第三節(jié)殺菌工藝條件

1、食品保藏原理食品保藏原理顧仁勇顧仁勇 罐藏技術(shù)概述罐藏技術(shù)概述1 高溫對(duì)微生物及酶的影響高溫對(duì)微生物及酶的影響2 殺菌工藝條件殺菌工藝條件3 殺菌時(shí)間的計(jì)算殺菌時(shí)間的計(jì)算4 食品罐藏的基本工藝過(guò)程食品罐藏的基本工藝過(guò)程5 5 食品罐藏的基本工藝過(guò)程食品罐藏的基本工藝過(guò)程5 食品罐藏新技術(shù)簡(jiǎn)介食品罐藏新技術(shù)簡(jiǎn)介63.1 l罐頭食品在殺菌和冷卻時(shí)存在著熱量的傳遞罐頭食品在殺菌和冷卻時(shí)存在著熱量的傳遞。各種罐頭。各種罐頭的傳熱方式和速度并不相同，同時(shí)還受各種因素的影響。的傳熱方式和速度并不相同，同時(shí)還受各種因素的影響。l傳熱中罐內(nèi)各部位的食品受熱也不相同。傳熱中罐內(nèi)各部位的食品受熱也不相同。l在相同

2、的熱力殺菌條件下，各種食品罐頭，甚至同一在相同的熱力殺菌條件下，各種食品罐頭，甚至同一罐頭內(nèi)部上的殺菌效果并不一定相同?？梢?jiàn)確定殺菌工罐頭內(nèi)部上的殺菌效果并不一定相同?？梢?jiàn)確定殺菌工藝條件時(shí)，罐頭的傳熱是極其重要的因素。藝條件時(shí)，罐頭的傳熱是極其重要的因素。l由于物體各部分受熱溫度不同，分子所產(chǎn)生的振動(dòng)能量也不同，依靠分由于物體各部分受熱溫度不同，分子所產(chǎn)生的振動(dòng)能量也不同，依靠分子間的相互碰撞，導(dǎo)致熱量從高能量分子向鄰近的低能量分子依次傳遞的子間的相互碰撞，導(dǎo)致熱量從高能量分子向鄰近的低能量分子依次傳遞的熱傳導(dǎo)方式稱為熱傳導(dǎo)方式稱為傳導(dǎo)傳導(dǎo)。對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱混合傳熱混合傳熱傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱l

3、導(dǎo)熱最慢的一點(diǎn)稱為導(dǎo)熱最慢的一點(diǎn)稱為冷點(diǎn)冷點(diǎn),通常在罐頭幾何中心處。圖通常在罐頭幾何中心處。圖4-6加熱時(shí)，為罐加熱時(shí)，為罐內(nèi)溫度最低點(diǎn)，冷卻時(shí)為溫度最高點(diǎn)。內(nèi)溫度最低點(diǎn)，冷卻時(shí)為溫度最高點(diǎn)。l導(dǎo)熱性較差，加熱殺菌時(shí)，冷點(diǎn)溫度變化緩慢，熱力殺菌需時(shí)較長(zhǎng)。導(dǎo)熱性較差，加熱殺菌時(shí)，冷點(diǎn)溫度變化緩慢，熱力殺菌需時(shí)較長(zhǎng)。屬導(dǎo)熱方式的罐頭食品主要是固態(tài)及粘稠度高的食品。屬導(dǎo)熱方式的罐頭食品主要是固態(tài)及粘稠度高的食品。l借助于液體和氣體的流動(dòng)傳遞熱量的方式，即流體各部位的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相借助于液體和氣體的流動(dòng)傳遞熱量的方式，即流體各部位的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而產(chǎn)生的熱交換。對(duì)位移而產(chǎn)生的熱交換。l對(duì)流有自然對(duì)流與強(qiáng)

4、制對(duì)流之分，罐頭內(nèi)的對(duì)流通常為自然對(duì)流。對(duì)流有自然對(duì)流與強(qiáng)制對(duì)流之分，罐頭內(nèi)的對(duì)流通常為自然對(duì)流。對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱混合傳熱混合傳熱傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱l傳熱速度較快，所需加熱時(shí)間就短。傳熱速度較快，所需加熱時(shí)間就短。l屬對(duì)流傳熱的罐頭食品有果汁、湯類等低粘度液態(tài)罐頭食品。屬對(duì)流傳熱的罐頭食品有果汁、湯類等低粘度液態(tài)罐頭食品。l冷點(diǎn)在中心軸上離罐底冷點(diǎn)在中心軸上離罐底2040 mm的部位上，圖的部位上，圖4-6。l許多情形下，罐頭食品的熱傳導(dǎo)往往是對(duì)流和導(dǎo)熱同時(shí)存在，或許多情形下，罐頭食品的熱傳導(dǎo)往往是對(duì)流和導(dǎo)熱同時(shí)存在，或先后相繼出現(xiàn)。先后相繼出現(xiàn)。l通常，糖水水果、清水或鹽水蔬菜等果蔬罐頭食品屬

