第十章殺菌設備熱殺菌就是要殺滅罐頭中的產毒菌、致病菌、腐敗菌，同時最大限度地保持食品的風味、營養(yǎng)成分，改善品質。原料→前處理→深加工→裝罐→封罐→殺菌→成品殺菌的方法：密封后殺菌和先殺菌后無菌包裝；高溫，或兩者兼有；趨向于高殺菌。分類：1.按殺菌壓力分：常壓：適用于pH<4.5的酸性食品（≤100℃）高壓：適用于pH>4.5的低酸性食品（＞100℃）2.按操作方式分：間歇式（立、臥式）連續(xù)式（靜水壓、水封）3.按加熱熱源分：蒸氣、熱水、火焰、輻射等。第一節(jié)立式殺菌鍋GT7C3立式殺菌鍋

一、特點可用作常壓或加壓殺菌，在品種多、批量少時實用。多用于中、小型廠或大廠中某些產量小的品種。二、結構1.鍋體⑴豎直的圓筒狀鍋體是用一定厚度的鋼板輥壓成圓后焊接而成，底成圓球狀。⑶鍋體與鍋口的密封采用自鎖契合塊的鎖緊裝置。該裝置有十組自鎖斜契塊，均勻分布在鍋蓋邊緣與轉環(huán)上，轉環(huán)配有幾組滾輪裝置，使轉環(huán)沿鍋體轉動自如。鍋體上緣凹槽內裝有耐熱橡膠墊圈，鍋蓋關閉時，轉動轉環(huán)，斜契快就互相咬緊而壓緊橡膠圈，達到鎖緊和密封的目的。將轉環(huán)反向轉動，斜契塊分開，即可開蓋。⑵鍋體內壁裝有垂直導軌，使殺菌籃定位在鍋體中心，并使殺菌籃與鍋壁保持一定距離，以利水循環(huán)。⑸鍋體底部有吊籃支承架，鍋體一般安裝在地面下的地坑中，鍋口離地面一般在800mm左右，便于工人操作。⑷鍋體上有一個半圓形的測，以便安裝；2.鍋蓋鍋蓋鉸接于鍋體后部邊緣。鍋蓋是用平衡錘揭開。3.殺菌吊籃集裝罐頭用。4.電動葫蘆裝、卸吊籃用。5.空氣壓縮機在升和冷卻時，向鍋內通入壓縮空氣，以平衡罐頭內外的壓力，以防跳蓋等事故。6.噴汽管安裝在底部，呈十字型型。噴汽小孔開在管的兩側或一側。7.排氣管安裝在鍋側，一方面作排氣用，另一方面在冷卻時，作溢流水通道的出口。8.冷卻水管安裝在上、下方，加壓殺菌冷卻時從兩個方向進水快速冷卻。9.此外還有排水管、溢流水管、、壓力表、安全閥等。第二節(jié)臥式殺菌鍋一、特點生產量大，僅用于高壓殺菌。二、結構1.鍋體圓柱型筒狀，一般長9米，直徑1~1.2米。一端焊有橢圓形封頭，另一端鉸接一鍋蓋，鍋底部裝有小車進出軌道，軌道與車間地面搭橋。2.鍋蓋鍋門為橢圓形，鉸接于鍋體上，向一側轉動開閉。門的外徑較鍋體口稍大，鍋體口端面有一圓圈凹槽，槽內嵌有彈性耐高圈。門和鍋體的鉸接采用自鎖契合塊鎖緊裝置。3.殺菌籃（小車）多為鼓形或方形，車下有輪子，輪距與鍋內軌道相適應。4.排氣管位于蒸汽入口的相對方向，用在罐頭升時有效地排出殺菌鍋內空氣。5.壓縮空氣管在反壓殺菌和反壓冷卻時，從空氣壓縮機通入壓縮空氣。目的是為了在殺菌、冷卻時，平衡罐頭內外壓力，避免跳蓋、變形等事故。6.冷水管用于罐頭殺菌后提供冷卻水用。7.溢流水管溢流水管安裝于鍋體上部，有時與排水管共用。罐頭加水冷卻時，熱水在上部溢出，使鍋內水冷下來。8.熱水管用于玻璃瓶罐熱水殺菌時，需要放熱水于殺菌鍋內，以縮短升。殺菌結束后開始冷卻，又需要通過熱水管先放出適當熱水進殺菌鍋，以減少瓶內外的，防止瓶罐爆裂。9.