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1、第六章 热处理机械与设备,内蒙古农业大学 食品科学学院 陈忠军 副教授,目的：,使食品更加鲜嫩可口灭活食品中部分微生物灭活食品原料的多种酶类灭活微生物产生的毒素,延长保质期,热处理方式的选择,选择安全的热加工保藏方法，需考虑：（1）杀死所处理食品中最耐热的病原体和腐败菌所需的时间和温度。 （2）所处理食品的热传递特征。对包装食品来说，还需了解包装材料的传热特点。,第一节 热交换设备,列管式换热设备 夹套式换热设备 蛇管换热设备 喷淋式换热设备 片式换热设备,这种管式杀菌器由多种管状组件构成，这些组件以串联和并联的方式组成一个能换热的系统。,（一）列管式换热器,这是等待出厂的列管换热器产品,列管
2、换热器清扫,这是工人正在用高压热水，清洗管束外壁的污垢。可以清楚看到折流板。,1、卧式多程换热器,2、螺旋管式换热器,结构： 由壳体、螺旋管、蒸汽管、调节器和输料泵等组成。 螺旋管制成扁形，并缠绕在壳体内的中心圆柱上。 工作过程： 液料通过泵由液料口进人螺旋管内，自下向上流动，从出料管排出，装人瓶或罐内。 蒸汽自上方输人壳内与螺旋管之间，对管内的料液加热。 用途： 主要用于果汁的巴氏短时杀菌，杀菌温度8895C，杀菌时间为2060s。 特点： 结构简单，操作方便，容易清洗，能连续生产。,3、套管式换热器,工作过程： 料液进人套管8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
3、最后通过出料三通旋塞15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。特点： 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。,（二）夹套式加热设备,（三）蛇管换热器,（四）喷淋式换热器,（五） 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
4、冷却；,板式换热器,片式换热器结构示意图 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,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,1、主 要 构 件,b、 传热板,(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。,特点： 同一种流体的进出口
5、在设备的同一侧,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。片间流动的总方向是对角线方向。,需要有两种冲模压制,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35004000W/(m2 ) （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47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）便于清洗、操作安
6、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。 （6）连续作业，可配置自动控制装置。 （7）若加热温度过高，可使垫圈老化，或垫圈从换热板上脱落。 （8）因安装不当或垫圈变形断裂，使流体漏泄。,3、流程,第二节 熟化设备 A 预煮设备,不经过高温热处理的蔬菜在加工和贮藏（即使是冷冻）之前，必须加热至足以使物料中酶失活的温度，这种以失活酶为目的的热加工被称为预煮。,预煮的目的：,破坏原料中的多酚氧化酶，保持颜色； 排除气体; 破坏原生质，提高出汁率; 杀灭部分微生物; 加快干燥速度等。,预煮的设备分类,一、夹层锅,又名二层锅，是罐头食品调味煮汁的主要设备，常用来热烫、预煮各种
7、原辅材料。设备结构简单，使用方便。,二、链带式连续预煮机,1进料斗； 2盖； 3刮板； 4蒸汽管； 5卸料斗； 6压轮； 7钢槽； 8链带； 9排污口； 10溢流口； 11传动系统,蒸气吹泡管上的小孔分布原则,小孔的分布不均匀 靠近进料口多些而靠近出口处少些。这样可使刚进预煮机的温度低的物料迅速升高到预煮温度。小孔应以两侧多些，朝上少些。不使蒸汽直接冲击物料；还可加快槽内水的循环，使槽内水温比较一致。,三、螺旋式连续预煮机,1排气口； 2螺旋轴； 3铰带； 4机壳； 5螺旋叶片； 6筛网圆筒； 7进料口； 8重锤： 9进水管； 10蒸汽进管； 11溢流管； 12排水口,卸料机构必须保证水位不变
8、的情况下把物料连续从预煮机排出，这种卸料机构称出出料转斗。转斗上装有斗板，斗板数有6个或12个，以12个为佳。斗板多些时卸料就可均匀。,B 油炸设备,在食品加工业中，经常采用油炸方式来加工一些以米粉和坚果为原料的食品。 用油炸工艺生产的食品品种有果制品（如炸马铃薯片、炸香蕉片等）、油炸坚果、炸面包圈、膨化快餐食品、冷藏方便食品（如炸鱼、鸡、肉和休闲风味食品）等,油炸的方法,浅层油炸和深层油炸常压深层油炸和真空深层油炸纯油油炸和水油混合式油炸。,传统方法(1) 油炸过程中全部油处于高温状态，油温在100以上，有时甚至达到230以上的高温。油很快氧化变质，粘度升高。(2) 积存在设备底的食物残渣，
