食品工廠殺菌機(jī)械設(shè)備

食品工廠殺菌機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備--第十二章殺菌機(jī)械與設(shè)備第十二章殺菌機(jī)械與設(shè)備殺菌是食品加工過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。許多食品需要經(jīng)過相應(yīng)的殺菌處理之后，才能獲得穩(wěn)定的貨架期。食品殺菌方法的分類第一節(jié)罐頭食品殺菌機(jī)械設(shè)備第二節(jié)液體食品物料無菌處理系統(tǒng)第三節(jié)電離輻射殺菌裝置本章小結(jié)思考題

自測題第2頁,共157頁，2024年2月25日，星期天

食品殺菌方法分類熱殺菌和冷殺菌包裝和未包裝食品殺菌物理法和化學(xué)法殺菌第3頁,共157頁，2024年2月25日，星期天

包裝和未包裝食品的殺菌根據(jù)殺菌處理時食品包裝的順序，可以將熱殺菌分為包裝食品和未包裝食品兩類方式。前者如罐頭類食品的殺菌，后者如無菌包裝食品的熱處理。第4頁,共157頁，2024年2月25日，星期天物理法和化學(xué)法殺菌冷殺菌可以分為物理法和化學(xué)法兩類。物理冷殺菌技術(shù)包括電離輻射、超高壓、高壓脈沖電場等殺菌技術(shù)。電離輻射殺菌的應(yīng)用最為成熟(本章作簡單介紹)。其它冷殺菌設(shè)備的應(yīng)用尚存在較大的局限性(不作專門介紹)。第5頁,共157頁，2024年2月25日，星期天

熱殺菌和冷殺菌熱殺菌是借助于熱力作用將微生物殺死的殺菌方法；除了熱殺菌以外所有殺菌方法都可以歸類為冷殺菌。盡管人們早就認(rèn)識到，熱殺菌同時也會對食品營養(yǎng)或風(fēng)味成分造成一定的影響，并且也在冷殺菌方面進(jìn)行了大量的研究，但到目前為止，熱殺菌仍然是食品行業(yè)的主要殺菌方式。第6頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié) 罐頭食品殺菌機(jī)械設(shè)備罐頭食品殺菌機(jī)械設(shè)備，通常是指用于密封罐頭加熱殺菌的機(jī)械設(shè)備。某些容器包裝并密封的食品(例如，瓶裝的飲料和啤酒等)雖然不稱為罐頭，也用此處介紹的某些設(shè)備殺菌。罐頭食品殺菌機(jī)械設(shè)備，按操作方式可以分為間歇式和連續(xù)式兩大類。按殺菌操作壓力，又可以分為常壓殺菌設(shè)備和高壓殺菌設(shè)備。一、間歇式殺菌設(shè)備二、連續(xù)式殺菌設(shè)備

第7頁,共157頁，2024年2月25日，星期天一、間歇式殺菌設(shè)備間歇式罐頭殺菌設(shè)備有多種形式，按殺菌鍋安裝方式分立式和臥式殺菌鍋。立式殺菌鍋又可分為普通立式殺菌鍋和無籃立式殺菌鍋；臥式殺菌鍋可以分為普通臥式殺菌鍋、回轉(zhuǎn)式殺菌鍋和噴淋式殺菌鍋等。（一）立式殺菌鍋（二）無籃式殺菌鍋（三）臥式殺菌鍋（四）浸水與淋水式殺菌機(jī)（五）回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)第8頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（五）回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)回轉(zhuǎn)式殺菌機(jī)主要用于改善某些罐頭內(nèi)部傳熱條件。目前使用最多的間歇式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)有浸水式、淋水式和軌道式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)。1．浸水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)2．淋水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)3.軌道式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)第9頁,共157頁，2024年2月25日，星期天3.軌道式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)簡介軌道式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)主體裝卸罐回轉(zhuǎn)殺菌情形殺菌過程控制一些性能參數(shù)第10頁,共157頁，2024年2月25日，星期天簡介軌道式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)是一種高溫短時、搖動式、全自動罐頭殺菌設(shè)備。這種設(shè)備專門為大罐型圓形金屬罐頭設(shè)計。最適宜用來對自然對流難以加熱和冷卻的食品（如糊狀玉米、真空包裝的整條玉米、茄汁魚類、豆類、布丁、沙司和湯類食品等）進(jìn)行殺菌。這種殺菌機(jī)以蒸汽為加熱介質(zhì)，可以施加反壓。第11頁,共157頁，2024年2月25日，星期天軌道式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)主體主體如圖12.20所示。由耐壓的殼體和可以回轉(zhuǎn)的內(nèi)、外筒體構(gòu)成。罐頭不用殺菌籃裝，而是夾于內(nèi)外筒之間的圓環(huán)內(nèi)。內(nèi)筒的外壁上有條形板，進(jìn)入殺菌鍋的罐頭處在條形板中間，外筒的內(nèi)壁上有帶動罐頭回轉(zhuǎn)、使其由入口端向口端前移的T形螺旋軌道。第12頁,共157頁，2024年2月25日，星期天裝卸罐軌道式殺菌機(jī)的兩端各有一只大型氣動閘閥，分別用于進(jìn)罐和出罐。罐頭裝入（同時有罐頭離開）殺菌機(jī)時，外筒與殼體鎖定，內(nèi)筒回轉(zhuǎn)使罐頭沿著殼體前進(jìn)。進(jìn)罐時，罐頭軌道上的自動停罐裝置將罐頭送至進(jìn)罐閥，罐頭通過回轉(zhuǎn)閥門進(jìn)入殺菌機(jī)，并自動進(jìn)入內(nèi)筒壁的條形板中間。當(dāng)內(nèi)筒回轉(zhuǎn)計數(shù)器和停罐計數(shù)器顯示一定罐數(shù)時，停止進(jìn)罐。進(jìn)罐和出罐過程中有一個安全裝置保證未經(jīng)殺菌的（剛進(jìn)入殺菌機(jī)的）罐頭不會從出口端卸出。第13頁,共157頁，2024年2月25日，星期天回轉(zhuǎn)殺菌情形這種殺菌機(jī)雖然進(jìn)出罐同時進(jìn)行，但殺菌不是連續(xù)的。進(jìn)出鍋完畢后，要將（內(nèi)筒體和帶T形條鋼螺旋的）兩只筒體結(jié)合在一起將罐頭固定，并密閉鍋后，再進(jìn)行殺菌。殺菌同時帶動罐頭一起回轉(zhuǎn)。軌道回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)回轉(zhuǎn)體的軸線與鍋內(nèi)所裝罐頭的軸線是平行的?；剞D(zhuǎn)一圈罐頭頂隙氣泡的運動情形如圖12.21所示。第14頁,共157頁，2024年2月25日，星期天殺菌過程控制整個殺菌過程由全自動數(shù)字程序控制器控制。對程序控制器預(yù)先設(shè)定了排氣、升溫、加壓，殺菌和冷卻工藝參數(shù)。所有的操作步驟由自動程序控制，并由控制器監(jiān)測溫度、壓力和時間。軌道式殺菌機(jī)每批生產(chǎn)600罐，進(jìn)罐速度45罐／min（也即每次裝罐時間約為13min）。正常的工作壓力為0.17MPa，最高工作壓力為0.28MPa。第15頁,共157頁，2024年2月25日，星期天一些性能參數(shù)軌道式殺菌機(jī)每批生產(chǎn)600罐。進(jìn)罐速度45罐／min（也即每次裝罐時間約為13min）。正常的工作壓力為0.17MPa。最高工作壓力為0.28MPa。第16頁,共157頁，2024年2月25日，星期天2．淋水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)結(jié)構(gòu)特征貯水罐系統(tǒng)流程第17頁,共157頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)特征淋水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)是浸水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)的改進(jìn)型，同樣由兩只上、下排列的臥式壓力容器組成，上面一只用作貯水鍋，下面一只用作殺菌鍋。貯水鍋內(nèi)的水位是可以調(diào)節(jié)的。與浸水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)相比，貯水鍋中的水量要少得多，因此只要預(yù)熱很少量的水，這樣大大節(jié)省了熱能。第18頁,共157頁，2024年2月25日，星期天貯水鍋貯水鍋中很少量的水可以預(yù)熱到高于所需要的殺菌溫度，如150℃。加熱方式是用0.6~0.8MPa的蒸汽直接噴射加熱以便縮短加熱時間。殺菌時所需要的反壓是由壓縮空氣產(chǎn)生的，因此許多對壓力敏感的包裝容器都可以用這種方法進(jìn)行殺菌。第19頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)流程淋水回轉(zhuǎn)式殺菌系統(tǒng)流程如圖12.19所示。殺菌開始時，預(yù)熱水從貯水鍋中流入下面的殺菌鍋中。與浸水式相比，淋水式不需要排氣，因為鍋內(nèi)的空氣可以用于產(chǎn)生反壓。這樣可以節(jié)省因排氣造成的熱量損失。反壓可以通過程序控制器在升溫過程中逐步產(chǎn)生，也可以一開始就加到所要求的壓力。如果在殺菌鍋進(jìn)水的時候就開始回轉(zhuǎn)，更有利于溫度的均勻分布。殺菌鍋的進(jìn)水時間一般僅為30s。第20頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共157頁，2024年2月25日，星期天浸水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)特點優(yōu)點：(1)可獲得更為均勻分布的殺菌鍋溫度(2)縮短殺菌周期(3)產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定(4)節(jié)能(5)提高產(chǎn)品的成品率缺點：操作要求較高。殺菌鍋內(nèi)有回轉(zhuǎn)體，因而減少了有效容積。熱水循環(huán)可能使鍋體結(jié)垢，因而用水必須處理，增加了處理水的裝置的投資。第22頁,共157頁，2024年2月25日，星期天(5)提高產(chǎn)品的成品率回轉(zhuǎn)式殺菌設(shè)備殺菌鍋中的壓力系由貯水鍋的壓力來維持的。而貯水鍋的壓力由壓力調(diào)節(jié)器隨時加以控制和調(diào)整的，因而壓力的變化很小。特別是在冷卻過程中，可以根據(jù)不同殺菌對象采用不同時間的加壓冷卻方式，而在加壓冷卻過程中，壓力是隨時間有規(guī)律地遞減的。這對袋裝食品、大聽罐頭、螺旋蓋玻璃罐、鋁制罐及易開罐等的殺菌特別有利，可防止包裝容器的變形、破損等事故發(fā)生。第23頁,共157頁，2024年2月25日，星期天(4)節(jié)能過熱水在不降溫情況下回收并重復(fù)利用，大幅度減少了蒸汽消耗量，從而降低運行費用低。通過比較發(fā)現(xiàn)，對同樣的罐頭，回轉(zhuǎn)式的殺菌時間為靜置式的1/4。同時、由于回轉(zhuǎn)式的熱水可重復(fù)利用，因此，第二次殺菌開始，其熱量主要消耗在補償鍋體對空氣的對流和輻射損失及罐頭的升溫。因而反復(fù)使用的次數(shù)越多，兩者消耗蒸汽量的差額就會越大，回轉(zhuǎn)式節(jié)省蒸汽就越多，其優(yōu)越性就更加明顯。第24頁,共157頁，2024年2月25日，星期天(3)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黏結(jié)現(xiàn)象。第25頁,共157頁，2024年2月25日，星期天(2)縮短殺菌周期殺菌籃的翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生罐頭的“搖動效應(yīng)”，使傳熱效率得以提高，導(dǎo)致殺菌和冷卻時間大大縮短。對于內(nèi)容物為流體或半流體的罐頭效果更為明顯。罐頭的回轉(zhuǎn)速度與殺菌時間的關(guān)系見圖12.17，由圖可見并非轉(zhuǎn)速越高殺菌時間越短，速度過慢或過快均會導(dǎo)致殺菌時間延長。第26頁,共157頁，2024年2月25日，星期天搖動效應(yīng)轉(zhuǎn)速不同時罐頭內(nèi)容物的攪拌呈現(xiàn)出不同的狀況（圖12.18)。只有在適宜的轉(zhuǎn)速下才會產(chǎn)生罐頭的“搖動效應(yīng)”。不同的產(chǎn)品有不同的適宜轉(zhuǎn)速。罐頭有一定的頂隙才能使罐頭在翻轉(zhuǎn)時產(chǎn)生“搖動效應(yīng)”，但過大的頂隙會在罐頭內(nèi)形成氣袋而產(chǎn)生假胖聽現(xiàn)象。第27頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共157頁，2024年2月25日，星期天(1)可獲得更為均勻分布的殺菌鍋溫度由于殺菌籃回轉(zhuǎn)具有攪拌作用，再加上熱水由泵強(qiáng)制循環(huán)，鍋內(nèi)熱水形成強(qiáng)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。不同攪拌與循環(huán)方式時鍋內(nèi)熱水溫度分布狀況如圖12.16所示。

