食品杀菌机械与设备介绍

关于脉冲电场杀菌机理的解释，人们提出好几 种理论，被认可程度较高的有：细胞膜的电崩 溃和细胞膜电穿孔。
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脉冲电场杀菌技术特点
可以避免热杀菌的缺陷，很大程度地减少 了杀菌过程对食品中营养素的破坏和对食 品感官品质的影响
它要求被处理的物料能够耐受高电场的作 用，也就是需要低的导电率、不含有或不 产生气泡，对液态物料中固体颗粒大小也 有限制
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第五节 釜式杀菌设备
釜式杀菌设备，又称杀菌锅，有卧式和立式两 种，以卧式杀菌锅为主。
主要用于罐头食品等的高压杀菌。
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卧式杀菌锅结构
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杀菌锅 - 视频 - 优酷视频 - 在线观看
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1源自文库.01.2020
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第二节 直接加热杀菌设备
原理 采用高热纯净的空气直接和被杀菌的食品物料直接接
触进行热交换，使物料快速达到杀菌的目的。 主要形式：蒸汽喷射式和被加热食品注入式直接加热
杀菌。 优点：加热时间短，接触面积大，最大限度减少对热
敏性物料的影响，食品色香味和营养成分损失小。 缺点：蒸汽必须经过脱氧和过滤，以除去蒸汽中的凝
其高强度的电场是通过电容组贮存来自高压直 流电源的大量能量，然后以高电压脉冲的形式 释放出去形成的，达到破坏微生物细胞膜、杀 死微生物的作用。
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脉冲电场杀菌原理
脉冲电场的杀菌作用与脉冲电场对细胞膜的影 响密切相关。当微生物被置于高压脉冲电场中 时，细胞膜会被破坏，从而导致细胞内容物外 渗，引起细胞死亡。
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国内超高压设备简介
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最近生产的超高静压处理系统外观图
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高压腔体密封前后示意图
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日本超高压设备简介
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细菌芽孢杀菌处理效果图---扫描电镜观察结果
凝结芽孢杆菌芽孢
（a）（未处理，群体图）
工作过程：物料用高压泵送入不锈钢加热管内，蒸汽 通入壳体空间后将管内流动的物料加热，物料在管内 往返数次后达到杀菌所需温度和保持时间后成产品排 出，若达不到要求，则由回流管回流，重新进行杀菌 的操作。
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管式杀菌设备特点
加热器由无缝不锈钢环行管制造，无密封圈和死角， 可承受较高压力；
(一) 微波杀菌装置 在食品的杀菌上，对于高黏度的液体和固体食
品，由于完全不存在热对流现象，传热完全依 赖于热的传导方式。因此，食品中心部位的升 温速度很慢，而色香味、营养成分和口感等质 量指标因受长时间的加热和受热过度使其质量 下降。为了解决此问题，国外应用微波高温杀 菌装置对高黏度液体食品和软罐头进行杀菌， 并取得成功。
影响微波杀菌的因素有哪些？
家用微波炉能灭菌吗？
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（二）欧姆杀菌技术与装备
欧姆杀菌原理
欧姆杀菌采用电极，将50-60Hz的低频交流电 直接导入食品物料，进行欧姆加热，因为食品 本身介电性质使食品内部产生热量，而达到杀 菌目的。
在杀菌过程中，食品杀菌温度除与物料电学性 质有关外，还与物料热导率、热熔等热学性质 有关。
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管式微波高温杀菌装置
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固体食品微波高温杀菌装置
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袋装食品的微波杀菌机
微波滚筒干燥杀菌机
微波瓶装食品杀菌设备
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牛肉干微波干燥杀菌设备
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微波杀菌的特点
时间短速度快 低温杀菌可保证食品质量 杀菌彻底 效率高，节约能源，操作方便 微波加热的不均匀性
和破损； 6. 设备较复杂，投资大，杀菌过程热冲击较大。
