【2017年整理】杀菌机械设备

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1、食品杀菌机械与设备的应用发展摘要：主要介绍常用杀菌设备的工作原理、典型结构及应用，以及目前的食品杀菌机械设备的应用情况，同时分析杀菌设备在今后的发展方向与应用前景。关键词：食品 杀菌设备 方法应用 发展前景食品的杀菌一般是指商业杀菌，商业杀菌就是一般又简称为杀菌，是一种较强烈的热处理形式，通常是将食品加热到较高的温度并维持一定的时间以达到杀死所有致病菌、腐败菌和绝大部分微生物，一般也能钝化酶，使杀菌后的食品达到较长的贮期。杀菌的方法通常有化学杀菌和物理杀菌，化学杀菌一般通过过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸等，其操作方便但有化学残留。物理杀菌通常有加热与冷（非热力）杀菌，其无残留但设备成本高、营养与风

2、味损失等。加热杀菌主要有巴氏、HTST、UHT 等，冷杀菌主要有臭氧、微波、紫外线等。一、杀菌设备的分类杀菌的时机通常有两种即：原料加工过程中杀菌，产品包装后杀菌。原料加工过程中杀菌主要包括牛奶、果汁等液体食品，杀菌后进行无菌包装，多用板式、管式设备，时间很短；而产品包装后杀菌主要是罐头等固体或半液体包装的食品，多用杀菌锅或釜式杀菌，时间较长。依温度不同常压杀菌设备（1atm，100以下，适合酸性食品） 、加压杀菌设备（1atm 以上，100以上，适合肉类、果汁等食品）依操作方式不同连续式与间歇式（立式、卧式锅）杀菌设备 依热源不同蒸汽、微波、远红外、欧姆和火焰加热杀菌设备等依结构不同板式、管

3、式、釜式杀菌设备新型设备：超高压、电磁等二、杀菌设备的应用（一）直接加热杀菌设备 此杀菌设备是蒸汽与物料直接混合而快速杀菌的设备。类型主要有蒸汽喷射式（蒸汽喷射到食品中） ；注入式（食品注入到蒸汽中） 。主要通过物料泵、蒸汽（物料）喷嘴、真空罐及各种仪表组成，其速度快，但蒸汽必须脱氧和过滤等。1、蒸汽喷射杀菌装置蒸汽喷射杀菌装置由预热器、蒸汽喷射器、膨胀罐、冷凝器、保温管及泵等组成。工作原理是通过高纯度的蒸汽从 1mm 的小孔以 0.480.5MPa 的压力与物料垂直的方向强制喷射到物料（0.4MPa 左右）中，使物料达到杀菌温度并保持一定的时间。其主要特点：（1） 、加热和冷却速度较快，瞬时

4、加热更容易通过直接加热系统来实现。 （2） 、能加工粘度高的产品，尤其对那些不能通过板式热交换器进行良好加工的产品来说，它不容易形成结垢。但蒸汽压力将限制设备长时间运转。 （3） 、产品灭菌后需要进行无菌均质，由此设备本身的成本和运转成本大大增加。 （4） 、结构复杂，装置大多是非标准型，系统成本是同等处理能力的板式或管式加热系统的两倍。(5)、运转成本高，能量回收的限制性使加热成本增加。但从某种程度上说，该系统连续运转较长时间可适当弥补其高成本的缺陷。尤其对于牛乳来说，间接系统会产生严重的结垢现象，直接加热体系更符合产品的特性和质量要求。2、注入式加热杀菌装置注入式加热杀菌装置是把物料注入热

5、蒸汽中，瞬间加热到杀菌温度，保温一定时间完成杀菌。(二)、板式杀菌设备 板式杀菌设备是属于间接式杀菌设备，关键部件是板式换热器，由许多冲压成型的金属薄板组合而成，食品厂常用的杀菌设备。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。板式杀菌设备主要由冷热流体换热管、支架、密封圈、换热片、中间接管、压板组成，板式换热器的特点：（1） 、传热效率高（2） 、结构紧凑，占地面积小，但传热面积大；（3） 、适应性强，当需改变工艺条件即生产能力时，只需增建板片数即可