第29頁,共157頁，2024年2月25日，星期天1．浸水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)結(jié)構(gòu)特點殺菌籃內(nèi)的罐頭放置軟包裝袋容器的放置特點第30頁,共157頁，2024年2月25日，星期天軟包裝袋容器的放置

對于軟包裝袋或半硬質(zhì)容器，除了層與層之間需要孔的隔板以外，還需使不同層之間產(chǎn)品保持一定間距的支承結(jié)構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)件也應(yīng)當(dāng)是多孔的，以保證水流的順利流通。第31頁,共157頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)特點浸水式回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與操作過程基本與靜置浸水殺菌機(jī)的相同，只是增加了一套使殺菌籃在鍋內(nèi)繞軸旋轉(zhuǎn)的裝置?；剞D(zhuǎn)速度范圍為5~36r/min，可根據(jù)產(chǎn)品的特點進(jìn)行選擇。第32頁,共157頁，2024年2月25日，星期天圖12.15頭頂頭回轉(zhuǎn)殺菌時罐頭在殺菌籃中的固定方式這種回轉(zhuǎn)式殺菌機(jī)中，罐頭頂頭豎放在殺菌籃中，這樣在回轉(zhuǎn)時有利于罐頭內(nèi)容物的攪動。層與層之間的罐頭應(yīng)放置（耐熱塑料板制成的）隔板，以便可以使水在殺菌籃內(nèi)自由流動，有利于溫度均勻分布。隔板應(yīng)具有足夠的開孔率，而且應(yīng)考慮在隔板上放置罐頭時罐底不會將孔封死。圖12.15所示為罐頭在長方形殺菌籃中的放置方式。殺菌籃內(nèi)的罐頭放置第33頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（四）浸水與淋水式殺菌機(jī)以水作傳熱介質(zhì)的殺菌機(jī)可以分為浸水式殺菌機(jī)和淋水式殺菌機(jī)兩類。1．靜置浸水式殺菌機(jī)2．淋水式殺菌機(jī)第34頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（一）立式殺菌鍋立式殺菌鍋容量較小，既可用于常壓殺菌，又可用于高壓殺菌，一般適用于小規(guī)模生產(chǎn)的場合。外形與結(jié)構(gòu)安裝管路連接溫度控制第35頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共157頁，2024年2月25日，星期天外形與結(jié)構(gòu)外形與結(jié)構(gòu)如圖12.1所示。主體由圓柱筒形鍋體和鍋蓋組成。鍋蓋鉸接于鍋體邊緣，與鍋蓋相連的平衡錘起開鍋省力作用。鍋蓋和鍋體由蝶形螺栓或自鎖嵌緊塊密封。鍋蓋上有安全閥、放氣閥、冷卻水盤管及冷卻水接管口（未畫出）。鍋體上有蒸汽進(jìn)管、冷水排放管、溫度計和壓力表。殺菌籃的結(jié)構(gòu)如圖12.2所示。第37頁,共157頁，2024年2月25日，星期天

通常以半地下形式安裝（圖12.3）。殺菌籃進(jìn)出鍋通過電動葫蘆操作實現(xiàn)。電動葫蘆掛于殺菌鍋上方的型鋼軌道上，使電動葫蘆沿型鋼移動，就可以實現(xiàn)殺菌籃在平地上裝卸。安裝第38頁,共157頁，2024年2月25日，星期天管路連接

