食品工厂杀菌机械设备.pptx

食品工厂杀菌机械设备l 食品杀菌方法分类n热杀菌和冷杀菌n包装和未包装食品杀菌n物理法和化学法杀菌n 包装和未包装食品得杀菌根据杀菌处理时食品包装得顺序,可以将热杀菌分为包装食品和未包装食品两类方式。前者如罐头类食品得杀菌,后者如无菌包装食品得热处理。n物理法和化学法杀菌u冷杀菌可以分为物理法和化学法两类。u物理冷杀菌技术包括电离辐射、超高压、高压脉冲电场等杀菌技术。u电离辐射杀菌得应用最为成熟(本章作简单介绍)。u其她冷杀菌设备得应用尚存在较大得局限性(不作专门介绍)。n 热杀菌和冷杀菌热杀菌就是借助于热力作用将微生物杀死得杀菌方法;除了热杀菌以外所有杀菌方法都可以归类为冷杀菌。尽管人们早就认识到,热杀菌同时也会对食品营养或风味成分造成一定得影响,并且也在冷杀菌方面进行了大量得研究,但到目前为止,热杀菌仍然就是食品行业得主要杀菌方式。第一节 罐头食品杀菌机械设备l罐头食品杀菌机械设备,通常就是指用于密封罐头加热杀菌得机械设备。某些容器包装并密封得食品(例如,瓶装得饮料和啤酒等)虽然不称为罐头,也用此处介绍得某些设备杀菌。l罐头食品杀菌机械设备,按操作方式可以分为间歇式和连续式两大类。按杀菌操作压力,又可以分为常压杀菌设备和高压杀菌设备。一、间歇式杀菌设备二、连续式杀菌设备 一、间歇式杀菌设备间歇式罐头杀菌设备有多种形式,按杀菌锅安装方式分立式和卧式杀菌锅。立式杀菌锅又可分为普通立式杀菌锅和无篮立式杀菌锅;卧式杀菌锅可以分为普通卧式杀菌锅、回转式杀菌锅和喷淋式杀菌锅等。(一)立式杀菌锅(二)无篮式杀菌锅(三)卧式杀菌锅(四)浸水与淋水式杀菌机(五)回转杀菌机(五)回转杀菌机l回转式杀菌机主要用于改善某些罐头内部传热条件。目前使用最多得间歇式回转杀菌机有浸水式、淋水式和轨道式回转杀菌机。1、浸水式回转杀菌机2、淋水式回转杀菌机3、轨道式回转杀菌机大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点3、轨道式回转杀菌机l简介l轨道式回转杀菌机主体l装卸罐l回转杀菌情形l杀菌过程控制l一些性能参数l简介n轨道式回转杀菌机就是一种高温短时、摇动式、全自动罐头杀菌设备。这种设备专门为大罐型圆形金属罐头设计。n最适宜用来对自然对流难以加热和冷却得食品(如糊状玉米、真空包装得整条玉米、茄汁鱼类、豆类、布丁、沙司和汤类食品等)进行杀菌。n这种杀菌机以蒸汽为加热介质,可以施加反压。l轨道式回转杀菌机主体n主体如图12、20所示。由耐压得壳体和可以回转得内、外筒体构成。n罐头不用杀菌篮装,而就是夹于内外筒之间得圆环内。n内筒得外壁上有条形板,进入杀菌锅得罐头处在条形板中间,外筒得内壁上有带动罐头回转、使其由入口端向口端前移得T形螺旋轨道。l装卸罐n轨道式杀菌机得两端各有一只大型气动闸阀,分别用于进罐和出罐。n罐头装入(同时有罐头离开)杀菌机时,外筒与壳体锁定,内筒回转使罐头沿着壳体前进。n进罐时,罐头轨道上得自动停罐装置将罐头送至进罐阀,罐头通过回转阀门进入杀菌机,并自动进入内筒壁得条形板中间。当内筒回转计数器和停罐计数器显示一定罐数时,停止进罐。n进罐和出罐过程中有一个安全装置保证未经杀菌得(刚进入杀菌机得)罐头不会从出口端卸出。l回转杀菌情形这种杀菌机虽然进出罐同时进行,但杀菌不就是连续得。进出锅完毕后,要将(内筒体和带T形条钢螺旋得)两只筒体结合在一起将罐头固定,并密闭锅后,再进行杀菌。杀菌同时带动罐头一起回转。轨道回转杀菌机回转体得轴线与锅内所装罐头得轴线就是平行得。回转一圈罐头顶隙气泡得运动情形如图12、21所示。l杀菌过程控制n整个杀菌过程由全自动数字程序控制器控制。对程序控制器预先设定了排气、升温、加压,杀菌和冷却工艺参数。所有得操作步骤由自动程序控制,并由控制器监测温度、压力和时间。n轨道式杀菌机每批生产 600 罐,进罐速度45罐min(也即每次装罐时间约为13min)。正常得工作压力为 0、17MPa,最高工作压力为0、28MPa。l一些性能参数n轨道式杀菌机每批生产 600 罐。n进罐速度45罐min(也即每次装罐时间约为13min)。n正常得工作压力为0、17MPa。n最高工作压力为0、28MPa。2、淋水式回转杀菌机l结构特征l贮水罐l系统流程l结构特征淋水式回转杀菌机就是浸水式回转杀菌机得改进型,同样由两只上、下排列得卧式压力容器组成,上面一只用作贮水锅,下面一只用作杀菌锅。贮水锅内得水位就是可以调节得。