殺菌機(jī)械與設(shè)備

1、食品機(jī)械與設(shè)備食品機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)第四節(jié) 殺菌機(jī)械與設(shè)備殺菌機(jī)械與設(shè)備 A、根據(jù)殺菌溫度：常壓殺菌設(shè)備：巴氏殺菌 高壓殺菌設(shè)備 常壓殺菌一般是對那些pH小于4.6的高酸性食品 高壓殺菌則用于水產(chǎn)類、肉類食品。 B、根據(jù)進(jìn)出罐操作：間歇式 連續(xù)式 C、根據(jù)熱源：直接蒸汽加熱 熱水加熱 其它：火焰加熱 輻射加熱一、分類：一、分類：立式殺菌鍋立式殺菌鍋臥式殺菌鍋臥式殺菌鍋回轉(zhuǎn)式殺菌鍋回轉(zhuǎn)式殺菌鍋常壓連續(xù)殺菌設(shè)備常壓連續(xù)殺菌設(shè)備靜水壓連續(xù)殺菌設(shè)備靜水壓連續(xù)殺菌設(shè)備水封式連續(xù)高壓殺菌設(shè)備水封式連續(xù)高壓殺菌設(shè)備（一）立式殺菌鍋（一）立式殺菌鍋1 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) A、筒體：用厚6-7mm鋼板成形后焊接而成，

2、為了減少熱量 損失，在鍋體外表面包上80mm厚的石棉網(wǎng)層。 B、鍋蓋：一般做成半球形 鍋蓋上面設(shè)有：吹氣閥：做反壓用 排氣閥：排除空氣 安全閥 壓力表、溫度表 冷卻盤管：冷卻罐頭用 鍋蓋開啟：側(cè)面設(shè)有一平衡錘，可繞鍋體轉(zhuǎn)動。 鍋蓋密封：鍋體口邊緣凹槽嵌有密封材料 蝶形螺栓 自鎖鍥形塊：順時針鎖，逆時針開 C、鍋底：做成半球形 設(shè)有“+”字形蒸汽吹泡管，小孔開口在兩側(cè)或底 部，不能直接對準(zhǔn)罐頭，使罐頭受熱不均勻。 排水閥 D、配套設(shè)備：殺菌籃：裝罐 電動葫蘆：起吊 空氣壓縮機(jī)：加反壓2 2、特點、特點：可作常壓殺菌或高壓殺菌，3 3、適用：、適用：中、小型罐頭廠中品種多、數(shù)量少情況時殺菌， 但操

3、作不連續(xù) （二）臥式殺菌鍋（二）臥式殺菌鍋 1 1、特點、特點 A、容量大 B、只作高壓殺菌 生產(chǎn)肉類、水產(chǎn)品罐頭為主的大中型罐頭廠中最常見 C、殺菌籃下面裝有四個鐵輪，靠導(dǎo)軌將殺菌籃推入殺菌 鍋中，因此鍋體部分位于車間地平面以下。 D、由于臥式放置，其占地面積大 2 2、操作過程：、操作過程： A、加熱：蒸汽從8薄膜閥門16鍋底部進(jìn)入鍋內(nèi)4、7、 13排氣（空氣）。排氣要盡量干凈 B、冷卻：冷水2泵16鍋內(nèi)15排出 C、反壓：壓縮空氣9鍋內(nèi)壓力顯示12、安全閥5 D、其它結(jié)構(gòu)與立式殺菌鍋一樣。（三）回轉(zhuǎn)式殺菌鍋（三）回轉(zhuǎn)式殺菌鍋1 1、原理：、原理：2 2、殺菌過程：、殺菌過程： A、過熱水

4、制備：冷水冷水泵21單向閥19手閥13上鍋5當(dāng)鍋內(nèi) 水達(dá)到一定水位時，液位控制12工作，控制冷水泵21自 動停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時開啟閥14，通入加熱蒸汽，加熱達(dá)到 一定溫度時閥14關(guān)閉。 貯水鍋水溫的設(shè)定：比殺菌溫度高5-20，對小型罐可取小值。 B、向殺菌鍋送水：自動裝籃機(jī)裝籃（每層罐頭之間用帶孔的軟性墊板隔 開）由軌導(dǎo)送入殺菌鍋壓緊機(jī)構(gòu)將罐頭壓緊固定 掛上保險桿（以防止殺菌完畢開啟時殺菌籃自動溜出） 關(guān)閉鍋蓋。 打開上下鍋連接閥9，熱水經(jīng)97下鍋，當(dāng)殺菌鍋水 位到達(dá)一定程度時，液位控制器16發(fā)出信號，連接閥9 自動關(guān)閉延時1-5分鐘（由繼電器調(diào)整）重新打開 連接閥9上下鍋壓力相近。 注意： a、

