食品殺菌設(shè)備概要

1、2024/3/10,1,第6章 食品殺菌設(shè)備,2024/3/10,2,殺菌，是食品加工的一個重要環(huán)節(jié)。食品殺菌與醫(yī)學(xué)上和生物學(xué)上的殺菌有一定的區(qū)別。食品殺菌有兩種含義：一是要求殺死食品中所污染的致病菌、腐敗菌，破壞食品中的酶而使食品在特定環(huán)境中，如密閉的瓶內(nèi)、罐內(nèi)或其他包裝容器內(nèi)，有一定的保存期；二是要求在殺菌過程中盡可能地保護(hù)食品中營養(yǎng)成分和風(fēng)味。所以，經(jīng)殺菌后的食品屬于商業(yè)無菌。,2024/3/10,3,食品殺菌的方法,食品

2、殺菌的方法有物理殺菌和化學(xué)殺菌兩大類。物理殺菌法見圖7—1?；瘜W(xué)殺菌法是使用過氧化氫、環(huán)氧乙烷、次氯酸鈉等殺菌劑。由于化學(xué)殺菌存在化學(xué)殘留物等影響，當(dāng)代食品殺菌方法趨向于物理殺菌法。,2024/3/10,4,影響消毒劑作用的因素,消毒劑,細(xì)菌,環(huán)境,種類,濃度,作用時間,菌齡,種類,有機(jī)物,溫度,酸堿度,化學(xué)滅菌,2024/3/10,5,選擇適當(dāng)?shù)南緞?,,,,,,,,,,,,低毒,價廉,低破壞,易貯藏,方便,有效,2024/3

3、/10,6,,物理殺菌法分類,2024/3/10,7,濕熱殺菌法,濕熱殺菌方法中，有巴氏殺菌法、高溫短時殺菌法和超高溫瞬時殺菌法之分。所謂巴氏殺菌 (Pasteurization) 是低溫長時間殺菌法，殺菌溫度低于100℃，保溫時間是30min。高溫短時殺菌法（HTST），殺菌溫度一般在100℃以下，如牛奶的HST殺菌溫度為85℃，保持15s以上。超高溫瞬時殺菌法（UHT），殺菌溫度在120℃以上，僅保持幾秒鐘。HTST和UHT殺

4、菌法，不但效率高，而且食品的組織和外觀及營養(yǎng)和風(fēng)味的保存都較其他殺菌方法好。,2024/3/10,8,據(jù)上述的殺菌方法而相應(yīng)發(fā)展起來的飲料殺菌設(shè)備 (Germs killer) 種類較多。物料的形態(tài)分別為：① 流體飲料的殺菌設(shè)備 流體飲料指未經(jīng)包裝的乳品、果汁等物料。有直接式和間接式之分。直接式是以蒸汽直接噴入物料中進(jìn)行殺菌。間接式是用板、管換熱器對飲料進(jìn)行熱交換進(jìn)行殺菌的。,2024/3/10,9,② 罐裝飲料的殺菌設(shè)備

5、,罐裝飲料及瓶裝飲料等有包裝容器的飲料，處理這類物料的殺菌設(shè)備根據(jù)殺菌溫度不同可分為常壓殺菌設(shè)備和加壓殺菌設(shè)備。常壓殺菌設(shè)備的殺菌溫度為100℃以下，用于PH值小于4.5的飲料產(chǎn)品殺菌。加壓殺菌設(shè)備一般在密閉的設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，壓力大于0.1MPa，溫度常用120℃左右。常壓和加壓殺菌設(shè)備在操作上亦可分為間歇式和連續(xù)式。根據(jù)殺菌設(shè)備所用熱源不同又可分為直接蒸汽加熱殺菌設(shè)備、熱水加熱殺菌設(shè)備、火焰連續(xù)殺菌機(jī)等。,2024/3/10,10

6、,③ 電磁波的物理殺菌設(shè)備,該類殺菌設(shè)備是使用微波、遠(yuǎn)紅外線、紫外線等物理輻射進(jìn)行加熱殺菌的，是一種有開發(fā)前途的殺菌設(shè)備。,2024/3/10,11,第一節(jié) 直接加熱殺菌設(shè)備,直接加熱殺菌法是對物料用蒸汽直接加熱殺菌。采用此法的殺菌加熱器有兩種型式，即噴射器和注入器。噴射器是把蒸汽噴射到被殺菌的料液中進(jìn)行殺菌；注入器則把液料注入到熱蒸汽氣氛中進(jìn)行殺菌的。優(yōu)點：加熱時間短，接觸面積大，高溫處理在瞬時進(jìn)行，對熱敏性制品影響小。缺

