罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
罐头杀菌时间的计算(重点和难点)
第四章 罐头杀菌时间的计算(重点和难点)先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。
经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t ；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P 。
以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节 罐头杀菌条件的表示方法2040608010012001020304050通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程。
τ1—τ2—τ3Pt不是加减乘除的关系。
τ1升温时间min ， τ2恒温杀菌时间min ，τ3降温时间min ，t 杀菌(锅)温度℃ 、注意不是指罐头的中心温度。
P 冷却时的反压0.12—0.13MPa 。
τ1一般10 min 左右，τ3一般10min —20min ，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。
但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。
目前的主要任务就是要确定τ2、t ，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。
既能防止腐败，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：午餐肉：10 min —60 min —10 min /121℃，反压力0.12MPa 。
蘑菇罐头：10 min —30 min —10 min /121℃ 桔子罐头：5 min —15 min —5 min /100℃第二节罐头杀菌条件的确定（难点和重点）首先了解几个概念。
1、实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。
特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。
为了帮助同学们理解和记忆，请看我为大家设计的例题。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
简单型加热曲线
转折型加热曲线
传热曲线
在冷却时，只须将半对数轴上最低线标为高于冷却水温度 1℃的温度数，再依次向上标出其他温度，这样就可按加 热(或冷却)时间测得的罐内冷点温度直接在坐标纸上点出， 並将各点連起来，但不得偏离各点0.56℃，这样就画出了 传热曲线一般都呈一条直线，其斜率用可 fh(加热杀菌时 的速率)值或fs(冷却速率 )表示，fh值或fs为加热曲线或冷却 曲线直线部分穿过一对数周期所需要的时间(分钟)。f2值 为转折型加热曲线中第二条直线的斜率。
影响杀菌效果的因素
影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求。 因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生产 中由于杀菌不足而造成消费者 健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规程 是每一个技术人员应考虑的问题。
在计算前先将有关符号的含意介绍一下： Z—它为热力杀菌对象菌真正的或内视性热力致死时 间曲线的斜率 ( 分钟 ) ，低酸食品罐头按 Z=10℃肉毒 杆菌计算，酸食品罐头在低于100℃的温度杀菌时按 Z=8℃计算。 fh —食品的传热速度，它是在半对数坐标纸上加热 曲线中直线部分的斜率，是传热曲线穿过一对数周 期所对应的时间(分钟)。在转折型加热曲线中转折 点前，第一条加热曲线中直线部分的斜率也为fh。 f2—传热曲线中转折点后第二条直线的斜率(分钟)。
可用公式 D = 来表示 式中 a: 加热杀菌前的细菌数 b: 经过T时间加热后细菌残存数 t：加热时间(分) D值的大小和细菌耐热性的强度成正比，它不受 原细菌的影响，仅是菌种的耐热性，它是细菌死 亡速度K值的倒数，表示微生物的耐热能力。
罐头杀菌时间的计算(重要和难点)
第四章罐头杀菌时间的计算（重点和难点）先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。
经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为T1,达到预定杀菌温度t ；再经过恒温杀菌阶段、时间为T2；最后进行降温冷却阶段、时间为T3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P。
以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节罐头杀菌条件的表示方法通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程1——T2——T3~~tP不是加减乘除的关系。