5、上鍋水流入下鍋時間為50-90秒，這樣使罐頭受熱均 勻，否則各罐頭間受熱時間相差太大。 b、必須要的1-5分鐘的延時，因為罐頭一開始壓力只有 一個大氣壓，當(dāng)外面壓力過大時，會使罐頭被壓癟， 只有當(dāng)罐頭內(nèi)部建立起一個壓力時，才能再開啟連接 閥9，延遲時間長短由罐頭材料而定，傳熱系數(shù)大的 取小值。C、加熱升溫 打開加熱閥15、循環(huán)泵22，下鍋回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)，形成下鍋 水循環(huán)。 回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)可以在5-45rpm內(nèi)無級調(diào)速，同時可正反交替 回轉(zhuǎn)，一般正轉(zhuǎn)6mim，停止1min，反轉(zhuǎn)6min這樣設(shè)置。 注意：加熱時間5-20 min，時間長短取決于：貯水鍋與 殺菌鍋水溫差、罐型、品種蒸汽D、殺菌：上述各有關(guān)裝

6、置的開啟狀態(tài)一直維持到殺菌完 畢，在這時期通過自動調(diào)節(jié)閥10與11控制上鍋壓 力以保證下鍋也維持一定壓力。E、熱水回收：蒸汽閥15關(guān)閉，冷水泵21開啟，冷水經(jīng)17從 上面進(jìn)入下鍋，下鍋熱水經(jīng)單向閥23壓入上 鍋，上鍋中水位達(dá)到一定高度時，閥9關(guān)閉， 同時加熱閥14開啟。F、冷卻：由閥18、8、6形成冷水節(jié)流，使下鍋保持一定壓 力，超過壓力時部分水從6排出，經(jīng)過一定時間加 壓冷卻后，蝶閥8逐漸打開，直至下鍋為常壓G、排水：循環(huán)泵22、冷水泵21、冷水閥20關(guān)閉，排泄閥24 打開排水H、啟鍋出罐86冷水3 3、特點、特點 A、因殺菌籃回轉(zhuǎn)及熱水強(qiáng)制循環(huán)，鍋內(nèi)水溫分布均勻 B、選擇適當(dāng)?shù)幕剞D(zhuǎn)速度可以

7、提高傳熱效率，縮短殺菌和冷卻時間影響攪拌因素： a、適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，可使頂隙對內(nèi)容物的攪拌達(dá)到最佳值，轉(zhuǎn)速過大則頂 隙位置始終不變，失去內(nèi)容物攪拌作用；同時內(nèi)容物按比重不同排 列，使熱傳導(dǎo)反而差。 b、頂隙：過?。簲嚢璨粡?qiáng)烈；過大：攪拌好，但易使罐頭產(chǎn)生假聽 c、罐頭在殺菌籃中排列：立放好，臥放差（攪拌效果差）C、改善產(chǎn)品質(zhì)量，罐頭內(nèi)熱分布均勻，不會形成溫度梯度，這樣不會在 罐壁因部分過熱形成粘結(jié)現(xiàn)象。D、節(jié)能（熱水重復(fù)使用）E、自動化程度高F、操作要求高G、熱水循環(huán)可能使鍋體結(jié)垢，因此需要有水處理設(shè)備H、設(shè)備造價高（四）常壓連續(xù)殺菌設(shè)備（四）常壓連續(xù)殺菌設(shè)備1 1、適用：、適用： 水果、部分果蔬

