杀菌机械与设备.

■强磁脉冲杀菌技术
该技术采用强脉冲磁场的生物效应进行杀菌，在输液管外面，套装有螺旋型 线圈，磁脉冲发生器在线圈内产生（2~10）T的磁场强度。当液体物料通过该段 输液管时，其中的细菌即被杀死。 本技术具有下列特点：杀菌时间短，杀菌效率高。杀菌效果好且温升小，能 做到既能杀菌，又能保持食品原有的风味、滋味、色香、品质和组分（维生素、 氨基酸等）不变。 适用范围广，能用于各种罐装（或封装）前液态物料例如酒类产品（啤酒、 黄酒、低度曲酒、各种果酒等），液态食品（例如牛奶、豆奶、果蔬菜汁饮料） 以及矿泉水、纯净水、自来水及其他饮用水的消毒杀菌。
■微波杀菌
微波是频率从300MHz~300GMHz的电磁波。微波与物料直接相互作用，将超高频 电磁波转化为热能的过程。微波杀菌是微波热效应和生物效应共同作用的结果。微 波对细菌膜断面的电位分布影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通 透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，生长发育受阻碍死亡。从生化角 度来看，细菌正常生长和繁殖的核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）是由若干氢键 紧密连接而成的卷曲大分子，微波导致氢键松弛、断裂和重组，从而诱发遗传基因 或染色体畸变，甚至断裂。 实践证明采用微波装置在杀菌温度、杀菌时间、产品品质保持、产品保质期及 节能方面都有明显的优势。
间接加热方式
间接加热是用板、管换热器对食品进行热交换的杀菌方式，其产品需要无菌包装。 优点 传热效率高（容易形成湍流）、操作卫生（全密封）、适宜于热敏物料杀菌 缺点 加热器易变形、老化从而导致成本提高；杀菌温度有限
间接加热方式主要有板式加热杀菌和管式加热杀菌。 一般来讲，板式杀菌广泛应用于乳品、果汁饮料、清凉饮料以及啤酒、冰淇淋等 生产中的高温短时杀菌（HTST）和超高温瞬时杀菌（UHT） 管式杀菌机适用于高黏度液体如番茄酱、果汁、咖啡、人造奶油等。
多品种、小批量较实用。
立式杀菌锅 1—锅体；2—杀菌篮；3—平 衡锤；4—锅盖；5—盘管； 6—螺栓；7—密封垫片；8— 锅底；9—蒸汽入口；10—蒸 汽分布管；11—排水管
立式700杀菌锅
（二）卧式杀菌设备
卧式杀菌锅只 用于高压杀菌，而 且容量较立式杀菌 锅大，因此多用于 生产肉类和蔬菜罐 头为主的大中型罐 头厂。
第九章
几个重要概念
杀菌机械与设备
1. 食品杀菌 食品杀菌是利用理化因素杀灭食品中污染的致病、腐败菌及其他病原微生物， 同时要求保留食品的营养和风味，有一定的保存期。
2.商业杀菌 从商品角度对食品所提出的杀菌要求。是指食品经过杀菌处理后，按照所 规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者仅能检出 极少数的非病原微生物，这种杀菌要求称商业杀菌或灭菌。
■脉冲强光杀菌
脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照方法进行灭菌的技术。其最基本的结构 是动力单元和惰性气体灯单元，通过由动力单元向惰性气体灯单元提供能量，以使惰 性气体灯发出与太阳光谱相反，但强度更强的紫外线至红外线区域光进行杀菌。脉冲 光使用高强度白光的极短脉冲，杀死食品表面的微生物。该高强度的白光类似阳光， 但仅以几分之一秒钟的速度反射出来，比阳光更强，能迅速杀死细菌。在脉冲强光下 使微生物致死作用明显，可进行彻底杀菌用。在操作时对不同的食品、不同的菌种， 需控制不同的光照强度与时间。
■超高压杀菌技术
这是20世纪80年代末开发的杀菌技术，食品在超高压100~1000MPa压力下，具 有良好的灭菌效果。超高压对微生物的致死作用主要是通过破坏其细胞壁，使蛋白 质凝固，抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制等实现的。一般而言，压力越高杀 菌效果越好。 超高压“冷杀菌”技术先进性是高压、常温灭菌，采用此技术对食品饮料处理后， 不但具备高效杀菌性，而且能完好保留了食品饮料中的营养成分，产品口感佳，色泽 天然，安全性高，保质期长，这是传统高温热力杀菌方法所不具有的优点。 食品超高压处理技术被称为“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技” 等，可被应用于所有含液体成分的固态或液态食物，如水果、蔬菜、奶制品、鸡蛋、 鱼、肉、禽、果汁和酱油、醋、酒类等。超高压食品符合21世纪新型食品的简便、安 全、天然、营养的消费需求，相信它有着巨大的替在市场和广阔的发展前景。
75-80℃
140 ℃
75 ℃
拉吉奥尔超高温装置流程图 1—高压泵；2—预热器(水汽)；3—预热器(蒸汽)；4—加热器；5—闪蒸罐； 6—无菌泵；7—冷却器；8—真空泵；Tl、T2——调节器
自由降落薄膜式杀菌器工艺流程图
140℃
140℃
71℃ 150℃
71 ℃
140℃ 140℃
140℃
优点是：加工的牛乳无焦糊味，色泽和口感方面优于前 两者。与巴氏杀菌类似。
（二）全水式回转杀菌机的特点

