1、2020/9/19,1,第十章 食品殺菌機(jī)械與設(shè)備,2020/9/19,2,第一節(jié) 概述,殺菌相關(guān)概念,2020/9/19,3,食品殺菌方法,食品殺菌的方法有物理殺菌和化學(xué)殺菌兩大類。 化學(xué)殺菌主要使用過(guò)氧化氫、環(huán)氧乙烷、次氯酸等殺菌劑殺滅微生物，雖操作簡(jiǎn)單，但化學(xué)殘留影響食品安全?，F(xiàn)代食品殺菌多采用物理殺菌，物理殺菌有熱殺菌和冷殺菌（非熱殺菌）。 熱殺菌有巴氏殺菌、高溫短時(shí)殺菌、超高溫瞬時(shí)殺菌。 冷殺菌有臭氧殺菌、超高壓殺菌、紫外殺菌、輻照殺菌、脈沖電場(chǎng)殺菌等。,2020/9/19,4,食品殺菌設(shè)備種類,根據(jù)殺菌溫度不同，分常壓殺菌設(shè)備和加壓殺菌設(shè)備； 根據(jù)操作方式不同，分間歇式和連續(xù)式設(shè)備

2、； 根據(jù)殺菌設(shè)備所用的熱源不同，分蒸汽加熱殺菌設(shè)備，微波加熱殺菌設(shè)備，歐姆殺菌設(shè)備等； 根據(jù)殺菌設(shè)備所用的結(jié)構(gòu)不同，分板式殺菌設(shè)備，管式殺菌設(shè)備和釜式殺菌設(shè)備。,2020/9/19,5,第二節(jié) 直接加熱殺菌設(shè)備,原理 采用高熱純凈的空氣直接和被殺菌的食品物料直接接觸進(jìn)行熱交換，使物料快速達(dá)到殺菌的目的。 主要形式：蒸汽噴射式和被加熱食品注入式直接加熱殺菌。 優(yōu)點(diǎn)：加熱時(shí)間短，接觸面積大，最大限度減少對(duì)熱敏性物料的影響，食品色香味和營(yíng)養(yǎng)成分損失小。 缺點(diǎn)：蒸汽必須經(jīng)過(guò)脫氧和過(guò)濾，以除去蒸汽中的凝結(jié)水和雜質(zhì)。,2020/9/19,6,蒸汽噴射殺菌裝置及工作過(guò)程,主要有預(yù)熱器、蒸汽噴射殺菌器、膨脹罐

3、、冷凝器、保溫管及泵等組成。,2020/9/19,7,2020/9/19,8,注入式直接加熱殺菌裝置,2020/9/19,9,2020/9/19,10,第三節(jié) 板式殺菌機(jī)械與設(shè)備,板式殺菌設(shè)備是間接式殺菌設(shè)備，其關(guān)鍵部件是板式熱交換器，它由許多沖壓成型的金屬薄板組合而成。 廣泛用于乳品、果汁飲料、清涼飲料和啤酒等食品的高溫短時(shí)和超高溫瞬時(shí)殺菌。,2020/9/19,11,板式換熱器,2020/9/19,12,板式換熱器的特點(diǎn),1. 傳熱效率高 2. 結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備占地面積小 3. 適宜于熱敏性物料的殺菌 4. 有較大的適應(yīng)性 5. 操作衛(wèi)生、安全，容易清洗 6. 節(jié)約熱能 7. 密封墊圈容易從

4、波紋片上脫落 8. 墊圈易變形、老化，需經(jīng)常更換 9. 承壓不高,2020/9/19,13,板式殺菌設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程,2020/9/19,14,2020/9/19,15,板式殺菌設(shè)備操作,第一階段：預(yù)滅菌 第二階段：生產(chǎn) 第三階段：原位清洗 第四階段：無(wú)菌中途清洗,2020/9/19,16,第四節(jié) 管式殺菌設(shè)備,主要有加熱管、前后蓋、器體、旋塞、高壓泵、安全閥等部件組成，基本結(jié)構(gòu)為：殼體內(nèi)有不銹鋼加熱管，形成加熱管束，殼體與加熱管束間用管板連接。 工作過(guò)程：物料用高壓泵送入不銹鋼加熱管內(nèi)，蒸汽通入殼體空間后將管內(nèi)流動(dòng)的物料加熱，物料在管內(nèi)往返數(shù)次后達(dá)到殺菌所需溫度和保持時(shí)間后成產(chǎn)品排出，若達(dá)不到