7、點：蒸汽必須經(jīng)過脫氧和過濾，以除去蒸汽中的凝結(jié)水和不純凈物。,2024/3/10,12,（一）真空瞬時加熱殺菌裝置（VTIS）,VTIS是利用蒸汽直接殺菌的裝置。其裝置由預(yù)熱器、冷卻器、保持管、蒸發(fā)室、蒸汽噴射器及泵等組成。 1、VTIS裝置流程與運行 把物料先從平衡槽1中用泵2送到噴射器3，同時經(jīng)凈化的蒸汽在噴射器3中的出口處與物料混合，其壓力和流量由控制閥4調(diào)節(jié)，混合后并達(dá)到殺菌溫度的物料，在保持管內(nèi)停留數(shù)秒，然后送到真空快速

8、蒸發(fā)器6內(nèi)，在這里把噴射的蒸汽絕熱蒸發(fā)、冷卻及對物料濃縮，調(diào)節(jié)到殺菌前的濃度。,2024/3/10,13,,蒸汽噴射（VTIS）裝置流程,2024/3/10,14,2、裝置的運行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)裝置包括有：① 比重的自動調(diào)節(jié)② 溫度的自動調(diào)節(jié)③ 裝置的清洗和消毒自動化,2024/3/10,15,3、VTIS主要部件,VTIS除管道、板式或管式換熱器、閥等部件外，還有以下主要部件：（1）蒸汽噴射器（2）無菌泵（3）無菌均質(zhì)機(jī),202

9、4/3/10,16,,蒸汽噴射器,2024/3/10,17,（二）注入式瞬時加熱殺菌裝置,把物料注入到過熱蒸汽加熱器中，由蒸汽瞬時加熱到殺菌溫度，完成殺菌過程的裝置。1、拉吉奧爾裝置 (Lagui Iharre) 2、熱真空裝置 (Thermovac system) 3、帕拉萊斯托爾裝置 (Palaristor system) 4、過熱裝置 (Ultratherm system),2024/3/10,18,,拉吉奧爾超高溫裝置

10、1—高壓泵 2—預(yù)熱器 (水汽) 3—預(yù)熱器 (蒸汽) 4—加熱器 5—閃蒸罐 6—無菌泵 7—冷卻器8—真空泵 T1 、T2—調(diào)節(jié)器 V2—閥門,2024/3/10,19,,熱真空裝置1—原料泵 2—預(yù)熱器 (水汽) 3—預(yù)熱器 (蒸汽) 4—加熱器 5—閃蒸罐 6—無菌泵 7、8—冷卻器9—熱汽冷凝器 10—真空泵,2024/3/10,20,,過熱裝置注入式加熱器,2024/3/10,21,第二節(jié) 板式、螺旋板式和刮板式換

11、熱器,一、板式換熱器 (Plate heat exchanger)（一）板式換熱器的結(jié)構(gòu)及特點板式換熱器由許多沖壓成型的金屬薄板組成。在乳品、果汁飲料、清涼飲料以及啤酒、冰淇淋的生產(chǎn)中，廣泛用于高溫短時 (HTST) 和超高溫瞬時（UHT）殺菌。,2024/3/10,22,板式換熱器,2024/3/10,23,2024/3/10,24,,片式熱交換器組合示意圖1-前支架 2-上角孔 3-圓環(huán)橡膠墊圈 4-分界板 5-導(dǎo)桿 6-

12、壓緊板 7-后支架8-壓緊螺釘 9、10、14-連接管 11-板框橡膠墊圈 12-下角孔 13-換熱片,2024/3/10,25,壓板,,中間接管,,支架,,換熱片,,,密封圈,冷熱流體進(jìn)出管,,,板式換熱器的組成,2024/3/10,26,,片式熱交換器流程示意圖,2024/3/10,27,,板式換熱器流程組合,2024/3/10,28,,呈直線方向流動 、 呈對角線方向流動的工作示意圖,2024/3/10,29,2024/3/10

