食品加工机械与设备第五章1杀菌设备

流体食品由泵和均质机连续输送进行 预热、杀菌、冷却等加工进入下一道工序， 清洗设备在设备开机前和关机后对全套设 备进行程序控制清洗，保证设备在无菌条 件下运转。
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（一）直接加热超高温短时杀菌设备
1、蒸汽加热式杀菌设备
有两种：
喷射式加热器是加热器将蒸汽喷射到 牛乳流体中；注入式加热器是将牛乳注入 蒸汽流中。
果，不会引起食物成分的化学变医化学p。pt
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4、火焰连续杀菌设备
➢这种设备的热源不用蒸汽，而是用特制燃 烧器或直接火焰对铁盒罐头进行加热杀菌。 燃气可用煤气、丁烷、丙烷等。
➢特别适用于蘑菇、玉米、青豆、胡萝卜等 蔬菜罐头的杀菌。
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以利水汽循环。 ➢ 锅口周边设有与锅盖槽孔相对应的蝶形螺栓，作为夹紧
锅盖与锅体的构件。锅口的边缘凹槽内嵌有密封填料， 保证杀菌时密封良好。
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二、卧式杀菌锅
也属于间歇式杀菌设备，中小型企业使 用较多。
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三、回旋式杀菌锅
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四、淋水式杀菌机
是一种卧式高压杀菌设备，主要用于 果蔬类、肉类、鱼类、蘑菇和方便食品 的高温杀菌。
组成：高压杀菌锅、热水离心泵、板式
换热器、分水系统、控制装置、贮水区、管道 和阀门等。 原理：以封闭的循环水为工作介质，用高流速喷 淋方法对罐头进行加热及冷却杀菌。
传动过程：传动装置→回转体转动→杀菌篮 转
水中
动→罐头转动，且始终处于热
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A. 杀菌程序
(a)制备过热水：加热贮水锅中的水，升温速度为 4～6℃／min。一般应比杀菌温度高5～20℃。
(b)向杀菌锅送水：杀菌篮装入杀菌锅，贮水锅的热 水压入
杀菌锅。要求在5～90s内完成送水。
(c)升温：打开杀菌锅加热阀．蒸汽使锅内迅速升温。 在进行加热的过程中，开动回转体和循环泵，使 水强制循环以提高传热效率。
杀菌的目的：杀死食品中的致病菌菌、
第三节 杀菌设备 腐败菌剂破坏食品中的酶活性，使食 品在特定的条件下有一定保存期，尽 可能保护食品的营养成分和风味。
杀灭和抑制食品中微生物的主要方 法有热、冷、辐射、盐渍、干燥、烟熏 等。通常采用加热灭菌的办法。
1、加热方法
湿热杀菌法是利用热水和蒸汽直接 加热以达到杀菌目的，最常用的方法。
属于间歇式杀菌设备，由上下两个锅体 组
成，结构见图，上锅是一个高压高温的贮 水锅，用于制备下锅的过热水。下锅为高 压杀菌锅，内有转体支架，可通过转动装
置带动支架转动在5-45r/min。
特点：传热快、加热时间短、营养破 坏少、用于热敏感食品。
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三、回旋式杀菌锅
装满罐头的杀菌蓝通过轨道推入后， 利用压紧装置固定于回转架内，随回转架 翻转。为保证回转架轨道与进车轨道对正， 传动装置没有定位装置，限定回转架的停 止位置。
➢ （6）热量得到充分利用，节约热能。
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d、牛乳灭均时间—温 度曲线
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2、套管式超高温杀菌设备
由两根不锈钢管组成的双套盘管，利用内外 管间环形间隙进行热交换。
a、 工艺流程
b、 工作过程
物料通过供料泵1进入双套盘管2的外层通 道，与内层通道已杀菌的高温物料热交换而预 热，进入灭菌室3由高温桶内蒸汽间接加热到 135℃，保温3-6s，进双套盘管内层通道被冷 却到出料温度(＜65℃)
3、刮板式超高温杀菌设备（不做介绍）
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罐头杀菌设备
1、种类 普通罐头 软罐头
2、概念 a、软罐头：国外叫蒸煮袋或盒，是指用软质
容器包装，经100℃以上高温杀菌后达到商业无 菌，保质期在一年以上的包装食品。
b、普通罐头：传统的用金属或玻璃罐装的食 品。 3、应用
一般有肉类、水产类医、学p蔬pt 菜类、水果类等。 49
使之在加热器中更为有效地被利用，以提高加热质量，减少热损 失。
(4)加热速度快，传热效率高
运用远红外线加热，热源与物料不直接接触，因此可以在保证 物料不过热的情况下，提高发热体(辐射体，也即热源)的温度。
(5)有一定的穿透能力
即对物体内部直接加热的能力。
