食品加工機(jī)械與設(shè)備第五章1殺菌設(shè)備課件

第三節(jié)殺菌設(shè)備殺滅和抑制食品中微生物的主要方法有熱、冷、輻射、鹽漬、干燥、煙熏等。通常采用加熱滅菌的辦法。1、加熱方法濕熱殺菌法是利用熱水和蒸汽直接加熱以達(dá)到殺菌目的，最常用的方法。干熱殺菌法是利用熱風(fēng)、紅外線、微波等加熱以達(dá)到殺菌目的。殺菌的目的：殺死食品中的致病菌菌、腐敗菌劑破壞食品中的酶活性，使食品在特定的條件下有一定保存期，盡可能保護(hù)食品的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味。2、殺菌的溫度和時(shí)間的關(guān)系

溫度和時(shí)間都是殺滅微生物的所需條件。溫度越高，殺菌時(shí)間越短。但在破壞微生物作用上，同樣有效的不同溫度—時(shí)間組合對(duì)食品的損害程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同。3、微生物對(duì)高溫的敏感性

微生物對(duì)高溫的敏感性比食品對(duì)高溫的敏感性要大，溫度每上升10℃，使食品變質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率加快1倍，同樣，使微生物破壞的速率加快10倍。故采用超高溫短時(shí)滅菌（UHT）處理，以保證食品質(zhì)量。一、立式殺菌鍋結(jié)構(gòu)鍋體用鋼板壓制成圓筒后焊接而成，底部封頭多為球形。鍋體內(nèi)壁裝有垂直導(dǎo)軌，使殺菌籃與內(nèi)壁保持一定距離，以利水汽循環(huán)。鍋口周邊設(shè)有與鍋蓋槽孔相對(duì)應(yīng)的蝶形螺栓，作為夾緊鍋蓋與鍋體的構(gòu)件。鍋口的邊緣凹槽內(nèi)嵌有密封填料，保證殺菌時(shí)密封良好。適用：常壓、加壓殺菌三、回旋式殺菌鍋裝滿罐頭的殺菌藍(lán)通過(guò)軌道推入后，利用壓緊裝置固定于回轉(zhuǎn)架內(nèi)，隨回轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)。為保證回轉(zhuǎn)架軌道與進(jìn)車軌道對(duì)正，傳動(dòng)裝置沒(méi)有定位裝置，限定回轉(zhuǎn)架的停止位置。傳動(dòng)過(guò)程：傳動(dòng)裝置→回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)→殺菌籃轉(zhuǎn)動(dòng)→罐頭轉(zhuǎn)動(dòng)，且始終處于熱水中A.殺菌程序(a)制備過(guò)熱水：加熱貯水鍋中的水，升溫速度為4～6℃／min。一般應(yīng)比殺菌溫度高5～20℃。(b)向殺菌鍋送水：殺菌籃裝入殺菌鍋，貯水鍋的熱水壓入殺菌鍋。要求在5～90s內(nèi)完成送水。(c)升溫：打開(kāi)殺菌鍋加熱閥．蒸汽使鍋內(nèi)迅速升溫。在進(jìn)行加熱的過(guò)程中，開(kāi)動(dòng)回轉(zhuǎn)體和循環(huán)泵，使水強(qiáng)制循環(huán)以提高傳熱效率。(d)殺菌：殺菌鍋水溫保持所設(shè)定的殺菌溫度。循環(huán)泵、回轉(zhuǎn)體連續(xù)運(yùn)行。(e)熱水回收：殺菌鍋的高溫水被壓注回貯水鍋，轉(zhuǎn)入冷卻工序(f)冷卻：加壓冷卻（保持殺菌時(shí)壓力）；降壓冷卻時(shí)，壓力應(yīng)有規(guī)律地遞減。(g)排水：冷卻過(guò)程完成后，循環(huán)泵和冷水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，排水。(h)啟鍋：拉出殺菌籃，全過(guò)程結(jié)束。冷卻方式（有三種可供選擇）①反壓冷卻＋降壓冷卻②降壓冷卻＋常壓冷卻③直接降壓冷卻(b)殺菌籃的翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生罐頭的“搖動(dòng)效應(yīng)”，使傳熱效率得以提高，導(dǎo)致殺菌和冷卻時(shí)間大大縮短。(c)傳熱均勻且速度高，產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。對(duì)于肉類罐頭，其翻轉(zhuǎn)可防止油脂和膠凍的析出；對(duì)于高黏度、半流體和熱敏性食品，不會(huì)產(chǎn)生因罐壁處的局部過(guò)熱而形成粘結(jié)現(xiàn)象。(d)過(guò)熱水回收并重復(fù)利用，大幅度減少了蒸汽消耗量，運(yùn)行費(fèi)用低。(e)自動(dòng)化程度高，過(guò)程參數(shù)均自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。(h)有效地改善產(chǎn)品的色香味，減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失。四、淋水式殺菌機(jī)是一種臥式高壓殺菌設(shè)備，主要用于果蔬類、肉類、魚類、蘑菇和方便食品的高溫殺菌。組成：高壓殺菌鍋、熱水離心泵、板式換熱器、分水系統(tǒng)、控制裝置、貯水區(qū)、管道和閥門等。原理：以封閉的循環(huán)水為工作介質(zhì)，用高流速噴淋方法對(duì)罐頭進(jìn)行加熱及冷卻殺菌。1、超高溫短時(shí)殺菌方法a、直接加熱殺菌法和間接加熱殺菌法。直接加熱殺菌法是用蒸汽或電阻管直接加熱物料，轉(zhuǎn)熱效率高，但不易控制。間接加熱殺菌法是加熱介質(zhì)通過(guò)熱交換進(jìn)行加熱。b、設(shè)備要求：必須保證物料瞬時(shí)超高溫殺菌和加熱后迅速冷卻。２、超高溫短時(shí)殺菌設(shè)備組成超高溫短時(shí)殺菌設(shè)備組成主要由預(yù)熱器、殺菌器、冷卻器、均質(zhì)機(jī)和清洗設(shè)備CIP構(gòu)成。流體食品由泵和均質(zhì)機(jī)連續(xù)輸送進(jìn)行預(yù)熱、殺菌、冷卻等加工進(jìn)入下一道工序，清洗設(shè)備在設(shè)備開(kāi)機(jī)前和關(guān)機(jī)后對(duì)全套設(shè)備進(jìn)行程序控制清洗，保證設(shè)備在無(wú)菌條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。d、直接蒸汽噴射殺菌溫度-時(shí)間曲線（2）注入式超高溫殺菌a、原理將牛奶或其他原料注入到過(guò)熱蒸汽加熱設(shè)備中，由蒸汽瞬間加熱到殺菌溫度而完成殺菌過(guò)程。b、注入式超高溫殺菌設(shè)備工藝c、工作過(guò)程原料由高壓泵送到第一預(yù)熱器，再經(jīng)過(guò)第二預(yù)熱器，加熱到75℃。最后進(jìn)入蒸汽加熱器4，加熱到140℃，進(jìn)入閃蒸罐5，降溫到75℃，底部的無(wú)菌乳用無(wú)菌泵6抽出，進(jìn)冷凝器7，冷卻到4℃包裝。