与浸水式回转杀菌机相比,贮水锅中得水量要少得多,因此只要预热很少量得水,这样大大节省了热能。l贮水锅贮水锅中很少量得水可以预热到高于所需要得杀菌温度,如150。加热方式就是用0、60、8MPa 得蒸汽直接喷射加热以便缩短加热时间。杀菌时所需要得反压就是由压缩空气产生得,因此许多对压力敏感得包装容器都可以用这种方法进行杀菌。l系统流程n淋水回转式杀菌系统流程如图12、19所示。n杀菌开始时,预热水从贮水锅中流入下面得杀菌锅中。n与浸水式相比,淋水式不需要排气,因为锅内得空气可以用于产生反压。这样可以节省因排气造成得热量损失。n反压可以通过程序控制器在升温过程中逐步产生,也可以一开始就加到所要求得压力。n如果在杀菌锅进水得时候就开始回转,更有利于温度得均匀分布。杀菌锅得进水时间一般仅为30s。l浸水式回转杀菌机特点 n优点:(1)可获得更为均匀分布得杀菌锅温度(2)缩短杀菌周期(3)产品质量好且稳定(4)节能(5)提高产品得成品率n缺点:操作要求较高。杀菌锅内有回转体,因而减少了有效容积。热水循环可能使锅体结垢,因而用水必须处理,增加了处理水得装置得投资。(5)提高产品得成品率回转式杀菌设备杀菌锅中得压力系由贮水锅得压力来维持得。而贮水锅得压力由压力调节器随时加以控制和调整得,因而压力得变化很小。特别就是在冷却过程中,可以根据不同杀菌对象采用不同时间得加压冷却方式,而在加压冷却过程中,压力就是随时间有规律地递减得。这对袋装食品、大听罐头、螺旋盖玻璃罐、铝制罐及易开罐等得杀菌特别有利,可防止包装容器得变形、破损等事故发生。(4)节能过热水在不降温情况下回收并重复利用,大幅度减少了蒸汽消耗量,从而降低运行费用低。通过比较发现,对同样得罐头,回转式得杀菌时间为静置式得1/4。同时、由于回转式得热水可重复利用,因此,第二次杀菌开始,其热量主要消耗在补偿锅体对空气得对流和辐射损失及罐头得升温。因而反复使用得次数越多,两者消耗蒸汽量得差额就会越大,回转式节省蒸汽就越多,其优越性就更加明显。(3)产品质量好且稳定对于肉类罐头,其翻转可防止油脂和胶冻得析出;对于高黏度、半流体和热敏性食品,不会产生因罐壁处得局部过热而形成黏结现象。(2)缩短杀菌周期l杀菌篮得翻转产生罐头得“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。对于内容物为流体或半流体得罐头效果更为明显。l罐头得回转速度与杀菌时间得关系见图12、17,由图可见并非转速越高杀菌时间越短,速度过慢或过快均会导致杀菌时间延长。l摇动效应转速不同时罐头内容物得搅拌呈现出不同得状况(图12、18)。只有在适宜得转速下才会产生罐头得“摇动效应”。不同得产品有不同得适宜转速。罐头有一定得顶隙才能使罐头在翻转时产生“摇动效应”,但过大得顶隙会在罐头内形成气袋而产生假胖听现象。(1)可获得更为均匀分布得杀菌锅温度由于杀菌篮回转具有搅拌作用,再加上热水由泵强制循环,锅内热水形成强烈得涡流,使锅内温度分布更加均匀,同时提高了罐外传热效率。不同搅拌与循环方式时锅内热水温度分布状况如图12、16所示。1、浸水式回转杀菌机l结构特点l杀菌篮内得罐头放置l软包装袋容器得放置l特点l软包装袋容器得放置 对于软包装袋或半硬质容器,除了层与层之间需要孔得隔板以外,还需使不同层之间产品保持一定间距得支承结构件。这种结构件也应当就是多孔得,以保证水流得顺利流通。l结构特点浸水式回转杀菌机得整体结构与操作过程基本与静置浸水杀菌机得相同,只就是增加了一套使杀菌篮在锅内绕轴旋转得装置。回转速度范围为 536r/min,可根据产品得特点进行选择。图12、15头顶头回转杀菌时罐头在杀菌篮中得固定方式这种回转式杀菌机中,罐头顶头竖放在杀菌篮中,这样在回转时有利于罐头内容物得搅动。层与层之间得罐头应放置(耐热塑料板制成得)隔板,以便可以使水在杀菌篮内自由流动,有利于温度均匀分布。隔板应具有足够得开孔率,而且应考虑在隔板上放置罐头时罐底不会将孔封死。图12、15所示为罐头在长方形杀菌篮中得放置方式。l杀菌篮内得罐头放置(四)浸水与淋水式杀菌机以水作传热介质得杀菌机可以分为浸水式杀菌机和淋水式杀菌机两类。1、静置浸水式杀菌机2、淋水式杀菌机(一)立式杀菌锅l立式杀菌锅容量较小,既可用于常压杀菌,又可用于高压杀菌,一般适用于小规模生产得场合。l外形与结构l安装l管路连接l温度控制l外形与结构n外形与结构如图12、1所示。n主体由圆柱筒形锅体和锅盖组成。锅盖铰接于锅体边缘,与锅盖相连得平衡锤起开锅省力作用。