5、要求，則由回流管回流，重新進(jìn)行殺菌的操作。,2020/9/19,17,管式殺菌設(shè)備特點(diǎn) 加熱器由無(wú)縫不銹鋼環(huán)行管制造，無(wú)密封圈和死角，可承受較高壓力； 在較高壓力產(chǎn)生湍流，保證制品均勻性和較長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間； 在密封下操作，可減少殺菌產(chǎn)品受污染的可能性； 管內(nèi)外溫度有差異，管子易彎曲變形。 適宜于高粘度液體的殺菌，如茄醬、果汁、咖啡飲料、人造奶油、冰淇淋等的殺菌。,2020/9/19,18,（一）列管式換熱器,2020/9/19,19,（二）螺旋管式換熱器,螺旋管制成扁形，并纏繞在殼體內(nèi)的中心圓柱上。工作時(shí)液料通過(guò)泵由液料入口進(jìn)入螺旋管內(nèi)，自下向上流動(dòng)，從出料管排出，裝人瓶或罐內(nèi)。 蒸汽自上方輸入殼

6、內(nèi)與螺旋管之間，對(duì)管內(nèi)的料液加熱。這種換熱器主要用于果汁的巴氏短時(shí)殺菌。 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，容易清洗，能連續(xù)生產(chǎn)。,2020/9/19,20,（三）套管式換熱器,使用和操作 清洗：向貯槽16內(nèi)注清水，然后打開(kāi)進(jìn)料三通旋塞5的循環(huán)通道，即關(guān)閉進(jìn)料通道，啟動(dòng)供料泵，用清水洗清滅菌機(jī)；當(dāng)貯槽中的水將放盡時(shí)，再轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)料三通旋塞5。 供料；與上述操作同時(shí)打開(kāi)蒸汽閥門1，料液進(jìn)入套管8進(jìn)行預(yù)熱，再進(jìn)入蛇形管內(nèi)進(jìn)行高溫瞬時(shí)滅菌，然后返回套管進(jìn)行冷卻，最后通過(guò)出料三通旋塞15輸出。 回流：若經(jīng)一次滅菌沒(méi)有達(dá)到要求，可轉(zhuǎn)動(dòng)出料三通旋塞，使料液回流貯槽，重新送入管內(nèi)再次滅菌，直達(dá)符合要求為止。 清洗：每班

7、次滅菌結(jié)束時(shí)，將最后的料液通過(guò)進(jìn)料三通旋塞后，立即轉(zhuǎn)動(dòng)旋塞，使貯槽內(nèi)的水流入，進(jìn)行清洗直到排出水變清為止，同時(shí)關(guān)閉蒸汽閥，并放凈加熱器內(nèi)的蒸汽。,2020/9/19,21,2020/9/19,22,第五節(jié) 釜式殺菌設(shè)備,釜式殺菌設(shè)備，又稱殺菌鍋，有臥式和立式兩種，以臥式殺菌鍋為主。 主要用于罐頭食品等的高壓殺菌。,2020/9/19,23,臥式殺菌鍋結(jié)構(gòu),2020/9/19,24,殺菌鍋 - 視頻 - 優(yōu)酷視頻 - 在線觀看,2020/9/19,25,2020/9/19,26,全水式殺菌機(jī)特點(diǎn),1. 殺菌均勻，由于回轉(zhuǎn)殺菌籃的攪拌作用，加上熱水由強(qiáng)制泵循環(huán)，使鍋內(nèi)熱水形成強(qiáng)烈的渦流，水溫均勻一

8、致； 2. 殺菌時(shí)間短，殺菌籃回轉(zhuǎn)，傳熱效率提高； 3. 有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高； 4. 由于過(guò)熱水重復(fù)利用，節(jié)省了蒸汽； 5. 殺菌與冷卻壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，防止包裝容器變形和破損； 6. 設(shè)備較復(fù)雜，投資大，殺菌過(guò)程熱沖擊較大。,2020/9/19,27,常壓連續(xù)殺菌設(shè)備,主要用于水果類和一些蔬菜圓形罐頭的常壓連續(xù)殺菌，它有單層，三層和五層三種。層數(shù)主要取決于生產(chǎn)能力的大小，殺菌時(shí)間的長(zhǎng)短和車間面積的大小等。,2020/9/19,28,第六節(jié) 微波與歐姆殺菌機(jī)械與設(shè)備,(一) 微波殺菌裝置 在食品的殺菌上，對(duì)于高黏度的液體和固體食品，由于完全不存在熱對(duì)流現(xiàn)象，傳熱完全依賴于熱的傳導(dǎo)方式。因此，食品