T升温时间min，T恒温杀菌时间min ,T降温时间min，t杀菌（锅）温度C、注意不是指罐头的中心温度。
P冷却时的反压0.12 —0.13MPa o T I一般10 min 左右，T一般10min —20min，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。
但有时受到条件的限制, 如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。
目前的主要任务就是要确定T 2、t，最麻烦就是要确定T 2,要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。
既能防止腐败，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：午餐肉：10 min —60 min —10 min /121 °C,反压力0.12MPa。
蘑菇罐头：10 min —30 min —10 min /121 C图2 —6-4立式高压蒸汽杀菌锅1蒸汽管2水管3排水管4溢流管5排气阀6安全阀7压缩空气管8温度计9压力表10温度记录控制仪桔子罐头：5 min —15 min — 5 min /100 C第二节罐头杀菌条件的确定（难点和重点）首先了解几个概念1、实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121 C的杀菌时间，相当于121 r的杀菌时间，用F实表示。
第一节 罐头食品的保藏与杀菌
果蔬罐藏技术
学习目标
1、了解罐头食品保藏的影响因素 2、掌握果蔬罐藏常见的质量问题及对策。 3、掌握罐头食品加工基本技术。
一、概念
罐头食品：
又称罐头，是将食品原料经过预处理，装入容器，
经密封、杀菌、冷却等工序制成的食品。
特点：
商业灭菌常温达到六Βιβλιοθήκη 月以上。果酱属于罐头食品吗？
（二）果蔬中的酶与罐制品的保藏
果蔬中含有各种酶，它参加并能加速果蔬中有机物质 的分解变化，如对酶不加控制，就会使原料或制品发 生质变和营养成分损失。 酶的活性与温度有密切关系。大多数酶适宜的活动 温度为30-40℃，当温度超过80-90℃时，受热几分钟 后，几乎所有的酶的活性都遭到了破坏。
表2-1罐头食品按照酸度的分类 酸度 级别
低酸性
pH值
5.0以上
食品种类
常见 腐败菌
热力杀菌 要求
中酸性 酸性
虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪肉、嗜热菌、嗜 高温杀菌 火腿、羊肉、蘑菇、青豆、青刀 温厌氧菌、 105~121℃ 豆、笋 嗜温兼性厌 氧菌 4.6~5.0 蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、 沙司、无花果 3.7~4.6 荔枝、龙眼、桃、樱桃、李、苹 非芽孢耐酸 沸水或100℃ 果、枇杷、梨、草莓、番茄、什 菌、耐酸芽 以下介质中 锦水果、番茄酱、各类果汁 孢菌 杀菌
图2-1
细菌热致死速率曲线
D值可以根据图2-1中直线横过一个对数循环所需的 热处理时间求得。当然也可以根据直线方程式求得， 因为它为直线斜率的倒数，即： t D= D值大小与该微生物的耐 log a – log b 热性有关．D值越大、它
t： 加热处理时间 a：原始芽孢浓度 b：残存芽孢浓度 的耐热性越强，杀灭90％ 微生物芽孢所需的时间越 长。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
热力致死时间随致死温度而异，若在半对数坐标 图上以纵坐标为热处理时间，横坐标为热处理温 度画出的曲线就是热力致死时间曲线 (又称内视 性热力致死时间曲线)，它为直线，表示了不同 热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性，一般热 力致死规律以指数递减进行的。
1、绘制加热曲线
由实测罐内冷点位置温度变化数据在半对 数坐标纸上绘制，并求得传热速率fh值和滞 后因子j值。如其传热曲线呈一条直线为简 单型加热曲线，如呈二条直线则为转折型 加热曲线，除求得fh值和j值外，还需求得fz 、x和fc，为了进行公式法计算，还必须有fi 值表和f/u：log g图
杀菌F0值和杀菌时间计算
1、传热方式：
(1)、传导：内容物在罐内处于不流动状态时，加 热和冷却过程中，由于受热的程度不同，在分子 间相互碰撞下，热量从高能量分子向邻近的低能 量分子依次传递的方式称作传导。简单地说加热 时热量由罐壁四周向罐中心传递，罐头中心是温 度变化最缓慢之点，即其冷点在几何中心，冷却 则相反。罐内食品呈固态、粘度或稠度高的食品 如午餐肉罐头、豆沙、枣泥、八宝饭罐头等均属 于这一类。
F值与D值的关系
F值与D值的关系可用F= nD 来表示，n数是不固定的， 随工厂卫生条件、食品污染微生物的种类及程度而变化 ，一般用6D值来表示杀死嗜热性芽孢杆菌，用12D值杀 死肉毒梭状芽孢杆菌，以保证食品卫生性。F值与Z值
T 121
的关系可用F =t×10 Z 来表示。 式中t：在恒定致死温度T下的加热时间。