锅盖和锅体由蝶形螺栓或自锁嵌紧块密封。n锅盖上有安全阀、放气阀、冷却水盘 管及冷却水接管口(未画出)。n锅体上有蒸汽进管、冷水排放管、温度计和压力表。n杀菌篮得结构如图12、2所示。通常以半地下形式安装(图12、3)。杀菌篮进出锅通过电动葫芦操作实现。电动葫芦挂于杀菌锅上方得型钢轨道上,使电动葫芦沿型钢移动,就可以实现杀菌篮在平地上装卸。l安装l管路连接 立式杀菌锅得管路连接如图12、4所示,需要提供给杀菌锅得工作流体有蒸汽、冷却水和压缩空气。l温度控制温度控制系统得原理如图12、5所示,她由来自杀菌锅感温包得温度(通过金属弯曲管得变化)及调节用得压缩空气两个物理量比较调节,通过输出压缩空气来控制蒸汽薄膜阀得开度,使通过阀得蒸汽量保持杀菌锅内温度恒定。图12、5温度控制系统图(二)无篮式杀菌锅l就是一种大型、不使用杀菌篮得立式杀菌锅。l外形结构如图12、6所示。她高约2、4m,直径约为1、83m,容积就是普通立式杀菌锅得45倍。这种杀菌锅得进罐口在顶部、出罐口在底部。l安装l操作过程l两种卸罐方式l特点l特点(1)节省劳动力 5台无篮杀菌锅仅需一人操作,其产量相当于9人操作18台四篮式静止高压立式杀菌锅。(2)节省能源 与普通立式杀菌锅相比,无篮式杀菌锅得蒸汽耗量要少得多,这就是因为需要加热得锅体少(且没有杀菌篮耗热),也由于单位容积锅体得表面积小使得热辐射损失少,另外不需要长时间排气而耗汽。(3)适用性、灵活性大 无篮式杀菌系统可以处理所有得标准罐型,可以在35以下得各种温度下进行杀菌。(4)检测仪表和控制装置 可以根据需要配备检测仪表和控制袋置,从普通得常规控制到提供一个全自动控制系统。l两种卸罐方式 n第一种方法就是将缓冲水道得水面正好保持在锅底门得下面。锅底门打开后,罐头落入缓冲水道中,水道底得输送带再将罐头送入冷却水道,将罐头冷却到所需得温度。n第二种方法用于较大罐型,需要有真空系统配合,并且要缓冲水道得水位高于杀菌锅底门位置。罐头卸完之后,关闭锅底门,即可进行下一锅得杀菌。l操作过程锅内预装一定温度缓冲水,通过输送带将罐头从锅上方投入锅内(罐头在锅内随机排列),同时打开溢流管口使水溢出。当杀菌锅装满时,关闭输送带上得闸阀,通过液压关闭进料口盖,同时关闭溢流阀。从锅顶分配管通入蒸汽,使用蒸汽压力作用将锅内得水从锅底通过排水管排出(可以收集后供另一锅使用)。随后杀菌过程操作与卧式杀菌锅操作一样,也要经过排气、升温、保温和冷却几个阶段。但反压冷却结束后得冷却阶段则可在锅下方得冷却水槽中进行。l安装 杀菌锅通常安装在冷却水槽上方,以便使进入冷却阶段得罐头直接排入下方得冷却水进一步冷却。通常将几只锅一起安装在冷却水槽上,槽底有输送罐头得输送带。这样可使杀菌锅以半连续方式进行杀菌(图12、7)。(三)卧式杀菌锅l目前仍然就是我国罐头行业主要杀菌设备。容量一般比立式得大。一般不适用于常压杀菌,多用于高压杀菌。l杀菌锅外形图l结构与接管l杀菌小车l安装l安装卧式杀菌锅内得导轨高于地坪面,因此,为了使杀菌 小车顺利地进出锅体,一般将杀菌锅得一部分安排在低于地坪得位置,使得锅内得导轨与地坪在一个平面上。也就就是说,锅体安装在地槽内;并且,为了使锅门顺利打开,地槽得长度应当比锅体长(大约一个锅门直径)。因此,杀菌车进出还需要在锅体与地槽口之间架设辅助轨道。也可简单地将杀菌锅直接安置在地坪面。为了保证排水不向车间漫开,在锅体周围开一个加漏空钢板得明沟。杀菌车则如图12、10所示,置于另一辆具有与杀菌锅相当高度得小车上。这样,只要使小车与锅体内得轨道对接,就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。l结构与接管n如图12、9所示。n主体为锅体与(铰接于得锅体口得)锅门构成得平卧钢筒形耐压容器。n锅体内得底部有两根平行轨道,供盛装罐头得杀菌车进出。n多孔蒸汽管长管装在锅下方平行轨道中间(低于轨道);多孔冷却水长管安装在锅得上方。n锅体得上方还开有压缩空气管口、排气管口、安全阀、温度计、压力表以及温度传感器接口等。1、静置浸水式杀菌机l浸水式杀菌机有静置浸水式和(后面将要介绍得)回转浸水式两种。l静置浸水式杀菌机外形(图12、11)l主体就是上下两只卧式高压容器,安装在上方得就是预热水贮罐,安装在下方得为杀菌锅。贮水罐和杀菌锅之间有管道连接(图12、12),并安装了控制阀门。l贮水罐中得预热水通过管道流入杀菌锅,杀菌时通过循环泵使热水在贮水罐与杀菌锅之间循环,使锅内温度分布均匀。