8、及不要求完全無菌的低酸性食品如牛乳等。2 2、分類：、分類： 連續(xù)式水煮是為進(jìn)行高速連續(xù)巴氏殺菌設(shè)計而成，我國現(xiàn)有： 單層式：由鋁制棍構(gòu)成的輥式輸送鏈帶動前進(jìn) 三層式 由刮板輸送鏈在槽內(nèi)由下向上移動 五層式 三層常壓連續(xù)殺菌設(shè)備結(jié)構(gòu)三層常壓連續(xù)殺菌設(shè)備結(jié)構(gòu) 組成： 傳動機(jī)構(gòu) 進(jìn)罐機(jī)構(gòu) 送罐鏈 槽體 出罐機(jī)構(gòu) 報警系統(tǒng) 控溫系統(tǒng)傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng) 主傳動系統(tǒng)：作用：拖動送罐鏈 組成：電機(jī)：電磁調(diào)速電動機(jī)（無級變速） 彈性聯(lián)軸器2：兩軸同心度要求不高 兩級斜齒輪減速箱3 安全離合器6：特點：過載保護(hù) 圓弧齒圓柱蝸桿減速箱33帶動主動軸30 蝸桿調(diào)節(jié)器11：調(diào)節(jié)送罐鏈張緊程度 圓弧齒圓柱桿減速箱12，

9、帶動主動軸26撥罐系統(tǒng)：撥罐系統(tǒng)： 進(jìn)罐輸送帶系統(tǒng)：由電機(jī)21帶動皮帶輪23，拖動兩根三 角皮帶旋轉(zhuǎn)。在送罐鏈傳動軸上，裝 有一六角控制輪，見書P376圖9-13 撥罐裝置：由電機(jī)10帶動撥罐板，電動轉(zhuǎn)動則由六角控 制輪控制。 撥罐板長度=罐頭高度*每次撥罐數(shù)-8mm（兩 端留有間隙，防止卡死）送罐鏈送罐鏈 輸送鏈一般采用6 mm厚45號扁鋼沖壓而成，用套筒與軸 銷連接，刮板固定在銷軸上（它可自由裝拆）； 刮板中心距：41.3*3(三節(jié)距)、41.3*2(二節(jié)距)，具體 根據(jù)各種罐頭的需要選型。 注意：兩刮板間距（罐頭外徑2+罐外高2）1/2，以防止 罐頭在刮板間轉(zhuǎn)身而出現(xiàn)卡罐現(xiàn)象。槽體槽體

10、水平段：設(shè)有一溢流口，以保證槽內(nèi)液位高度： H=罐頭外徑+5 mm， H過大：出現(xiàn)豎罐現(xiàn)象； H過?。汗揞^露在外面。 轉(zhuǎn)彎段：可自動裝卸及通過螺栓調(diào)節(jié)間距，以防卡罐發(fā)生 間隙S=罐外徑+5 mm3 3、常壓殺菌設(shè)備的討論、常壓殺菌設(shè)備的討論 層數(shù)：單數(shù)層、雙數(shù)層。 以單數(shù)層為好，這樣不會造成進(jìn)出罐在同一方 向，以造成操作不便。 結(jié)構(gòu)：一般設(shè)計成直線型，以防止卡罐現(xiàn)象發(fā)生。 大罐殺菌和冷卻 A、用從上至下殺菌路線 B、用噴霧冷卻的形式，以提高傳熱系數(shù)。 罐頭輸送路線： A、從下至上：下層為殺菌，第二層為殺菌或冷卻兩 用槽，第三層為冷卻槽。 B、從上至下：下層為冷卻，最上層為殺菌。從下至上從上至下

11、耗能大小冷卻效果差好卡罐不易易（五）靜水壓連續(xù)殺菌設(shè)備（五）靜水壓連續(xù)殺菌設(shè)備1 1、原理、原理：利用水柱高度造成的壓力來決定飽和蒸汽的壓 力，以維持殺菌所需的溫度2 2、結(jié)構(gòu)及殺菌過程、結(jié)構(gòu)及殺菌過程（見書P383頁圖9-18）3 3、特點、特點 A、該設(shè)備為高速、連續(xù)式加壓殺菌設(shè)備，生產(chǎn)能力大（每 分鐘1000罐） B、罐頭的溫度及壓力的上升和下降是逐步變化的，可避免 殺菌過程中罐的變形和損傷。 在進(jìn)罐柱頂部，水溫近似于罐頭初溫（82-88）， 在進(jìn)罐柱底部，水溫近似于蒸汽室溫度（110-115）， 因此在進(jìn)入蒸汽室前有一個平穩(wěn)的溫度梯度。 在出罐柱底部，水溫115-118， 在出罐柱頂部