5、于導(dǎo)熱和對(duì)通常，糖水水果、清水或鹽水蔬菜等果蔬罐頭食品屬于導(dǎo)熱和對(duì)流同時(shí)存在型。流同時(shí)存在型。對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱混合傳熱混合傳熱傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱l如糊狀玉米等含淀粉較多的罐頭食品，首先是對(duì)流，淀粉受熱糊化后，如糊狀玉米等含淀粉較多的罐頭食品，首先是對(duì)流，淀粉受熱糊化后，黏度增大，流動(dòng)性下降，即轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲗?dǎo)。黏度增大，流動(dòng)性下降，即轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲗?dǎo)。l屬于這類情況的還有鹽水玉米、稍濃稠的湯和番茄汁等。而蘋(píng)果沙司等屬于這類情況的還有鹽水玉米、稍濃稠的湯和番茄汁等。而蘋(píng)果沙司等有較多沉淀固體的罐頭食品，則屬于先導(dǎo)熱后對(duì)流型。有較多沉淀固體的罐頭食品，則屬于先導(dǎo)熱后對(duì)流型。p罐頭食品的物理特性罐頭食品的物理特性

6、p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性質(zhì)和厚度性質(zhì)和厚度p殺菌鍋的形式和罐頭殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置在殺菌鍋中的位置p罐頭食品的初溫罐頭食品的初溫p罐藏容器的幾何尺寸罐藏容器的幾何尺寸p其他因素。其他因素。p罐頭食品的物理特性罐頭食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性質(zhì)和厚度性質(zhì)和厚度p殺菌鍋的形式和罐頭殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置在殺菌鍋中的位置p罐頭食品的初溫罐頭食品的初溫p罐藏容器的幾何尺寸罐藏容器的幾何尺寸p其他因素。其他因素。l食品的形狀、大小、濃度、密度及粘度等。食品的形狀、大小、濃度、密度及粘度等。濃度、密度及粘度越小的食品，其流動(dòng)性越好，濃度、

7、密度及粘度越小的食品，其流動(dòng)性越好，加熱時(shí)主要以對(duì)流傳熱方式進(jìn)行，加熱速度快；加熱時(shí)主要以對(duì)流傳熱方式進(jìn)行，加熱速度快；l固體食品基本上是導(dǎo)熱，傳熱速度很慢；固體食品基本上是導(dǎo)熱，傳熱速度很慢；小顆粒、條、塊狀食品，在加熱殺菌時(shí)，罐內(nèi)小顆粒、條、塊狀食品，在加熱殺菌時(shí)，罐內(nèi)的液體容易流動(dòng)，以對(duì)流傳熱為主，傳熱速度的液體容易流動(dòng)，以對(duì)流傳熱為主，傳熱速度比大的條、塊狀食品快；物料層裝（混合叉熱）比大的條、塊狀食品快；物料層裝（混合叉熱）比條裝傳熱快。比條裝傳熱快。p罐頭食品的物理特性罐頭食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性質(zhì)和厚度性質(zhì)和厚度p殺菌鍋的形式和罐頭殺菌鍋的形式和罐頭

8、在殺菌鍋中的位置在殺菌鍋中的位置p罐頭食品的初溫罐頭食品的初溫p罐藏容器的幾何尺寸罐藏容器的幾何尺寸p其他因素。其他因素。l罐頭傳熱首先要克服罐壁的熱阻罐頭傳熱首先要克服罐壁的熱阻R。而。而R與壁與壁厚厚S成正比，與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。成正比，與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。l傳熱還受到罐內(nèi)食品熱阻的影響。對(duì)導(dǎo)熱型傳熱還受到罐內(nèi)食品熱阻的影響。對(duì)導(dǎo)熱型影響大，其他類型食品熱阻并不會(huì)很大程度地影響大，其他類型食品熱阻并不會(huì)很大程度地影響傳熱。影響傳熱。p罐頭食品的物理特性罐頭食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性質(zhì)和厚度性質(zhì)和厚度p殺菌鍋的形式和罐頭殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置在

