殺菌機械與設備(二)

殺菌機械與設備(二)馮濤2/3/20241罐頭殺菌設備1、種類普通罐頭軟罐頭2、概念a、軟罐頭：國外叫蒸煮袋或盒，是指用軟質(zhì)容器包裝，經(jīng)100℃以上高溫殺菌后到達商業(yè)無菌，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、應用一般有肉類、水產(chǎn)類、蔬菜類、水果類等。2/3/20242〔一〕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、螺旋式連續(xù)殺菌機常壓間歇式：立式敞口殺菌鍋、浴槽式殺菌器殺菌設備連續(xù)式：靜水壓殺菌機、水封式連續(xù)殺菌機高壓間歇式：臥式殺菌鍋、盤旋式殺菌鍋2/3/202432、不同方法的特點a、不同壓力和溫度

類別壓力溫度應用常壓式0.1MPa100℃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)2/3/20244一、間歇式殺菌設備〔1〕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)。鍋口周邊設有與鍋蓋槽孔相對應的蝶形螺栓，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，保證殺菌時密封良好。適用：常壓、加壓殺菌2/3/20245〔1〕立式殺菌鍋屬于間歇式殺菌設備，不蓋鍋蓋，也可用于常壓間歇殺菌，小型企業(yè)使用較多。2/3/202461—蒸汽管2—薄膜閥3—進水管4—進水緩沖板5—蒸汽噴管5—殺菌籃支架6—排水管7—溢水管8—保險閥9—排氣管10—減壓閥11—壓縮空氣管12—平安閥13—泄氣閥14—調(diào)節(jié)閥15—空氣減壓16—過濾器17—壓力表18—溫度計2/3/20247結(jié)構(gòu)特點：①熱介質(zhì)為蒸汽，由底部吹入。②蒸汽小孔開在分布管兩側(cè)或底部，防止直接吹向罐頭。③殺菌籃與罐頭一起由電葫蘆調(diào)進調(diào)出。④冷卻水由上方盤管的小孔噴淋，此處小孔也不能直對著罐頭。⑤為提高殺菌能力，可放置上下殺菌籃。2/3/202482/3/202492/3/202410臥式殺菌鍋主體為一平臥的圓柱形簡體，鍋內(nèi)底部鋪設有兩平行軌道，盛裝罐頭的殺菌車沿軌道推進和推出，用于裝卸物料。臥式的容量一般比立式大得多，適應于大中型工廠使用?！?〕臥式殺菌鍋

適用高壓殺菌2/3/202411〔2〕臥式殺菌鍋

也屬于間歇式殺菌設備，中小型企業(yè)使用較多。2/3/2024122/3/202413特點①多用于生產(chǎn)肉類、蔬菜罐頭的殺菌，生產(chǎn)能力較立式大。②安裝于地面高度下方，有兩條軌道與地面相平，有利于包裝件的輸入、輸出。③蒸汽管布置于軌道下方。④為有利于殺菌鍋排水，設有地槽。⑤鍋內(nèi)存在空氣使溫度分布不均勻，這樣會影響產(chǎn)品的殺菌效果和質(zhì)量。為防止空氣造成的溫度分布不均勻，通過排氣閥一方面排放蒸汽，一方面增加蒸汽，以增加蒸汽的流動，到達鍋內(nèi)溫度均勻，這樣會引起環(huán)境濕熱和噪聲。2/3/2024142/3/2024152/3/2024162/3/2024172/3/202418〔3〕回轉(zhuǎn)式殺菌鍋縮短殺菌時間提高殺菌溫度提高加熱介質(zhì)的傳熱效率回轉(zhuǎn)式2/3/202419〔3〕盤旋式殺菌鍋屬于間歇式殺菌設備，由上下兩個鍋體組成，結(jié)構(gòu)見圖，上鍋是一個高壓高溫的貯水鍋，用于制備下鍋的過熱水。下鍋為高壓殺菌鍋，內(nèi)有轉(zhuǎn)體支架，可通過轉(zhuǎn)動裝置帶動支架轉(zhuǎn)動在5-45r/min。特點：傳熱快、加熱時間短、營養(yǎng)破壞少、用于熱敏感食品。2/3/202420

