第7章杀菌设备

食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备第7章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第7章杀菌机械与设备杀菌是食品加工过程中最重要的环节之一。许多食品需要经过相应的杀菌处理之后，才能获得稳定的货架期。食品杀菌方法的分类第一节罐头食品杀菌机械设备第二节液体食品物料无菌处理系统第三节电离辐射杀菌装置本章小结思考题自测题食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品杀菌方法分类热杀菌和冷杀菌包装和未包装食品杀菌物理法和化学法杀菌食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备热杀菌和冷杀菌热杀菌是借助于热力作用将微生物杀死的杀菌方法；除了热杀菌以外所有杀菌方法都可以归类为冷杀菌。尽管人们早就认识到，热杀菌同时也会对食品营养或风味成分造成一定的影响，并且也在冷杀菌方面进行了大量的研究，但到目前为止，热杀菌仍然是食品行业的主要杀菌方式。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备包装和未包装食品的杀菌根据杀菌处理时食品包装的顺序，可以将热杀菌分为包装食品和未包装食品两类方式。前者如罐头类食品的杀菌，后者如无菌包装食品的热处理。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备物理法和化学法杀菌冷杀菌可以分为物理法和化学法两类。物理冷杀菌技术包括电离辐射、超高压、高压脉冲电场等杀菌技术。电离辐射杀菌的应用最为成熟(本章作简单介绍)。其它冷杀菌设备的应用尚存在较大的局限性(不作专门介绍)。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备第一节罐头食品杀菌机械设备罐头食品杀菌机械设备，通常是指用于密封罐头加热杀菌的机械设备。某些容器包装并密封的食品(例如，瓶装的饮料和啤酒等)虽然不称为罐头，也用此处介绍的某些设备杀菌。罐头食品杀菌机械设备，按操作方式可以分为间歇式和连续式两大类。按杀菌操作压力，又可以分为常压杀菌设备和高压杀菌设备。一、间歇式杀菌设备二、连续式杀菌设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备一、间歇式杀菌设备间歇式罐头杀菌设备有多种形式，按杀菌锅安装方式分立式和卧式杀菌锅。立式杀菌锅又可分为普通立式杀菌锅和无篮立式杀菌锅；卧式杀菌锅可以分为普通卧式杀菌锅、回转式杀菌锅和喷淋式杀菌锅等。（一）立式杀菌锅（二）无篮式杀菌锅（三）卧式杀菌锅（四）浸水与淋水式杀菌机（五）回转杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（一）立式杀菌锅立式杀菌锅容量较小，既可用于常压杀菌，又可用于高压杀菌，一般适用于小规模生产的场合。外形与结构安装管路连接温度控制食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备外形与结构外形与结构如图12.1所示。主体由圆柱筒形锅体和锅盖组成。锅盖铰接于锅体边缘，与锅盖相连的平衡锤起开锅省力作用。锅盖和锅体由蝶形螺栓或自锁嵌紧块密封。锅盖上有安全阀、放气阀、冷却水盘管及冷却水接管口（未画出）。锅体上有蒸汽进管、冷水排放管、温度计和压力表。杀菌篮的结构如图12.2所示。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备通常以半地下形式安装（图12.3）。杀菌篮进出锅通过电动葫芦操作实现。电动葫芦挂于杀菌锅上方的型钢轨道上，使电动葫芦沿型钢移动，就可以实现杀菌篮在平地上装卸。安装食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备管路连接立式杀菌锅的管路连接如图12.4所示,需要提供给杀菌锅的工作流体有蒸汽、冷却水和压缩空气。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备温度控制温度控制系统的原理如图12.5所示，它由来自杀菌锅感温包的温度（通过金属弯曲管的变化）及调节用的压缩空气两个物理量比较调节，通过输出压缩空气来控制蒸汽薄膜阀的开度，使通过阀的蒸汽量保持杀菌锅内温度恒定。