影响杀菌效果的因素
影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求 。因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生 产中的关键，杀菌规程不科学往往会造成产品 的色、香、味不佳或由于杀菌不足而造成消费 者健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规 程是每一个技术人员应考虑的问题。
【精选】罐头杀菌时间的计算
罐头杀菌时间的计算(重点和难点)先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。
经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t ；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P 。
以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节 罐头杀菌条件的表示方法2040608010012001020304050通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程。
τ1—τ2—τ3Pt不是加减乘除的关系。
τ1升温时间min ， τ2恒温杀菌时间min ，τ3降温时间min ，t 杀菌(锅)温度℃ 、注意不是指罐头的中心温度。
P 冷却时的反压0.12—0.13MPa 。
τ1一般10 min 左右，τ3一般10min —20min ，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。
但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。
目前的主要任务就是要确定τ2、t ，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。
既能防止腐败，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：午餐肉：10 min —60 min —10 min /121℃，反压力0.12MPa 。
蘑菇罐头：10 min —30 min —10 min /121℃ 桔子罐头：5 min —15 min —5 min /100℃第二节罐头杀菌条件的确定（难点和重点）首先了解几个概念。
1、实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。
特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。
为了帮助同学们理解和记忆，请看我为大家设计的例题。
罐头食品的热杀菌公式
罐头食品的热杀菌公式
罐头食品的热杀菌公式是指在工业生产中，将食品装入罐中并封口后，通过加热将其中的微生物杀死，使食品长时间保持不变质的一种方法。
一般来说，罐头食品的热杀菌公式可以分为两种方法：高温短时间法和低温长时间法。
高温短时间法是指在较短的时间内将罐头食品加热到高温，使其中的微生物被杀死。
其公式为：F= t × log (N0/Nt)，其中F为热杀菌值，t为加热时间，N0为开始时微生物数量，Nt为结束时微生物数量。
一般来说，高温短时间法的加热温度为121℃，加热时间为15-30分钟。
低温长时间法是指在较长的时间内将罐头食品加热到较低的温度，使其中的微生物被杀死。
其公式为：F= t × log [(N0/Nt) + 1]/2，其中F为热杀菌值，t为加热时间，N0为开始时微生物数量，Nt为结束时微生物数量。
一般来说，低温长时间法的加热温度为100℃，加热时间为60-90分钟。
罐头食品的热杀菌公式是食品工业中非常重要的一环，它可以保证罐头食品的卫生安全和长时间保存。
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罐头杀菌时间的计算(重要和难点)
第四章 罐头杀菌时间的计算(重点和难点)先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。
经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t ；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P 。
以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节 罐头杀菌条件的表示方法2040608010012001020304050通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程。
τ1—τ2—τ3Pt不是加减乘除的关系。
τ1升温时间min ， τ2恒温杀菌时间min ，τ3降温时间min ，t 杀菌(锅)温度℃ 、注意不是指罐头的中心温度。
P 冷却时的反压0.12—0.13MPa 。
τ1一般10 min 左右，τ3一般10min —20min ，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。