立式殺菌鍋的管路連接如圖12.4所示,需要提供給殺菌鍋的工作流體有蒸汽、冷卻水和壓縮空氣。第39頁,共157頁，2024年2月25日，星期天溫度控制溫度控制系統(tǒng)的原理如圖12.5所示，它由來自殺菌鍋感溫包的溫度（通過金屬彎曲管的變化）及調(diào)節(jié)用的壓縮空氣兩個物理量比較調(diào)節(jié)，通過輸出壓縮空氣來控制蒸汽薄膜閥的開度，使通過閥的蒸汽量保持殺菌鍋內(nèi)溫度恒定。圖12.5溫度控制系統(tǒng)圖第40頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（二）無籃式殺菌鍋是一種大型、不使用殺菌籃的立式殺菌鍋。外形結(jié)構(gòu)如圖12.6所示。它高約2.4m，直徑約為1.83m，容積是普通立式殺菌鍋的4~5倍。這種殺菌鍋的進(jìn)罐口在頂部、出罐口在底部。安裝操作過程兩種卸罐方式特點第42頁,共157頁，2024年2月25日，星期天特點（1）節(jié)省勞動力5臺無籃殺菌鍋僅需一人操作，其產(chǎn)量相當(dāng)于9人操作18臺四籃式靜止高壓立式殺菌鍋。（2）節(jié)省能源與普通立式殺菌鍋相比，無籃式殺菌鍋的蒸汽耗量要少得多，這是因為需要加熱的鍋體少（且沒有殺菌籃耗熱），也由于單位容積鍋體的表面積小使得熱輻射損失少，另外不需要長時間排氣而耗汽。（3）適用性、靈活性大無籃式殺菌系統(tǒng)可以處理所有的標(biāo)準(zhǔn)罐型，可以在35℃以下的各種溫度下進(jìn)行殺菌。（4）檢測儀表和控制裝置可以根據(jù)需要配備檢測儀表和控制袋置，從普通的常規(guī)控制到提供一個全自動控制系統(tǒng)。第43頁,共157頁，2024年2月25日，星期天兩種卸罐方式第一種方法是將緩沖水道的水面正好保持在鍋底門的下面。鍋底門打開后，罐頭落入緩沖水道中，水道底的輸送帶再將罐頭送入冷卻水道，將罐頭冷卻到所需的溫度。第二種方法用于較大罐型，需要有真空系統(tǒng)配合，并且要緩沖水道的水位高于殺菌鍋底門位置。罐頭卸完之后，關(guān)閉鍋底門，即可進(jìn)行下一鍋的殺菌。第44頁,共157頁，2024年2月25日，星期天操作過程鍋內(nèi)預(yù)裝一定溫度緩沖水，通過輸送帶將罐頭從鍋上方投入鍋內(nèi)（罐頭在鍋內(nèi)隨機(jī)排列），同時打開溢流管口使水溢出。當(dāng)殺菌鍋裝滿時，關(guān)閉輸送帶上的閘閥，通過液壓關(guān)閉進(jìn)料口蓋，同時關(guān)閉溢流閥。從鍋頂分配管通入蒸汽，使用蒸汽壓力作用將鍋內(nèi)的水從鍋底通過排水管排出（可以收集后供另一鍋使用）。隨后殺菌過程操作與臥式殺菌鍋操作一樣，也要經(jīng)過排氣、升溫、保溫和冷卻幾個階段。但反壓冷卻結(jié)束后的冷卻階段則可在鍋下方的冷卻水槽中進(jìn)行。第45頁,共157頁，2024年2月25日，星期天安裝

殺菌鍋通常安裝在冷卻水槽上方，以便使進(jìn)入冷卻階段的罐頭直接排入下方的冷卻水進(jìn)一步冷卻。通常將幾只鍋一起安裝在冷卻水槽上，槽底有輸送罐頭的輸送帶。這樣可使殺菌鍋以半連續(xù)方式進(jìn)行殺菌（圖12.7）。第46頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（三）臥式殺菌鍋目前仍然是我國罐頭行業(yè)主要殺菌設(shè)備。容量一般比立式的大。一般不適用于常壓殺菌，多用于高壓殺菌。殺菌鍋外形圖結(jié)構(gòu)與接管殺菌小車安裝第47頁,共157頁，2024年2月25日，星期天安裝臥式殺菌鍋內(nèi)的導(dǎo)軌高于地坪面，因此，為了使殺菌小車順利地進(jìn)出鍋體，一般將殺菌鍋的一部分安排在低于地坪的位置，使得鍋內(nèi)的導(dǎo)軌與地坪在一個平面上。也就是說，鍋體安裝在地槽內(nèi)；并且，為了使鍋門順利打開，地槽的長度應(yīng)當(dāng)比鍋體長（大約一個鍋門直徑）。因此，殺菌車進(jìn)出還需要在鍋體與地槽口之間架設(shè)輔助軌道。也可簡單地將殺菌鍋直接安置在地坪面。為了保證排水不向車間漫開，在鍋體周圍開一個加漏空鋼板的明溝。殺菌車則如圖12.10所示，置于另一輛具有與殺菌鍋相當(dāng)高度的小車上。這樣，只要使小車與鍋體內(nèi)的軌道對接，就可使殺菌車方便地進(jìn)出殺菌鍋。第48頁,共157頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)與接管如圖12.9所示。主體為鍋體與（鉸接于的鍋體口的）鍋門構(gòu)成的平臥鋼筒形耐壓容器。鍋體內(nèi)的底部有兩根平行軌道，供盛裝罐頭的殺菌車進(jìn)出。多孔蒸汽管長管裝在鍋下方平行軌道中間（低于軌道）；多孔冷卻水長管安裝在鍋的上方。鍋體的上方還開有壓縮空氣管口、排氣管口、安全閥、溫度計、壓力表以及溫度傳感器接口等。第49頁,共157頁，2024年2月25日，星期天1．靜置浸水式殺菌機(jī)浸水式殺菌機(jī)有靜置浸水式和（后面將要介紹的）回轉(zhuǎn)浸水式兩種。靜置浸水式殺菌機(jī)外形（圖12.11）主體是上下兩只臥式高壓容器，安裝在上方的是預(yù)熱水貯罐，安裝在下方的為殺菌鍋。貯水罐和殺菌鍋之間有管道連接（圖12.12），并安裝了控制閥門。貯水罐中的預(yù)熱水通過管道流入殺菌鍋，殺菌時通過循環(huán)泵使熱水在貯水罐與殺菌鍋之間循環(huán)，使鍋內(nèi)溫度分布均勻。在殺菌結(jié)束時，熱水以回流入貯水罐。袋裝軟罐頭在殺菌鍋內(nèi)需平放專門的多孔殺菌托盤上，托盤之間留有一定間隙作為熱水水流通道。浸水式殺菌機(jī)的優(yōu)點第50頁,共157頁，2024年2月25日，星期天浸水式殺菌機(jī)的優(yōu)點

