食品机械与设备8-1

第八章食品杀菌机械与设备食品杀菌有物理和化学杀菌两大类。现代食品杀菌趋向于物理杀菌。2食品工业中的杀菌设备种类按杀菌温度：常压和加压按操作方式：间歇式和连续式按所用热不同：蒸汽、微波、远红外、欧姆等按所用设备结构：板式、釜式等3食品杀菌设备的主要发展方向使杀菌设备的工作温度和工作压力能适应高温短时杀菌工艺的要求充分提高传热效率、提高热能和水的利用率一机多用杀菌过程实现温度、时间、加热、冷却、反压操作的微机自动控制4第一节直接加热杀菌设备采用蒸汽和食品物料直接混合，使食品物料快速加热杀菌，有两种形式：蒸汽喷射式和被加热食品注入式直接加热杀菌。其加热时间短，接触面积大，高温处理在瞬间进行，最大限度地减少对热敏性制品的影响。蒸汽必须经过脱氧和过滤，以除去蒸汽中的凝结水和杂质。5第一节直接加热杀菌设备6第一节直接加热杀菌设备7一、蒸汽喷射杀菌装置（一）蒸汽喷射杀菌装置的工作原理（二）蒸汽喷射杀菌装置的工作流程第一节直接加热杀菌设备8第一节直接加热杀菌设备9二、注入式直接加热杀菌装置（一）注入式直接加热杀菌工作原理（二）拉吉奥尔超高温装置流程图第一节直接加热杀菌设备1011板式换热器由许多冲压成型的金属薄板组合而成，具有许多独特的优点，在乳品工业中广泛用于鲜乳的高温短时（HTST）和超高温（UHT）杀菌，也可用作鲜乳或乳制品的冷却。第二节板式杀菌设备1213第二节板式杀菌设备14第二节板式杀菌设备15第二节板式杀菌设备16其主要工作部件有：片式热交换器，温度调节系统、温度保持器与自动记录仪、奶泵和热水泵等。热交换器主体部分，是由许多具有花纹的热交换片依次重叠在框架上压紧而成，加热（或冷却）介质与料液在相邻两片间流动，通过金属片进行热交换，金属片面积大，流动的液层又薄，热效果很好，其结构如图。一、板式换热器的结构1718第二节板式杀菌设备19第二节板式杀菌设备20第二节板式杀菌设备2122232425二、板式换热器的特点1.传热效率高2.结构紧凑，设备占地面积小3.有较大的适应性4.适宜于处理热敏性物品5.操作安全卫生6.热量得到充分利用，节约热能其缺点有：脱垫、垫圈伸长变形、老化、在接头处漏泄、密封垫圈断裂、垫圈使用寿命短。261.基本分类（1）沟道片（2）单流片（波纹片、网流片）（3）有衬垫的平片2.其它方法分类在同一台设备内，按各种传热片用途分：（1）串联片；（2）分界片；（3）平片等三、传热片的结构27按密封垫圈所在位置分成（1）双面的；（2）单面的；（3）平片等按密封垫圈相对位置分成；（1）左面的；（2）右面的。按进口和出口的相对位置及液流在金属片内流动的总方向分成：（1）直流的；（2）对角线流动的。283.传热板金属传热板是板式换热器的主要工作件，一般采用不锈钢冲压而成，其形状轮廓尺寸有多种形式，使用较多的有波纹板和网流板两种。29波纹板上冲压有与流体流向垂直或成一定角度的波纹，使流体均匀地在水平方向形成条状薄膜，并使流体在垂直方向形成波状流动，其表面，每隔一定间隔设置凸缘，以增加板地刚性，保证两板间一定地间距。(1)波纹板30波纹板3132（2）网流板网流板的表面冲压有许多凸凹状花纹，这些突出的花纹，既是促使流体形成急剧湍流的结构，又是板间相互支撑的元件。33网流板343536374、波纹片尺寸的确定波纹片的宽度与长度的比值，直接关系流体在进口处扩张，在出口处收缩的情况及流体通过整个传热表面的均匀性。为此，片长与片宽之比以（3～4）：1为宜。金属片的高度应便于拆卸清洗操作，一般高1000～1200毫米，片宽约300～400毫米。其材料多采用1Cr18Ni9或1Cr18Ni9Ti385、液流在薄片上通过时流动形式与密封垫圈的布置（1）单侧直流片同一种液体的进出口角孔，在设备同一侧的轴线上3940（2）对角斜流片（或双边流片）同一种液体进出口两角孔在对角线的两端点位置上。4142（3）角孔部位密封垫圈的结构板片上垫圈一般采用无毒性、耐高温、耐酸、耐碱、耐油的合成橡胶，现聚四氟乙烯材料，温度可达3000C左右，其在板片上的布置形式应注意。