但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。
目前的主要任务就是要确定τ2、t，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。
既能防止腐败，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：午餐肉：10 min—60 min—10 min /121℃，反压力0.12MPa。
蘑菇罐头：10 min—30 min—10 min /121℃桔子罐头：5 min—15 min—5 min /100℃第二节罐头杀菌条件的确定（难点和重点）首先了解几个概念。
图2－6－4立式高压蒸汽杀菌锅1蒸汽管 2水管 3排水管 4溢流管 5排气阀6安全阀 7压缩空气管 8温度计9压力表 10温度记录控制仪1、实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。
杀菌公式
（二）公式法公式法最初由Ball 提出，后来经美国制罐公司热工学研究组简化后，用来计算简单型和转折型传热曲线上杀菌时间和F 值，简化虽会引起一些误差但无明显影响。
现已列入美国食品药物管理局有关规定，在美国得到普遍应用。
公式法是根据罐头在杀菌过程中内容物温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的加热曲线，以及杀菌一结束，冷却水立即进入杀菌锅进行冷却的曲线才能进行推算并找出答案。
它的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时间，但其缺点是计算较繁，费时，用公式法计算比较费时，尤其是产品传热呈转折型加热曲线时，还容易在计算中发生错误，又要求加热曲线必须呈有规则的简单型加热曲线或转折型加热曲线，才能求得较正确的结果。
1标绘加热曲线计算时首先将罐内冷点温度变化数据与时间绘在半对数坐标纸上，如果所得传热曲线呈一条直线时为简单加热曲线，如呈二条直线，则为转折型加热曲一线，可求得传热速率f h （及f 2）和滞后因子j 、μ，如为转折型加热曲线时，还须绘制冷却曲线，求得X 、f c ，计算时需有F i 表、f ／u ：log ｇ图和r ：log ｇ图。
2杀菌值（F 0值）和杀菌时间计算 各符号含义介绍：Z ——热力杀菌时对象菌的热力致死时间曲线的斜率（min ），也即对温度变化时热力致死时间相应变化或致死速率的估量。
低酸性食品按Z=10℃肉毒杆菌计算；酸性食品在低于100℃杀菌时可按Z=8℃计算。
f h ——加热曲线中直线部分的斜率，机横跨一个对数周期所需要的时间（min ）。
在转折型加热曲线中转折点前第一条加热曲线部分的斜率也为f h 。
f 2——加热曲线中转折点后第二条曲线的斜率（min ）。
j ——在半对数坐标纸上加热曲线呈直线前加热时间的滞后因子，IjI ITRT T I RT j =-''-=。
RT ——杀菌或杀菌锅温度（℃）。
IT ——罐头食品初温（℃），杀菌锅进蒸汽前容器内装食品的平均温度。
T I ''——假初温，它处于横坐标上按58%升温时间标定的点引出的垂直线和加热曲线直线部分延长线相交的交点上，该交点视为假起始点。
第三节杀菌时间的计算（最新版-修订）
时间：2005-2006学年1期 12月4日星期一班级：2004级食科班目的：1、掌握罐头传热的方式 2、掌握杀菌时间计算的原理及方法重点：杀菌时间计算的原理及方法第三节杀菌时间的计算一、罐头食品的传热罐头食品在杀菌和冷却时存在着热量的传递。
各种罐头的传热方式和速度并不相同，同时还受各种因素的影响。
此外，传热中罐内各部位的食品受热也不相同，这表明在相同的热力杀菌条件下，各种食品罐头，甚至同一罐头内部上的杀菌效果并不一定相同。
可见确定杀菌工艺条件时，罐头的传热是极其重要的因素。
（一）传热方式罐头食品在杀菌过程中的热传导方式主要有传导、对流及传导与对流混合传热等3种方式。
1、传导：由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的热传导方式称为传导。
传导可分为稳定传导和不稳定传导。
前者是指物体内温度的分布和热传导速度不随时间而变化，后者则是指温度的分布和热传导速度随时间而变化且为时间的函数。
导热最慢的一点通常在罐头的几何中心处，此点称为冷点。
如图4-6所示，在加热时，它为罐内温度最低点，在冷却时则为温度最高点。
由于食品的导热性较差，因此，以导热方式传热的罐头食品加热杀菌时，冷点温度的变化比较缓慢，因此热力杀菌需时较长。
属于导热方式传热的罐头食品主要是固态及粘稠度高的食品。
2、对流：借助于液体和气体的流动传递热量的方式，即流体各部位的质点发生相对位移而产生的热交换。
对流有自然对流与强制对流之分，罐头内的对流通常为自然对流。
传热速度较快，所需加热时间就短。
属于对流换热方式的罐头食品有果汁、汤类等低粘度液态罐头食品。
这类罐头食品的冷点在中心轴上离罐底20～40 mm的部位上，如图4-6所示。
3、对流传导结合式传热：许多情形下，罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或先后相继出现。