罐頭在殺菌和冷卻的開始階段所受的熱沖擊較小，故較適宜于玻璃瓶罐和軟罐頭的殺菌；節(jié)能。浸水式殺菌機(jī)在殺菌結(jié)束后，熱水可以回收為下一次殺菌使用；殺菌鍋內(nèi)的熱水可通過機(jī)械方法攪拌而使鍋內(nèi)溫度均勻一致；可通過殺菌鍋結(jié)構(gòu)上的變化或改變水的流向以實現(xiàn)殺菌過程的特殊要求。第51頁,共157頁，2024年2月25日，星期天2．淋水式殺菌機(jī)淋水式殺菌機(jī)是法國巴里坎公司在20世紀(jì)80年代開發(fā)的殺菌設(shè)備。適用性淋水式殺菌機(jī)主要由臥式鍋體、熱交換器、循環(huán)水泵，管路和各種閥門，以及自動控制系統(tǒng)構(gòu)成。工作原理側(cè)向水平噴淋調(diào)壓與溫控特點第52頁,共157頁，2024年2月25日，星期天淋水式殺菌機(jī)的特點由于采用高速噴淋對產(chǎn)品進(jìn)行加熱、殺菌和冷卻，溫度分布均勻，提高了殺菌效果，改善了產(chǎn)品質(zhì)量。殺菌與冷卻采用同一水體，產(chǎn)品無二次污染的危險。采用同一間壁式換熱器，循環(huán)水溫度無突變，消除了熱沖擊造成的產(chǎn)品質(zhì)量的降低及包裝容器的破損。溫度與壓力為獨立控制，易準(zhǔn)確控制。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。水消耗量少。第53頁,共157頁，2024年2月25日，星期天調(diào)壓和調(diào)溫控制該機(jī)的調(diào)壓和調(diào)溫控制是完全獨立的，其中調(diào)壓控制為向鍋內(nèi)注入或排出壓縮空氣。淋水式殺菌鍋的溫度、壓力和時間由程序控制器控制，操作過程完全自動化。程序控制采用微處理器，便于根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，并易與計算機(jī)連接，實現(xiàn)中央集中控制。第54頁,共157頁，2024年2月25日，星期天側(cè)向水平噴淋為縮短熱水流程，有些采用側(cè)噴方式使罐頭受熱更為均勻，尤其適用于袋裝食品的殺菌（圖12.14）。第55頁,共157頁，2024年2月25日，星期天工作原理如圖12.13所示。整個殺菌過程中，利用貯存在殺菌鍋底部的少量（可容納4輛殺菌車的殺菌鍋存水量約400L）熱水作為殺菌傳熱用水，通過大流量熱水離心泵進(jìn)行高速循環(huán)，流經(jīng)板式熱交換器進(jìn)行熱交換后，進(jìn)入殺菌鍋內(nèi)上部的水分配器，均勻噴淋在需要殺菌的產(chǎn)品上。水循環(huán)與換熱第56頁,共157頁，2024年2月25日，星期天水循環(huán)與換熱加熱、殺菌、冷卻過程中所使用的循環(huán)水均為同一水體，熱交換器也為同一個，只是熱交換器另一側(cè)的介質(zhì)在變化。在加熱與殺菌過程中，循環(huán)水由熱交換器的蒸汽加熱，從而提供罐頭升溫維持恒溫所需的熱量，在冷卻工序中，循環(huán)水被冷卻水降溫。第57頁,共157頁，2024年2月25日，星期天淋水式殺菌機(jī)的適用性可用于果蔬類、肉類、魚類、方便食品等的高溫殺菌。其包裝容器可以是馬口鐵罐、鋁罐、玻璃罐和蒸煮袋等形式。第58頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第60頁,共157頁，2024年2月25日，星期天殺菌小車如圖12.10所示，置于另一輛具有與殺菌鍋相當(dāng)高度的小車上。這樣，只要使小車與鍋體內(nèi)的軌道對接，就可使殺菌車方便地進(jìn)出殺菌鍋。第61頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第63頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第64頁,共157頁，2024年2月25日，星期天二、連續(xù)式殺菌設(shè)備概述（一）常壓連續(xù)殺菌機(jī)（二）高壓連續(xù)殺菌機(jī)第65頁,共157頁，2024年2月25日，星期天概述連續(xù)式殺菌設(shè)備是內(nèi)部具有連續(xù)運送罐頭裝置的殺菌設(shè)備，并有相應(yīng)的連續(xù)進(jìn)出罐機(jī)構(gòu)裝置。一般這種殺菌設(shè)備分成幾個區(qū)段，連續(xù)通過這些區(qū)段的罐頭食品依次受到預(yù)熱、殺菌和冷卻等工序處理。連續(xù)式殺菌機(jī)的生產(chǎn)能力大，一般直接配置于連續(xù)包裝機(jī)之后，產(chǎn)品包裝、封口后直接送入殺菌機(jī)進(jìn)行殺菌。各種類型和包裝形式的罐頭食品只要達(dá)到足夠大的生產(chǎn)規(guī)模，均可以考慮采用適當(dāng)?shù)倪B續(xù)殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌。連續(xù)式殺菌設(shè)備可以分為常壓式和加壓式兩大類，分別用于酸性和低酸性食品的殺菌。第66頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（二） 高壓連續(xù)殺菌機(jī)

高壓連續(xù)殺菌機(jī)是用于100℃以上（相應(yīng)的壓力高于大氣壓力）條件下連續(xù)殺菌的設(shè)備，因此，為了使殺菌設(shè)備在高壓狀態(tài)下連續(xù)對罐頭產(chǎn)品進(jìn)行殺菌，需要有專門的進(jìn)出罐機(jī)構(gòu)裝置，因而加壓連續(xù)殺菌機(jī)的結(jié)構(gòu)比常壓連續(xù)殺菌機(jī)要復(fù)雜得多。常見的高壓連續(xù)殺菌設(shè)備有回轉(zhuǎn)式、靜水壓式和水封式三種。1．回轉(zhuǎn)式高壓連續(xù)殺菌機(jī)2．靜水壓連續(xù)殺菌機(jī)3．水封式連續(xù)殺菌機(jī)第67頁,共157頁，2024年2月25日，星期天3．水封式連續(xù)殺菌機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)罐頭回轉(zhuǎn)原理工作原理第68頁,共157頁，2024年2月25日，星期天設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖12.32所示。主要由高壓殺菌-冷卻罐、常壓冷卻槽、輸送鏈、水封閥及進(jìn)出罐機(jī)構(gòu)等組成。高壓殺菌-冷卻罐由中間隔板分為上下兩室，上室為蒸汽殺菌室，下室為高壓水冷卻室。帶有罐頭傳送器的輸送鏈，穿過上下兩室構(gòu)成循環(huán)鏈。室外冷卻水槽的輸送鏈也帶有傳送器。第69頁,共157頁，2024年2月25日，星期天工作原理從自動供罐裝置進(jìn)入輸送鏈的罐頭，經(jīng)過鼓形閥（結(jié)構(gòu)如圖12.33所示，由于其浸沒在水中，因此又稱為水封閥）進(jìn)入殺菌室，在此，在輸送鏈傳送器帶動下，折返數(shù)次進(jìn)行殺菌后，穿過隔板進(jìn)入加壓冷卻室。加壓冷卻后的罐頭再次從鼓形閥排出，進(jìn)入常壓冷卻水槽。罐頭在這里仍然保持自身的滾轉(zhuǎn)，以達(dá)到快速冷卻的目的。當(dāng)冷卻至中心溫度40℃左右時，罐頭從自動排罐裝置排出。從而完成整個殺菌冷卻的過程。第70頁,共157頁，2024年2月25日，星期天罐頭回轉(zhuǎn)原理在傳送器的下部設(shè)計了一條平板鏈（或?qū)к墸?罐頭就擱在其上，平板鏈運動方向與傳送器相反，由于傳送器與平板鏈之間的相對運動，產(chǎn)生摩擦力使罐頭回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)的速度因產(chǎn)品不同而不同，一般為10~30r/min。若不需回轉(zhuǎn)時，則可去掉傳送器下面的導(dǎo)軌,或使平板鏈運動方向與傳送器一致并保持相同線速即可。通過改變罐頭的回轉(zhuǎn)速度可調(diào)節(jié)罐頭的傳熱速率。根據(jù)這個原理，在調(diào)換品種時，殺菌時間可以不變，而改變罐頭回轉(zhuǎn)數(shù)即可。第71頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（一） 常壓連續(xù)殺菌機(jī)

常壓連續(xù)殺菌機(jī)的殺菌溫度不超100℃，不需嚴(yán)格密封機(jī)構(gòu)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。按運載鏈的層數(shù)可分為單層式和多層式；按加熱和冷卻的方式分為浸水式和淋水式。1．單層常壓連續(xù)殺菌機(jī)2．多層常壓連續(xù)殺菌機(jī)第72頁,共157頁，2024年2月25日，星期天1．單層常壓連續(xù)殺菌機(jī)多為淋水式。設(shè)備外形結(jié)構(gòu)殺菌過程玻璃瓶罐的加熱冷卻設(shè)備特點第73頁,共157頁，2024年2月25日，星期天設(shè)備特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠、生產(chǎn)能力大，并且通?？梢愿鶕?jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。適合于內(nèi)容物流動性良好的瓶裝產(chǎn)品的常壓殺菌。缺點：占地面積較大，有的設(shè)備長達(dá)27cm，甚至更長。第74頁,共157頁，2024年2月25日，星期天玻璃瓶罐的加熱冷卻對于玻璃瓶裝產(chǎn)品，為了避免熱應(yīng)力集中造成瓶子破損，加熱段和冷卻段要分成多個區(qū)段，以使得加熱時最大溫差不超過20~50℃，冷卻最大溫差不超過20℃。采用熱水加熱時一般包括預(yù)熱段1、預(yù)熱段2