9、殺菌鍋中的位置p罐頭食品的初溫罐頭食品的初溫p罐藏容器的幾何尺寸罐藏容器的幾何尺寸p其他因素。其他因素。l殺菌鍋有靜置式、回轉(zhuǎn)式或旋轉(zhuǎn)式等類型。殺菌鍋有靜置式、回轉(zhuǎn)式或旋轉(zhuǎn)式等類型?；剞D(zhuǎn)式傳熱效果要好于靜置式?；剞D(zhuǎn)式殺菌對(duì)回轉(zhuǎn)式傳熱效果要好于靜置式?；剞D(zhuǎn)式殺菌對(duì)加快混合型傳熱及流動(dòng)性差的食品的傳熱，尤加快混合型傳熱及流動(dòng)性差的食品的傳熱，尤其有效。其有效。l在靜置式殺菌鍋中，罐頭所處位置對(duì)于食品在靜置式殺菌鍋中，罐頭所處位置對(duì)于食品的傳熱效果也有影響。罐頭離蒸氣噴嘴越遠(yuǎn)，的傳熱效果也有影響。罐頭離蒸氣噴嘴越遠(yuǎn)，傳熱就越慢。傳熱就越慢。p罐頭食品的物理特性罐頭食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐

10、藏容器材料的物理性質(zhì)和厚度性質(zhì)和厚度p殺菌鍋的形式和罐頭殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置在殺菌鍋中的位置p罐頭食品的初溫罐頭食品的初溫p罐藏容器的幾何尺寸罐藏容器的幾何尺寸p其他因素。其他因素。l初溫是指殺菌開(kāi)始時(shí)，食品最冷點(diǎn)的平均溫初溫是指殺菌開(kāi)始時(shí)，食品最冷點(diǎn)的平均溫度。度。l初溫與殺菌溫度之差越小，罐中心加熱到殺初溫與殺菌溫度之差越小，罐中心加熱到殺菌溫度所需要的時(shí)間越短，但對(duì)流傳熱型食品菌溫度所需要的時(shí)間越短，但對(duì)流傳熱型食品的初溫對(duì)加熱時(shí)間影響小。的初溫對(duì)加熱時(shí)間影響小。l食品初溫對(duì)導(dǎo)熱型食品的加熱時(shí)間影響很大。食品初溫對(duì)導(dǎo)熱型食品的加熱時(shí)間影響很大。因此，對(duì)于導(dǎo)熱型食品，熱裝罐比

11、冷裝罐更有因此，對(duì)于導(dǎo)熱型食品，熱裝罐比冷裝罐更有利于縮短加熱時(shí)間。利于縮短加熱時(shí)間。p罐頭食品的物理特性罐頭食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性質(zhì)和厚度性質(zhì)和厚度p殺菌鍋的形式和罐頭殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置在殺菌鍋中的位置p罐頭食品的初溫罐頭食品的初溫p罐藏容器的幾何尺寸罐藏容器的幾何尺寸p其他因素其他因素。l其他條件相同時(shí)，加熱時(shí)間與罐容積成正比；其他條件相同時(shí)，加熱時(shí)間與罐容積成正比；l為了加快傳熱，應(yīng)增大罐徑，而非增加罐高。為了加快傳熱，應(yīng)增大罐徑，而非增加罐高。l殺菌鍋內(nèi)的傳熱介質(zhì)的種類、介質(zhì)在鍋內(nèi)的殺菌鍋內(nèi)的傳熱介質(zhì)的種類、介質(zhì)在鍋內(nèi)的循環(huán)速度、熱量分布

12、情況等，對(duì)傳熱效果也有循環(huán)速度、熱量分布情況等，對(duì)傳熱效果也有不同程度的影響。不同程度的影響。.溫度換算溫度換算兩種情況兩種情況食品初溫相同，食品初溫相同，殺菌溫度不同時(shí)殺菌溫度不同時(shí)的換算的換算殺菌溫度相同，殺菌溫度相同，初溫不同的換算初溫不同的換算食品初溫相同，殺菌溫度不同時(shí)的換算食品初溫相同，殺菌溫度不同時(shí)的換算已知某一殺菌溫度和食品初溫條件下測(cè)得罐內(nèi)食品溫度已知某一殺菌溫度和食品初溫條件下測(cè)得罐內(nèi)食品溫度數(shù)據(jù)，則食品初溫相同時(shí)，其他殺菌溫度下罐內(nèi)溫度可數(shù)據(jù)，則食品初溫相同時(shí)，其他殺菌溫度下罐內(nèi)溫度可按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：)(00罐殺殺殺”殺罐TTTTTTTT上式中：上式中：表示現(xiàn)用殺