通常，糖水水果、清水或盐水蔬菜等果蔬罐头食品属于导热和对流同时存在型。
罐藏食品杀菌原理及其杀菌工艺条件的确定
杀菌原理及其杀菌工艺条件的确定一、食品罐藏原理细菌㈠．热力杀菌原理：酵母微生物霉菌1．引起腐败的原因食品中的酶其他化学食品本身含有各种酶。
当食品被采收或屠宰后往往会分解食品使其不堪食用。
但一般这比酶的抗热性不强。
通常在装罐前的热处理过程中就失去活性。
所以罐头保藏食品的热处理杀菌对象主要是腐败微生物。
2．何为杀菌：当食品加热到某一高温，并保持一段时间使微生物失去生命力，以保藏食品的过程称之杀菌。
3．商业杀菌：使罐头在一般正常条件下，运输贮藏和分配销售的时候，罐头不再遭受腐败微生物破坏致于腐败，同时也不会有害于人体健康的热力杀菌。
要达到商业无菌，必须借助于密封容器，进行密封。
防止再污染，达到商业无菌。
㈡．杀菌条件的科学确定：1．杀菌条件的确定，要考虑的因素有：①．食品的特性、粘度、颗粒大小②．固体与液体的比例③．罐头的大小④．装罐前预处理过程⑤．污染腐败微生物的种类、习性、数量等2．杀菌条件确定的依据：⑴．微生物的耐热性及种类：首先必须对食物对象进行微生物方面的调查，搞清造成污染微生物有哪些？哪些是腐败和致病菌？它们的耐热程度如何？继而进行耐热菌的TDT值、D值、Z值的测定和计算。
这对制定杀菌规程来说，是起决定性作用的关键一步。
对于低酸性食品，其主要危害是肉毒杆菌，因此，低酸性食品罐头杀菌的中心目的，就是要彻底杀死肉毒杆菌。
⑵．食品的传热、速度：fh.j（有些资料称热穿透速度）随着罐头内容物的不同以及固液比基质的粘稠度，固形物在罐内的排列方式及固形物大小等方面的不同，它们的传热方式和传热速度也不相同。
有的是以对流传热为主，有的是以传导为主，有的是两者兼有。
传热方式对杀菌效果有着极其重要的影响。
这一点我们绝对不能忽视。
⑶．罐内初菌数基质中的初菌数对杀菌效果也有着一定的影响。
由于微生物的生长或死亡都是按照对数规律递增或递减的。
因此对同一种微生物来说，如果污染严重，那么要达到一定的安全值，所需的杀菌时间就长，反之则短。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
影响传热速度的因素
罐头食品的传热方式由食品的性质决定，影响罐头 食品传热速度的因素很多，如食品的形状、大小、 密度、粘稠度、内容物固液之比、食品的初温、容 器的材料(或热阻)的导热系数，容器的几何形状及 大小、罐内顶隙、罐内真空度、杀菌设备的型式(回 转式肯定比静目式传热效果好)、罐头在杀菌锅内的 位置，杀菌操作等等。
曲线时参考。测温时要记录初温，至少一分钟记录 一次罐内温度。
3、传热曲线
传热曲线是以测得的罐内冷点温度变化的数据画在半对数坐 标纸上所作的曲线，即以实际温度与加热或冷却温度之差的 对数值为纵坐标，时间为横坐标，为了避免在坐标轴上用温 差来表示，可将用于标出加热曲线的坐标纸上下倒转180度， 而对数坐标上最高线标出的温度应比加热温度低1℃，第一 个对数周期坐标为每格1℃，第二个对数周期为每格10℃， 这样依次标出其余温度值，这样对数轴就直接可作为所测温 度的标度，不用再标成杀菌温度和食品温度的差值，这样就 可按加热时间测得的罐内冷点温度直接在坐标纸上点出，将 各点連起来，但不得偏离各点0.56℃，这就画出了传热曲线 一般都呈一条直线。
罐头食品热力杀菌原理 及 杀菌工艺条件的确定
一、热力杀菌的原理
所谓热力杀菌就是把罐头食品加热到一定温度 并保持一段时间，使罐内不含有致病的微生物， 在正常室温条件下，贮藏和销售过程中，罐内 也不含有能繁殖的非致病性微生物，即达到商 业无菌要求，并尽可能地保持食品内容物原有 的风味、色泽、组织形态及营养成分。
1、传热方式：
(1)、传导：内容物在罐内处于不流动状态时，加热 和冷却过程中，由于受热的程度不同，在分子间相 互碰撞下，热量从高能量分子向邻近的低能量分子 依次传递的方式称作传导。简单地说加热时热量由 罐壁四周向罐中心传递，罐头中心是温度变化最缓 慢之点，即其冷点在几何中心，冷却则相反。罐内 食品呈固态、粘度或稠度高的食品如午餐肉罐头、 豆沙、枣泥、八宝饭罐头等均属于这一类。
罐头(三片罐)行业热力杀菌控制原理
食品的pH值、食品的水分活度、真空度、
杀菌前食品每克（或毫升）含微生物的平
均数及波动值、杀菌前的罐头初温、杀菌
升温时间、杀菌温度和时间、热分布等。
1. 2.
3.
罐头的冷却时应注意的事项： 反压问题 冷却缓慢，在高温阶段（50-55 ℃）停留时间过 长，还能促进嗜热性细菌如平酸菌繁殖，致使罐 头变质。同时会加速罐内壁的腐蚀作用。 罐头冷却时由于机械原因或因罐盖胶圈暂时软化 造成暂时性或永久性隙缝，罐头冷却形成真空， 罐内可能吸入少量的冷却水，冷却水不洁就会导 致微生物污染。冷却水加氯残留含量控制在13ppm范围内。
二、酵母菌
酵母菌通常是卵圆形的单细胞活体，自然界内 到处可以找到，尤其与含糖和酸有关的食品， 对于不适宜的条件如酸和干燥相当适应。 酵母菌不太耐热，大量酵母菌形成的芽孢加热 至77度被破坏。 酵母菌生长伴随乙醇产物和大量的二氧化碳， 使包装容器膨胀。如出现这种情况，可以怀疑 杀菌不够或密封不好。 ——酵母菌生长于加工的食品内不存在重要的 公共健康问题
1.