、加熱段、預(yù)冷段、冷卻段、最終冷卻段等多個工作段。第75頁,共157頁，2024年2月25日，星期天殺菌過程物料由入口處的撥罐器撥到輸送鏈帶上，輸送鏈帶動罐頭經(jīng)過隧道時被熱水（蒸汽）噴射的水（或蒸汽）加熱殺菌，然后被水噴頭噴出的冷水冷卻后送出。在整個過程中，產(chǎn)品與輸送鏈處于相對靜止?fàn)顟B(tài)而同步移動。第76頁,共157頁，2024年2月25日，星期天整體結(jié)構(gòu)整體為隧道結(jié)構(gòu)，一條運載產(chǎn)品的輸送鏈帶穿過隧道，輸送帶的兩端有進(jìn)出罐的外圍輸送帶相聯(lián)。第77頁,共157頁，2024年2月25日，星期天2．多層常壓連續(xù)殺菌機(jī)一般為浸水式殺菌機(jī)。一般結(jié)構(gòu)三層常壓連續(xù)殺菌機(jī)特點第78頁,共157頁，2024年2月25日，星期天多層常壓殺菌機(jī)特點具有生產(chǎn)率高、自動進(jìn)出罐、溫度自動控制等功能。由于傳熱效果好，能節(jié)省能源、縮短殺菌時間，提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量；占地面積小，有利于生產(chǎn)車間設(shè)備的布置；罐頭在殺菌過程自下而上逐層爬升，在轉(zhuǎn)向處的托板間隙可根據(jù)罐徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，使運行平穩(wěn)，不會產(chǎn)生卡堵現(xiàn)象；各層殺菌和冷卻槽的液位，可根據(jù)罐徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止產(chǎn)生浮罐現(xiàn)象；配置有溫度超限報警和浮罐報警裝置。第79頁,共157頁，2024年2月25日，星期天三層常壓連續(xù)殺菌機(jī)槽體與輸送帶結(jié)構(gòu)如圖12.23所示。三只水槽分三層水平安裝在殺菌機(jī)機(jī)架上。第一層（底層）為加熱殺菌段，第二層具有加熱和冷卻雙重功能，可根據(jù)罐藏內(nèi)容物的殺菌工藝要求進(jìn)行選擇，第三層為冷卻段。冷卻水由進(jìn)水管進(jìn)入各層槽體。在槽體側(cè)面的溢流口，安裝有液面調(diào)節(jié)板，用以在槽體內(nèi)保持一定的液位高度，防止液位過高引起浮罐。第80頁,共157頁，2024年2月25日，星期天一般結(jié)構(gòu)這種機(jī)器的運載裝置為刮板輸送鏈，罐頭產(chǎn)品平臥放置于輸送鏈上，移動過程中可相對于輸送鏈進(jìn)行有限的滾動。整體為多層結(jié)構(gòu)，層數(shù)一般為3

~5層?？筛鶕?jù)生產(chǎn)量殺菌時間要求及車間面積、工藝布置的需要進(jìn)行選擇。每一層設(shè)一水槽，用于裝溫度不同的熱水或冷卻水。因?qū)娱g轉(zhuǎn)移的需要，兩端設(shè)置有轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。第81頁,共157頁，2024年2月25日，星期天1．回轉(zhuǎn)式高壓連續(xù)殺菌機(jī)一般構(gòu)成典型殺菌機(jī)鍋內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)罐閥與轉(zhuǎn)罐閥殺菌鍋體及組合特點第82頁,共157頁，2024年2月25日，星期天一般構(gòu)成回轉(zhuǎn)式連續(xù)殺菌機(jī)一般由2~3個（作殺菌鍋和冷卻鍋用的）臥式壓力鍋、進(jìn)罐閥、出罐閥、轉(zhuǎn)罐閥、驅(qū)動裝置及自動控制系統(tǒng)等構(gòu)成。第83頁,共157頁，2024年2月25日，星期天殺菌鍋體及組合多數(shù)殺菌鍋體直徑為147cm，長度為3.35~11.28m。實際長度由殺菌時間、生產(chǎn)速度和罐型大小決定。鍋體組合可有多種組合排列方式。典型的二鍋體和三鍋體排列如圖12.25所示。第84頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)由兩個殺菌鍋和1個冷卻鍋構(gòu)成第85頁,共157頁，2024年2月25日，星期天不論是殺菌鍋還是冷卻鍋，均有使罐頭按一定速度從鍋體的一端移動到另一端的機(jī)構(gòu)設(shè)計。圓筒形的鍋體內(nèi)壁上固定有由T形鋼卷成的螺旋槽。轉(zhuǎn)鼓上有條形檔板。轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動和鍋體內(nèi)壁螺旋槽的引導(dǎo)使得罐頭可從鍋體的一端運動到另一端（參見圖12.20）。這與間歇式軌道回轉(zhuǎn)殺菌機(jī)的進(jìn)出罐的情形類似。但不同的是連續(xù)式殺菌機(jī)的T形鋼螺旋一直固定在鍋體壁。鍋內(nèi)結(jié)構(gòu)第86頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第87頁,共157頁，2024年2月25日，星期天進(jìn)罐閥與轉(zhuǎn)罐閥回轉(zhuǎn)進(jìn)罐閥是特殊設(shè)計的，可以防止蒸汽泄漏（圖12.26）。罐頭從一只殺菌鍋轉(zhuǎn)移到另一只殺菌鍋（或冷卻鍋），也需要借助于特殊的轉(zhuǎn)罐裝置—轉(zhuǎn)罐閥（圖12.27）。第88頁,共157頁，2024年2月25日，星期天罐頭的轉(zhuǎn)動如圖12.28所示，罐頭沿鍋體軸向移動過程中，其運動狀態(tài)包括：在殺菌鍋頂部，因落在旋轉(zhuǎn)架內(nèi)而不與鍋體內(nèi)壁接觸，罐頭僅隨旋轉(zhuǎn)架一起公轉(zhuǎn)；在鍋側(cè)處，罐頭除隨回轉(zhuǎn)架公轉(zhuǎn)外，做少量自轉(zhuǎn)（滑動短距離）；在鍋底處，因罐頭與鍋體內(nèi)壁有一定的接觸壓力，可使其做自由滾動，從而在此區(qū)域既有公轉(zhuǎn)，又有自轉(zhuǎn)。罐頭的自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)運動引起的內(nèi)容物攪動效應(yīng)顯著提高了傳熱效率。第89頁,共157頁，2024年2月25日，星期天特點優(yōu)點：可在高溫（127～138℃）和回轉(zhuǎn)狀態(tài)下連續(xù)進(jìn)行殺菌和冷卻操作，殺菌時間短，食品品質(zhì)的均一性好，且蒸汽消耗少。缺點：設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、初期投資費用大、維護(hù)保養(yǎng)困難、罐型適用范圍小、通用性差，同時罐頭的滾動易造成罐頭封口線處鍍錫層的磨損而引起生銹，影響外觀質(zhì)量。另外，這種設(shè)備只適合于大中型罐頭食品廠大批量生產(chǎn)之用。第90頁,共157頁，2024年2月25日，星期天2．靜水壓連續(xù)殺菌機(jī)設(shè)備構(gòu)成流程輸送鏈速控制殺菌時間進(jìn)出罐機(jī)構(gòu)提升區(qū)段升溫水柱蒸汽(殺菌)室卸罐水柱水循環(huán)系統(tǒng)特點第91頁,共157頁，2024年2月25日，星期天升溫水柱升溫水柱在殺菌設(shè)備內(nèi)部，是輸送鏈進(jìn)入蒸汽室前必須通過的一段水柱。在這段水柱中，罐頭自上而下得到加熱。升溫水柱中的水溫單獨控制，自上而下溫度逐漸升高，變化范圍一般為16~102℃。第92頁,共157頁，2024年2月25日，星期天蒸汽(殺菌)室蒸汽室（殺菌室）內(nèi)與殺菌溫度（如121℃，或低于這個值的溫度）對應(yīng)的飽和蒸汽空間高度由其下面的水平面高度與升溫水柱（或降溫水柱）的水平高度之差決定。因此，可通過對這兩個水面液位的控制來控制殺菌室的溫度。輸送鏈條的運行回路在蒸汽室內(nèi)的停留時間也由這兩個水平液位控制。第93頁,共157頁，2024年2月25日，星期天提升區(qū)段提升區(qū)段是容器輸送鏈從進(jìn)罐處上升到升溫水柱入口的一段。在此區(qū)段內(nèi)，容器暴露在空氣中，沒有得到加熱。第94頁,共157頁，2024年2月25日，星期天設(shè)備構(gòu)成靜水壓殺菌機(jī)是通過水柱壓力維持蒸汽室壓力的一種立式連續(xù)高壓殺菌機(jī)。主要由進(jìn)出罐裝置、靜水壓升溫柱、殺菌室、降溫水柱和冷卻系統(tǒng)等構(gòu)成。第95頁,共157頁，2024年2月25日，星期天流程如圖12.29所示。由輸送帶送來的封口的罐頭，在進(jìn)入殺菌機(jī)前，頭尾銜接，排成一列，由推進(jìn)器按一定數(shù)量自行送至用輸送鏈牽引的載罐器。然后，順序通過升溫柱、殺菌柱（蒸汽室）、降溫柱，和冷卻段，最后由卸罐裝置卸出。殺菌后的成品罐頭到達(dá)卸罐處時，載運器自動張開釋放罐頭，由輸送帶送往倉庫。第96頁,共157頁，2024年2月25日，星期天進(jìn)出罐機(jī)構(gòu)進(jìn)、出罐端在殺菌機(jī)的同一側(cè)，出罐位于進(jìn)罐的下方（圖12.30）。第97頁,共157頁，2024年2月25日，星期天卸罐水柱與進(jìn)罐水柱液位相同，對蒸汽殺菌室內(nèi)的蒸汽壓力（這兩個水柱的水位相同）起平衡作用。卸罐水柱的水溫也是單獨控制的，控制從水柱的底部噴入的蒸汽可獲得所要求的溫度。事實上，在操作過程中，熱罐頭和輸送鏈條會向水柱中的水不斷放熱，因此只需要用很少量的蒸汽就能維持卸罐水柱的溫度。卸罐水柱第98頁,共157頁，2024年2月25日，星期天輸送鏈速控制殺菌時間殺菌時間可通過控制輸送鏈速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。輸送裝置可設(shè)置成多條獨立運行的輸送鏈（輸送鏈的根數(shù)有1根、2根和3根三種形式），分別掛接不同罐型的載罐器，使得可在同一殺菌溫度環(huán)境中分別處理不同規(guī)格及殺菌時間的產(chǎn)品，大幅度提高了設(shè)備的通用性和靈活性。第99頁,共157頁，2024年2月25日，星期天水循環(huán)系統(tǒng)為了回收這部分熱量以節(jié)省能量，許多靜水壓殺菌機(jī)都裝備了橫向循環(huán)系統(tǒng)（圖12.31）。這個循環(huán)系統(tǒng)用泵將熱水從卸罐水柱的底部抽出送入進(jìn)罐水柱的底部，用第二只泵將進(jìn)罐水柱中溫度最低的頂部的水送入卸罐水柱的頂部。這種系統(tǒng)可以使水柱中的水溫保持穩(wěn)定。如果罐頭在殺菌之后需要立即冷卻，則可將卸罐水柱底部的水抽出通過熱交換器冷卻后再回送到卸罐水柱頂部。這樣的系統(tǒng)不存在水柱之間橫向循環(huán)。第100頁,共157頁，2024年2月25日，星期天特點優(yōu)點：節(jié)能節(jié)水，與一般殺菌鍋比，可節(jié)省蒸汽量50％以上，冷卻水70％以上。占地面積小，約為同等處理能力間歇式殺菌機(jī)的1/30。生產(chǎn)能力大。自動化程度高，通用性好，適用于各種材質(zhì)和大小的包裝容器，如馬口鐵罐、玻璃瓶和軟包裝袋。無壓力、溫度突變，避免罐變形，產(chǎn)品質(zhì)量好。缺點：設(shè)備高度龐大，高達(dá)18m。設(shè)備及安裝費用大。檢修維護(hù)困難。第101頁,共157頁，2024年2月25日，星期天整體為隧道結(jié)構(gòu)，一條運載產(chǎn)品的輸送鏈帶穿過隧道，輸送帶的兩端有進(jìn)出罐的外圍輸送帶相聯(lián)。第102頁,共157頁，2024年2月25日，星期天圖12.23三層常壓連續(xù)殺菌機(jī)的槽體與輸送帶結(jié)構(gòu)示意圖第103頁,共157頁，2024年2月25日，星期天圖12.28回轉(zhuǎn)式連續(xù)殺菌