13、,30,（二）板式殺菌裝置及流程,1、 高溫短時 (HTST) 板式殺菌裝置2、 超高溫瞬時 (UHT) 板式殺菌裝置,2024/3/10,31,全自動板式高(超)溫殺菌成套設(shè)備,2024/3/10,32,2024/3/10,33,二、螺旋板式換熱器 (Screw-plate heat exchanger ),螺旋板式殺菌器主要是由兩張平行的鋼板卷制成具有兩個螺旋通道的螺旋體。加上端蓋、接管等構(gòu)成。換熱時，兩介質(zhì)在兩螺旋通道內(nèi)可

14、作逆向流動，即一種介質(zhì)由中心以螺旋式流向周邊，另一種介質(zhì)由周邊以螺旋式流向中心，兩介質(zhì)也可作并流流動和錯流流動。,2024/3/10,34,螺旋板式殺菌器與傳統(tǒng)的列管式殺菌換熱器相比較，其特點是：,傳熱效率高 能有效地利用流體的壓頭損失 有自潔作用，不易污塞 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小 可利用低溫?zé)嵩?，并能精確控制溫度 溫差應(yīng)力小，熱損失小 ，制造簡單，材料利用率高，不用管材,2024/3/10,35,螺旋板式殺菌器的主要缺點,承壓能

15、力受限制 檢修、清洗困難 流體阻力較大,2024/3/10,36,螺旋板式殺菌器的結(jié)構(gòu),根據(jù)通道布置的不同和使用的條件，螺旋板式殺菌器有以下三種基本形式：I型螺旋板式殺菌器Ⅱ型螺旋板式殺菌器 Ⅲ型螺旋板式殺菌器,2024/3/10,37,,I型螺旋板式殺菌器(a) P≤0.6MPa (b) P≤2.5MPa,2024/3/10,38,不可拆式（Ⅰ型）,2024/3/10,39,,Ⅱ型螺旋板式殺菌器 (a) P≤0.6M

16、Pa (b) P≤1.6MPa,2024/3/10,40,,,Ⅲ型螺旋板式殺菌器,2024/3/10,41,可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）,2024/3/10,42,三、刮板式熱交換器 (Scraped surface heat exchanger),刮板式熱交換器的原理是被加熱或冷卻的料液從傳熱面一側(cè)流進(jìn)，由刮板在靠近傳熱面處連續(xù)不斷地運動使料液成薄膜狀流動，亦稱之為刮面式熱交換器。刮板的作用不僅在于提高熱交換器傳熱系數(shù)，而且還可以起乳化，

17、混合等作用，用于處理熱敏性強(qiáng)，粘度高的食品時，既不會發(fā)生表面焦糊，也不用擔(dān)心會受熱過度，國外已廣泛用在帶肉果汁及桔子醬生產(chǎn)上。,2024/3/10,43,,刮板式熱交換器1—料液進(jìn)、出口 2—傳熱媒體（冷、熱）進(jìn)、出口 3—刮板 4—傳熱壁 5—料液通道6—傳熱媒體（冷、熱）通道 7—保溫層 8—轉(zhuǎn)軸,2024/3/10,44,該機(jī)特點,1、能高壓操作；2、能處理固形物混合液；3、高粘度液也能得高傳熱系數(shù) (2093-

18、3373W／m2 ·℃)；4、溫度差大也能運轉(zhuǎn)，不燒焦。 用途：高粘度物質(zhì)的冷卻、加熱、殺菌、抖動、凍結(jié)、換氣、焦化、混合、乳化、結(jié)晶化等。,2024/3/10,45,第三節(jié) 管式殺菌機(jī)和套管式超高溫瞬時滅菌機(jī),一、管式殺菌機(jī) (Pipe heat exchanger)管式殺菌機(jī)為間接加熱殺菌設(shè)備，是列管式熱交換器在食品工業(yè)中的應(yīng)用之一。管式殺菌機(jī)有立式與臥式兩種，食品工業(yè)中多用臥式。結(jié)構(gòu)與工作原理工作過程為

19、：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)流動的物料加熱，物料在管內(nèi)往返數(shù)次后達(dá)到殺菌所需的溫度和保持時間后成產(chǎn)品排出；若達(dá)不到要求，則由回流管回流重新進(jìn)行殺菌的操作。,2024/3/10,46,2024/3/10,47,特點,（1）加熱器由無縫不銹鋼環(huán)形管制造。沒有密封圈和“死角”，因而可以承受較高的壓力。（2）在較高的壓力下可產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流，保證了制品的均勻性和具有較長的運行周期。 （3）在密封的情況下操作，可