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常压连续杀菌设备
主要用于水果类和一 些蔬菜圆形罐头的常 压连续杀菌，它有单 层，三层和五层三种。 层数主要取决于生产 能力的大小，杀菌时 间的长短和车间面积 的大小等。
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第六节 微波与欧姆杀菌机械与设备
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第七节 超高压杀菌机械与设备
超高静压（ultra high hydrostatic pressure）处理技 术，也被称为高静压（high hydrostatic pressure，HHP） 处理技术、超高压（ultra high pressure，UHP）处理技 术或高压（high pressure processing，HPP）处理技术， 它是采用100-1000MPa静态液压力作用于食品或生物制品 等物料，可以在常温或较低温度下达到杀菌、抑酶及改善 物料性质的效果。
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板式杀菌设备结构及流程
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板式杀菌设备操作
第一阶段：预灭菌 第二阶段：生产 第三阶段：原位清洗 第四阶段：无菌中途
清洗
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第四节 管式杀菌设备
主要有加热管、前后盖、器体、旋塞、高压泵、安全 阀等部件组成，基本结构为：壳体内有不锈钢加热管， 形成加热管束，壳体与加热管束间用管板连接。
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微波杀菌原理
微波的热效应：食品中微生物菌体会吸收电能 而使温度上升，这种热效应破坏了菌体中蛋白 质等成分，从而杀死微生物。
此外，微波的非热效应：指在没有明显温度变 化或温度处于亚致死的情况下，细胞所发生的 生理、生化和功能上的改变，又称生物学效应。 主要包括对细胞的生长速度及特性、对细胞膜、 对蛋白质和核酸空间构象、对生物代谢平衡等 方面的影响。
结水和杂质。
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蒸汽喷射杀菌装置及工作过程
主要有预热器、蒸汽喷射杀菌器、膨胀罐、冷 凝器、保温管及泵等组成。
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注入式直接加热杀菌装置
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第三节 板式杀菌机械与设备
板式杀菌设备是间接式杀菌设备，其关键部 件是板式热交换器，它由许多冲压成型的金 属薄板组合而成。
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高压食品加工技术特点
与热加工相比，可以避免营养成份损失 和重量损失；
由于高压对小分子物质作用很小，因此 风味物质、色素、维生素等成份保存完 好；
时间短，能耗低。其能耗仅为加热法的 十分之一；
保质期长。
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食品的超高静压处理过程中压力-温度-时间关系图
回流：若经一次灭菌没有达到要求，可转动 出料三通旋塞，使料液回流贮槽，重新送入 管内再次灭菌，直达符合要求为止。
清洗：每班次灭菌结束时，将最后的料液通 过进料三通旋塞后，立即转动旋塞，使贮槽 内的水流入，进行清洗直到排出水变清为止， 同时关闭蒸汽阀，并放净加热器内的蒸汽。
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（二）螺旋管式换热器
螺旋管制成扁形，并缠绕在壳 体内的中心圆柱上。工作时液 料通过泵由液料入口进入螺旋 管内，自下向上流动，从出料 管排出，装人瓶或罐内。 蒸汽自上方输入壳内与螺旋管 之间，对管内的料液加热。这 种换热器主要用于果汁的巴氏 短时杀菌。 特点是结构简单，操作方便， 容易清洗，能连续生产。
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欧姆杀菌装置
欧姆杀菌装置流程图
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欧姆加热器示意图
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欧姆杀菌特点
比较适宜含颗粒状的流体食品 能使产品产生高的附加值 能加热连续流动的产品而不需要任何热交换表面 可加工对剪切敏感的食品 热量可在产品固体中产生而不需借助流体的对流
和传导 系统操作平稳，维护费用低，过程易于控制
在较高压力产生湍流，保证制品均匀性和较长运行 时间；
在密封下操作，可减少杀菌产品受污染的可能性； 管内外温度有差异，管子易弯曲变形。
适宜于高粘度液体的杀菌，如茄酱、果汁、咖啡饮 料、人造奶油、冰淇淋等的杀菌。
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（一）列管式换热器