6、；（4） 、适宜处理热敏性物料；（5）便于清洗，拆卸方便；（6） 、卫生安全；（7） 、热利用率高，可同时进行加热与冷却；（8） 、连续生产，劳动强度低。(三)、管式杀菌设备 管式杀菌器由多种管状组件构成的间接式杀菌设备，这些组件以串联和并联的方式组成一个能换热的系统，有立式与卧式两种。主要结构有加热管、前后盖、器体、旋塞、高压泵、压力表、安全阀等；工作原理是将物料经泵入管程，蒸汽入壳程加热物料，物料在管程往返数次达到杀菌排出，否则回流入管程重新进行杀菌。其特点：（1） 、加热器可耐高压；（2） 、强烈的湍流，均匀性高；（3） 、密封下操作，减少了二次污染；（4） 、内外热差，应力大，管子易变

7、形。主要应用与果酱、奶油、果汁等高黏度的物料。工作过程首先将料液进人套管进行预热再进人蛇形管内进行高温瞬时灭菌然后返回套管进行冷却最后通过出料三通旋塞输出。经一次灭菌没有达到要求，可使料液回流贮槽，重新送人管内再次灭菌。进料温度 416，出料温度 6065，高温灭菌温度115135高温保持时间为 4s。采用超高温瞬时灭菌，液料的营养和色香味损失很少；灭菌效率高，能利用余热、节能效果好；在完全密闭的条件下操作，符合食品卫生要求；操作方便；占地面积小。（四） 、釜式杀菌设备1、罐头杀菌设备罐头分为普通罐头、 软罐头两种。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

8、菌，保质期在一年以上的包装食品。而普通罐头是传统的用金属或玻璃罐装的食品。 （1）普通罐头杀菌装置根据温度和操作的方法分为两类即常压与高压。常压包括连续式（卧式链带杀菌机、螺旋式连续杀菌机） 、间歇式（立式敞口杀菌锅、浴槽式杀菌器）高压常有连续式（静水压杀菌机、水封式连续杀菌机） 、间歇式（卧式杀菌锅、回旋式杀菌锅） 。结构与工作原理以卧式杀菌锅为例认识其结构，筒体：6-7mm 钢板焊接而成；锅盖、密封圈、轨道、管道、阀门与仪表等。其工作原理是将蒸汽从锅底吹泡孔进入，加热杀菌；或压缩空气反压杀菌，结束后冷水冷却。操作流程为制备过热水、向杀菌锅送水、杀菌锅升温、杀菌、热水回收、冷却、排水和起锅八

9、个工序。其特点为杀菌均匀、时间短、利于质量保持、节省蒸汽；设备复杂、成本高、热冲击大等。（2） 、软罐头杀菌设备软罐头杀菌设备的基本结构与普通罐头杀菌装置基本相同，工作原理及操作流程也很相似，但其具有自身特点，加压空气与蒸汽混合，温度与压力各自控制、叠层架代替杀菌篮、袋内压力不超过袋外压。（五）CIP 装置CIP 在线清洗系统是指设备（罐体、管道、泵、过滤器等）及整个生产线在无需人工拆卸或打开的前提下，在一个预定时间内，将一定温度的清洁液通过密闭的管道对设备内表面进行喷淋循环而达到清洗的目的，特称 CIP 在线清洗系统（Cleaning in place） 。一个稳定的 CIP 在线清洗系统在

10、于优良的设计，包括设备、管道、操作规程、清洗剂配方、有自动控制和监控要求的一整套技术系统等。专业人员根据清洗系统的实际情况，确定合适的清洗程序，包括清洗条件确定，清洗剂选择，回收设计。并对清洗过程中关键参数和条件（如时间、温度、流量、电导率）的记录、打印，做为设备清洗过程的验证。 CIP 在线清洗系统主要有单个或多个清洗液贮罐及管道、分布器、增压泵、回流泵、气动控制阀、酸碱计量泵、板式换热器、温度控制仪、电导率检测仪、液位控制仪、PLC触摸屏及控制柜等部件组成。根据设置程序（程序可调）由 CIP 清洗系统自动配制清洗液，经气动控制阀与增压泵、回流泵来完成清洗液的输送及回流循环清洗、排放、回收整