2.
罐头杀菌的分类： 巴氏杀菌：在100 ℃以下的加热介质 （热水）中的低温杀菌，以杀死致病菌 为主。 高温热处理：在100 ℃以上的加热介质 （蒸汽或水）中的高温杀菌，高压是其 发必要条件，故又称“高压杀菌”。
1.
2. 3.
4.
蒸汽——热传导的介质 是一种优良的传热介质，蒸汽能贮存热 能很大。 其温度容易调节。 蒸汽压力可用来平衡罐头在加热过程中 形成的罐内压力，防止突角。 蒸汽易于产生和贮存以供随时使用。
肉毒梭状芽孢杆菌：某些型的芽孢是非常耐热的， 在沸水能幸存5-10小时，但其毒素不耐热，毒素 在100 ℃条件下则失去活性。在pH4.8以下不发 芽不生长。 pH值对细菌生长的影响： pH4.6作为酸性食品和 低酸食品的分界线。低酸食品中，必须应用高温 （在压力下加热杀菌）杀死肉毒梭状芽胞杆菌的 芽孢或其它食品或其它食品腐败微生物的芽胞。 而酸性食品内，由于存在细菌的营养细胞，必须 使用开水煮或进行充分地加热破坏细菌的营养细 胞。
第三节 杀菌时间的计算
时间：2005-2006学年1期 12月4日星期一班级：2004级食科班目的：1、掌握罐头传热的方式 2、掌握杀菌时间计算的原理及方法重点：杀菌时间计算的原理及方法第三节杀菌时间的计算一、罐头食品的传热罐头食品在杀菌和冷却时存在着热量的传递。
各种罐头的传热方式和速度并不相同，同时还受各种因素的影响。
此外，传热中罐内各部位的食品受热也不相同，这表明在相同的热力杀菌条件下，各种食品罐头，甚至同一罐头内部上的杀菌效果并不一定相同。
可见确定杀菌工艺条件时，罐头的传热是极其重要的因素。
（一）传热方式罐头食品在杀菌过程中的热传导方式主要有传导、对流及传导与对流混合传热等3种方式。
1、传导：由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的热传导方式称为传导。
传导可分为稳定传导和不稳定传导。
前者是指物体内温度的分布和热传导速度不随时间而变化，后者则是指温度的分布和热传导速度随时间而变化且为时间的函数。
导热最慢的一点通常在罐头的几何中心处，此点称为冷点。
如图4-6所示，在加热时，它为罐内温度最低点，在冷却时则为温度最高点。
由于食品的导热性较差，因此，以导热方式传热的罐头食品加热杀菌时，冷点温度的变化比较缓慢，因此热力杀菌需时较长。
属于导热方式传热的罐头食品主要是固态及粘稠度高的食品。
2、对流：借助于液体和气体的流动传递热量的方式，即流体各部位的质点发生相对位移而产生的热交换。
对流有自然对流与强制对流之分，罐头内的对流通常为自然对流。
传热速度较快，所需加热时间就短。
属于对流换热方式的罐头食品有果汁、汤类等低粘度液态罐头食品。
这类罐头食品的冷点在中心轴上离罐底20～40 mm的部位上，如图4-6所示。
3、对流传导结合式传热：许多情形下，罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或先后相继出现。
通常，糖水水果、清水或盐水蔬菜等果蔬罐头食品属于导热和对流同时存在型。
杀菌值的计算
（二）公式法公式法最初由Ball 提出，后来经美国制罐公司热工学研究组简化后，用来计算简单型和转折型传热曲线上杀菌时间和F 值，简化虽会引起一些误差但无明显影响。
现已列入美国食品药物管理局有关规定，在美国得到普遍应用。
公式法是根据罐头在杀菌过程中内容物温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的加热曲线，以及杀菌一结束，冷却水立即进入杀菌锅进行冷却的曲线才能进行推算并找出答案。
它的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时间，但其缺点是计算较繁，费时，用公式法计算比较费时，尤其是产品传热呈转折型加热曲线时，还容易在计算中发生错误，又要求加热曲线必须呈有规则的简单型加热曲线或转折型加热曲线，才能求得较正确的结果。
1标绘加热曲线计算时首先将罐内冷点温度变化数据与时间绘在半对数坐标纸上，如果所得传热曲线呈一条直线时为简单加热曲线，如呈二条直线，则为转折型加热曲一线，可求得传热速率f h （及f 2）和滞后因子j 、μ，如为转折型加热曲线时，还须绘制冷却曲线，求得X 、f c ，计算时需有F i 表、f ／u ：log ｇ图和r ：log ｇ图。
2杀菌值（F 0值）和杀菌时间计算 各符号含义介绍：Z ——热力杀菌时对象菌的热力致死时间曲线的斜率（min ），也即对温度变化时热力致死时间相应变化或致死速率的估量。
低酸性食品按Z=10℃肉毒杆菌计算；酸性食品在低于100℃杀菌时可按Z=8℃计算。
f h ——加热曲线中直线部分的斜率，机横跨一个对数周期所需要的时间（min ）。
在转折型加热曲线中转折点前第一条加热曲线部分的斜率也为f h 。
f 2——加热曲线中转折点后第二条曲线的斜率（min ）。
j ——在半对数坐标纸上加热曲线呈直线前加热时间的滞后因子，IjIIT RT T I RT j =-''-=。
RT ——杀菌或杀菌锅温度（℃）。
IT ——罐头食品初温（℃），杀菌锅进蒸汽前容器内装食品的平均温度。