9、中心部位的升溫速度很慢，而色香味、營(yíng)養(yǎng)成分和口感等質(zhì)量指標(biāo)因受長(zhǎng)時(shí)間的加熱和受熱過(guò)度使其質(zhì)量下降。為了解決此問(wèn)題，國(guó)外應(yīng)用微波高溫殺菌裝置對(duì)高黏度液體食品和軟罐頭進(jìn)行殺菌，并取得成功。,2020/9/19,29,微波殺菌原理,微波的熱效應(yīng)：食品中微生物菌體會(huì)吸收電能而使溫度上升，這種熱效應(yīng)破壞了菌體中蛋白質(zhì)等成分，從而殺死微生物。 此外，微波的非熱效應(yīng)：指在沒(méi)有明顯溫度變化或溫度處于亞致死的情況下，細(xì)胞所發(fā)生的生理、生化和功能上的改變，又稱生物學(xué)效應(yīng)。主要包括對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)速度及特性、對(duì)細(xì)胞膜、對(duì)蛋白質(zhì)和核酸空間構(gòu)象、對(duì)生物代謝平衡等方面的影響。,2020/9/19,30,管式微波高溫殺菌裝置,

10、2020/9/19,31,固體食品微波高溫殺菌裝置,2020/9/19,32,袋裝食品的微波殺菌機(jī),微波滾筒干燥殺菌機(jī),微波瓶裝食品殺菌設(shè)備,牛肉干微波干燥殺菌設(shè)備,2020/9/19,33,微波殺菌的特點(diǎn),時(shí)間短速度快 低溫殺菌可保證食品質(zhì)量 殺菌徹底 效率高，節(jié)約能源，操作方便 微波加熱的不均勻性,影響微波殺菌的因素有哪些？,家用微波爐能滅菌嗎？,2020/9/19,34,（二）歐姆殺菌技術(shù)與裝備,歐姆殺菌原理 歐姆殺菌采用電極，將50-60Hz的低頻交流電直接導(dǎo)入食品物料，進(jìn)行歐姆加熱，因?yàn)槭称繁旧斫殡娦再|(zhì)使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量，而達(dá)到殺菌目的。 在殺菌過(guò)程中，食品殺菌溫度除與物料電學(xué)性質(zhì)有

11、關(guān)外，還與物料熱導(dǎo)率、熱熔等熱學(xué)性質(zhì)有關(guān)。,2020/9/19,35,歐姆殺菌裝置,歐姆殺菌裝置流程圖,歐姆加熱器示意圖,2020/9/19,36,歐姆殺菌特點(diǎn),比較適宜含顆粒狀的流體食品 能使產(chǎn)品產(chǎn)生高的附加值 能加熱連續(xù)流動(dòng)的產(chǎn)品而不需要任何熱交換表面 可加工對(duì)剪切敏感的食品 熱量可在產(chǎn)品固體中產(chǎn)生而不需借助流體的對(duì)流和傳導(dǎo) 系統(tǒng)操作平穩(wěn)，維護(hù)費(fèi)用低，過(guò)程易于控制,2020/9/19,37,第七節(jié) 超高壓殺菌機(jī)械與設(shè)備,超高靜壓（ultra high hydrostatic pressure）處理技術(shù)，也被稱為高靜壓（high hydrostatic pressure，HHP）處理技術(shù)、超

12、高壓（ultra high pressure，UHP）處理技術(shù)或高壓（high pressure processing，HPP）處理技術(shù)，它是采用100-1000MPa靜態(tài)液壓力作用于食品或生物制品等物料，可以在常溫或較低溫度下達(dá)到殺菌、抑酶及改善物料性質(zhì)的效果。 它對(duì)食品物料的熱損傷小，處理時(shí)間短，耗能少，因此，超高靜壓殺菌技術(shù)是利用超高靜壓處理達(dá)到殺死物料中腐敗菌和致病菌目的的一種殺菌新技術(shù)。,2020/9/19,38,超高壓殺菌原理,改變微生物的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu) 破壞微生物細(xì)胞膜 鈍化微生物細(xì)胞內(nèi)酶的活性 抑制生化反應(yīng) 影響DNA的復(fù)制,2020/9/19,39,高壓食品加工技術(shù)特點(diǎn),與熱加