11、个清洗过程。通过电导率、温度控制仪、酸碱计量泵及 PLC 触摸屏组成的控制系统达到了自动在线清洗。可以对每一道清洗程序时间、流量、电导率进行检测与记录，可打印输出，同时能确保清洗液温度和浓度在相应清洗过程中自动恒定，系统清洗结果由电导率仪自动检测显示，准确无误。CIP 在线清洗系统特点： 安全可靠，提高食品质量； 提高清洗效率，减少劳动强度； 能使生产计划合理化及提高生产能力； 自动化程度高，节省劳动力； 使清洗成本降低，水、清洗剂、及蒸汽的耗量少； 能增加机器部件的使用年限。（六）新型杀菌设备1、欧姆杀菌技术与设备欧姆杀菌是采用通入电流使食品内部产生热量，达到杀菌的目的。采用欧姆加热，则使颗

12、粒的加热速率与液体的加热速率相接近成为可能，并可获得比常规方法更快的颗粒加热速率(约 12/s)，因而可缩短加热时间，得到高品质产品。欧姆加热是利用电极，将5060Hz 的低频交流电流直接导入食品，由食品本身介电性质所产生的热量，而达到直接杀菌的目的。2、超高压杀菌技术与设备食品超高压杀菌，即将食品物料以某种方式包装完好后，放入液体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中，在 1001 000MPa 压力下作用一段时间后，使之达到灭菌要求。其基本原理就是压力对微生物的致死作用，主要是通过破坏细胞膜、抑制酶的活性和影响 DNA 等遗传物质的复制来实现的。超高压杀菌特点：（1） 、采用高压技术对

13、肉类制品进行加工处理，与常规加工方法相比，经高压处理后的肉制品在柔嫩度、风味、色泽及成熟度方面均得到改善，同时也增加了保藏性。 （2） 、保持水产品原有的风味、色泽（3） 、在生产果酱中，采用高压杀菌，不仅使水果中的微生物致死，而且还可简化生产工艺，提高产品品质。3、微波杀菌技术与设备在食品的杀菌上，对于高粘度的液体和固体食品，由于完全不存在热对流现象，传热完全依赖于热的传导方式。因此，食品中心部位的升温速度很慢，而色香味、营养成分和口感等质量指标却因受长时间的加热和受热过度而发生难以避免的变化，致使质量降低。为了解决长时间加热的问题，国外有的国家应用微波高温杀菌装置对高粘度液体食品和软罐头进

14、行杀菌，取得了成功。三、杀菌设备的发展趋势食品灭菌技术的发展与人类健康和生存有着极为密切的关系。人们不断地为研究和制造出性能更完善、更经济实惠、使用更安全方便的灭菌设备作出了巨大的努力，推动了食品杀菌行业的蓬勃发展。杀菌的方法很多，相应的灭菌设备也品种繁多，层出不穷。但是随着生产的要求，以及人们生活水平的提高，对食品的安全性以及营养性要求原来越高，故食品机械也要顺应其发展，食品机械在未来将会朝着这几个方向发展：1.使杀菌设备的工作温度和工作压力能适应高温短时（HTST）杀菌工艺的要求； 2.充分提高杀菌设备的传热效率，提高热能和水的利用率，以节约能源； 3.使一机多用，适用于不同罐型、不同物料、不同品种的杀菌；4.要求杀菌过程实现温度、时间、加热、冷却和反压操作的微机自动控制。随着人们开发出多种多样的灭菌设备，其使用范围越来越广泛，在食品行业一定会焕发出新的生命力，在食品杀菌机械设备事业中发挥更大的作用。