裝置內(nèi)罐頭的轉(zhuǎn)動第104頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié) 液體食品物料無菌處理系統(tǒng)食品物料無菌處理系統(tǒng)是為無菌包裝系統(tǒng)提供無菌液料的系統(tǒng)。目前，食品物料無菌處理系統(tǒng)都是熱殺菌系統(tǒng)。由于多數(shù)無菌包裝產(chǎn)品為液體，并且是在殺菌后包裝的，因此可以選用高效熱交換器對食品進(jìn)行連續(xù)殺菌處理。一、無菌系統(tǒng)的基本構(gòu)成二、蒸汽直接加熱式無菌處理系統(tǒng)三、間接加熱式無菌處理系統(tǒng)

第105頁,共157頁，2024年2月25日，星期天一、無菌系統(tǒng)的基本構(gòu)成無菌處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成有輸送泵、加熱器、保持管、背壓閥、冷卻器、貯罐、管路管件及控制系統(tǒng)等構(gòu)成。另外，對于如乳品等物料，根據(jù)工藝要求，還可在系統(tǒng)中串接均質(zhì)機(jī)等設(shè)備。（一）輸送泵（二）加熱器（三）保持管與背壓閥（四）冷卻器第106頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（一）輸送泵系統(tǒng)輸送泵通常包括:進(jìn)料泵，增壓泵和無菌泵。進(jìn)料泵一般為離心泵，它用于將物料送入預(yù)熱段。增壓泵用于保證將物料加熱到所需的溫度。無菌泵用于將無菌產(chǎn)品通過無菌管路送往包裝機(jī)。第107頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（二）加熱器加熱器可以分為預(yù)熱用加熱器和殺菌段加熱器（或在同一加熱器，通過管路組合分為預(yù)熱段和殺菌段）。根據(jù)需要，加熱器的加熱介質(zhì)可以用蒸汽和過熱水，或者是需要冷卻的高溫料液（可以節(jié)能）。根據(jù)殺菌段加熱介質(zhì)對產(chǎn)品物料的加熱方式，有直接加熱式和間接加熱式兩大類。UHT系統(tǒng)也因此常分為直接加熱式UHT和間接加熱式UHT兩類。蒸汽直接加熱式使蒸汽直接與料液混合，因此在將料液溫度提高的同時，也將蒸汽冷凝水分帶入了物料。因此，直接式UHT所用加熱蒸汽有較高的衛(wèi)生要求，另外，因加熱帶入的蒸汽水分也須在后面流程中通過適當(dāng)方式除去。第108頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（三）保持管與背壓閥保持管用于使加熱到殺菌溫度的物料保持必要的時間。保持管的長度及物料在管內(nèi)的流動速度決定了物料在管內(nèi)的滯留時間。背壓閥設(shè)在保溫管末端，它使被處理物料在增壓泵與保溫管之間保持與殺菌溫度對應(yīng)所需的壓力。第109頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（四）冷卻器用于將熱處理保溫后的物料冷卻到一定溫度。冷卻器的形式也與加熱器有關(guān)。如是間接式加熱，則冷卻器就用一般的間接熱交換器進(jìn)行。如是直接式系統(tǒng)，則常采用膨脹罐（閃蒸罐），使過熱狀態(tài)的物料中的部分水分在此自蒸發(fā)，物料的溫度也迅速降低。閃蒸罐還可起部分除去料液中（多由揮發(fā)性成分構(gòu)成的）異味的作用。第110頁,共157頁，2024年2月25日，星期天二、蒸汽直接加熱式無菌處理系統(tǒng)（一）噴射式系統(tǒng)（二）蒸汽注入式系統(tǒng)第111頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（一）噴射式系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)預(yù)殺菌殺菌流程產(chǎn)品水分的控制第112頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第113頁,共157頁，2024年2月25日，星期天殺菌流程產(chǎn)品由輸送泵輸送，先經(jīng)過第一預(yù)熱器和第二預(yù)熱器，使產(chǎn)品預(yù)熱到80℃。然后由增壓泵進(jìn)行加壓，經(jīng)流量氣動閥送至直接蒸汽噴射殺菌器。在該處，產(chǎn)品受到壓力為1MPa的蒸汽直接噴射入，其溫度瞬時升溫至150℃。此溫下的產(chǎn)品在保持管中停留2~4s后，進(jìn)入膨脹罐中進(jìn)行閃蒸冷卻，使產(chǎn)品溫度急劇冷卻到77℃左右。膨脹罐底部收集到的產(chǎn)品保持一定的液位，然后用無菌泵送至無菌均質(zhì)機(jī)。經(jīng)均質(zhì)的無菌產(chǎn)品在冷卻器中進(jìn)一步冷卻后送往無菌灌裝機(jī)或進(jìn)入無菌貯罐。第114頁,共157頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)品水分的控制