按结构又分成固定板式、U 形管式和浮头式等。图 7-12 所示为浮头式，由壳体、浮头、传热 管束等组成。管束一端的管板以法兰与壳体相连接，另一端的管板可在壳体内移动。工作时液 料从管内往返流过，加热或冷却介质从管间流过。这和换热器的特点是可以补偿热膨胀，清洗 和维修方便，但结构复杂，造价较高。
凝结芽孢杆菌芽孢
（a）（未处理）横切面
（b）（500MPa和80℃处理10min）横切面
16.01.（202c0）（未处理）纵切面
（d）（500MPa和80℃处理10min）纵切面
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超高压食品简介
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第八节 脉冲电场杀菌技术与应用
脉冲电场杀菌技术，又称高强度脉冲电场或高 强度电场脉冲杀菌技术，是将高电压脉冲 （15-100kV/cm）作用于电极间的物料，以杀 灭物料中微生物的一种新型杀菌技术。
广泛用于乳品、果汁饮料、清凉饮料和啤酒 等食品的高温短时和超高温瞬时杀菌。
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板式换热器
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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. 适宜于热敏性物料的杀菌 4. 有较大的适应性 5. 操作卫生、安全，容易清洗 6. 节约热能 7. 密封垫圈容易从波纹片上脱落 8. 垫圈易变形、老化，需经常更换 9. 承压不高
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（三）套管式换热器
使用和操作
清洗：向贮槽16内注清水，然后打开进料三 通旋塞5的循环通道，即关闭进料通道，启动 供料泵，用清水洗清灭菌机；当贮槽中的水 将放尽时，再转动进料三通旋塞5。
供料；与上述操作同时打开蒸汽阀门1，料液 进入套管8进行预热，再进入蛇形管内进行高 温瞬时灭菌，然后返回套管进行冷却，最后 通过出料三通旋塞15输出。
它对食品物料的热损伤小，处理时间短，耗能少，因此， 超高静压杀菌技术是利用超高静压处理达到杀死物料中腐 败菌和致病菌目的的一种杀菌新技术。
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超高压杀菌原理
改变微生物的细胞形态结构 破坏微生物细胞膜 钝化微生物细胞内酶的活性 抑制生化反应 影响DNA的复制
作用时间短、均匀、效率高及经济等。
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脉冲电场在食品杀菌中的应用
果蔬汁的脉冲电场处理 牛奶的脉冲电场处理 蛋液的脉冲电场处理 其他液态食品的脉冲电场处理
第十章 食品杀菌机械与设备
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第一节 概述
杀菌相关概念
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食品杀菌方法
食品杀菌的方法有物理杀菌和化学杀菌两大类。 化学杀菌主要使用过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸等杀
菌剂杀灭微生物，虽操作简单，但化学残留影响食品 安全。现代食品杀菌多采用物理杀菌，物理杀菌有热 杀菌和冷杀菌（非热杀菌）。 热杀菌有巴氏杀菌、高温短时杀菌、超高温瞬时杀菌。 冷杀菌有臭氧杀菌、超高压杀菌、紫外杀菌、辐照杀 菌、脉冲电场杀菌等。
（b）(未处理，个体图)
16.01（.20c2）0 （500MPa和80℃处理10min） （d） (80℃处理10min)
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嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢
（a）（未处理）
（b）（500MPa和80℃处理10min） （c） (500MPa和50℃处理10min)
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透射电镜观察结果
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全水式杀菌机特点
1. 杀菌均匀，由于回转杀菌篮的搅拌作用，加上 热水由强制泵循环，使锅内热水形成强烈的涡流， 水温均匀一致；
2. 杀菌时间短，杀菌篮回转，传热效率提高； 3. 有利于产品质量的提高； 4. 由于过热水重复利用，节省了蒸汽； 5. 杀菌与冷却压力自动调节，防止包装容器变形
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食品杀菌设备种类
根据杀菌温度不同，分常压杀菌设备和加压杀 菌设备；
根据操作方式不同，分间歇式和连续式设备； 根据杀菌设备所用的热源不同，分蒸汽加热杀
菌设备，微波加热杀菌设备，欧姆杀菌设备等； 根据杀菌设备所用的结构不同，分板式杀菌设
备，管式杀菌设备和釜式杀菌设备。