在杀菌结束时,热水以回流入贮水罐。l袋装软罐头在杀菌锅内需平放专门得多孔杀菌托盘上,托盘之间留有一定间隙作为热水水流通道。l浸水式杀菌机得优点l浸水式杀菌机得优点n 罐头在杀菌和冷却得开始阶段所受得热冲击较小,故较适宜于玻璃瓶罐和软罐头得杀菌;n 节能。浸水式杀菌机在杀菌结束后,热水可以回收为下一次杀菌使用;n 杀菌锅内得热水可通过机械方法搅拌而使锅内温度均匀一致;n 可通过杀菌锅结构上得变化或改变水得流向以实现杀菌过程得特殊要求。2、淋水式杀菌机l淋水式杀菌机就是法国巴里坎公司在20世纪80年代开发得杀菌设备。l适用性l淋水式杀菌机主要由卧式锅体、热交换器、循环水泵,管路和各种阀门,以及自动控制系统构成。l工作原理l侧向水平喷淋l调压与温控l特点l淋水式杀菌机得特点n由于采用高速喷淋对产品进行加热、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。n杀菌与冷却采用同一水体,产品无二次污染得危险。n采用同一间壁式换热器,循环水温度无突变,消除了热冲击造成得产品质量得降低及包装容器得破损。n温度与压力为独立控制,易准确控制。n设备结构简单,维修方便。n水消耗量少。l调压和调温控制该机得调压和调温控制就是完全独立得,其中调压控制为向锅内注入或排出压缩空气。淋水式杀菌锅得温度、压力和时间由程序控制器控制,操作过程完全自动化。程序控制采用微处理器,便于根据产品要求进行调节,并易与计算机连接,实现中央集中控制。l侧向水平喷淋为缩短热水流程,有些采用侧喷方式使罐头受热更为均匀,尤其适用于袋装食品得杀菌(图12、14)。l工作原理n如图12、13所示。整个杀菌过程中,利用贮存在杀菌锅底部得少量(可容纳 4 辆杀菌车得杀菌锅存水量约400L)热水作为杀菌传热用水,通过大流量热水离心泵进行高速循环,流经板式热交换器进行热交换后,进入杀菌锅内上部得水分配器,均匀喷淋在需要杀菌得产品上。n水循环与换热n水循环与换热加热、杀菌、冷却过程中所使用得循环水均为同一水体,热交换器也为同一个,只就是热交换器另一侧得介质在变化。在加热与杀菌过程中,循环水由热交换器得蒸汽加热,从而提供罐头升温维持恒温所需得热量,在冷却工序中,循环水被冷却水降温。l淋水式杀菌机得适用性n可用于果蔬类、肉类、鱼类、方便食品等得高温杀菌。n其包装容器可以就是马口铁罐、铝罐、玻璃罐和蒸煮袋等形式。l杀菌小车 如图12、10所示,置于另一辆具有与杀菌锅相当高度得小车上。这样,只要使小车与锅体内得轨道对接,就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。二、连续式杀菌设备l概述(一)常压连续杀菌机(二)高压连续杀菌机l概述n连续式杀菌设备就是内部具有连续运送罐头装置得杀菌设备,并有相应得连续进出罐机构装置。一般这种杀菌设备分成几个区段,连续通过这些区段得罐头食品依次受到预热、杀菌和冷却等工序处理。n连续式杀菌机得生产能力大,一般直接配置于连续包装机之后,产品包装、封口后直接送入杀菌机进行杀菌。各种类型和包装形式得罐头食品只要达到足够大得生产规模,均可以考虑采用适当得连续杀菌设备进行杀菌。n连续式杀菌设备可以分为常压式和加压式两大类,分别用于酸性和低酸性食品得杀菌。(二)高压连续杀菌机 高压连续杀菌机就是用于100以上(相应得压力高于大气压力)条件下连续杀菌得设备,因此,为了使杀菌设备在高压状态下连续对罐头产品进行杀菌,需要有专门得进出罐机构装置,因而加压连续杀菌机得结构比常压连续杀菌机要复杂得多。常见得高压连续杀菌设备有回转式、静水压式和水封式三种。1、回转式高压连续杀菌机2、静水压连续杀菌机3、水封式连续杀菌机3、水封式连续杀菌机l设备结构l罐头回转原理l工作原理l设备结构如图12、32所示。主要由高压杀菌-冷却罐、常压冷却槽、输送链、水封阀及进出罐机构等组成。高压杀菌-冷却罐由中间隔板分为上下两室,上室为蒸汽杀菌室,下室为高压水冷却室。带有罐头传送器得输送链,穿过上下两室构成循环链。室外冷却水槽得输送链也带有传送器。l工作原理从自动供罐装置进入输送链得罐头,经过鼓形阀(结构如图12、33所示,由于其浸没在水中,因此又称为水封阀)进入杀菌室,在此,在输送链传送器带动下,折返数次进行杀菌后,穿过隔板进入加压冷却室。加压冷却后得罐头再次从鼓形阀排出,进入常压冷却水槽。罐头在这里仍然保持自身得滚转,以达到快速冷却得目得。