T I ''——假初温，它处于横坐标上按58%升温时间标定的点引出的垂直线和加热曲线直线部分延长线相交的交点上，该交点视为假起始点。
罐头杀菌时间的计算(重点和难点)
F实=10×L1+15×L2+30×L3，L我把它叫做折算系数。
L1肯定小于L2，二者均小于1。请问同学们L3=
F实肯定小于50min，
由此可见，实际杀菌F值不是工厂杀菌过程的总时间之和。
例：100℃杀菌90分钟，120℃杀菌10分钟，哪个杀菌强度大
15
121
1.00
3×L5
18
121
1.00
3×L6
18
121
1.00
3×L6
21
121.2
1.047
3×L7
21
120.5
0.89
3×L7
24
121
1.00
3×L8
24
121
1.00
3×L8
27
120
0.794
3×L9
27
120.7
0.93
3×L9
30
120.5
0.891
3×L10
30
120.7
0.93
3×L10
33
121
1.00
3×L11
33
121
1.00
3×L11
36
115
0.251
3×L12
36
120.5
0.89
3×L12
39
108
0.050
3×L13
39
115
0.251
3×L13
42
99
0.006
3×L14
42
109
0.063
3×L14
45
80
0
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罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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(3)、热力致死时间曲线（TDT曲线）
• 热力致死时间就是热力致死温度保持恒定不变，将处于 一定条件下的悬浮液或食品中某一菌种的细胞或芽孢全 部杀死，所必须的最短热处理的时间(分)。
• 热力致死时间随致死温度而异，若在半对数坐标图上以 纵坐标为热处理时间，横坐标为热处理温度画出的曲线 就是热力致死时间曲线 (又称内视性热力致死时间曲线)， 它为直线，表示了不同热力致死温度时细菌芽孢的相对 耐热性，一般热力致死规律以指数递减进行的。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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• 可用公式
D=
t 来表示
log a log b
式中 a: 加热杀菌前的细菌数
b: 经过T时间加热后细菌残存数
t：加热时间(分)
• D值的大小和细菌耐热性的强度成正比，它不受 原细菌的影响，仅是菌种的耐热性，它是细菌死 亡速度K值的倒数，表示微生物的耐热能力。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
3
影响杀菌效果的因素
• 影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求。 因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生产 中的关键，杀菌规程不科学往往会造成产品的 色、香、味不佳或由于杀菌不足而造成消费者 健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规程 是每一个技术人员应考虑的问题。
如在110℃下杀死90%某一细菌需要10分钟，则这个细菌 在 上以110时℃间的为耐横热坐性标可，用残D存110芽=1孢0分数来(对表数示值。) 在为半纵对坐数标坐，标画纸出 加热致死速度曲线，D值是细菌致死率曲线上穿过一对数 周期的时间 (分)，即在一定温度下加热，使其细菌数减少 到所需的时间，它是细菌和芽孢在各不同致死温度时耐热 性的反映。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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热力杀菌的分类
• 热力杀菌有高温杀菌及巴氏杀菌。高温杀菌是指用100℃ 以上的蒸汽或水作加热介质的杀菌，高压常是获得高温 介质的条件，故又称高压杀菌，它又有高压蒸汽杀菌、 高压水杀菌之分。
• 巴氏杀菌指的是在100℃以下的加热介质中的低温杀菌，
加热介质常用热水。目前常用的罐头杀菌方式有高 压蒸汽杀菌、加压水杀菌、常压水杀菌等几种。 常压水杀菌多用高酸类罐头杀菌，它又分连续式 和间隙式二种。常压杀菌的设备比较简单。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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热力致死曲线