12、，水溫為88-93 這樣又形成一個溫度梯度C、適用性強(qiáng)，對各種包裝容器（罐、瓶、軟罐）都適用。D、外形高大，需要專門的廠房，有時為了使機(jī)體更緊湊， 將冷卻過程在殺菌區(qū)上面，形成雙層式設(shè)備，但進(jìn)出罐 都在最高處，不方便。E、罐頭在輸送過程中常因浮罐等因素而卡罐，為此將輸送 帶中的刮板改成裝罐筒，其上鉆有很多小孔，避免卡罐F、適用規(guī)格性能差，受載罐板限制 對圓形罐：其外徑不能超過86.5 mm, 對方形罐:尺寸不能超過100*86.5 mm 罐高度無限制 為此可改成“十”字形載罐板或雙鏈G、水必須預(yù)處理后才能進(jìn)入設(shè)備中，處理后水的硬度低于 100PPm（六）水封式連續(xù)高壓殺菌設(shè)備（六）水封式連續(xù)高

13、壓殺菌設(shè)備1 1、于19661966年創(chuàng)始年創(chuàng)始于法國，裝置見書P388頁圖9-192 2、此設(shè)備用鏈?zhǔn)捷斔蛶y帶容器經(jīng)水封式轉(zhuǎn)動閥門送入殺菌鍋 鼓形閥作用：向殺菌室進(jìn)罐 加壓殺菌后的出罐 隔離高壓區(qū)與常壓區(qū) 鼓形閥轉(zhuǎn)動閥門浸沒在水中，其密封作用通過兩點而成： 水壓、機(jī)械力3 3、經(jīng)鼓形閥后的容器在殺菌室中進(jìn)行殺菌，由于鏈帶的下面設(shè) 有一導(dǎo)軌板，使罐頭在傳送過程中就可進(jìn)行軸向回轉(zhuǎn)，如不 需要攪動殺菌則可將導(dǎo)軌拆除。4 4、在殺菌過程中，有時在殺菌室中另外用空氣加壓 在壓力蒸汽加熱室內(nèi)需用風(fēng)扇不斷地將蒸汽和空氣充分混勻5 5、罐頭殺菌完畢后，進(jìn)入加壓冷卻室，冷卻室壓力與殺菌 室一致。兩室間用鋼板

14、隔開，并包有絕熱材料，冷卻室 冷水需經(jīng)常更換，并使冷卻水強(qiáng)制循環(huán)。6 6、從加壓冷卻室出來的罐頭經(jīng)鼓形閥至常壓冷卻槽，直至 罐頭中心溫度40 。7 7、特點（與靜水壓式相比較） A、兩者都是連續(xù)高壓殺菌設(shè)備 B、利用浸沒在水中的鼓形閥將高壓部分與常壓部分分開 C、在殺菌冷卻過程中，罐頭自身滾動，時間比靜水壓設(shè)備短 D、蒸汽、水、空間、勞動力的利用上比較經(jīng)濟(jì) E、供進(jìn)出罐的鼓形閥門承受壓力相當(dāng)大 F、壓力突然變化較大，不適合軟罐頭殺菌8 8、適用范圍 歐洲：主要用于果蔬和乳品制品殺菌 亞洲：主要用于果蔬和乳品制品殺菌 北美洲：用于藥物殺菌二、軟罐頭食品殺菌設(shè)備二、軟罐頭食品殺菌設(shè)備1 1、軟罐頭

15、食品殺菌特點、軟罐頭食品殺菌特點 A、軟罐頭膜層厚度只有75-100m，一般可以看作沒有熱阻 B、軟罐頭屬于平板加熱型，與金屬罐加熱不同 C、軟罐頭包裝食品在100以上加熱殺菌時，由于殘留空氣、 水蒸汽和食品膨脹結(jié)果，在包裝袋內(nèi)產(chǎn)生壓力，使薄膜 袋破裂。 D、軟罐頭放置問題：殺菌過程中，必須要有盤子來裝軟罐 頭，不能象金屬罐那樣相互疊結(jié)。 現(xiàn)在各國工業(yè)生產(chǎn)上使用軟罐頭殺菌時平放或豎放都很 成功，關(guān)鍵是要保證加熱介質(zhì)的循環(huán)。2 2、軟罐頭殺菌設(shè)備分類、軟罐頭殺菌設(shè)備分類 A、按照操作方式分：間歇式、連續(xù)式 現(xiàn)在常用的還是間歇式 B、按照加熱方式分：熱水加熱、蒸汽和空氣混合氣加熱 一般情況熱水加熱