貯水鍋殺菌鍋2/3/202421裝滿罐頭的殺菌藍通過軌道推入后，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)架軌道與進車軌道對正，傳動裝置設有定位裝置，限定回轉(zhuǎn)架的停止位置。傳動過程：傳動裝置→回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動→殺菌籃轉(zhuǎn)動→罐頭轉(zhuǎn)動，且始終處于熱水中2/3/202422A.殺菌程序(a)制備過熱水：加熱貯水鍋中的水，升溫速度為4～6℃／min。一般應比殺菌溫度高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：翻開殺菌鍋加熱閥．蒸汽使鍋內(nèi)迅速升溫。在進行加熱的過程中，開動回轉(zhuǎn)體和循環(huán)泵，使水強制循環(huán)以提高傳熱效率。(d)殺菌：殺菌鍋水溫保持所設定的殺菌溫度。循環(huán)泵、回轉(zhuǎn)體連續(xù)運行。(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〔保持殺菌時壓力〕；降壓冷卻時，壓力應有規(guī)律地遞減。(8)排水：冷卻過程完成后，循環(huán)泵和冷水泵停止運轉(zhuǎn)，排水。(h)啟鍋：拉出殺菌籃，全過程結(jié)束。2/3/202423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2/3/202424反壓冷卻罐頭在殺菌過程中的冷卻階段因殺菌鍋內(nèi)壓力急速下降而使罐內(nèi)外壓差急速提高，影響罐頭密封或泄漏。因而在冷卻階段向殺菌鍋內(nèi)輸入一定壓力的壓縮空氣以補償因冷卻引起的減壓，這種冷卻時的補壓措施被稱為反壓力殺菌法2/3/202425B.特點(a)殺菌籃回轉(zhuǎn)具有攪拌作用，再加上熱水泵強制循環(huán)，鍋內(nèi)熱水形成強烈的渦流，使鍋內(nèi)溫度分布更加均勻，同時提高了罐外傳熱效率。

2/3/202426(b)殺菌籃的翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生罐頭的“搖動效應〞，使傳熱效率得以提高，導致殺菌和冷卻時間大大縮短。(c)傳熱均勻且速度高，產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。對于肉類罐頭，其翻轉(zhuǎn)可防止油脂和膠凍的析出；對于高黏度、半流體和熱敏性食品，不會產(chǎn)生因罐壁處的局部過熱而形成粘結(jié)現(xiàn)象。(d)過熱水回收并重復利用，大幅度減少了蒸汽消耗量，運行費用低。(e)自動化程度高，過程參數(shù)均自動調(diào)節(jié)控制。(h)有效地改善產(chǎn)品的色香味，減少營養(yǎng)成分的損失。2/3/2024272/3/2024282/3/2024292/3/202430二、連續(xù)式殺菌設備

〔1〕臥式鏈帶殺菌機

工作原理：進罐輸送帶上罐頭由撥罐機構(gòu)撥進殺菌機體的槽體內(nèi)。由刮板輸送鏈將罐頭由下至上運行。在第一層(或第一層和第二層)槽體內(nèi)殺菌在第三、三層(或第三層)冷卻。最后由出罐機構(gòu)將罐頭卸出完成殺菌的全過程常壓連續(xù)殺菌設備2/3/202431結(jié)構(gòu)傳動系統(tǒng)、撥罐系統(tǒng)、槽體、進罐輸送帶、送罐鏈及控制裝置等。