由于在杀菌过程中罐头呈回转状态，且压力、 温度可自动调节，因而具有以下特点。
（1）杀菌均匀 ； （2）杀菌时间短 ； （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，可防止包装 容器的变形和破损。

三、淋水杀菌设备
■超高压脉冲电场杀菌
它是用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的。脉冲产生的电场和磁场的交 替作用，使细胞膜透性增加，膜强度减弱，最终膜被破裂，膜内物质外流，膜外 物质渗入，细菌体死亡。电磁场的作用，产生电离作用，阻断了细胞膜的正常生 物化学反应和新陈代谢，使细菌体内物质发生变化。 国内外对此技术已作了许多研究，并设计出相应处理装置，有效地杀灭与食 品腐败有关的几十种细菌。法国、美国一些厂家已将这种电场破坏细胞的新技术 用于实践，避免了加热引起的蛋白质变性和维生素破坏等一系列缺点。
卧式杀菌锅装置图 1—水源；2—水箱；3—溢流管；4、7、13—放空气管；5—安全阀；6—进水管； 8—进汽管；9—进压缩空气管；10—温度记录仪；11—温度计；12—压力表； 14—锅门；15—排水管；16—薄膜阀门；17——锅体
气垫密封卧式700型杀菌锅
二、回转杀菌设备
(一)全水式回转杀菌机的结构
目前，这类设备主要有APV-6000型直接蒸汽喷射杀菌装置（英国）、拉吉奥尔杀菌 装置（法国）和自由降落薄膜式杀菌器。 它们工作流程的共同特点：将原乳经过两级预热到75-80℃，进入150℃左右的灭菌 器2-3S，进入膨胀罐（闪蒸罐或真空罐）压力急剧降低，使得物料迅速降到70℃左右， 最后经过进一步冷却得到成品
四、高温短时杀菌设备
采用高温短时杀菌比一般加热杀菌更有效，食品品质也更 好。高温短时杀菌一般是指采用120℃以上的温度及加热时间为 数秒钟到数分钟的杀菌 。
1．火焰连续杀菌设备
1000℃
95℃/4min 124℃/4min
特别适用于蘑菇、 玉米、青豆、胡萝 卜等蔬菜罐头的杀 菌.
124℃保温4min
■紫外线杀菌
日光能杀灭细菌，主要是紫外线的作用，其杀菌原理是微生物分子受激发后处于 不稳定的状态，从而破坏分子间特有的化学结合导致细菌死亡。微生物对于不同波长 的紫外线的敏感性不同，紫外线对不同微生物照射致死量也不同，革兰氏阴性无芽孢 杆菌对紫外线最敏感。杀死革兰氏阳性球菌的紫外线照射量需增大5~10倍。又因紫外 线穿透力弱，适用于对空气、水、薄层流体制品及包装容器表面的杀菌。
全水式回转杀菌8个操 作工序 ： （1）制备过热水 ； （2）)向杀菌锅送水 ； （3）杀菌锅升温 ； （4）杀菌 ； （5）热水回收； （6）冷却 ； （7）排水； （8）启锅 。
全水式回转杀菌机工艺流程图 V1—贮水锅加热阀；V2—杀菌锅加热阀；V3—连接阀；V4—溢 出阀；V5—增压阀；V6—减压阀；V7—降压阀；V8—排水阀； V9—冷水阀；V10—置换阀；V11—上水阀；V12—节流阀；V13— 蒸汽总阀；V14—截止阀；V15—小加热阀；V16—安全旋塞
目前这两类杀菌机械多为国外进口或引进技术进行制造！！！！！！
加压（高压）杀菌机械
加压杀菌机械一般用于罐装食品杀菌，并且要求杀菌器密闭，其工作压力一般为 0.11-0.5MPa，温度一般在120℃左右。根据设备所用热源不同，又可分为直接蒸汽加 热杀菌、热水加热杀菌和火焰连续杀菌设备。
一、立式与卧式杀菌设备 （一）立式杀菌设备
■超声波杀菌
频率在9~20千赫／秒以上的超声波，对微生物有破坏作用。它能使微生物细胞 内容物受到强烈的震荡而使细胞破坏。一般认为在水溶液内，由于超声波作用，能 产生过氧化氢，具有杀菌能力。也有人认为微生物细胞液受高频声波作用时，其中 溶解的气体变为小气泡，小气泡的冲击可使细胞破裂，因此，超声波对微生物有一 定的杀灭效应。
超高温瞬时杀菌法(UHT)：杀菌温度在120℃以上，仅保持几秒钟。
HTST和UHT两种方法不但效率高,而且组织和外观以及营养和风味的保存都很好.
杀菌设备种类（以处理物料的形态分）
（1）流体食品的杀菌设备 针对未经包装的乳品、果汁等物料，一般采用加热的方式进行杀菌。又分为直 接加热和间接加热。 （2）罐装食品的杀菌设备 是指罐头、软罐头及瓶装饮料等有包装容器的食品。其杀菌设备有常压和加压 之分。
（3）其它非传统杀菌设备
直接加热方式
直接加热杀菌是采用高热纯净蒸汽直接与待杀菌物料混合接触进行热交换，使物料 瞬间（2-3S）被加热到135-160℃，从而达到杀菌的目的。 优点 加热速度快、热处理时间短，食品色泽、风味及营养成分损失少。 缺点 由于在热交换过程中部分蒸汽冷凝进入物料，同时又有部分物料中水分因蒸发 而逸出，从而使易挥发的风味物质亦随之逸出，因此不适用于果汁杀菌，一般用于 牛乳等的杀菌。
3.生物学杀菌 生物杀菌是杀灭物品中一切致病性和非致病性微生物（包括病毒、细菌及芽孢 等）。一般又称灭菌,不考虑保留杀菌对象的营养及其他因素。
食品杀菌的方法
化学杀菌： 过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸钠等杀菌剂，存在的化学残留物对人体健康及 环境会造成影响。
物理杀菌： 包括热杀菌和冷杀菌两类，当代食品的杀菌方法趋向于物理杀菌法。 巴氏杀菌法(Pasteurization)：是低温长时间保留的杀菌法，杀菌温度低于 100℃(62～65℃)，保持时间为30min。 高温短时杀菌法(HTST)：杀菌温度一般在1OO℃以下，如牛奶的HTST杀菌温度为 85℃，保持15s以上。
全水式回转杀菌机 1—杀菌锅；2—贮水锅；3—控制管路；4—水汽管路；5—底盘； 6—杀菌蓝；7—控制箱
1200型自动回转式杀菌锅
锅体剖面图
自动回转式杀菌锅特别适用于包装物中固体比重比液体比重大，及各 种浓度不同的粘性罐装食品，使其在杀菌过程中进行旋转，达到在保 持期内，不分层、不沉淀的目的。（例如 八宝粥、豆奶、花生牛奶、 易拉罐等）