20、以減少殺菌產(chǎn)品受污染的可能性。（4）其缺點為換熱器內(nèi)管內(nèi)外溫度不同，以致管束與殼體的熱膨脹程度有差別，所產(chǎn)生的應(yīng)力使管子易彎曲變形。 管式殺菌機(jī)適用于高粘度液體的殺菌，如蕃茄醬、果汁、咖啡飲料、人造奶油、冰淇淋的殺菌。,2024/3/10,48,二、套管式超高溫瞬時滅菌機(jī) (Thimble-UHT),用途與特點 用于鮮乳的殺菌，也適用于果汁、飲料等流體。 (1) 采用超高溫瞬時加熱，對食品的色香味影響小，殺菌效

21、率高； (2) 能充分利用余熱，節(jié)能效果顯著； (3) 全部采用不銹鋼管材，在完全密閉的條件下操作，符合食品衛(wèi)生要求，配有自動化操作控制裝置，對產(chǎn)品質(zhì)量有保證； (4) 操作方便，占地面積小，可配用就地清洗裝置。,2024/3/10,49,超高溫瞬時滅菌機(jī),2024/3/10,50,,超高溫瞬時殺菌機(jī)的安裝尺寸1—電氣箱 2—滅菌機(jī)主體 3—離心泵 4—節(jié)流閥 5—回流桶 6—

22、電動蒸汽閥,2024/3/10,51,,超高溫殺菌機(jī)的流程圖1-供料泵 2-雙套盤管 3-加熱器 4-背壓閥 5-出料三通旋塞 6-貯槽 7-進(jìn)料三通旋塞 8-溫度自動記錄儀9-電動調(diào)節(jié)閥 10-中間泵 11-蒸汽閥 12-冷水閥 13-進(jìn)水閥 14-三通旋塞 15-支閥 16-總閥,2024/3/10,52,全自動套管式超高溫滅菌脫氣機(jī)組,2024/3/10,53,管式超高溫流程,2

23、024/3/10,54,臥式殺菌鍋,其容量一般比立式的大，同時可不必用電動葫蘆。但一般不適用于常壓殺菌，只能作高壓殺菌用。,2024/3/10,55,,臥式殺菌鍋裝置圖1-水泵 2-水箱 3-溢流管 4-、7、13-放氣管 5-安全閥 6-進(jìn)水管 8-進(jìn)氣管 9-壓縮空氣進(jìn)氣管 10-溫度計錄儀 11-溫度計 12-壓力表 14-鍋門 15-排水管 16-薄膜閥門 17-鍋體,2024/3/10,56,熱水回轉(zhuǎn)式殺菌釜1,2024/

24、3/10,57,熱水回轉(zhuǎn)式殺菌釜 2,2024/3/10,58,熱水回轉(zhuǎn)式殺菌裝置 3,2024/3/10,59,熱水回轉(zhuǎn)式殺菌裝置4,2024/3/10,60,采用波浪狀熱水噴淋、均一性加熱、多階段升溫、多階段加熱殺菌和兩階段冷卻，對包裝的食品在短時間內(nèi)完成調(diào)味、殺菌和冷卻的節(jié)能型殺菌方式。殺菌釜的兩側(cè)設(shè)置有眾多噴嘴，波浪狀熱水噴入殺菌托盤與托盤之間的縫隙，在維持其周圍溫度的同時，被殺菌物直接接受熱水噴淋，食品的中心溫度誤差極少。

25、與傳統(tǒng)的高溫高壓殺菌鍋相比，溫度控制的精度高，品溫的升溫速度和冷卻速度快。,2024/3/10,61,多階段升溫和多階段殺菌方式使用最小限度的熱量，與傳統(tǒng)高溫高壓殺菌方式相比，食品的風(fēng)味、口感和色澤不變.此外，不產(chǎn)生蒸餾異味和糊味。熱水回轉(zhuǎn)式殺菌裝置系列設(shè)備可用于各種罐頭、玻璃瓶裝、塑料瓶裝、易拉罐裝、蒸煮袋裝的多種飲料與食品，如魚類罐頭、肉類罐頭、八寶粥、火腿腸、牛奶、果蔬罐頭、米飯、肉醬等。,2024/3/10,62,連續(xù)式噴淋

