当出现浮罐，罐头与接触板相碰，电极两端接通，指示灯亮、警笛响，这时送罐链会立即自动停止转动。当罐型不同时，必须松开螺钉螺母，根据需要调整触板，使触板与罐头之间间距为2～3毫米。2/3/202437〔2〕静水压连续杀菌设备设计原理：在杀菌设备的进出罐处分别设有两个上水柱，利用水柱高度形成的压力决定饱和蒸汽的压力，以维持所需要的温度。加压连续设备2/3/202438静水压连续杀菌设备装置1—顶部真空阀；2—顶部平台；3—出罐柱；4—蒸汽室；5—铁梯；6—水平面控制管道；7—溢流管；8—放空气管；9—出气管；10—出罐箱；11—控制仪表；12—冷凝水管；13—蒸汽管；14—进罐箱；15—喷淋器管；16—升温柱〔水柱管〕；17—无级变速器；18—变速器2/3/202439进罐柱→升温柱〔水柱管〕→杀菌柱〔蒸汽室〕→出罐柱〔加压冷却〕→喷淋冷却柱〔常压冷却〕→出罐这个顺序运行。水柱的高度决定了饱和水蒸气压的大小。2/3/202440杀菌特点罐头从升温柱入口处进去后，沿着升温柱下降，并进入蒸汽室。水柱顶部的温度近似罐头的初温，水柱底部的温度那么近似于蒸汽室的温度。因此，在进入蒸汽空前有一个平稳的温度梯度。而进入杀菌室，因蒸汽均匀地普及蒸汽室，可进行恒温杀菌。从杀菌室出来的罐头向上升送，这时的温度变化与升温柱时恰好相反，罐头受的压力从大变小，形成稳定的从大到小的温度和压力的梯度，减压冷却。2/3/202441设备特点(1)连续杀菌(2)节省运转费用(3)生产能力大(4)容罐量大。一股可达36000余罐，而间歇式杀菌锅仅有1700罐。(5)罐头的传送很平稳。(6)罐头的温度及压力的上升和下降是由于水柱造成的温度梯度而逐步变化，可防止受温度和压力的剧烈变化所引起罐头的变形或外伤，产品质量好。(7)适用性较强。适于各种罐头的杀菌。(8)视制品不同，可选用使罐头回转或静置的传送器。2/3/202442结构方面的开展：输送器的载罐板是十字形的，两边都可以装罐，且可载不同规格的罐。输送器改为双链式，即可用于同样杀菌温度而杀菌时间不同的罐头同时进行杀菌。设一装罐筒，其上钻有很多孔眼，适于任意罐型的杀菌。同时可防止卡罐现象。2/3/202443〔3〕水封式连续高压杀菌设备原理：靠水封阀保持杀菌室压力。其既可使罐头不断进出杀菌室中，而又能保证杀菌室的密封，保持杀菌室内的压力与水位的稳定。与静水压设备的不同：采用了鼓形阀，整个设备就比静水压杀菌设备小得多。静水压中罐头通常是不动的，水封式设备中的罐头是滚动的，因而热效率较高。2/3/202444适用性罐头类制品的高温连续杀菌。热介质为封闭的蒸汽或过热水。杀菌温度为100-145℃杀菌压力为。

2/3/202445水封式连续杀菌设备结构示意图1—自动供罐装置；2—自动排罐装置；3—罐头由鼓形阀中排出；4—鼓形阀〔水封阀〕；5—罐头；6—杀菌室与冷却槽之间的隔板；7—冷却槽；8—传送器；9—平安阀；10—压力表；11—排气阀；12—冷却水；13—蒸汽管〔主〕；14—蒸汽管〔副〕2/3/202446工作过程：进罐→输送链→水封式旋转阀→进入杀菌锅，预热→杀菌室5〔环形布置，折返数次〕→水封式旋转阀→冷却→出罐2/3/202447在杀菌室内一条平板链〔或导轨〕，罐头置于其上，平板链运动方向与传送器相反。传送器与平板链速度不等，产生相对运动，所产生的摩擦力使罐头回转。改变罐头的回转数就可调节罐头的加热量。即可不变杀菌时间，改变罐头回转数来调整杀菌效果。主要结构〔杀菌室〕2/3/2024482、欧姆杀菌原理：利用电极，将电流直接导入食品，由食品本身介电性质所产生的热量，到达直接杀菌的目的。电流：50～60Hz的低频交流电。2/3/2024492/3/2024505、超高压杀菌将食品物料以某种方式包装以后，置于高压(200MPa以上)装置中加压处理，使之到达灭菌要求的杀菌方法。2/3/202451〔1〕高压杀菌的根本原理压力对微生物的致死作用高压导致微生物的形态结构、生物化学反响、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化。在食品工业上，利用此原理，使高压处理后的食品得以平安长期保存。2/3/202452〔2〕高压对食品中营养成分的影响传统的食品加工方法主要采用热处理，因此食品中热敏性的营养成分易被破坏，而且热加工使得褐变反响加剧，造成色泽的不愉快，食品中挥发性的风味物质也会因加热而有所损失。采用高压技术处理食品，可以在灭菌的同时，较好地保持食品原有的色、香、味及营养成分。2/3/202453①高压对蛋白质的影响

高压使蛋白质变性，其解释是由于压力使蛋白质原始结构伸展，导致蛋白质体积的改变。对酶活也有影响〔加快加压速率，使酶失活〕2/3/202454②高压对淀粉及糖类的影响高压可使淀粉改性。常温下加压到400-600MPa，可使淀粉糊化而呈不透明的粘稠糊状物，且吸水量也发生改变。〔原因是压力使淀粉分子的长链断裂，分子结构发生改变〕对糖类几乎没有影响。2/3/202455③高压对油脂的影响油脂类耐压程度低，常温下加压到100-200MPa，根本上变成固体。解除压力后，固体仍能恢复到原状。高压处理对油脂的氧化有一定的影响。2/3/202456④高压对食品中其他成分的影响高压对食品中的风味物质、维生素、色素及各种小分子物质的天然结构几乎没有影响。故可保持原有的风味、色泽及营养。2/3/202457〔3〕高压技术在食品保藏中的应用

高压处理在肉制品加工中的应用与常规加工方法相比，经高压处理后的肉制品在柔嫩度、风味、色泽及成熟度方面均得到改善，同时也增加了保藏性。廉价质粗的牛肉进行常温250MPa处理，结果得到嫩化的牛肉制品。300MPa，10min处理鸡肉和鱼肉，结果得到类似于轻微烹任的组织状态。2/3/202458高压处理在水产品加工中的应用常规的加热处理、干制处理不能满足水产品加工要求〔具有水产品原有的风味、色泽、良好的口感与质地〕。研究说明，高压处理可保持水产品原有的新鲜风味。2/3/202459高压处理在果酱加工中的应用

在生产果酱中，采用高压杀菌，不仅使水果中的微生物致死，而且还可简化生产工艺，提高产品品质。最成功的例子是日本明治屋食品公司，