蒸汽管通過噴蒸汽管供應殺菌鍋的加熱蒸汽，噴汽管裝在鍋底部，兩側均勻分布兩排噴汽孔。10.排水管裝在殺菌鍋底部，保證完全排出殺菌鍋冷凝水和冷卻水。11.回水管、壓力表、、錄儀、安全閥、水位表等。第三節(jié)回轉式殺菌設備一、原理采用過熱水作加熱介質，在殺菌過程中罐頭始終浸泡在水中，同時罐頭處于回轉狀態(tài)，以提高加熱介質對殺菌罐頭的傳熱速率，從而縮短殺菌的時間，節(jié)省能源。二、結構1.貯水鍋為一密閉臥式貯罐，供應過熱水和回收熱水，為減輕鍋體的腐蝕，鍋內采用陰極保護。2.殺菌鍋位于貯水鍋的下方，由鍋體、門蓋、回轉體和壓緊裝置、托輪、傳動部分組成。⑴鍋體與鍋蓋的密封類似立式殺菌鍋的自鎖鍥合塊。裝滿罐頭的殺菌籃置于回轉體的兩根有滾輪的軌道上，通過壓緊裝置可將殺菌籃內的罐頭壓緊。回轉體是由4只滾圈和4根角鋼組成一個焊接的框架，其中一個滾圈由一對托輪支撐，而托輪軸則固定在鍋體下部。⑵回轉體回轉體在傳動裝置的驅動下攜帶裝滿罐頭的殺菌籃回轉。驅動回轉體旋轉的傳動裝置主要由電動機，D形齒輪式無級變速器和齒輪傳動組成?；剞D體的轉速可在6-36rpm內作無級調速。在傳動裝置上設有定位裝置，從而保證了回轉體停止轉動時，能停在某一特定位置，使得回轉體的軌道與運送殺菌籃小車的軌道接合，從殺菌鍋內取出殺菌籃。3.管路流程貯水鍋和殺菌鍋之間用連接閥的管路連通。蒸汽管、進水管和空壓管等分別連接在兩鍋的適當位置，在這些管路上根據(jù)不同使用目的安裝了不同形式的閥門，循環(huán)泵使殺菌鍋中的水一致，冷水泵用來向貯水鍋注入冷水和向殺菌鍋注入冷卻水。三、回轉式殺菌設備的工作過程1.制備過熱水；2.向殺菌鍋送水；3.殺菌鍋升溫；4.殺菌；7.排水；8.啟鍋；5.排水回收；6.冷卻；四、特點1.殺菌均勻由于回轉殺菌籃的攪拌作用，加上熱水由泵強制循環(huán)，使鍋內熱水形成強烈的渦流，水一致，達到產品殺菌均勻的效果。3.有利于產品質量的提高由于罐頭回轉，可防止肉類罐頭油脂和膠凍析出，對高粘度、半流體和熱敏性的食品，不會產生因罐壁部分過熱形成粘結現(xiàn)象，可以改善產品的色、香、味，減少營養(yǎng)成分的損失。2.殺菌時間短殺菌籃回轉，傳熱效率提高，對內容物為流體或半流體的罐頭更顯著。主要缺點：設備較復雜，設備投資較大，殺菌準備時間較長，殺菌過程熱沖擊較大。5.殺菌與冷卻壓力自動調節(jié)，可防止包裝容器的變形和損失4.由于過熱水重復利某省市了蒸汽第四節(jié)常壓連續(xù)殺菌設備一特點生產能力高，加熱均勻，占地面積大，結構復雜，一次性投資大，但效果好。多用于水果，蔬菜罐頭的殺菌。有單層，三層和五層之分。二結構單層：從進罐到出罐以直線進行。占地面積大，熱能消耗也大。多層：把單層的冷卻部分（或殺菌的一部分）移至第二層和第三層。減少占地面積和材料。但操作不便，以三層較多三層常壓連續(xù)殺菌設備（一）結構主要有傳動系統(tǒng)，進罐系統(tǒng)，送罐鏈，槽體，出罐機構以及報警系統(tǒng)，制系統(tǒng)等組成。（二）工作原理第一層為預熱殺菌槽；第二層為殺菌或冷卻兩用槽；第三層為冷卻槽