(一)淋水式杀菌机的工作原理
淋水式杀菌机工作原理示意图
900型双层喷淋式高温高压杀菌釜（不锈钢）
(二)淋水式杀菌机的特点






（1）采用高速喷淋水对产品加热、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。 （2）杀菌与冷却使用相同的循环水，产品没有再受污 染的危险。 （3）采用间壁式换热器，蒸汽或冷却水不与杀菌容器 相接触，消除了热冲击，尤其适用于玻璃容器，可以 避免冷却阶段开始时的玻璃容器破碎。 （4）温度和压力控制是完全独立的，容易准确地控制 过压，因为控制过压而注入的压缩空气，不影响温度 分布的均匀性。 （5）水消耗量低，动力消耗小。工作中，循环水量小， 冷却水通过冷却塔可循环使用。整个设备配用一台热 水泵，动力消耗小。 （6）设备结构简单，维修方便。
43℃/4min
总共16min
火焰杀菌设备 1—链带式输送带；2—蒸汽室；3—火焰；4—喷水器
其它非传统杀菌设备
在传统食品加工中主要采用热杀菌，从而导致营养物质破坏，变色加剧，挥发 性成分损失。冷杀菌（物理杀菌）是当代一类崭新的技术，物理杀菌条件易于控制， 外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，即有利于保 持食品功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分，
150℃
77℃
75-80℃ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
APV-6000直接蒸汽喷射杀菌装置流程图 1.输送泵；2.第一预热器；3.第二预热器；4.乳泵；5.流量气动阀；6.直接蒸汽喷射杀菌器；7. 蒸汽气动阀；8.杀菌温度调节器；9.膨胀罐；10.装有液面传感器缓冲器；11.无菌乳泵；12.均质 机；13.灭菌乳冷却器；14、17—蒸汽阀；15—蒸汽气动阀；16—比重调节器；18—喷射冷凝器； 19—冷凝液泵；20—真空调节阀；21—真空泵；22—高压蒸汽；23—低压蒸汽；24、25—冷却水