26、殺菌機(jī),2024/3/10,63,第四節(jié) 微波殺菌裝置,（一）微波殺菌的原理微波是指頻率比高頻還要高的電波，能以光速向前直進(jìn)，當(dāng)遇到物體阻擋就引起反射、穿透、吸收等現(xiàn)象。微波在金屬表面引起反射；在介質(zhì)損失較小的物質(zhì) (塑料、玻璃、陶瓷等)中能穿透；碰到食品之類介質(zhì)損耗較大的物質(zhì)，則吸收后使其分子引起摩擦，把電波能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽姴◤?qiáng)度則急劇下降。因此，用塑料薄膜、紙張等包裝的食品，由于微波能穿透過去被內(nèi)容物吸收，將電能轉(zhuǎn)化為熱能而

27、得到加熱。這種加熱是迅速而均勻的。同時，存在于食品中的微生物菌體同樣也會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。另外，微波的非熱效果 (本身對生理的作用) 也能對發(fā)育的霉菌孢子進(jìn)行殺滅。,2024/3/10,64,（二）高粘度液體食品的管式微波高溫殺菌裝置,在殺菌工藝上，殺菌溫度可定為140℃，殺菌時間可在數(shù)十秒鐘至數(shù)分鐘之間選定，殺菌溫度誤差為土2℃以內(nèi)，不會產(chǎn)生焦糊現(xiàn)象。在使用范圍內(nèi)，適用于

28、多品種、小批量的食品生產(chǎn)。 在使用范圍上，可處理的物料有如下幾類：① 醬料：番茄醬、調(diào)味汁類、果醬、餡、豆醬、糊膏類等。② 調(diào)制食品：咖喱、燉燜食品、湯類、嬰兒食品、豆腐渣等。③ 飲料：咖啡、紅茶、甜酒等。④ 甜食：布丁、果凍、鮮奶油等。⑤ 其他：各種液體醫(yī)藥、化妝品等。,2024/3/10,65,,管式微波高溫殺菌裝置結(jié)構(gòu)1—料斗 2—定量泵 3—攪拌器 4—微波照射部 5—測定溫度部 6—保溫管 7—冷卻管 8—調(diào)壓

29、部,2024/3/10,66,微波酒醋老熟、液體殺菌設(shè)備,2024/3/10,67,（三）固體食品的微波高溫殺菌裝置,這里所指的固體食品是指已裝入包裝容器的食品，微波殺菌用的容器只能使用玻璃、塑料薄膜等類型的容器。 一般分兩個階段進(jìn)行加熱。預(yù)熱充分排氣后密封升溫，進(jìn)高溫殺菌,2024/3/10,68,,固體食品的微波高溫殺菌裝置,2024/3/10,69,固體殺菌微波設(shè)備1,2024/3/10,70,固體殺菌微波設(shè)備2,2024/

30、3/10,71,第五節(jié) 食品超高壓殺菌裝置,一、定義和特點,1、定義：是指將軟包裝或散裝的食品放入密封的、高強(qiáng)度的施加壓力容器中，常以水或礦物油等流體作為傳遞壓力的介質(zhì)，在高靜壓（一般在100MPa壓力以上）條件下處理一定時間，以達(dá)到貯藏保鮮食品的目的。把能夠承受超高壓的容器稱為超高壓容器，把產(chǎn)生與維持超高壓的一系列技術(shù)稱為超高壓技術(shù)（Ultra High Pressure Processing，簡稱UHPP），又稱為高壓技術(shù)（HPP

31、）或高靜壓技術(shù)（High Hydrostatic Pressure，HP）。,2024/3/10,72,2、 機(jī)理,當(dāng)食品在液體介質(zhì)中體積被壓縮后形成高分子物質(zhì)立體結(jié)構(gòu)的氫鍵、離子鍵、疏水鍵等非共價鍵即發(fā)生變化，結(jié)果導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化、酶失去活性、微生物等被殺死。但在此過程中，對構(gòu)成蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)及維生素、色素和風(fēng)味物質(zhì)等低分子物質(zhì)的共價鍵無影響。因此，該技術(shù)的優(yōu)越性就在于能最好地保持被加工食物天然的色、香、味及營養(yǎng)成分，

32、同時又能有效地克服傳統(tǒng)的熱加工方式處理食品所帶來的種種缺陷，給食品加工業(yè)注入了新的活力。,2024/3/10,73,3、優(yōu)點,超高壓技術(shù)與傳統(tǒng)的熱處理相比，優(yōu)點有：（1）處理過程為液體介質(zhì)的瞬間壓縮過程，滅菌均勻，效率高、耗能低；（2）屬于冷加工技術(shù)，因此不會破壞食品中原有的營養(yǎng)、風(fēng)味、色澤等有效成分，減少熱敏成分的損失，并且不會產(chǎn)生熱處理所帶來的蒸煮味，能夠更好地保持食品原有的性狀與風(fēng)味；（3）可以在保持食品原有風(fēng)味條件下“冷殺