13、菌溫度條件表示現(xiàn)用殺菌溫度條件 表示原用殺菌溫度條件表示原用殺菌溫度條件殺菌溫度相同，初溫不同的換算殺菌溫度相同，初溫不同的換算)(00罐殺殺殺殺罐TTTTTTTT已知某一殺菌溫度和食品初溫條件下測(cè)得罐內(nèi)食品溫度已知某一殺菌溫度和食品初溫條件下測(cè)得罐內(nèi)食品溫度數(shù)據(jù)，則殺菌溫度相同時(shí)，其他初溫條件下罐內(nèi)溫度可數(shù)據(jù)，則殺菌溫度相同時(shí)，其他初溫條件下罐內(nèi)溫度可按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：上式中：上式中：表示現(xiàn)用殺菌溫度條件表示現(xiàn)用殺菌溫度條件 表示原用殺菌溫度條件表示原用殺菌溫度條件p殺菌式殺菌式也叫殺菌規(guī)程，主要有溫度、時(shí)間和反壓力三個(gè)主要因素組成。也叫殺菌規(guī)程，主要有溫度、時(shí)間和反壓力三個(gè)主要因素組

14、成。表示如下：表示如下：pTscph_h 殺菌鍋內(nèi)的介質(zhì)由初溫升高到規(guī)定殺菌殺菌鍋內(nèi)的介質(zhì)由初溫升高到規(guī)定殺菌溫度所需的時(shí)間（溫度所需的時(shí)間（min)，也叫，也叫升溫時(shí)間升溫時(shí)間。p 殺菌溫度下保持的時(shí)間（殺菌溫度下保持的時(shí)間（min)，也稱，也稱恒恒溫時(shí)間溫時(shí)間。c 殺菌鍋內(nèi)介質(zhì)由殺菌溫度降低到出罐溫度殺菌鍋內(nèi)介質(zhì)由殺菌溫度降低到出罐溫度所需的時(shí)間（所需的時(shí)間（min)，稱為，稱為冷卻時(shí)間或降溫時(shí)間冷卻時(shí)間或降溫時(shí)間.Ts 規(guī)定的殺菌溫度（規(guī)定的殺菌溫度（）。P 加熱或冷卻時(shí)殺菌鍋所用加熱或冷卻時(shí)殺菌鍋所用反壓力反壓力（kPa）。）。 l殺菌是首要任務(wù)，同時(shí)使酶鈍化，盡最大殺菌是首要任務(wù)，同

15、時(shí)使酶鈍化，盡最大可能的保持食品的感官性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分?？赡艿谋３质称返母泄傩再|(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分。l110125微生物的耐熱性大于酶，微生物的耐熱性大于酶，而超過(guò)而超過(guò)125，酶的耐熱性卻比微生物強(qiáng)，酶的耐熱性卻比微生物強(qiáng)，所以高溫短時(shí)（所以高溫短時(shí)（HTST）或超高溫（）或超高溫（UHT）應(yīng)以酶鈍化為選擇條件的依據(jù)。應(yīng)以酶鈍化為選擇條件的依據(jù)。l綜上所述，采用高溫短時(shí)間和超高溫殺綜上所述，采用高溫短時(shí)間和超高溫殺菌，在達(dá)到殺菌和鈍化酶的目的基礎(chǔ)上，菌，在達(dá)到殺菌和鈍化酶的目的基礎(chǔ)上，還有利于食品感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的保持。還有利于食品感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的保持。同時(shí)還有提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)連續(xù)花同時(shí)還

16、有提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)連續(xù)花程度等優(yōu)越性，因此是目前食品殺菌的首程度等優(yōu)越性，因此是目前食品殺菌的首選方法。選方法。殺菌方法殺菌方法常壓殺菌常壓殺菌 （100100） 高壓殺菌高壓殺菌 （100） 高壓水殺菌高壓水殺菌高壓蒸汽殺菌高壓蒸汽殺菌l適合于大多數(shù)適合于大多數(shù)水果水果和和部分蔬菜部分蔬菜罐頭。罐頭。l殺菌設(shè)備為立式開(kāi)口殺菌鍋。先在殺菌鍋內(nèi)注入適量水，然后通入蒸氣加殺菌設(shè)備為立式開(kāi)口殺菌鍋。先在殺菌鍋內(nèi)注入適量水，然后通入蒸氣加熱。待鍋內(nèi)水沸騰時(shí)，將裝滿罐頭的殺菌籃放入鍋內(nèi)。最好先將玻璃罐頭預(yù)熱。待鍋內(nèi)水沸騰時(shí)，將裝滿罐頭的殺菌籃放入鍋內(nèi)。最好先將玻璃罐頭預(yù)熱到熱到60左右再放入殺菌鍋