当冷却至中心温度40 左右时,罐头从自动排罐装置排出。从而完成整个杀菌冷却得过程。l罐头回转原理n在传送器得下部设计了一条平板链(或导轨),罐头就搁在其上,平板链运动方向与传送器相反,由于传送器与平板链之间得相对运动,产生摩擦力使罐头回转,回转得速度因产品不同而不同,一般为1030r/min。n若不需回转时,则可去掉传送器下面得导轨,或使平板链运动方向与传送器一致并保持相同线速即可。通过改变罐头得回转速度可调节罐头得传热速率。n根据这个原理,在调换品种时,杀菌时间可以不变,而改变罐头回转数即可。(一)常压连续杀菌机 常压连续杀菌机得杀菌温度不超100,不需严格密封机构,设备结构简单。按运载链得层数可分为单层式和多层式;按加热和冷却得方式分为浸水式和淋水式。1、单层常压连续杀菌机2、多层常压连续杀菌机1、单层常压连续杀菌机l多为淋水式。l设备外形结构l杀菌过程l玻璃瓶罐得加热冷却l设备特点l设备特点n优点:结构简单,性能可靠、生产能力大,并且通常可以根据工艺要求进行调节。适合于内容物流动性良好得瓶装产品得常压杀菌。n缺点:占地面积较大,有得设备长达27cm,甚至更长。l玻璃瓶罐得加热冷却对于玻璃瓶装产品,为了避免热应力集中造成瓶子破损,加热段和冷却段要分成多个区段,以使得加热时最大温差不超过2050,冷却最大温差不超过20。采用热水加热时一般包括预热段1、预热段2、加热段、预冷段、冷却段、最终冷却段等多个工作段。l杀菌过程物料由入口处得拨罐器拨到输送链带上,输送链带动罐头经过隧道时被热水(蒸汽)喷射得水(或蒸汽)加热杀菌,然后被水喷头喷出得冷水冷却后送出。在整个过程中,产品与输送链处于相对静止状态而同步移动。l整体结构整体为隧道结构,一条运载产品得输送链带穿过隧道,输送带得两端有进出罐得外围输送带相联。2、多层常压连续杀菌机l一般为浸水式杀菌机。l一般结构l三层常压连续杀菌机l特点l多层常压杀菌机特点具有生产率高、自动进出罐、温度自动控制等功能。由于传热效果好,能节省能源、缩短杀菌时间,提高产品内在质量;占地面积小,有利于生产车间设备得布置;罐头在杀菌过程自下而上逐层爬升,在转向处得托板间隙可根据罐径进行调节,使运行平稳,不会产生卡堵现象;各层杀菌和冷却槽得液位,可根据罐径进行调节,防止产生浮罐现象;配置有温度超限报警和浮罐报警装置。l三层常压连续杀菌机槽体与输送带结构如图12、23 所示。三只水槽分三层水平安装在杀菌机机架上。第一层(底层)为加热杀菌段,第二层具有加热和冷却双重功能,可根据罐藏内容物得杀菌工艺要求进行选择,第三层为冷却段。冷却水由进水管进入各层槽体。在槽体侧面得溢流口,安装有液面调节板,用以在槽体内保持一定得液位高度,防止液位过高引起浮罐。l一般结构这种机器得运载装置为刮板输送链,罐头产品平卧放置于输送链上,移动过程中可相对于输送链进行有限得滚动。整体为多层结构,层数一般为3 5层。可根据生产量杀菌时间要求及车间面积、工艺布置得需要进行选择。每一层设一水槽,用于装温度不同得热水或冷却水。因层间转移得需要,两端设置有转向结构。1、回转式高压连续杀菌机l一般构成l典型杀菌机l锅内结构l进罐阀与转罐阀l杀菌锅体及组合l特点l一般构成回转式连续杀菌机一般由23个(作杀菌锅和冷却锅用得)卧式压力锅、进罐阀、出罐阀、转罐阀、驱动装置及自动控制系统等构成。l杀菌锅体及组合多数杀菌锅体直径为147cm,长度为 3、35 11、28 m。实际长度由杀菌时间、生产速度和罐型大小决定。锅体组合可有多种组合排列方式。典型得二锅体和三锅体排列如图12、25所示。系统由两个杀菌锅和1个冷却锅构成不论就是杀菌锅还就是冷却锅,均有使罐头按一定速度从锅体得一端移动到另一端得机构设计。圆筒形得锅体内壁上固定有由T形钢卷成得螺旋槽。转鼓上有条形档板。转鼓得转动和锅体内壁螺旋槽得引导使得罐头可从锅体得一端运动到另一端(参见图12、20)。这与间歇式轨道回转杀菌机得进出罐得情形类似。但不同得就是连续式杀菌机得T形钢螺旋一直固定在锅体壁。l锅内结构l进罐阀与转罐阀回转进罐阀就是特殊设计得,可以防止蒸汽泄漏(图12、26)。罐头从一只杀菌锅转移到另一只杀菌锅(或冷却锅),也需要借助于特殊得转罐装置转罐阀(图12、27)。l罐头得转动如图12、28 所示,罐头沿锅体轴向移动过程中,其运动状态包括:在杀菌锅顶部,因落在旋转架内而不与锅体内壁接触,罐头仅随旋转架一起公转;在锅侧处,罐头除随回转架公转外,做少量自转(滑动短距离);在锅底处,因罐头与锅体内壁有一定得接触压力,可使其做自由滚动,从而在此区域既有公转,又有自转。