2/3/2024321-電機2-聯(lián)軸器3-減速器4-離合器5-蝸桿減速器6-蝸桿調(diào)節(jié)器7-蝸桿減速器8-鏈輪9-鏈輪10-罐頭11-鏈輪12-出罐端鏈輪主動端13-送罐鏈14-鏈輪15-殺菌槽鏈輪主動軸16-冷卻槽17-張緊輪18-殺菌或冷卻槽19-殺菌槽20-底鏈板21-刮板22-輸送膠帶23-進罐電機24-進罐帶主動輪25-鏈輪26-聯(lián)軸器27-鏈輪28-蝸桿減速器29-擋板30-撥罐板31-聯(lián)軸器32-減速器33-撥罐電機34-光電管2/3/202433槽體：液位控制〔液位調(diào)節(jié)板〕防止液位過高浮罐2/3/202434轉(zhuǎn)彎處易卡罐。排除故障，將轉(zhuǎn)彎處做成鉸鏈式活動結(jié)構(gòu)槽體轉(zhuǎn)彎處結(jié)構(gòu)及報警裝置1－定芯塊；2－螺釘螺母；3－螺釘；4－調(diào)節(jié)板；5－固定架；6－罐頭；7－觸板；8－刮板；9－鉸鏈；10－托板；11－托板架；12－螺栓螺母；13－托板2/3/202435如下圖。托板l0與托板架11用螺釘連為一體，一端可繞鉸鏈9左右轉(zhuǎn)動，另一端通過螺栓，螺母12固定在箔體組件的左右機架上。當罐型不同，必須通過螺栓、螺母12調(diào)整托板10與13的間隙s，使s＝罐外徑＋5毫米。當萬一罐頭在該處被卡住，只需把螺栓、螺母12松開既能很方便地給予排除。并可適當?shù)匦Ｕ伟?的位置卡罐排除裝置2/3/202436浮罐報警裝置報警裝置的觸板7通過螺釘螺母2與調(diào)節(jié)板4，定芯塊1等連成一體，能使其自由轉(zhuǎn)動，螺釘3可防止觸板向下轉(zhuǎn)動。當出現(xiàn)浮罐，罐頭與接觸板相碰，電極兩端接通，指示燈亮、警笛響，這時送罐鏈會立即自動停止轉(zhuǎn)動。當罐型不同時，必須松開螺釘螺母，根據(jù)需要調(diào)整觸板，使觸板與罐頭之間間距為2～3毫米。2/3/202437〔2〕靜水壓連續(xù)殺菌設備設計原理：在殺菌設備的進出罐處分別設有兩個上水柱，利用水柱高度形成的壓力決定飽和蒸汽的壓力，以維持所需要的溫度。加壓連續(xù)設備2/3/202438靜水壓連續(xù)殺菌設備裝置1—頂部真空閥；2—頂部平臺；3—出罐柱；4—蒸汽室；5—鐵梯；6—水平面控制管道；7—溢流管；8—放空氣管；9—出氣管；10—出罐箱；11—控制儀表；12—冷凝水管；13—蒸汽管；14—進罐箱；15—噴淋器管；16—升溫柱〔水柱管〕；17—無級變速器；18—變速器2/3/202439進罐柱→升溫柱〔水柱管〕→殺菌柱〔蒸汽室〕→出罐柱〔加壓冷卻〕→噴淋冷卻柱〔常壓冷卻〕→出罐這個順序運行。水柱的高度決定了飽和水蒸氣壓的大小。2/3/202440殺菌特點罐頭從升溫柱入口處進去后，沿著升溫柱下降，并進入蒸汽室。水柱頂部的溫度近似罐頭的初溫，水柱底部的溫度那么近似于蒸汽室的溫度。因此，在進入蒸汽空前有一個平穩(wěn)的溫度梯度。而進入殺菌室，因蒸汽均勻地普及蒸汽室，可進行恒溫殺菌。從殺菌室出來的罐頭向上升送，這時的溫度變化與升溫柱時恰好相反，罐頭受的壓力從大變小，形成穩(wěn)定的從大到小的溫度和壓力的梯度，減壓冷卻。2/3/202441設備特點(1)連續(xù)殺菌(2)節(jié)省運轉(zhuǎn)費用(3)生產(chǎn)能力大(4)容罐量大。一股可達36000余罐，而間歇式殺菌鍋僅有1700罐。(5)罐頭的傳送很平穩(wěn)。(6)罐頭的溫度及壓力的上升和下降是由于水柱造成的溫度梯度而逐步變化，可防止受溫度和壓力的劇烈變化所引起罐頭的變形或外傷，產(chǎn)品質(zhì)量好。(7)適用性較強。適于各種罐頭的殺菌。(8)視制品不同，可選用使罐頭回轉(zhuǎn)或靜置的傳送器。2/3/202442結(jié)構(gòu)方面的開展：輸送器的載罐板是十字形的，兩邊都可以裝罐，且可載不同規(guī)格的罐。輸送器改為雙鏈式，即可用于同樣殺菌溫度而殺菌時間不同的罐頭同時進行殺菌。設一裝罐筒，其上鉆有很多孔眼，適于任意罐型的殺菌。同時可防止卡罐現(xiàn)象。2/3/202443〔3〕水封式連續(xù)高壓殺菌設備原理：靠水封閥保持殺菌室壓力。其既可使罐頭不斷進出殺菌室中，而又能保證殺菌室的密封，保持殺菌室內(nèi)的壓力與水位的穩(wěn)定。與靜水壓設備的不同：采用了鼓形閥，整個設備就比靜水壓殺菌設備小得多。靜水壓中罐頭通常是不動的，水封式設備中的罐頭是滾動的，因而熱效率較高。2/3/202444適用性罐頭類制品的高溫連續(xù)殺菌。熱介質(zhì)為封閉的蒸汽或過熱水。殺菌溫度為100-145℃殺菌壓力為。