图12.5温度控制系统图食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（二）无篮式杀菌锅是一种大型、不使用杀菌篮的立式杀菌锅。外形结构如图12.6所示。它高约2.4m，直径约为1.83m，容积是普通立式杀菌锅的4~5倍。这种杀菌锅的进罐口在顶部、出罐口在底部。安装操作过程两种卸罐方式特点食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备安装杀菌锅通常安装在冷却水槽上方，以便使进入冷却阶段的罐头直接排入下方的冷却水进一步冷却。通常将几只锅一起安装在冷却水槽上，槽底有输送罐头的输送带。这样可使杀菌锅以半连续方式进行杀菌（图12.7）。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备操作过程锅内预装一定温度缓冲水，通过输送带将罐头从锅上方投入锅内（罐头在锅内随机排列），同时打开溢流管口使水溢出。当杀菌锅装满时，关闭输送带上的闸阀，通过液压关闭进料口盖，同时关闭溢流阀。从锅顶分配管通入蒸汽，使用蒸汽压力作用将锅内的水从锅底通过排水管排出（可以收集后供另一锅使用）。随后杀菌过程操作与卧式杀菌锅操作一样，也要经过排气、升温、保温和冷却几个阶段。但反压冷却结束后的冷却阶段则可在锅下方的冷却水槽中进行。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备两种卸罐方式第一种方法是将缓冲水道的水面正好保持在锅底门的下面。锅底门打开后，罐头落入缓冲水道中，水道底的输送带再将罐头送入冷却水道，将罐头冷却到所需的温度。第二种方法用于较大罐型，需要有真空系统配合，并且要缓冲水道的水位高于杀菌锅底门位置。罐头卸完之后，关闭锅底门，即可进行下一锅的杀菌。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备特点（1）节省劳动力5台无篮杀菌锅仅需一人操作，其产量相当于9人操作18台四篮式静止高压立式杀菌锅。（2）节省能源与普通立式杀菌锅相比，无篮式杀菌锅的蒸汽耗量要少得多，这是因为需要加热的锅体少（且没有杀菌篮耗热），也由于单位容积锅体的表面积小使得热辐射损失少，另外不需要长时间排气而耗汽。（3）适用性、灵活性大无篮式杀菌系统可以处理所有的标准罐型，可以在35℃以下的各种温度下进行杀菌。（4）检测仪表和控制装置可以根据需要配备检测仪表和控制袋置，从普通的常规控制到提供一个全自动控制系统。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（三）卧式杀菌锅目前仍然是我国罐头行业主要杀菌设备。容量一般比立式的大。一般不适用于常压杀菌，多用于高压杀菌。杀菌锅外形图结构与接管杀菌小车安装食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备结构与接管如图12.9所示。主体为锅体与（铰接于的锅体口的）锅门构成的平卧钢筒形耐压容器。锅体内的底部有两根平行轨道，供盛装罐头的杀菌车进出。多孔蒸汽管长管装在锅下方平行轨道中间（低于轨道）；多孔冷却水长管安装在锅的上方。锅体的上方还开有压缩空气管口、排气管口、安全阀、温度计、压力表以及温度传感器接口等。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备杀菌小车如图12.10所示，置于另一辆具有与杀菌锅相当高度的小车上。这样，只要使小车与锅体内的轨道对接，就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备安装卧式杀菌锅内的导轨高于地坪面，因此，为了使杀菌小车顺利地进出锅体，一般将杀菌锅的一部分安排在低于地坪的位置，使得锅内的导轨与地坪在一个平面上。也就是说，锅体安装在地槽内；并且，为了使锅门顺利打开，地槽的长度应当比锅体长（大约一个锅门直径）。因此，杀菌车进出还需要在锅体与地槽口之间架设辅助轨道。也可简单地将杀菌锅直接安置在地坪面。为了保证排水不向车间漫开，在锅体周围开一个加漏空钢板的明沟。杀菌车则如图12.10所示，置于另一辆具有与杀菌锅相当高度的小车上。这样，只要使小车与锅体内的轨道对接，就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（四）浸水与淋水式杀菌机以水作传热介质的杀菌机可以分为浸水式杀菌机和淋水式杀菌机两类。1．