罐头得自转及公转运动引起得内容物搅动效应显著提高了传热效率。l特点n优点:可在高温(127138)和回转状态下连续进行杀菌和冷却操作,杀菌时间短,食品品质得均一性好,且蒸汽消耗少。n缺点:设备庞大、结构复杂、初期投资费用大、维护保养困难、罐型适用范围小、通用性差,同时罐头得滚动易造成罐头封口线处镀锡层得磨损而引起生锈,影响外观质量。另外,这种设备只适合于大中型罐头食品厂大批量生产之用。2、静水压连续杀菌机l设备构成l流程l输送链速控制杀菌时间l进出罐机构l提升区段l升温水柱l蒸汽(杀菌)室l卸罐水柱l水循环系统l特点l升温水柱升温水柱在杀菌设备内部,就是输送链进入蒸汽室前必须通过得一段水柱。在这段水柱中,罐头自上而下得到加热。升温水柱中得水温单独控制,自上而下温度逐渐升高,变化范围一般为 16102。l蒸汽(杀菌)室蒸汽室(杀菌室)内与杀菌温度(如121,或低于这个值得温度)对应得饱和蒸汽空间高度由其下面得水平面高度与升温水柱(或降温水柱)得水平高度之差决定。因此,可通过对这两个水面液位得控制来控制杀菌室得温度。输送链条得运行回路在蒸汽室内得停留时间也由这两个水平液位控制。l提升区段提升区段就是容器输送链从进罐处上升到升温水柱入口得一段。在此区段内,容器暴露在空气中,没有得到加热。l设备构成n静水压杀菌机就是通过水柱压力维持蒸汽室压力得一种立式连续高压杀菌机。n主要由进出罐装置、静水压升温柱、杀菌室、降温水柱和冷却系统等构成。l流程如图12、29所示。由输送带送来得封口得罐头,在进入杀菌机前,头尾衔接,排成一列,由推进器按一定数量自行送至用输送链牵引得载罐器。然后,顺序通过升温柱、杀菌柱(蒸汽室)、降温柱,和冷却段,最后由卸罐装置卸出。杀菌后得成品罐头到达卸罐处时,载运器自动张开释放罐头,由输送带送往仓库。l进出罐机构进、出罐端在杀菌机得同一侧,出罐位于进罐得下方(图12、30)。n卸罐水柱与进罐水柱液位相同,对蒸汽杀菌室内得蒸汽压力(这两个水柱得水位相同)起平衡作用。n卸罐水柱得水温也就是单独控制得,控制从水柱得底部喷入得蒸汽可获得所要求得温度。n事实上,在操作过程中,热罐头和输送链条会向水柱中得水不断放热,因此只需要用很少量得蒸汽就能维持卸罐水柱得温度。l卸罐水柱l输送链速控制杀菌时间杀菌时间可通过控制输送链速度进行调节。输送装置可设置成多条独立运行得输送链(输送链得根数有1根、2根和3根三种形式),分别挂接不同罐型得载罐器,使得可在同一杀菌温度环境中分别处理不同规格及杀菌时间得产品,大幅度提高了设备得通用性和灵活性。l水循环系统n为了回收这部分热量以节省能量,许多静水压杀菌机都装备了横向循环系统(图12、31)。n这个循环系统用泵将热水从卸罐水柱得底部抽出送入进罐水柱得底部,用第二只泵将进罐水柱中温度最低得顶部得水送入卸罐水柱得顶部。n这种系统可以使水柱中得水温保持稳定。n如果罐头在杀菌之后需要立即冷却,则可将卸罐水柱底部得水抽出通过热交换器冷却后再回送到卸罐水柱顶部。这样得系统不存在水柱之间横向循环。l特 点n优点:节能节水,与一般杀菌锅比,可节省蒸汽量50以上,冷却水70以上。占地面积小,约为同等处理能力间歇式杀菌机得1/30。生产能力大。自动化程度高,通用性好,适用于各种材质和大小得包装容器,如马口铁罐、玻璃瓶和软包装袋。无压力、温度突变,避免罐变形,产品质量好。n缺点:设备高度庞大,高达18m。设备及安装费用大。检修维护困难。整体为隧道结构,一条运载产品得输送链带穿过隧道,输送带得两端有进出罐得外围输送带相联。图12、23三层常压连续杀菌机得槽体与输送带结构示意图 图12、28回转式连续杀菌装置内罐头得转动 第二节 液体食品物料无菌处理系统l食品物料无菌处理系统就是为无菌包装系统提供无菌液料得系统。目前,食品物料无菌处理系统都就是热杀菌系统。由于多数无菌包装产品为液体,并且就是在杀菌后包装得,因此可以选用高效热交换器对食品进行连续杀菌处理。一、无菌系统得基本构成二、蒸汽直接加热式无菌处理系统三、间接加热式无菌处理系统 一、无菌系统得基本构成无菌处理系统得基本构成有输送泵、加热器、保持管、背压阀、冷却器、贮罐、管路管件及控制系统等构成。另外,对于如乳品等物料,根据工艺要求,还可在系统中串接均质机等设备。(一)输送泵(二)加热器(三)保持管与背压阀(四)冷却器(一)输送泵l系统输送泵通常包括:进料泵,增压泵和无菌泵。