(6)产品质量好
远红外线的光子能量比紫外线、可见光线都要小，只会产生热效
(d)杀菌：杀菌锅水温保持所设定的杀菌温度。循环 泵、回转体连续运行。
(e)热水回收：杀菌锅的高温水被压注回贮水锅，转 入冷却工序
(f)冷却：加压冷却（保持杀菌时压力）；降压冷却
时，压力应有规律医地学pp递t 减。
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冷却方式（有三种可供选择）
①反压冷却＋降压冷却 ②降压冷却＋常压冷却 ③直接降压冷却
当遇到具有某个频率的红外线辐射时，如果红
外线的频率与基本质点的固有频率相等，则会
发生与振动学中共振运动相似的情况，质点会
吸收红外线并使运动进一步激化；如果二者的
频率相差较大，那么红外线就不会被吸收而可
能穿过。
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（2）特点
(1)热辐射率高 使用远红外线加热食品有着较高的热辐射率
(2)热损失小
普通罐头杀菌装置
1、根据温度和操作的方法分：
连续式：卧式链带杀菌机、螺旋式连续杀菌机 常压
间歇式：立式敞口杀菌锅、浴槽式杀菌器 杀菌 设备
连续式：静水压杀菌机、水封式连续杀菌机 高压
间歇式：卧式杀菌锅、回旋式杀菌锅
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2、不同方法的特点
a、不同压力和温度
类别
常压式 加压式
压力
1Pa 0.1MPa
1、超高温短时杀菌方法
a、直接加热杀菌法和间接加热杀菌法。
直接加热杀菌法是用蒸汽或电阻管直接加热 物料，转
热效率高，但不易控制。
间接加热杀菌法是加热介质通过热交换 进行加热。
b、设备要求：
必须保证物料瞬时超高温杀菌和加热后
迅速冷却。
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２、超高温短时杀菌设备组成
超高温短时杀菌设备组成主要由预热 器、杀菌器、冷却器、均质机和清洗设备 CIP构成。
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B. 特点
(a) 杀菌篮回转具有搅拌作用，再加上热水泵强 制
循环，锅内热水形成强烈的涡流，使锅内 温度分布
更加均匀，同时提高了罐外传热效率。
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(b) 杀菌篮的翻转产生罐头的“摇动效应”，使 传热效率 得以提高，导致杀菌和冷却时间大大缩短。
(c) 传热均匀且速度高，产品质量好且稳定。对 于肉类
故采用超高温短时 灭菌（UHT）处理， 以保证食品质量。
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一、立式杀菌锅
属于间歇式 杀菌设备，不盖 锅盖，也可用于 常压间歇杀菌， 小型企业使用较 多。
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一、 立式杀菌锅
适用：常压、加压杀菌
• 结构 ➢ 锅体用钢板压制成圆筒后焊接而成，底部封头多为球形。 ➢ 锅体内壁装有垂直导轨，使杀菌篮与内壁保持一定距离，
罐头，其翻转可防止油脂和胶冻的析出；对于高 黏度、半流体和热敏性食品，不会产生因罐壁 处的局部过热而形成粘结现象。
(d) 过热水回收并重复利用，大幅度减少了蒸汽 消耗量，运行费用低。
(e) 自动化程度高，过程参数均自动调节控制。
(h) 有效地改善产品的色香味，减少营养成分的
损失。
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在低压下，牛乳闪蒸而消耗热量，温度下降到
77℃。利用喷射冷凝器18冷凝蒸汽和由真空泵21
抽去不凝气体使真空罐保持一定的真空度。排出
的蒸汽一部分可用于第一预热器2，预热冷牛奶。
经灭菌的牛奶用无菌乳泵11送到无菌均质机12，
然后在无菌冷却器中冷却到10-15℃，直接送包装
机包装。
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d、直接蒸汽喷射杀菌温度-时间曲线
辐射加热不存在传热界面，远红外线直接辐射到被加热物体的表
面(3。)容因易此进不行仅操可作用控制于一般的粉状和块状物料杀菌，而 远且红外还线可同用其于它咖光啡波一豆样、，花具生有和直谷接传物播的、杀漫菌反和射灭和镜霉反以射的性 质，及因袋此装可食以通品过的光直的接集杀散、菌遮。断机构，更合理地控制辐射热，
1-前支架 2-上角孔 3-环形橡胶垫圈 4-分界板 5-导杆 6-压紧板 7-后
支架 8-压紧螺杆 9-连接管 10-片框橡胶垫圈 11-下角孔 12-传热片
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1、主 要 构 件 a、密封垫圈
➢为了防止流体的外漏和内漏，板间应放 置密封垫圈
➢垫圈耐热、耐压、耐腐蚀、有弹性。
➢周边垫圈与角孔垫圈