• 把细菌芽孢(或一般微生物的营养体等)在 M1 的中性 磷酸缓冲液或1 食品中，置于某一致死温度时15 ，在瞬 间加热和瞬1间5 冷却情况下，细菌的死亡数是按指数 递减或按对数循环下降。以残存细菌数的常用对数 作纵坐标，以加热时间为横坐标，画出的曲线为加 热致死速度曲线，下图是PA3679在青豆汁中温度 为115.6℃时的致死速度曲线。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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PA3679菌种热处理温度和时间
加热温度(℃)TI
114 117 121 124
估计死灭时间分)FI 80
40
16
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罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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(2)、微生物的耐热性曲线(D值)
D值表示在一定的环境中和一定的热力致死温度条件下， 每杀死90%原有残存活菌数(芽孢数)所需要的时间(分)。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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罐头热力杀菌原理及杀菌热致死速度曲线一般都呈直线，因此死亡速 度常数K，即加热致死速度曲线的斜率可用下列公式表示： K＝(㏒ a- ㏒b)/t
• 式中： a :加热杀菌前的细菌数因此常数K， b :经过t时间加热后的细菌残存数 t : 加热时间（分）
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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(5)、Z值
• Z值表示加热致死时间或致死率(D值)按照 1 或10 倍变化时相对应的加热温度(℃)的变化，如将10 某一细 菌芽孢的D值的对数为纵坐标，加热温度为横坐标， 画出的曲线(耐热曲线)上的斜率的负倒数就是Z值，
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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(4)、热力指数递减时间 TRT（仿热力致死曲线）
• TRT是指在任何特定热力致死温度条件下，将细菌或芽 孢减少到某一程度，如原来活菌数的10-n时所需的热处 理时间，根据Ball的建议10-n中的-n指数就称作为热力递 减 10指n-㏒数1，00並)=n表D示分在钟“，T根R据T”各的加右热下温角度。和如相TR应Tn的=nDt 的= D关(㏒系 在半对数坐标图上画出的曲线称作热力递减指数时间曲 线(又称仿热力致死时间曲线)。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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二、腐败微生物的耐热性
• 1、芽孢的耐热性
• 微生物芽孢较鞭营养体有很高的耐热性，一般认 为芽孢有外皮和皮膜，其原生质的生理特性可能 与其耐热性有关。芽孢外皮很厚，约占芽孢直径 的1/10，网状构造的聚合物形成，在外孢萌发初 期会分解收缩。其耐热性与罐头食品的杀菌条件 有直接关系，影响芽孢耐热性的因素很多，如微 生物的种类、数量、形成的条件和环境、食品的 成分（PH、水分活度、糖、盐的浓度、油脂的含 量）、热处理的温度和时间等等。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确 定
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一、热力杀菌的原理
• 所谓热力杀菌就是把罐头食品加热到一定温度并保持一段时间， 使罐内不含有致病的微生物，在正常室温条件下，贮藏和销售过 程中，罐内也不含有能繁殖的非致病性微生物，即达到商业无菌 要求，并尽可能地保持食品内容物原有的风味、色泽、组织形态 及营养成分。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
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2、微生物耐热性的测定
(1)、耐热菌热处理温度和时间确定
低酸食品杀菌试验，一般采用PA3679作为菌种，在牛心液 体培养剂中，厌氧逐级增殖培养(30℃培养,二周)、离心过 滤、洗涤、标定，将芽孢悬浮液(107个/毫升)在接入食品 罐头中，熔封、设定4四种不同的加热温度及三种加热时 间，在每个温度－时间区域放二个样本，共24个样本，在 油浴锅中加热，然后迅速冷却，打开接入猪肝汤培养液 (1间M(T。.r-LT确.Bi) )定计试耐算管热估中菌计，试P厌A验3气6较7390为在℃合四保理个温的不培热同养处试7天理验，温温按度度公和下式时的F间致i=。F死×时log-