33、菌”，經(jīng)簡單加熱后再食用，擴(kuò)大半調(diào)理食品的用途；（4）改善生物多聚體的結(jié)構(gòu)，并可改善某些物料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，有可能獲得具有新物性的食品。（5）簡化食品加工工藝，節(jié)約能源，提高加工原料的利用率，無“三廢”污染。目前，超高壓技術(shù)已被應(yīng)用于果汁、果醬、肉制品、乳制品、海產(chǎn)品、谷類及豆類的加工中。,2024/3/10,74,二、超高壓設(shè)備的分類,1、 按照規(guī)模 有實驗型與工業(yè)化生產(chǎn)型實驗型食品超高壓裝置容器容積小，工作壓力高，可達(dá)1

34、000MPa；工業(yè)規(guī)模型高壓容器容積大，工作壓力相對較低，一般不高于600MPa。2、按UHP容器的放置位置分類 分為立式和臥式兩種立式UHP處理設(shè)備，占地面積小，但物料的裝卸需專門裝置。臥式UHP處理設(shè)備，物料的進(jìn)出較為方便，但占地面積較大。,2024/3/10,75,3、按加壓方式 分為直接加壓式和間接加壓式。直接加壓方式中，UHP容器與加壓裝置分離，用增壓機(jī)產(chǎn)生UHP液體，然后通過UHP配管將UHP液體運至UHP

35、容器，使物料受到UHP處理。間接加壓方式中，UHP容器與加壓液壓缸呈上下配置，在加壓液壓缸向上的沖程運動中，活塞將容器內(nèi)的壓力介質(zhì)壓縮產(chǎn)生UHP，使物料受到UHP處理。,2024/3/10,76,直接加壓與間接加壓方式的特征對比,2024/3/10,77,三、超高壓殺菌原理,1、超高壓殺菌原理是壓力對微生物的致死作用，高壓改變了微生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，影響其生物化學(xué)反應(yīng)，同時使細(xì)胞膜和細(xì)胞壁被破壞，從而影響微生物原有的生理活性機(jī)能，甚至

36、發(fā)生不可逆變化。在400~600MPa壓力下，高壓可殺死細(xì)菌、酵母和霉菌，可避免一般高溫殺菌所帶來的不良影響。,2024/3/10,78,2、超高壓滅菌的影響因素,① 壓力值的大小以及保壓時間的長短 壓力越高，保壓時間越長，滅菌效果越好；一般來說，壓力越高，達(dá)到相同滅菌效果的處理時間越短。② 體系pH值 通常認(rèn)為，體系處于酸性條件下，超高壓殺菌效果會增強(qiáng)。③ 體系溫度 一般來說，體系處于非正常的低溫或高溫下，超高壓滅菌效果會

37、增強(qiáng)；,2024/3/10,79,④ 體系中的成分組成 食品中的一些大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖以及脂類等成分的存在會對微生物有保護(hù)作用，而一些抑菌劑的存在會使超高壓的滅菌效果增加。⑤ 微生物的種類 對于超高壓處理的耐受性，不同的微生物有所不同。按照從小到大排列，分別為：病毒<霉菌<酵母菌<革蘭氏陰性菌<革蘭氏陽性菌<芽孢；對于大多數(shù)不耐壓的微生物而言，恒定壓力下，微生物的死亡數(shù)遵循一級反應(yīng)動力學(xué)；

38、間歇性重復(fù)高壓處理是殺死耐壓性芽孢的良好方法。,2024/3/10,80,3、超高壓殺菌裝置,（1）超高壓裝置的組成主要由超高壓容器、高壓泵、參數(shù)控制系統(tǒng)、高壓管路、閥門及密封件等組成。超高壓容器是物料受壓的場所，也是超高壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。高壓泵是提供超高壓力的動力單元，它的工作壓力對系統(tǒng)的最高工作壓力起著決定性作用。超高壓系統(tǒng)中的高壓泵一般選用以柱塞泵、螺桿泵最為常用，其中螺桿泵較多級柱塞泵的出液穩(wěn)定。,2024/3/10