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b、 传热板
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(1)单边流 ➢ 同一种液体的进出口角孔，在设备同一侧的轴线。将相邻两片 水平放在一起，流体呈直线方向流动。 ➢左片上，第一种液体从左上角孔流入片间，从金属片下左角孔 流出，两个右角孔垫圈隔离，在右角孔上第二种液体则流到传热 片的另一侧。
温度
100℃ 120℃
应用
PH﹤4.5的酸性食品
肉类罐头
b、不同操作方式 间歇式：多品种、小批量、中小型企业 连续式：品种少、大批量、大型企业
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3、远红外加热杀菌
(1) 原理
构成物质的基本质点是电子、原子或分子，
这些质点即使处于基态都在不停地运动着——
振动或转动。这些运动都有自己的固有频率。
特点：
同一种流体的进出口 在设备的同一侧
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(2) 对角斜流 ➢ 同一种液体进出口两角孔在对角线的两端点位置上，左右
片的结构不一样，垫圈也不一样பைடு நூலகம் ➢ 片间流动的总方向是对角线方向。
需要有两种 冲模压制
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2．特点
➢ （1）传热效率高。由于换热板间距小，板面上有波 纹或凸凹状花纹，流体高速通过，形成湍流，故传热 系数高，一般可达3500—4000W/(m2℃ )
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五、超高温杀菌机械设备
超高温短时杀菌是将食品在瞬间加热到 高温而达到杀菌目的。
通常杀菌温度从120℃提高到135～ 145℃，仅需3～5s就可以将微生物的孢子 完全杀死。几乎不影响食品的色、香、味 等，对牛乳、果汁等热敏感的食品尤其适 用。
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（1）喷射式加热器
a、原理：将蒸汽喷射到牛乳中，使牛乳
迅速升温到140℃，然后通过真空罐瞬间
冷却至80℃
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b、直接蒸汽喷射杀菌设备工艺流程图
c、工作过程：
原料乳由转运泵1从低温恒位槽中抽出，经第 一预热器2进入第二预热器3，在压力下由乳泵4 抽出，到直接蒸汽
喷射杀菌器6，喷入高压蒸汽，然后进入真空罐9，
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（二）间接式杀菌设备-板式换热器
➢板式换热器是以成型传热板片为传热面的 高效间壁换热器。
➢冷热流体分别是条形和网状薄层湍流连续 通过板片两侧的空间，进行热交换。
➢液体食品如牛乳、果计等的杀菌，同时还 应用于液体物料的在线加热和冷却；
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板式换热器
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片式换热器结构示意图
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（2）注入式超高温杀菌
a、原理 将牛奶或其他原料注入到过热蒸汽加热设备
中，由蒸汽瞬间加热到杀菌温度而完成杀菌过程。
b、注入式超高温杀菌设备工艺 c、工作过程
原料由高压泵送到第一预热器，再经过第二 预热器，加热到75℃。最后进入蒸汽加热器4， 加热到140℃，进入闪蒸罐5，降温到75℃，底部 的无菌乳用无菌泵6抽出，进冷凝器7，冷却到 4℃包装。
干热杀菌法是利用热风、红外线、
微波等加热以达到医学杀ppt 菌目的。
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2、杀菌的温度和时间的关系
温度和时间都是杀灭微生物的所需条件。温 度越高，杀菌时间越短。但在破坏微生物作用上， 同样有效的不同温度—时间组合对食品的损害程 度远远不同。
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3、微生物对高温的敏感性
微生物对高温的 敏感性比食品对高温 的敏感性要大，温度 每上升10℃，使食品 变质的化学反应速率 加快1倍，同样，使微 生物破坏的速率加快 10倍。
➢ （2）结构紧凑。板式换热器在较小的结构内可容纳 较大的传热面积。按单位体积的结构中所占传热面积 算比管式换热器高4—7倍。
➢ (3）适应性广。增减换热板数，改变板的组合，可满 足多种不同生产工艺的要求。
➢ （4）适于处理热敏性的物料。因物料在换热器内通 过的时间短，受热所产生的损失少。
➢ (5）操作卫生安全。拆装容易，可就地清洗，流体有 泄漏时易发现，能保持良好的卫生条件。