為了保持產(chǎn)品的含水量不變，噴射入產(chǎn)品中的蒸汽量必須在閃蒸冷卻時全部排凈，這可以通過調(diào)節(jié)器控制噴射前產(chǎn)品的溫度t1和閃蒸后產(chǎn)品的溫度t2

的差值來實現(xiàn)。第115頁,共157頁，2024年2月25日，星期天膨脹罐在膨脹罐內(nèi)，相當(dāng)于噴入產(chǎn)品的蒸汽冷凝水分量的水成為蒸汽從膨脹罐排出，同時帶走產(chǎn)品中可能存在的一些異味。膨脹罐產(chǎn)生的蒸汽被噴射冷凝器冷凝。真空泵使膨脹罐始終保持一定的真空度。部分從膨脹罐排出的熱蒸汽可引入管式熱交換的第一預(yù)熱器中用來預(yù)熱冷的產(chǎn)品。第116頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)預(yù)殺菌生產(chǎn)前，整個裝置需用噴射蒸汽加熱到136℃的循環(huán)熱水殺菌30min，然后用無菌冷水降溫。整個系統(tǒng)始終保持無菌水循環(huán)直至進(jìn)料產(chǎn)品開始?xì)⒕５?17頁,共157頁，2024年2月25日，星期天（二）蒸汽注入式系統(tǒng)這種系統(tǒng)采用蒸汽直接注入式熱交換器進(jìn)行殺菌。APV系統(tǒng)正常操作前，先對利用過熱水在系統(tǒng)中循環(huán)30min系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)殺菌并隨后進(jìn)行冷卻。殺菌操作流程第118頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)對物料的殺菌過程供應(yīng)桶中的待殺菌物料由離心泵送至板式換熱器進(jìn)行初步預(yù)熱，然后在可調(diào)速的回轉(zhuǎn)式定量泵的作用下，經(jīng)過板式預(yù)熱器再次升溫后進(jìn)入注入式直接加熱器，在那里與蒸汽直接接觸瞬間被加熱到殺菌溫度，接著由第二個調(diào)速回轉(zhuǎn)式定量泵抽出（直接加熱器中的液位自動控制在一定高度）送入保持管，流動2~4s后（此即保持時間）經(jīng)過背壓閥進(jìn)入無菌閃蒸室，進(jìn)行自蒸發(fā)同時溫度下降。第119頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)對物料的殺菌過程閃蒸室中產(chǎn)生的二次蒸汽由一組管式冷凝器冷凝除去，而產(chǎn)品由無菌離心泵送至無菌均質(zhì)機(jī)（根據(jù)需要選用），再送至管式熱交換器進(jìn)一步冷卻，冷卻好的無菌產(chǎn)品最后送至灌裝工序。第120頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)對物料的殺菌過程為節(jié)省能量，從第一個管式換熱器中出來的已經(jīng)升溫的冷卻水作為加熱介質(zhì)給板式換熱器用，并在兩者之間循環(huán)使用。在管式熱交換器后面有一轉(zhuǎn)向閥控制無菌產(chǎn)品的流向，若物料殺菌合格則將其轉(zhuǎn)至無菌包裝機(jī)，若殺菌不足則被自動轉(zhuǎn)向并經(jīng)換熱器冷卻后送回物料供應(yīng)桶再重新進(jìn)行殺菌。為保證產(chǎn)品的水分含量，在閃蒸室內(nèi)的蒸發(fā)量為自動控制。第121頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第122頁,共157頁，2024年2月25日，星期天三、間接加熱式無菌處理系統(tǒng)間接加熱式UHT系統(tǒng)與直接加熱式UHT系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別在于，它不與加熱介質(zhì)接觸，因此，不需有除去水分的閃蒸罐（或稱膨脹罐）和真空冷凝系統(tǒng)，對加熱介質(zhì)的潔凈程度也較直接式的要求低些。另外還可以采用過熱水作為殺菌加熱器的加熱介質(zhì)?？刹捎冒迨?、管式和刮板式換熱器。APV板式系統(tǒng)

系統(tǒng)預(yù)殺菌殺菌流程第123頁,共157頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)預(yù)殺菌在牛乳進(jìn)入系統(tǒng)之前，需對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)殺菌。系統(tǒng)的預(yù)殺菌是用加壓水進(jìn)行的，在整個系統(tǒng)充滿水之后，蒸汽進(jìn)入主加熱器將循環(huán)水迅速加熱到136℃或更高的溫度，在此溫度下熱水循環(huán)30min對系統(tǒng)進(jìn)行充分殺菌。然后，冷卻水進(jìn)入冷卻器使系統(tǒng)冷卻到70℃左右。保持水不斷循環(huán)直至產(chǎn)品準(zhǔn)備就緒，送入產(chǎn)品，開始?xì)⒕?。?24頁,共157頁，2024年2月25日，星期天殺菌流程進(jìn)料罐內(nèi)的牛乳用泵送入第一組板式熱交換器的預(yù)熱段加熱到85℃。然后進(jìn)入平衡容器并保持?jǐn)?shù)分鐘以穩(wěn)定乳蛋白，這可以防止牛乳在第二組板式熱交換器的高溫加熱區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生過多的沉淀物?！胺€(wěn)定牛乳”用泵送入均質(zhì)機(jī)，經(jīng)均質(zhì)作用后進(jìn)入第二組板式熱交換器的主要加熱區(qū)段加熱到138-150℃后，進(jìn)入保持管視需要保持2-4s。然后到達(dá)轉(zhuǎn)向閥。如果牛乳溫度等于或高于殺菌溫度，無菌乳繼續(xù)向前流動進(jìn)入快速板式冷卻器用冰水冷卻至100℃左右。然后進(jìn)入第一組板式熱交換器的預(yù)熱段進(jìn)行熱量回收，再經(jīng)最終冷卻段進(jìn)一步冷卻到灌裝溫度，最后送至無菌灌裝機(jī)。如果由于某種原因，轉(zhuǎn)向閥處的溫度下降到預(yù)定的殺菌溫度以下，牛乳將經(jīng)過冷卻器返回到進(jìn)料罐。整個系統(tǒng)由控制柜控制。第125頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第126頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié) 電離輻射殺菌裝置什么是電離輻射殺菌?輻射裝置一、γ射線輻照裝置二、電子束輻照裝置三、X射線輻照裝置第127頁,共157頁，2024年2月25日，星期天什么是電離輻射殺菌?電離輻射殺菌是指利用γ射線或高能電子束（陰極射線）進(jìn)行殺菌，是一種適用于熱敏性物品的常溫殺菌方法，屬于“冷殺菌”。第128頁,共157頁，2024年2月25日，星期天輻射裝置食品電離輻射殺菌設(shè)備系統(tǒng)通常稱為輻照裝置、輻射裝置和照射裝置等，主要由以下幾部分組成：輻射源、產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)、安全系統(tǒng)（包括聯(lián)鎖裝置、屏蔽等）、控制系統(tǒng)、輻照室及其它相關(guān)的輔助設(shè)施（如菌檢實驗室、劑量實驗室、安全防護(hù)實驗室、產(chǎn)品性能測試實驗室，以及通風(fēng)、水處理系統(tǒng)、倉庫等）。輻照裝置的核心是處于輻照室內(nèi)的輻射源及產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)。目前用于食品電離輻射處理的輻射源有產(chǎn)生γ射線的人工放射性同位素源和產(chǎn)生電子束或X射線的電子加速器兩種。輻射裝置可以根據(jù)輻射源的類型（放射性同位素、加速器）和傳輸系統(tǒng)（靜止、間歇，單道連續(xù)、多道連續(xù)）等進(jìn)行分類。以下按輻射源類型分別對γ射線輻照裝置和電子加速器輻照裝置進(jìn)行介紹。第129頁,共157頁，2024年2月25日，星期天一、γ射線輻照裝置典型γ輻射裝置放射源產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)特點第130頁,共157頁，2024年2月25日，星期天γ射線輻照裝置的特點優(yōu)點:γ射線的穿透能力較強(qiáng)，可以采用大包裝形式對物料進(jìn)行照射。缺點:γ射線源活度會以對數(shù)規(guī)律衰減。例如60Co源活度的半衰期為5.27年。也就是說，每隔5.27年，其放射性活度將減少一半。第131頁,共157頁，2024年2月25日，星期天典型γ輻射裝置如圖12.37所示。其主體是帶有很厚水泥墻的輻照室，它主要由輻射源升降系統(tǒng)和產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)組成，按工藝規(guī)范進(jìn)行產(chǎn)品輻照。通過迷道把輻照室和產(chǎn)品裝卸大廳相溝通。輻照室中間有一個深水井，安裝了可升降的輻射源架，在停止輻照時，輻射源降至安全的貯源位置。輻照時裝載產(chǎn)品的輻照箱圍繞源架移動，得到均勻的輻照。輻照室水泥屏蔽墻的厚度取決于放射性核素類型、設(shè)計預(yù)定的最大活度和屏蔽材料的密度。第132頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第133頁,共157頁，2024年2月25日，星期天放射源目前主要使用的γ射線同位素放射源主要是60Co,通常做成用雙層不銹鋼殼密封的棒狀（稱為鈷棒）。單根鈷棒稱為線源，放射強(qiáng)度有限。實際應(yīng)用的輻射源通常由眾多根鈷棒平行排列成板狀源，一般的板狀鈷源強(qiáng)度可在數(shù)十至上百萬居里之間。第134頁,共157頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)