9、随着油使用时间的而增多，反复被炸成碳屑，特别是在炸制腌肉类的食品时，还会生成一种亚硝基吡啶、烷的致癌物质。(3) 高温下长时间反复煎炸食品的油会生成有毒性的油脂聚合物环状单聚体、二聚体及多聚体。会导致人体的神经麻痹、胃肿瘤，甚至死亡。(4) 高温处理食品，降低食品的营养价值。,1箱体；2操作系统；3锅盖；4炸笼；5滤网；6冷却循环气筒；7排油烟管；8控温仪；9油位计；10油炸锅；11电器控制系统；12排油阀；13冷却装置；14蒸煮锅；15排油烟孔；16加热器；17排污阀；18脱排油烟装置,在同一敞口容器内加入油和水，相对密度小的油占据容器的上半部分，相对密度大的水则占据容器的下半部分，在油层中
10、部水平安装电热管加热。,一、间歇式水油混合式油炸设备,特点：油炸时食品的残渣则沉入底部的水中，脱离高温区而进入低温区，缓解了油变得混浊的问题。 因为沉入下半部的食物残渣可以过滤除去，且下层油温比上层油温低，因而油的氧化程度也可得到一定程度的缓解。,二、连续深层油炸设备 。,食物生坯输送带 潜油网带(强迫炸坯潜入油内，表面色泽均匀，成熟度均匀)。与输送带速度一致，同步协助生坯前进。 机体内装有油槽和油槽加热装置（电加热和煤气加热）。,三、真空低温油炸 真空低温油炸是利用在减压条件下，食品中水分沸点降低，可在短时间内快速脱水的原理实现在低温条件下对食品进行油炸的工艺。 1、 特点 1、低温使对一些
11、含糖量高的食物的炸制成为可能。油 温低，美拉德反应速度降低，保持食品原来的良好 色泽。 2水分蒸发快，干燥时间短。真空使产品的脱水速 度快，对于含水量大的食物的干燥比较合适。 3、对食品具有膨化效果，提高产品的复水性。在减 压状态下，果蔬细胞间隙中的水分急剧汽化，水蒸 气冲出，产品膨化、蓬松。因而具有良好的复水 性能。 4油脂的劣化速度慢。 真空低温泊炸的油温低，且 处于缺氧或少氧的状态，因此油脂的劣化反应速度 减慢。油可反复多次使用，这样就可有效地降低耗 油量。 2、真空低温油炸设备 （1）间歇式真空低温油炸设备 （2）连续式真空低温油炸设备 第三节 杀菌装置 杀灭和抑制食品中微生物的主要方
12、法有热、冷、辐射、盐渍、干燥、烟熏等。为更好地保全食品质量，通常采用加热杀菌的办法。 食品工业中，加热杀菌方法分为湿热杀菌法和干热杀菌法。 湿热杀菌是利用热水和蒸汽直接加热以达到杀菌目的，这是一种最常用的杀菌方法； 干热杀菌是利用热风、红外线、微波等加热以达到杀菌目的。 杀菌机械发展趋势 发展电磁波物理杀菌 发展超高温瞬时灭菌 采取先进的杀菌方法加速杀菌 机械发展 采取机电一体化 根据压力 常压式杀菌设备的杀菌温度在100以下，用于pH4.5的酸性食品杀菌。 加压杀菌设备在密闭的容器内进行，杀菌时通入压缩空气，杀菌设备内压力大于0.1MPa，杀菌温度通常在120左右，多用于肉类罐头的杀菌。 根
13、据生产连续性 间歇式用于多品种、小批量生产，中小型罐头厂常用。 连续式多用于品种少、批量较大的杀菌。 根据杀菌设备所需热源 分为蒸汽直接加热杀菌、热水加热杀菌、火焰连续杀菌和辐射杀菌等。我国罐头厂绝大多数是用热水加热杀菌。,一、间歇式杀菌设备,（1）立式杀菌锅 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，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。,适用：常压、加压杀菌,1蒸汽管 2薄膜阀 3进水管 4进水缓冲板 5蒸汽喷管 5杀菌篮支架 6排
14、水管 7溢水管 8保险阀 9排气管 10减压阀 11压缩空气管 12安全阀 13泄气阀 14调节阀 15空气减压 16 过滤器 17压力表 18温度计,结构特点：热介质为蒸汽，由底部吹入。 蒸汽小孔开在分布管两侧或底部，避免直接吹向罐头。 杀菌篮与罐头一起由电葫芦调进调出。冷却水由上方盘管的小孔喷淋，此处小孔也不能直对着罐头。 为提高杀菌能力，可放置上下杀菌篮。,卧式杀菌锅主体为一平卧的圆柱形简体，锅内底部铺设有两平行轨道，盛装罐头的杀菌车沿轨道推进和推出，用于装卸物料。卧式的容量一般比立式大得多，适应于大中型工厂使用。,（2）卧式杀菌锅,适用常压杀菌,特 点, 多用于生产肉类、蔬菜罐头的杀菌
15、，生产能力较立式大。 安装于地面高度下方，有两条轨道与地面相平，有利于包装件的输入、输出。 蒸汽管布置于轨道下方。 为有利于杀菌锅排水，设有地槽。 锅内存在空气使温度分布不均匀，这样会影响产品的杀菌效果和质量。为避免空气造成的温度分布不均匀，通过排气阀一方面排放蒸汽，一方面增加蒸汽，以增加蒸汽的流动，达到锅内温度均匀，这样会引起环境湿热和噪声。,（3）回转式杀菌锅,缩短杀菌时间,提高杀菌温度,提高加热介质的传热效率,回转式,贮水锅,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。传动过
16、程：传动装置回转体转动杀菌篮转动罐头转动，且始终处于热水中,A. 杀菌程序,(a)制备过热水：加热贮水锅中的水，升温速度为46min。一般应比杀菌温度高520。 (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590s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。 (d)杀菌：杀菌锅水温保持所没定的杀菌温度。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，压力应有规律地递减。 (8)排水：冷却过程完成后，循环泵和冷水泵停止运转，排水。 (h)启锅：拉出杀菌篮，全过程结束。,