罐頭從送罐輸送帶上輸送過來，由拔罐器定量地拔進槽體內，并由刮板輸送鏈將罐頭由下而上依次經過一，二，三層，完成殺菌全過程，最后由出罐機構將罐頭卸出。（三）關于罐頭在槽體中輸送路線第一種：罐頭由低向高輸送（第一層進，第三層出）

用托罐轉彎?？ü迿C會少。但下面殺菌上面冷卻，蒸汽消耗大，加熱冷卻水。第二種：罐頭從上至下輸送（第三層近，第一層出）用自由落體轉位，容。一般適用于罐頭外徑大者，不。第五節(jié)軟罐頭食品的殺菌設備1.軟罐頭的特點用復合薄膜袋代替鍍錫薄鋼板等硬質材料，作包裝制成的食品稱為軟罐頭。重量輕，體積小，質地柔軟，容及耐貯存，但袋的大小受限制；一般容量只有50~500克；外形不能太厚，裝食品后，袋的厚度最大不超過15毫米；生產效率低，成本較高。2.殺菌裝置的流程⑴用加壓空氣與加熱蒸汽混合加熱的狀態(tài)送入殺菌鍋內。⑵壓力分別有獨立的控制系統(tǒng)，能精密地自動控制。

軟罐頭殺菌裝置與通常的殺菌裝置有如下不同：第六節(jié)殺菌時罐頭內壓力的計算1.內容物的膨脹度（殺菌前后）y==m/ρ〞m/ρ′=ρ′ρ〞Vnρ〞Vnρ′2.罐體體積的變化熱膨脹值：△VB=VB〞—VB′變化程度：x=VB〞/VB′3.頂隙體積V與裝滿程度fV1=VB′—Vnρ′V2=VB〞—Vnρ〞令f1=Vnρ′/VB′Vnρ′=f1/VB′f2=Vnρ〞/VB〞Vnρ〞

=f1/VB〞

V1=VB′—f1VB′=VB′（1—f1）V2=VB〞—f2VB〞

=VB〞

（1—f2）

y=Vnρ〞

/Vnρ′=f2VB〞

/f1VB′=（f2/f1）x

f2=f1y/x

則V2=VB〞(1—f2)=VB〞(1—yf1/x)

=VB′(x—yf1)

V1/V2=(1—f1)/(x—yf1)4.內壓變化

殺菌前：P1＝Pn′＋PB′

常壓：P1＝B/735.6(atm)真空：P1=(B—Wφ)/735.6(atm)式中B——大氣壓

W——真空室內的真空度

φ——真空度損耗系數(shù)，一般為0.58~0.80

殺菌時：P2＝Pn〞

＋PB〞Pn〞——殺菌時罐頭內的飽和水蒸汽的壓力PB〞——殺菌時罐頭內的空氣壓力根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得

PB〞

=PB′V1T2/V2T1T2——罐頭殺菌時的，K；T1——罐頭密封時的，K。

＝

Pn〞

+PB′V1T2/V2T1

P2＝Pn〞

＋PB〞

＝Pn〞

+(P1—

Pn′)V1T2/V2T1P2

＝Pn〞+(P1—

Pn′)[(1

—f1)/(x—f1)](T2/T1)結論：1.由于罐頭內與殺菌鍋中壓力差的存在，有可能使馬口鐵罐產生變形或損壞，或玻璃罐的跳蓋，原因主要是罐頭內的空氣壓力；2.在其它條件相同時，如果具有下列情況之一，則殺菌時罐頭內的空氣壓力減小，從而減少罐的變形、損壞或玻璃罐的跳蓋等事故：⑵封罐時提高內容物，使Pn′↑，P1