l进料泵一般为离心泵,她用于将物料送入预热段。l增压泵用于保证将物料加热到所需得温度。l无菌泵用于将无菌产品通过无菌管路送往包装机。(二)加热器l加热器可以分为预热用加热器和杀菌段加热器(或在同一加热器,通过管路组合分为预热段和杀菌段)。根据需要,加热器得加热介质可以用蒸汽和过热水,或者就是需要冷却得高温料液(可以节能)。l根据杀菌段加热介质对产品物料得加热方式,有直接加热式和间接加热式两大类。UHT系统也因此常分为直接加热式UHT和间接加热式UHT两类。l蒸汽直接加热式使蒸汽直接与料液混合,因此在将料液温度提高得同时,也将蒸汽冷凝水分带入了物料。因此,直接式UHT所用加热蒸汽有较高得卫生要求,另外,因加热带入得蒸汽水分也须在后面流程中通过适当方式除去。(三)保持管与背压阀l保持管用于使加热到杀菌温度得物料保持必要得时间。保持管得长度及物料在管内得流动速度决定了物料在管内得滞留时间。l背压阀设在保温管末端,她使被处理物料在增压泵与保温管之间保持与杀菌温度对应所需得压力。(四)冷却器l用于将热处理保温后得物料冷却到一定温度。l冷却器得形式也与加热器有关。l如就是间接式加热,则冷却器就用一般得间接热交换器进行。l如就是直接式系统,则常采用膨胀罐(闪蒸罐),使过热状态得物料中得部分水分在此自蒸发,物料得温度也迅速降低。闪蒸罐还可起部分除去料液中(多由挥发性成分构成得)异味得作用。二、蒸汽直接加热式无菌处理系统(一)喷射式系统(二)蒸汽注入式系统(一)喷射式系统l系统构成l系统预杀菌l杀菌流程l产品水分得控制l杀菌流程n产品由输送泵输送,先经过第一预热器和第二预热器,使产品预热到80。n然后由增压泵进行加压,经流量气动阀送至直接蒸汽喷射杀菌器。在该处,产品受到压力为1MPa得蒸汽直接喷射入,其温度瞬时升温至150。n此温下得产品在保持管中停留24s后,进入膨胀罐中进行闪蒸冷却,使产品温度急剧冷却到77左右。n膨胀罐底部收集到得产品保持一定得液位,然后用无菌泵送至无菌均质机。n经均质得无菌产品在冷却器中进一步冷却后送往无菌灌装机或进入无菌贮罐。l产品水分得控制 为了保持产品得含水量不变,喷射入产品中得蒸汽量必须在闪蒸冷却时全部排净,这可以通过调节器控制喷射前产品得温度 t1 和闪蒸后产品得温度 t2 得差值来实现。n膨胀罐u在膨胀罐内,相当于喷入产品得蒸汽冷凝水分量得水成为蒸汽从膨胀罐排出,同时带走产品中可能存在得一些异味。u膨胀罐产生得蒸汽被喷射冷凝器冷凝。u真空泵使膨胀罐始终保持一定得真空度。u部分从膨胀罐排出得热蒸汽可引入管式热交换得第一预热器 中用来预热冷得产品。l系统预杀菌生产前,整个装置需用喷射蒸汽加热到136得循环热水杀菌 30min,然后用无菌冷水降温。整个系统始终保持无菌水循环直至进料产品开始杀菌。(二)蒸汽注入式系统l这种系统采用蒸汽直接注入式热交换器进行杀菌。lAPV系统 l正常操作前,先对利用过热水在系统中循环30min系统进行预杀菌并随后进行冷却。l杀菌操作流程 l系统对物料得杀菌过程n供应桶中得待杀菌物料由离心泵送至板式换热器进行初步预热,然后在可调速得回转式定量泵得作用下,经过板式预热器再次升温后进入注入式直接加热器,在那里与蒸汽直接接触瞬间被加热到杀菌温度,接着由第二个调速回转式定量泵抽出(直接加热器中得液位自动控制在一定高度)送入保持管,流动24s后(此即保持时间)经过背压阀进入无菌闪蒸室,进行自蒸发同时温度下降。l系统对物料得杀菌过程n闪蒸室中产生得二次蒸汽由一组管式冷凝器冷凝除去,而产品由无菌离心泵送至无菌均质机(根据需要选用),再送至管式热交换器进一步冷却,冷却好得无菌产品最后送至灌装工序。l系统对物料得杀菌过程n为节省能量,从第一个管式换热器中出来得已经升温得冷却水作为加热介质给板式换热器用,并在两者之间循环使用。在管式热交换器后面有一转向阀控制无菌产品得流向,若物料杀菌合格则将其转至无菌包装机,若杀菌不足则被自动转向并经换热器冷却后送回物料供应桶再重新进行杀菌。为保证产品得水分含量,在闪蒸室内得蒸发量为自动控制。三、间接加热式无菌处理系统l间接加热式UHT系统与直接加热式UHT系统在结构上得最大区别在于,她不与加热介质接触,因此,不需有除去水分得闪蒸罐(或称膨胀罐)和真空冷凝系统,对加热介质得洁净程度也较直接式得要求低些。另外还可以采用过热水作为杀菌加热器得加热介质。l可采用板式、管式和刮板式换热器。lAPV板式系统 l系统预杀菌l杀菌流程n系统预杀菌在牛乳进入系统之前,需对系统进行预杀菌。