39、,81,參數(shù)控制以壓力與溫度為主，控制中心與檢測儀表是參數(shù)控制系統(tǒng)的兩大組成部分?？刂浦行耐ǔＪ怯捎嬎銠C(jī)構(gòu)成，而檢測儀表則是調(diào)控人員置于系統(tǒng)中的眼睛，儀表失靈是導(dǎo)致工藝故障的常見因素之一。高壓儀表的選用依據(jù)首先是量程、精度等級、應(yīng)用溫度范圍，壓力表以儀表總量程的2／3為宜，溫度表以儀表總量程的80%～90%為宜；其次，儀表的連接方式、耐久性也不容忽視。,2024/3/10,82,超高壓系統(tǒng)中的部件首要考慮的問題是材質(zhì)和工作壓力。

40、所有與食品直接接觸的部件，不得污染食品，長期使用也不得被食品腐蝕；所有高壓部件的許用工作壓力不得低于其相應(yīng)額定工作壓力的1.1倍。符合食品衛(wèi)生要求是超高壓管件選用的首要條件，其次，應(yīng)考慮管路的布置及轉(zhuǎn)彎半徑。閥門依據(jù)其在系統(tǒng)中的作用不同，可選用不同的種類。但在超高壓食品管道中，調(diào)節(jié)壓力或流量后，通過閥門的物料是否產(chǎn)生汽化現(xiàn)象也應(yīng)引起重視。超高壓系統(tǒng)中的連接方式常選用焊接與法蘭連接，墊片一般選用不銹鋼材料制成的金屬墊片，并輔以

41、食品級的非金屬密封件。,2024/3/10,83,（2）超高壓容器管路系統(tǒng),超高壓容器通常為圓筒形，由于壓力極高，其直徑不能太大，一般不超過500mm。最理想的介質(zhì)為油，而且粘度不能太高，一般以變壓器油與煤油按3∶1比例混合為宜，既有一定粘度，對機(jī)器又有潤滑作用，否則對活塞的磨損會較大。應(yīng)用于食品領(lǐng)域的超高壓技術(shù)裝備，由于介質(zhì)的特殊性，故對被加工食品的包裝要求高，必須密閉包裝，否則會相互污染。,2024/3/10,84,4、工業(yè)化生

42、產(chǎn)用超高壓殺菌裝置,工業(yè)化超高壓殺菌裝置通常選用直接加壓式大型立式和臥式高壓裝置 。因其承壓框架及容器頂蓋十分笨重，裝置高大、物料裝卸不便，為縮短輔助生產(chǎn)時間，降低勞動強(qiáng)度，通常配置液壓機(jī)構(gòu)，用于啟閉頂蓋和移動框架，并設(shè)置專用的物料機(jī)械裝卸機(jī)構(gòu)。為有效改善大型超高壓裝置的物料裝卸作業(yè)條件，常將這類裝置設(shè)置于地坑或底樓，并多用臥式結(jié)構(gòu)。臥式結(jié)構(gòu)的超高壓裝置既改善物料裝卸條件，又可避免廠房過高。,2024/3/10,85,立式UHP處

43、理裝置圖1-高壓容器 2-裝卸搬運裝置 3-滾輪輸送帶 4-進(jìn)料裝置 5-材料調(diào)整計量裝置 6-排出裝置 7-輸送帶,2024/3/10,86,臥式超高壓裝置圖1、2-高壓容器 3-承壓框架移位機(jī)構(gòu) 4-蓋啟閉裝置 5-處理產(chǎn)品 6-輸送機(jī) 7-承壓框架,2024/3/10,87,第六節(jié) CIP裝置,一、CIP的定義和特點1、CIP的定義 CIP為Clean in Place (洗滌定位) 或In-Place Clea

44、ning (定位洗滌) 的簡稱。其定義為：不用拆開或移動裝置，即可用高溫、高濃度的洗凈液，對裝置加以強(qiáng)力的作用，把與食品的接觸面洗凈的方法。,2024/3/10,88,2、 CIP的特點,CIP有如下的優(yōu)點： （1）能維持一定的清洗效果，以提高產(chǎn)品的安全性。 （2）節(jié)約操作時間和提高效率，節(jié)省勞動力和保證操作安全，節(jié)約清洗用水和蒸汽。 （3）衛(wèi)生水平穩(wěn)定，節(jié)約清洗劑的用量。 （4）生產(chǎn)設(shè)備可大型化，自動化水平高。