（二）間接式殺菌設(shè)備-板式換熱器板式換熱器是以成型傳熱板片為傳熱面的高效間壁換熱器。冷熱流體分別是條形和網(wǎng)狀薄層湍流連續(xù)通過(guò)板片兩側(cè)的空間，進(jìn)行熱交換。液體食品如牛乳、果計(jì)等的殺菌，同時(shí)還應(yīng)用于液體物料的在線加熱和冷卻；板式換熱器

片式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖1-前支架2-上角孔3-環(huán)形橡膠墊圈4-分界板5-導(dǎo)桿6-壓緊板7-后支架8-壓緊螺桿9-連接管10-片框橡膠墊圈11-下角孔12-傳熱片a、密封墊圈為了防止流體的外漏和內(nèi)漏，板間應(yīng)放置密封墊圈墊圈耐熱、耐壓、耐腐蝕、有彈性。周邊墊圈與角孔墊圈1、主要構(gòu)件b、傳熱板

(1)單邊流同一種液體的進(jìn)出口角孔，在設(shè)備同一側(cè)的軸線。將相鄰兩片水平放在一起，流體呈直線方向流動(dòng)。左片上，第一種液體從左上角孔流入片間，從金屬片下左角孔流出，兩個(gè)右角孔墊圈隔離，在右角孔上第二種液體則流到傳熱片的另一側(cè)。特點(diǎn)：同一種流體的進(jìn)出口在設(shè)備的同一側(cè)對(duì)角斜流同一種液體進(jìn)出口兩角孔在對(duì)角線的兩端點(diǎn)位置上，左右片的結(jié)構(gòu)不一樣，墊圈也不一樣。片間流動(dòng)的總方向是對(duì)角線方向。