43446、薄片加工与装配要求传热片厚度一般在1～1.2毫米，片与片之间流道也只有4～10毫米宽，就决定了流层的厚度。若安装时不注意，在垂直方向产生了位移，可能造成两片接触，或缝隙变得很窄，则流体无法通过，或通过时阻力很大。4546四、片式热交换装置流程1、高温短时巴氏杀菌（1）高温短时巴氏杀菌流程及其操作（2）片式热交换器的自动控制（3）自控设备维护与检修4748492、超高温瞬时杀菌装置（UHT装置）间接加热法5051525354（2）直接加热法55五、设备的维护与保养1.各仪表的调节应有专人负责，并严格执行操作规程进行操作与维护。2.片式热交换器压紧螺帽与上下导杆，应经常加润滑油脂进行润滑。3.定期检查各传热片清洗是否完善，是否有沉积物、结焦、水锈层等结垢附着，并及时进行清洗。564.当需要更换橡胶垫圈或修补脱胶部分时，应注意操作过程。5.更换传热片橡胶垫圈时，须将该段全部更新，以免各片间隙不均，影响传热效果。6.每次将传热片重新压紧时，须注意上一次压紧时的刻度位置，切勿使橡胶垫圈压过度，以致降低垫圈使用寿命57第二节板式杀菌设备板式杀菌器成套设备58BRO.05~BR0.5型板式杀菌机成套设备59第三节管式杀菌设备第三节管式杀菌设备可以处理含有一定颗粒的产品管式热交换器现有两种截然不同的类型：多个/单个流道（套管式），多个/单个管道（管式）。6061第三节管式杀菌设备62一、套管式超高温杀菌设备采用间壁热交换加热牛乳以达到灭菌效果的装置。热交换在同心套管中进行，套管盘成螺旋状。该设备结构紧凑，占地面积小，生产能力大，传热效率高，灭菌效果好，便于自动控制。631.生产能力：2000L/h2.工艺流程：3.附属设备：C17型离心泵，流量1500L/h4.来源：荷兰STORK公司，（一）荷兰STOCK套管式超高温杀菌机64651.用途与特点用于鲜乳的杀菌，也适用于果汁、饮料等液体。2.结构与工作原理套管式超高温瞬时杀菌机用Φ34Х2mm与Φ23Х1.5mm的不锈钢管组成同心套管作为热交换段；用Φ23Х1.5mm的不锈钢管安装在加热器内作加热段。（二）RP6L型套管式超高温瞬时杀菌机（又称双套管式超高温杀菌机）666768二、管式超高温杀菌设备（一）利乐公司的管式超高温（UHT）杀菌设备包括牛奶的预热、真空脱臭、均质、超高温杀菌、冷却到无菌包装。6970局部结构如图所示717273747576（一）工作原理如图所示（二）特点（三）物料换热流程图（二）KF公司的管式超高温杀菌设备7778798081第三节管式杀菌设备82第四节釜式杀菌设备立式杀菌锅第四节釜式杀菌设备83第四节釜式杀菌设备84卧式杀菌锅第四节釜式杀菌设备85单层杀菌锅第四节釜式杀菌设备86第四节釜式杀菌设备87第四节釜式杀菌设备88回转式杀菌机第四节釜式杀菌设备89第四节釜式杀菌设备90第四节釜式杀菌设备91第五节CIP装置CIP为cleaninginplace（洗涤定位）或in-placecleaning（定位洗涤）的简称。是不用拆开或移动装置，即可用高温、高浓度的洗净液，对装置加以强力的作用，把与食品的接触面洗净的方法。921、特点能维持一定的清洗效果，提高产品的安全性；节约操作时间和提高效率；节省劳动力和保证操作安全；卫生水平稳定；节约清洗用水和蒸汽；节约清洗剂的用量；生产设备可大型化；增加生产设备的耐用年限；自动化水平高。932、CIP的结构（1）管道：（2）清洗装置（3）喷雾装置949596用于就地清洗的程序可分为：用于管道系统、奶缸及其他无受热面的加工设备所组成的回路清洗程序；用于就地清洗系统中巴氏消毒器及其他有受热面的设备回路的就地清洗程序。97①来自贮槽的水首先冲洗系统中的管壁，5min后排放；②将浓度为2.5%的NaOH溶液，从贮槽灌入系统，在80℃下循环，在80℃下循环20min，然后碱液回流到贮槽中，因为碱液可除去蛋白质，使脂肪乳化，沉淀物疏松。③再用水冲洗系统中残留的碱液，然后把相当于1.5%硝酸液从贮槽灌入系统，在80℃下循环20min，以除去碱液不能除去的物质后，回流到贮槽。④用清水冲洗5min，直到没有酸为止，放掉冲洗水。⑤完成上述步骤后，装置自动停车，做好消毒准备。