静置浸水式杀菌机2．淋水式杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备1．静置浸水式杀菌机浸水式杀菌机有静置浸水式和（后面将要介绍的）回转浸水式两种。静置浸水式杀菌机外形（图12.11）主体是上下两只卧式高压容器，安装在上方的是预热水贮罐，安装在下方的为杀菌锅。贮水罐和杀菌锅之间有管道连接（图12.12），并安装了控制阀门。贮水罐中的预热水通过管道流入杀菌锅，杀菌时通过循环泵使热水在贮水罐与杀菌锅之间循环，使锅内温度分布均匀。在杀菌结束时，热水以回流入贮水罐。袋装软罐头在杀菌锅内需平放专门的多孔杀菌托盘上，托盘之间留有一定间隙作为热水水流通道。浸水式杀菌机的优点食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备浸水式杀菌机的优点罐头在杀菌和冷却的开始阶段所受的热冲击较小，故较适宜于玻璃瓶罐和软罐头的杀菌；节能。浸水式杀菌机在杀菌结束后，热水可以回收为下一次杀菌使用；杀菌锅内的热水可通过机械方法搅拌而使锅内温度均匀一致；可通过杀菌锅结构上的变化或改变水的流向以实现杀菌过程的特殊要求。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备2．淋水式杀菌机淋水式杀菌机是法国巴里坎公司在20世纪80年代开发的杀菌设备。适用性淋水式杀菌机主要由卧式锅体、热交换器、循环水泵，管路和各种阀门，以及自动控制系统构成。工作原理侧向水平喷淋调压与温控特点食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备淋水式杀菌机的特点由于采用高速喷淋对产品进行加热、杀菌和冷却，温度分布均匀，提高了杀菌效果，改善了产品质量。杀菌与冷却采用同一水体，产品无二次污染的危险。采用同一间壁式换热器，循环水温度无突变，消除了热冲击造成的产品质量的降低及包装容器的破损。温度与压力为独立控制，易准确控制。设备结构简单，维修方便。水消耗量少。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备调压和调温控制该机的调压和调温控制是完全独立的，其中调压控制为向锅内注入或排出压缩空气。淋水式杀菌锅的温度、压力和时间由程序控制器控制，操作过程完全自动化。程序控制采用微处理器，便于根据产品要求进行调节，并易与计算机连接，实现中央集中控制。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备侧向水平喷淋为缩短热水流程，有些采用侧喷方式使罐头受热更为均匀，尤其适用于袋装食品的杀菌（图12.14）。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备工作原理如图12.13所示。整个杀菌过程中，利用贮存在杀菌锅底部的少量（可容纳4辆杀菌车的杀菌锅存水量约400L）热水作为杀菌传热用水，通过大流量热水离心泵进行高速循环，流经板式热交换器进行热交换后，进入杀菌锅内上部的水分配器，均匀喷淋在需要杀菌的产品上。水循环与换热食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备水循环与换热加热、杀菌、冷却过程中所使用的循环水均为同一水体，热交换器也为同一个，只是热交换器另一侧的介质在变化。在加热与杀菌过程中，循环水由热交换器的蒸汽加热，从而提供罐头升温维持恒温所需的热量，在冷却工序中，循环水被冷却水降温。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备淋水式杀菌机的适用性可用于果蔬类、肉类、鱼类、方便食品等的高温杀菌。其包装容器可以是马口铁罐、铝罐、玻璃罐和蒸煮袋等形式。食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备（五）回转杀菌机回转式杀菌机主要用于改善某些罐头内部传热条件。目前使用最多的间歇式回转杀菌机有浸水式、淋水式和轨道式回转杀菌机。1．浸水式回转杀菌机2．淋水式回转杀菌机3.轨道式回转杀菌机食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备1．浸水式回转杀菌机结构特点杀菌篮内的罐头放置软包装袋容器的放置特点食品工厂机械与设备--第十二章杀菌机械与设备结构特点浸水式回转杀菌机的整体结构与操作过程基本与静置浸水杀菌机的相同，只是增加了一套使杀菌