16、適用于間歇式殺菌，而蒸汽和空氣 混合則用于連續(xù)式殺菌。 熱水加熱：需要有一機(jī)械泵使鍋內(nèi)水循環(huán)，每分鐘循環(huán) 一次，否則鍋內(nèi)水溫度會層化。 蒸汽空氣混合氣加熱：需要一風(fēng)機(jī)，通常蒸汽和空氣混 合后才送入鍋內(nèi)，以期獲得分布 比較均勻溫度。3 3、軟罐頭連續(xù)超高溫殺菌機(jī)的結(jié)構(gòu)、軟罐頭連續(xù)超高溫殺菌機(jī)的結(jié)構(gòu)（見P392頁，圖9-21） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)可分為分為： 裝盤機(jī)構(gòu) 外部水槽 特殊水封閥 鍋體 自動控制機(jī)構(gòu) 傳動機(jī)構(gòu)A、裝盤機(jī)構(gòu)：軟罐頭在設(shè)備中的運(yùn)行依靠載盤器運(yùn)行； 一般將軟罐頭放在盤子上，疊成5層，疊好的盤子裝入到 載盤器中，載盤器運(yùn)行過程中可使軟罐頭始終保持水平位置。B、外部水槽：是一個熱水槽，其作用

17、是： a、預(yù)熱軟罐頭（升溫升壓） b、保持殺菌鍋內(nèi)壓力（密封作用） c、冷卻殺菌后罐頭（降溫降壓）C、水封閥：作用是密封，使殺菌鍋有一定壓力； 采用鏈帶帶動載盤器運(yùn)行，鏈帶有兩條，一條在外部水槽中輸 送，另一條在殺菌鍋內(nèi)運(yùn)行，兩鏈條不連接，可減少因鏈條經(jīng) 過水封閥而引起密封壓力不夠高的現(xiàn)象。D、鍋體：軟罐頭在鍋體內(nèi)進(jìn)行殺菌和冷卻，即鍋體分上下兩部分，上層為 殺菌，溫度高達(dá)135-150，下層為冷卻水。E、自動控制系統(tǒng)：控制鍋體內(nèi)溫度、壓力、冷卻水流量等。F、傳動機(jī)構(gòu)：因其中有一鏈條在鍋內(nèi)運(yùn)行，因此傳動軸需經(jīng)過軸封機(jī)構(gòu)帶 動鏈條運(yùn)行，這就需要一種耐磨、耐熱密封材料。三、殺菌時罐頭壓力的計算三、殺

18、菌時罐頭壓力的計算計算內(nèi)壓的目的是：知道反壓殺菌時反壓壓力。在推導(dǎo)中，用下標(biāo)“1”或“”表示密封后 用下標(biāo)“2”或“”表示殺菌時內(nèi)容物的膨脹度y y=Vnp/Vnp=（m/）/（m/）=/ V：為內(nèi)容物體積 M：質(zhì)量 ：密度罐頭在不同的內(nèi)壓與外壓差P下的體積改變程度X X=VB/VB= （VB+VB）/ VB VB：罐內(nèi)的體積 X與：罐頭的種類（玻璃瓶、馬口鐵）有關(guān) 罐的型號（罐的直徑、鐵皮厚度、膨脹圈形狀）有關(guān)封罐時與殺菌進(jìn)的罐內(nèi)頂隙之比V1/V2 假設(shè)：f為內(nèi)容物裝滿程度， f=內(nèi)容物體積Vnp/罐體積VB 則： V1= VB- VBf1 V2= VB- VBf2 = VB- （Vnp/VB）*VB V1/V2 =（1- f1）/（X-Y f1） （1- f1）/ VB/ VB- （Vnp/ Vnp）（Vnp/ VB）殺菌溫度下罐頭內(nèi)壓P2的求解 因為罐頭內(nèi)壓P是頂隙內(nèi)飽和蒸汽分壓Pn和干空氣分壓PB 之和，即密封后： P1=Pn+ PB P2=Pn+ PB A、Pn、Pn僅為溫度函數(shù)，可查表或用公式表示 Pn = e(11.7-3997.6)/(T-39) atm T的單位為KB、Pn、Pn與溫度和體積有關(guān)，把干空氣看作為理想氣 體（當(dāng)溫度不太高時，看誤差很?。?，則： Pn= PBV1T2/V2T1 C、P1為密封時罐內(nèi)壓力，它與封罐操作條件有關(guān)，在大氣 壓下密封時：