大型輻射裝置，受輻射的產(chǎn)品一般采用機(jī)械方式傳輸，傳輸系統(tǒng)包括：過源機(jī)械系統(tǒng)：產(chǎn)品輻照箱在輻照室內(nèi)圍繞源運行的傳輸機(jī)械設(shè)備。通常采用有氣缸推動轉(zhuǎn)運箱的輥道輸送系統(tǒng)，單軌懸掛輸送系統(tǒng)及積放式懸掛輸送系統(tǒng)；迷道輸送系統(tǒng)：將產(chǎn)品輻照箱從操作間（裝卸料間）向輻照室轉(zhuǎn)運時通過迷道的輸送機(jī)械；裝卸料操作機(jī)械：在操作間將需要輻照的產(chǎn)品裝至輻照箱上，并將已輻照過的產(chǎn)品從迷道輸送機(jī)送出的輻照箱上卸下的機(jī)械設(shè)備。第135頁,共157頁，2024年2月25日，星期天二、電子束輻照裝置電子束輻照裝置及構(gòu)成典型電子速輻照裝置電子加速器電子束掃描裝置特點單面照射與雙面照射γ射線與電子射線穿透深度第136頁,共157頁，2024年2月25日，星期天電子束輻照裝置特點優(yōu)點：輻射功率大、劑量率高以及裝置（電能）能源利用可控制等。缺點：與γ射線相比，電子射線的穿透力較低，此外裝置系統(tǒng)復(fù)雜。第137頁,共157頁，2024年2月25日，星期天電子加速器電子加速器是利用電磁場使電子獲得加速，提高能量，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠艿难b置。電子加速器系統(tǒng)包括輻射源、電子束掃描裝置和有關(guān)設(shè)備（如真空系統(tǒng)、絕緣氣體系統(tǒng)、電源等）。電子加速器有多種類型，目前加工用電子加速器主要有直流高壓型和脈沖調(diào)制型加速器。它們都能產(chǎn)生能量高于150keV的電子束。第138頁,共157頁，2024年2月25日，星期天電子束輻照裝置及構(gòu)成電子束輻照裝置是指用電子加速器產(chǎn)生的電子束進(jìn)行輻照，加工產(chǎn)品的裝置。電子束輻照裝置包括電子加速器，產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)，輻射安全系統(tǒng)；產(chǎn)品裝卸和貯存區(qū)域；供電、冷卻、通風(fēng)等輔助設(shè)備；控制室，劑量測量和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗實驗室等。第139頁,共157頁，2024年2月25日，星期天三、X射線輻照裝置對X射線輻照裝置的理論和實驗研究已有多年的歷史，過去由于電子加速器成本較高以及X射線能量轉(zhuǎn)換效率偏低，實用化應(yīng)用不多，但近年來隨著加速器和靶工藝學(xué)的進(jìn)展，以及60Co價格的上升，對X射線輻照裝置的開發(fā)利用又引起了人們的重視。X射線輻照裝置既可以采用可使產(chǎn)品翻身的帶式雙通道傳輸送系統(tǒng)（圖12.41），也可可以采用懸掛式產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)。由于X射線是利用加速器產(chǎn)生的，因此，可以實現(xiàn)電子束射和X射線兩用輻射照裝置。第140頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第141頁,共157頁，2024年2月25日，星期天電子束掃

描裝置電子加速器最初獲得的高能電子束為點狀。采用掃描技術(shù)可使點狀電子束均勻分散成“線狀”作用于與射線方向相垂直的輸送帶上的物料（圖12.39）。第142頁,共157頁，2024年2月25日，星期天單面照射與雙面照射為了提高電子射線的穿透力,可提高電子束的能量水平和采用雙面輻射。但需要注意，電子束能量不能超過10MeV，以免被照射食品受到放射性污染（導(dǎo)至食品自身產(chǎn)生放射物質(zhì)）。圖12.40所示為電子加速器輻照裝置的單面與雙面輻射的結(jié)構(gòu)示意。雙面輻射時，在掃描器下設(shè)兩條輸送方向相反的輸送帶。物料在一條輸送帶上經(jīng)過照射后，經(jīng)過翻轉(zhuǎn)器翻轉(zhuǎn)，并被置于另一條逆向平行運行的輸送帶上進(jìn)行第二次照射，如此得到兩面照射。與單面輻射相比，雙面輻射可以最大限度地利用能量，而且輻射強(qiáng)度均勻。第143頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第144頁,共157頁，2024年2月25日，星期天第145頁,共157頁，2024年2月25日，星期天本章小結(jié)熱殺菌機(jī)械設(shè)備仍然是食品行業(yè)使用最普遍的殺菌設(shè)備。用于罐頭殺菌的設(shè)備可以分為間歇式和連續(xù)式兩大類，按操作壓力可分為常壓殺菌設(shè)備和高壓殺菌設(shè)備。普通立式殺菌鍋是間歇式殺菌設(shè)備，既可用于常壓也可用于高壓殺菌。無籃立式殺菌鍋是一種不使用殺菌籃、自動化程度較高的間歇式殺菌設(shè)備，與冷卻水槽結(jié)合，罐頭裝鍋和卸鍋可以自動進(jìn)行。第146頁,共157頁，2024年2月25日，星期天本章小結(jié)普通臥式殺菌鍋是一種常用的使用蒸汽作加熱介質(zhì)的間歇式高壓殺菌設(shè)備。其它形式的間歇臥式殺菌設(shè)備包括浸水式、淋水式、回轉(zhuǎn)式殺菌機(jī)。其中回轉(zhuǎn)式殺菌有兩種形式。軌道回轉(zhuǎn)式、靜水壓式和水封式是三種常見的高壓連續(xù)殺菌設(shè)備。第147頁,共157頁，2024年2月25日，星期天本章小結(jié)無菌包裝食品的熱處理設(shè)備可以分為直接式和間接式兩大類。間接殺菌設(shè)備所用的熱交換器主要有管式、板式和刮板式三種。常壓連續(xù)殺菌設(shè)備可以分為單層式和多層式。電離輻射殺菌裝置是應(yīng)用最為成熟的物理冷殺菌裝置。第148頁,共157頁，2024年2月25日，星期天思考題1.比較普通立式殺菌鍋與臥式殺菌鍋結(jié)構(gòu)。2.簡述無籃式殺菌系統(tǒng)的特點。3.間歇式殺菌鍋通常有哪些外圍輔助設(shè)備與接管，作用是什么？4.常見的雙鍋體殺菌機(jī)（噴淋式，浸水式）是否必須將兩鍋體上下安排？為什么？5.試比較浸水式殺菌機(jī)與淋水式殺菌機(jī)的結(jié)構(gòu)？6.比較分析本章所介紹的幾種罐頭高壓連續(xù)殺菌設(shè)備。7.流體食品無菌處理系統(tǒng)如何保證所需的殺菌值。8.分析討論兩種換熱類型（直接式與間接式）無菌處理系統(tǒng)流程構(gòu)成的異同點。第149頁,共157頁，2024年2月25日，星期天自測題一、判斷題二、填充題三、選擇題四、對應(yīng)題第150頁,共157頁，2024年2月25日，星期天四、對應(yīng)題1.找出以下有關(guān)殺菌