17、內(nèi)。當(dāng)鍋內(nèi)水溫再次升到沸騰時(shí)，開(kāi)始計(jì)算殺菌左右再放入殺菌鍋內(nèi)。當(dāng)鍋內(nèi)水溫再次升到沸騰時(shí)，開(kāi)始計(jì)算殺菌時(shí)間，并保持水的沸騰直到殺菌終結(jié)。時(shí)間，并保持水的沸騰直到殺菌終結(jié)。l常壓殺菌也有采用連續(xù)式殺菌設(shè)備的。罐頭由輸送帶送入殺菌器內(nèi)，殺菌常壓殺菌也有采用連續(xù)式殺菌設(shè)備的。罐頭由輸送帶送入殺菌器內(nèi)，殺菌時(shí)間可通過(guò)調(diào)節(jié)輸送帶的速度來(lái)控制。時(shí)間可通過(guò)調(diào)節(jié)輸送帶的速度來(lái)控制。u高壓蒸氣殺菌高壓蒸氣殺菌 低酸性食品，如大多數(shù)蔬菜、肉類及水產(chǎn)類罐頭食品必須采用低酸性食品，如大多數(shù)蔬菜、肉類及水產(chǎn)類罐頭食品必須采用100100以以上的高溫殺菌。加熱介質(zhì)通常采用高壓蒸氣。上的高溫殺菌。加熱介質(zhì)通常采用高壓蒸氣。u

18、高壓水殺菌高壓水殺菌 此法適用于肉類、魚(yú)貝類的大直徑扁罐及玻璃罐。此法適用于肉類、魚(yú)貝類的大直徑扁罐及玻璃罐。 允Pl殺菌時(shí)罐內(nèi)與殺菌鍋允許有一定壓力差，稱殺菌時(shí)罐內(nèi)與殺菌鍋允許有一定壓力差，稱允許壓力差允許壓力差內(nèi)壓內(nèi)壓外壓外壓外壓外壓外壓外壓外壓外壓l導(dǎo)致罐頭變形或損壞的最低壓力差導(dǎo)致罐頭變形或損壞的最低壓力差 稱稱臨界壓力差臨界壓力差 臨P玻璃罐的玻璃罐的PP允允 =0=0鐵罐的鐵罐的PP允允可根據(jù)罐徑及厚度查表得?？筛鶕?jù)罐徑及厚度查表得。 l殺菌時(shí)為防止罐內(nèi)壓力過(guò)大造成罐的損壞而向殺菌時(shí)為防止罐內(nèi)壓力過(guò)大造成罐的損壞而向殺菌鍋補(bǔ)充的壓力稱為殺菌鍋補(bǔ)充的壓力稱為反壓力反壓力。即：。即：2PPPP鍋空鍋汽鍋允P 罐內(nèi)絕對(duì)壓力罐內(nèi)絕對(duì)壓力的計(jì)算的計(jì)算殺菌時(shí)罐內(nèi)外殺菌時(shí)罐內(nèi)外壓力的要求壓力的要求計(jì)算反壓力計(jì)算反壓力殺菌時(shí)確定壓力平衡的步驟殺菌時(shí)確定壓力平衡的步驟2P= “蒸P+ 211211(yfxfTTPP）蒸2P- -殺菌時(shí)罐內(nèi)壓力（殺菌時(shí)罐內(nèi)壓力（PaPa）；）；“蒸P- -殺菌時(shí)頂隙內(nèi)水蒸氣壓力（殺菌時(shí)頂隙內(nèi)水蒸氣壓力（PaPa） 蒸P- -密封時(shí)頂隙內(nèi)蒸汽壓力（密封時(shí)頂隙內(nèi)蒸汽壓力（PaPa） 1P- -密封時(shí)罐內(nèi)壓力（密封時(shí)罐內(nèi)壓力（PaPa） x- -殺菌時(shí)罐容器膨脹度殺菌時(shí)罐容器膨脹度 y- -殺菌時(shí)食品膨脹度殺菌時(shí)食品膨脹度