13、工相比，可以避免營(yíng)養(yǎng)成份損失和重量損失； 由于高壓對(duì)小分子物質(zhì)作用很小，因此風(fēng)味物質(zhì)、色素、維生素等成份保存完好； 時(shí)間短，能耗低。其能耗僅為加熱法的十分之一； 保質(zhì)期長(zhǎng)。,2020/9/19,40,2020/9/19,41,食品的超高靜壓處理過(guò)程中壓力-溫度-時(shí)間關(guān)系圖,2020/9/19,42,國(guó)內(nèi)超高壓設(shè)備簡(jiǎn)介,2020/9/19,43,最近生產(chǎn)的超高靜壓處理系統(tǒng)外觀圖,2020/9/19,44,高壓腔體密封前后示意圖,2020/9/19,45,日本超高壓設(shè)備簡(jiǎn)介,2020/9/19,46,細(xì)菌芽孢殺菌處理效果圖-掃描電鏡觀察結(jié)果,凝結(jié)芽孢桿菌芽孢,（a）（未處理，群體圖） （b）(未處

14、理，個(gè)體圖),（c）（500MPa和80處理10min） （d） (80處理10min),2020/9/19,47,嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢,（a）（未處理）,（b）（500MPa和80處理10min） （c） (500MPa和50處理10min),2020/9/19,48,透射電鏡觀察結(jié)果,（a）（未處理）橫切面 （b）（500MPa和80處理10min）橫切面,（c）（未處理）縱切面 （d）（500MPa和80處理10min）縱切面,凝結(jié)芽孢桿菌芽孢,2020/9/19,49,超高壓食品簡(jiǎn)介,2020/9/19,50,2020/9/19,51,第八節(jié) 脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)與應(yīng)用,脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)，

15、又稱高強(qiáng)度脈沖電場(chǎng)或高強(qiáng)度電場(chǎng)脈沖殺菌技術(shù)，是將高電壓脈沖（15-100kV/cm）作用于電極間的物料，以殺滅物料中微生物的一種新型殺菌技術(shù)。 其高強(qiáng)度的電場(chǎng)是通過(guò)電容組貯存來(lái)自高壓直流電源的大量能量，然后以高電壓脈沖的形式釋放出去形成的，達(dá)到破壞微生物細(xì)胞膜、殺死微生物的作用。,2020/9/19,52,脈沖電場(chǎng)殺菌原理,脈沖電場(chǎng)的殺菌作用與脈沖電場(chǎng)對(duì)細(xì)胞膜的影響密切相關(guān)。當(dāng)微生物被置于高壓脈沖電場(chǎng)中時(shí)，細(xì)胞膜會(huì)被破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外滲，引起細(xì)胞死亡。 關(guān)于脈沖電場(chǎng)殺菌機(jī)理的解釋，人們提出好幾種理論，被認(rèn)可程度較高的有：細(xì)胞膜的電崩潰和細(xì)胞膜電穿孔。,2020/9/19,53,脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)特點(diǎn),可以避免熱殺菌的缺陷，很大程度地減少了殺菌過(guò)程對(duì)食品中營(yíng)養(yǎng)素的破壞和對(duì)食品感官品質(zhì)的影響 它要求被處理的物料能夠耐受高電場(chǎng)的作用，也就是需要低的導(dǎo)電率、不含有或不產(chǎn)生氣泡，對(duì)液態(tài)物料中固體顆粒大小也有限制 作用時(shí)間短、均勻、效率高及經(jīng)濟(jì)等。,2020/9/19,54,2020/9/19,55,脈沖電場(chǎng)在食品殺菌中的應(yīng)用,果蔬汁的脈沖電場(chǎng)處理 牛奶的脈沖電場(chǎng)處理 蛋液的脈沖電場(chǎng)處理 其他液態(tài)食品的脈沖電場(chǎng)處理,2020/9/19,56,脈沖電場(chǎng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題,目前，商業(yè)化處理設(shè)備還