需要有兩種沖模壓制

2．特點(diǎn)（1）傳熱效率高。由于換熱板間距小，板面上有波紋或凸凹狀花紋，流體高速通過(guò)，形成湍流，故傳熱系數(shù)高，一般可達(dá)3500—4000W/(m2℃)（2）結(jié)構(gòu)緊湊。板式換熱器在較小的結(jié)構(gòu)內(nèi)可容納較大的傳熱面積。按單位體積的結(jié)構(gòu)中所占傳熱面積算比管式換熱器高4—7倍。(3）適應(yīng)性廣。增減換熱板數(shù)，改變板的組合，可滿足多種不同生產(chǎn)工藝的要求。（4）適于處理熱敏性的物料。因物料在換熱器內(nèi)通過(guò)的時(shí)間短，受熱所產(chǎn)生的損失少。(5）操作衛(wèi)生安全。拆裝容易，可就地清洗，流體有泄漏時(shí)易發(fā)現(xiàn)，能保持良好的衛(wèi)生條件。（6）熱量得到充分利用，節(jié)約熱能。

d、牛乳滅均時(shí)間—溫度曲線2、套管式超高溫殺菌設(shè)備由兩根不銹鋼管組成的雙套盤管，利用內(nèi)外管間環(huán)形間隙進(jìn)行熱交換。a、工藝流程b、工作過(guò)程物料通過(guò)供料泵1進(jìn)入雙套盤管2的外層通道，與內(nèi)層通道已殺菌的高溫物料熱交換而預(yù)熱，進(jìn)入滅菌室3由高溫桶內(nèi)蒸汽間接加熱到135℃，保溫3-6s，進(jìn)雙套盤管內(nèi)層通道被冷卻到出料溫度(＜65℃)3、刮板式超高溫殺菌設(shè)備（不做介紹）罐頭殺菌設(shè)備1、種類普通罐頭軟罐頭2、概念a、軟罐頭：國(guó)外叫蒸煮袋或盒，是指用軟質(zhì)容器包裝，經(jīng)100℃以上高溫殺菌后達(dá)到商業(yè)無(wú)菌，保質(zhì)期在一年以上的包裝食品。b、普通罐頭：傳統(tǒng)的用金屬或玻璃罐裝的食品。3、應(yīng)用一般有肉類、水產(chǎn)類、蔬菜類、水果類等。普通罐頭殺菌裝置1、根據(jù)溫度和操作的方法分：

連續(xù)式：臥式鏈帶殺菌機(jī)、螺旋式連續(xù)殺菌機(jī)常壓間歇式：立式敞口殺菌鍋、浴槽式殺菌器殺菌設(shè)備連續(xù)式：靜水壓殺菌機(jī)、水封式連續(xù)殺菌機(jī)高壓間歇式：臥式殺菌鍋、回旋式殺菌鍋2、不同方法的特點(diǎn)

a、不同壓力和溫度

類別壓力溫度應(yīng)用常壓式1Pa100℃PH﹤4.5的酸性食品加壓式0.1MPa120℃肉類罐頭

b、不同操作方式間歇式：多品種、小批量、中小型企業(yè)連續(xù)式：品種少、大批量、大型企業(yè)3、遠(yuǎn)紅外加熱殺菌(1)原理構(gòu)成物質(zhì)的基本質(zhì)點(diǎn)是電子、原子或分子，這些質(zhì)點(diǎn)即使處于基態(tài)都在不停地運(yùn)動(dòng)著——振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)都有自己的固有頻率。當(dāng)遇到具有某個(gè)頻率的紅外線輻射時(shí)，如果紅外線的頻率與基本質(zhì)點(diǎn)的固有頻率相等，則會(huì)發(fā)生與振動(dòng)學(xué)中共振運(yùn)動(dòng)相似的情況，質(zhì)點(diǎn)會(huì)吸收紅外線并使運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步激化；如果二者的頻率相差較大，那么紅外線就不會(huì)被吸收而可能穿過(guò)。（2）特點(diǎn)(1)熱輻射率高使用遠(yuǎn)紅外線加熱食品有著較高的熱輻射率(2)熱損失小輻射加熱不存在傳熱界面，遠(yuǎn)紅外線直接輻射到被加熱物體的表面。(3)容易進(jìn)行操作控制遠(yuǎn)紅外線同其它光波一樣，具有直接傳播、漫反射和鏡反射的性質(zhì)，因此可以通過(guò)光的集散、遮斷機(jī)構(gòu)，更合理地控制輻射熱，使之在加熱器中更為有效地被利用，以提高加熱質(zhì)量，減少熱損失。(4)加熱速度快，傳熱效率高運(yùn)用遠(yuǎn)紅外線加熱，熱源與物料不直接接觸，因此可以在保證物料不過(guò)熱的情況下，提高發(fā)熱體(輻射體，也即熱源)的溫度。(5)有一定的穿透能力