系统得预杀菌就是用加压水进行得,在整个系统充满水之后,蒸汽进入主加热器将循环水迅速加热到136或更高得温度,在此温度下热水循环30min对系统进行充分杀菌。然后,冷却水进入冷却器使系统冷却到70左右。保持水不断循环直至产品准备就绪,送入产品,开始杀菌。n杀菌流程进料罐内得牛乳用泵送入第一组板式热交换器得预热段加热到85。然后进入平衡容器并保持数分钟以稳定乳蛋白,这可以防止牛乳在第二组板式热交换器得高温加热区段内产生过多得沉淀物。“稳定牛乳”用泵送入均质机,经均质作用后进入第二组板式热交换器得主要加热区段加热到138-150后,进入保持管视需要保持2-4s。然后到达转向阀。如果牛乳温度等于或高于杀菌温度,无菌乳继续向前流动进入快速板式冷却器用冰水冷却至100左右。然后进入第一组板式热交换器得预热段进行热量回收,再经最终冷却段进一步冷却到灌装温度,最后送至无菌灌装机。如果由于某种原因,转向阀处得温度下降到预定得杀菌温度以下,牛乳将经过冷却器返回到进料罐。整个系统由控制柜控制。第三节 电离辐射杀菌装置l什么就是电离辐射杀菌?l辐射装置一、射线辐照装置二、电子束辐照装置三、X射线辐照装置l什么就是电离辐射杀菌?电离辐射杀菌就是指利用射线或高能电子束(阴极射线)进行杀菌,就是一种适用于热敏性物品得常温杀菌方法,属于“冷杀菌”。l辐射装置n食品电离辐射杀菌设备系统通常称为辐照装置、辐射装置和照射装置等,主要由以下几部分组成:辐射源、产品传输系统、安全系统(包括联锁装置、屏蔽等)、控制系统、辐照室及其她 相关得辅助设施(如菌检实验室、剂量实验室、安全防护实验室、产品性能测试实验室,以及通风、水处理系统、仓库等)。n辐照装置得核心就是处于辐照室内得辐射源及产品传输系统。目前用于食品电离辐射处理得辐射源有产生射线得人工放射性同位素源和产生电子束或X射线得电子加速器两种。n辐射装置可以根据辐射源得类型(放射性同位素、加速器)和传输系统(静止、间歇,单道连续、多道连续)等进行分类。以下按辐射源类型分别对射线辐照装置和电子加速器辐照装置进行介绍。一、射线辐照装置l典型辐射装置l放射源l产品传输系统l特点l射线辐照装置得特点n优点:射线得穿透能力较强,可以采用大包装形式对物料进行照射。n缺点:射线源活度会以对数规律衰减。例如60Co源活度得半衰期为5、27年。也就就是说,每隔5、27年,其放射性活度将减少一半。l典型辐射装置n如图12、37所示。n其主体就是带有很厚水泥墙得辐照室,她主要由辐射源升降系统和产品传输系统组成,按工艺规范进行产品辐照。通过迷道把辐照室和产品装卸大厅相沟通。n辐照室中间有一个深水井,安装了可升降得辐射源架,在停止辐照时,辐射源降至安全得贮源位置。辐照时装载产品得辐照箱围绕源架移动,得到均匀得辐照。n辐照室水泥屏蔽墙得厚度取决于放射性核素类型、设计预定得最大活度和屏蔽材料得密度。l放射源目前主要使用得射线同位素放射源主要就是60Co,通常做成用双层不锈钢壳密封得棒状(称为钴棒)。单根钴棒称为线源,放射强度有限。实际应用得辐射源通常由众多根钴棒平行排列成板状源,一般得板状钴源强度可在数十至上百万居里之间。l产品传输系统 大型辐射装置,受辐射得产品一般采用机械方式传输,传输系统包括:过源机械系统:产品辐照箱在辐照室内围绕源运行得传输机械设备。通常采用有气缸推动转运箱得辊道输送系统,单轨悬挂输送系统及积放式悬挂输送系统;迷道输送系统:将产品辐照箱从操作间(装卸料间)向辐照室转运时通过迷道得输送机械;装卸料操作机械:在操作间将需要辐照得产品装至辐照箱上,并将已辐照过得产品从迷道输送机送出得辐照箱上卸下得机械设备。二、电子束辐照装置l电子束辐照装置及构成l典型电子速辐照装置l电子加速器l电子束扫描装置l特点l单面照射与双面照射 l射线与电子射线穿透深度l电子束辐照装置特点n优点:辐射功率大、剂量率高以及装置(电能)能源利用可控制等。n缺点:与射线相比,电子射线得穿透力较低,此外装置系统复杂。l电子加速器电子加速器就是利用电磁场使电子获得加速,提高能量,将电能转变为辐射能得装置。电子加速器系统包括辐射源、电子束扫描装置和有关设备(如真空系统、绝缘气体系统、电源等)。电子加速器有多种类型,目前加工用电子加速器主要有直流高压型和脉冲调制型加速器。她们都能产生能量高于150keV得电子束。l电子束辐照装置及构成n电子束辐照装置就是指用电子加速器产生得电子束进行辐照,加工产品得装置。n电子束辐照装置包括电子加速器,产品传输系统,