—Pn′↓，P2↓；⑶減小T2/T1，T1↑，T2/T1↓P2↓；

如可適當提高排氣度⑴真空條件下封罐，P1↓，P1

—Pn′↓，P2↓；加壓殺菌時玻璃罐的允差為0。罐藏容器的材料種類不同、厚度不同、罐型不同，臨界壓力差不同，考慮到安全因素，實際上罐頭的允許內外壓力差要小于允差。若P2＞P1到一定程度，就會產生罐的變形甚至損壞以及玻璃罐的跳蓋，這就是臨界壓力差或允力差。例：已知殺菌120℃，罐頭裝滿程度為f1＝0.9，殺菌前內容物的50℃，在真空600mmHg下進行密封，X＝1.048，罐頭直徑153mm。求：在殺菌時罐頭內的壓力及殺菌鍋中所需的壓力。解：t1=50℃時，Pn′=0.122atmt2=120℃時，Pn〞=2.02atm密封時罐頭內壓力P1=B—Wφ735.6=760—760×0.6735.6=0.55atm由表9-4查得在t1=50℃，t2=120℃時Y＝1.058P2

＝Pn〞+(P1

—

Pn′)1—f1X—f1T2T1

＝2.02＋（0.55—0.122）1—0.91.048—1.058×0.9120＋27350＋273＝2.57atm按題意，允差為0.4atm，則罐外壓力即殺菌鍋內壓力為2.57—0.4＝2.17atm當殺菌120時，殺菌鍋內的飽和水蒸氣壓為2.02atm，罐頭內的壓力大于罐頭外的壓力，如不采取措施，可能會使罐頭產生變形，在殺菌鍋內通入壓縮空氣補充所需的壓力就能防止罐頭產生變形。需要補充的壓縮空氣壓力為：2.17-2.02＝0.15atm第七節(jié)殺菌設備的計算（一）工藝計算1.殺菌鍋操作的間τ＝τ1+τ2+τ3+τ4+τ5τ1：裝鍋時間（分）τ2：升（分）τ3：恒時間（分）τ4：降時間（分）τ5：出鍋時間（分）2.殺菌鍋內裝罐頭的數(shù)量nbnb=Kazdc2db2()K:裝載系數(shù)，一般0.55～0.60A：殺菌籃高度與罐頭高度之比值Z：殺菌鍋內殺菌籃數(shù)目dc：殺菌籃內徑（米）db：罐頭外徑3.殺菌鍋的生產能力GG=60nbτ(罐／時)４.一小時內殺菌n罐所需的殺菌鍋數(shù)目nana=nG（個）㈡熱量計算殺菌鍋殺菌時的熱量消耗分為兩個階段１.殺菌操作第一階段熱量消耗⑴殺菌鍋升的熱量Ｑ１Ｑ１＝Ｇ１Ｃ１（ＴＣ－Ｔ１）（Ｊ）Ｇ１：殺菌鍋質量（kg）Ｃ１：殺菌鍋材料比熱（Ｊ／kg·K）Ｔ１：殺菌鍋的初溫（K）ＴＣ：殺菌（K）⑵殺菌籃升熱量Q2＝G2c2（Tc－

T2）（J）G2——殺菌籃質量（kg）c2——殺菌籃材料比熱（J/kgK）T2——殺菌籃初溫（K）（可取車間）⑶罐頭升熱量Q3＝G3c3（Tc－

T3）＋G3′c3′（Tc

－

T3）（J）G3——罐頭容器總質量（kg）c3——罐頭容器的比熱（J/kgK）T3——罐頭初溫（K）（可取內容物）G3

——罐頭內容物總質量（kg）c3

——罐頭內容物的比熱（J/kgK）⑷殺菌鍋內水升熱量Q4＝G4c4（Tc－

T4）（J）G4——殺菌鍋內水的質量（kg）c4——水的比熱（J/kgK）T4——水的初溫（K）（可取車間）⑸殺菌鍋表面對質的熱損失Q5=F鍋τα0（T壁－T空氣）（J）F鍋——殺菌鍋表面積（m2）τ——殺菌鍋升（S）T空氣——