2/3/202445水封式連續(xù)殺菌設備結(jié)構(gòu)示意圖1—自動供罐裝置；2—自動排罐裝置；3—罐頭由鼓形閥中排出；4—鼓形閥〔水封閥〕；5—罐頭；6—殺菌室與冷卻槽之間的隔板；7—冷卻槽；8—傳送器；9—平安閥；10—壓力表；11—排氣閥；12—冷卻水；13—蒸汽管〔主〕；14—蒸汽管〔副〕2/3/202446工作過程：進罐→輸送鏈→水封式旋轉(zhuǎn)閥→進入殺菌鍋，預熱→殺菌室5〔環(huán)形布置，折返數(shù)次〕→水封式旋轉(zhuǎn)閥→冷卻→出罐2/3/202447在殺菌室內(nèi)一條平板鏈〔或?qū)к墶?，罐頭置于其上，平板鏈運動方向與傳送器相反。傳送器與平板鏈速度不等，產(chǎn)生相對運動，所產(chǎn)生的摩擦力使罐頭回轉(zhuǎn)。改變罐頭的回轉(zhuǎn)數(shù)就可調(diào)節(jié)罐頭的加熱量。即可不變殺菌時間，改變罐頭回轉(zhuǎn)數(shù)來調(diào)整殺菌效果。主要結(jié)構(gòu)〔殺菌室〕2/3/2024482、歐姆殺菌原理：利用電極，將電流直接導入食品，由食品本身介電性質(zhì)所產(chǎn)生的熱量，到達直接殺菌的目的。電流：50～60Hz的低頻交流電。2/3/2024492/3/2024505、超高壓殺菌將食品物料以某種方式包裝以后，置于高壓(200MPa以上)裝置中加壓處理，使之到達滅菌要求的殺菌方法。2/3/202451〔1〕高壓殺菌的根本原理壓力對微生物的致死作用高壓導致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學反響、基因機制以及細胞壁膜發(fā)生多方面的變化，從而影響微生物原有的生理活動機能，甚至使原有功能破壞或發(fā)生不可逆變化。在食品工業(yè)上，利用此原理，使高壓處理后的食品得以平安長期保存。2/3/202452〔2〕高壓對食品中營養(yǎng)成分的影響傳統(tǒng)的食品加工方法主要采用熱處理，因此食品中熱敏性的營養(yǎng)成分易被破壞，而且熱加工使得褐變反響加劇，造成色澤的不愉快，食品中揮發(fā)性的風味物質(zhì)也會因加熱而有所損失。采用高壓技術(shù)處理食品，可以在滅菌的同時，較好地保持食品原有的色、香、味及營養(yǎng)成分。2/3/202453①高壓對蛋白質(zhì)的影響

高壓使蛋白質(zhì)變性，其解釋是由于壓力使蛋白質(zhì)原始結(jié)構(gòu)伸展，導致蛋白質(zhì)體積的改變。對酶活也有影響〔加快加壓速率，使酶失活〕2/3/202454②高壓對淀粉及糖類的影響高壓可使淀粉改性。常溫下加壓到400-600MPa，可使淀粉糊化而呈不透明的粘稠糊狀物，且吸水量也發(fā)生改變?！苍蚴菈毫κ沟矸鄯肿拥拈L鏈斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變〕對糖類幾乎沒有影響。2/3/202455③高壓對油脂的影響油脂類耐壓程度低，常溫下加壓到100-200MPa，根本上變成固體。解除壓力后，固體仍能恢復到原狀。高壓處理對油脂的氧化有一定的影響。2/3/202456④高壓對食品中其他成分的影響高壓對食品中的風味物質(zhì)、維生素、色素及各種小分子物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。故可保持原有的風味、色澤及營養(yǎng)。2/3/202457〔3〕高壓技術(shù)在食品保藏中的應用

高壓處理在肉制品加工中的應用與常規(guī)加工方法相比，經(jīng)高壓處理后的肉制品在柔嫩度、風味、色澤及成熟度方面均得到改善，同時也增加了保藏性。廉價質(zhì)粗的牛肉進行常溫250MPa處理，結(jié)果得到嫩化的牛肉制品。300MPa，10min處理雞肉和魚肉，結(jié)果得到類似于輕微烹任的組織狀態(tài)。2/3/202458高壓處理在水產(chǎn)品加工中的應用常規(guī)的加熱處理、干制處理不能滿足水產(chǎn)品加工要求〔具有水產(chǎn)品原有的風味、色澤、良好的口感與質(zhì)地〕。研究說明，高壓處理可保持水產(chǎn)品原有的新鮮風味。2/3/202459高壓處理在果醬加工中的應用

在生產(chǎn)果醬中，采用高壓殺菌，不僅使水果中的微生物致死，而且還可簡化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品品質(zhì)。最成功的例子是日本明治屋食品公司，