45、（5）增加生產(chǎn)設(shè)備的耐用年限。,2024/3/10,89,3、CIP清洗的作用機(jī)理,(1) 運動能 作為CIP的運動能，能力的大小是以雷諾數(shù) (Re) 來衡量的。Re數(shù)的一般標(biāo)準(zhǔn)為：從壁面流下的薄液，槽類的Re>200；管道線則Re >3000；但管道線Re>30000為效果最好。 (2) 熱能 ① 改變污水的物理狀態(tài)。 ② 增大污物與洗滌劑溶液的化學(xué)反應(yīng)速度。 ③

46、減少清洗液的粘度，使Re增大。④ 增大污物中可溶物質(zhì)的溶解量。,2024/3/10,90,（3） 化學(xué)能 化學(xué)能主要來自化學(xué)洗滌劑。（4）水的溶解作用水為極性化合物，對油脂性污物幾乎無溶解作用，對碳水化合物、蛋白質(zhì)、低級脂肪酸有一定的溶解作用，對電解質(zhì)及有機(jī)或無機(jī)鹽的溶解作用較強(qiáng)。（5）機(jī)械作用由運動而產(chǎn)生的作用，如攪拌、噴射清洗液產(chǎn)生的壓力和摩擦力等。,2024/3/10,91,4、影響洗滌效果的因素,（1）清洗劑種

47、類主要有酸堿類等，其中氫氧化鈉和硝酸應(yīng)用最為廣泛。 （2）清洗劑濃度提高清洗劑濃度時，可適當(dāng)縮短清洗時間或彌補(bǔ)清洗溫度的不足。清洗劑濃度增高會造成清洗費用的增加，而且濃度的增高并不—定能有效地提高清洗效果，因此廠家有必要根據(jù)實際情況確定合適的濃度。（3）洗液溫度通常而言，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度會提高1.5-2.0倍，清洗速度也相應(yīng)提高，清洗效果較好。清洗溫度—般不低于60℃。,2024/3/10,92,（4）清洗時間

48、 清洗時間受許多因素的影響，如清洗劑種類、濃度、清洗溫度、產(chǎn)品特性、生產(chǎn)管線布置以及設(shè)備設(shè)計等。清洗時間必須合適，太短不能對污物進(jìn)行有效去除，太長則浪費資源。（5）清洗流量保證流量實際上是為了保證清洗時的清洗液流速，從而產(chǎn)生一定的機(jī)械作用，目嗵過提高流體的湍動性來提高沖擊力，取得—定的清洗效果。,2024/3/10,93,CIP清洗系統(tǒng),2024/3/10,94,圖3. 17 CIP清洗系統(tǒng),圖中三個容器為CIP清洗的對象設(shè)備，

49、它們與管路、閥門、泵以及清洗液貯罐等構(gòu)成了CIP循環(huán)回路。同時，借助管閥組的配合，可以允許部分設(shè)備或管路在清洗的同時，另一些設(shè)備正常運行。圖中的容器1正在進(jìn)行就地清洗；容器2正在泵入生產(chǎn)過程中的用料；容器3正在出料。管路上的閥門均為自動截止閥，根據(jù)控制系統(tǒng)的訊號執(zhí)行開閉動作。,,2024/3/10,95,,1,2,3,4,5,6,,,,,,,,7,三罐式CIP系統(tǒng)1.控制柜 2.酸液罐 3.堿液罐 4.熱水罐 5.片式熱交換器 6.

50、過濾器 7.供液泵,,,2024/3/10,96,二、CIP的結(jié)構(gòu),1、管道 2、清洗裝置(1) CIP洗凈槽 (2) 回收裝置 (3) 泵 (4) 閥 (5) 程序設(shè)計器 3、噴霧裝置噴頭可分為固定式和旋轉(zhuǎn)式兩種。,2024/3/10,97,固定式噴頭,清洗時噴頭相對于接管靜止不動。一般為球形噴頭:在球面上按一定方式開有許多小孔。清洗時，具有一定壓力（1-3atm）的清洗液從球面小孔向四周外射，對設(shè)備器壁進(jìn)行沖洗。

51、噴頭水流的方向由噴頭上的小孔位置與取向決定，常見的噴洗角度有120°、240 ° 、180°和360°等。由于開孔較多，這種噴頭噴出的水射程有限（一般為1-3m），所以一般用于較小的設(shè)備清洗。也可根據(jù)設(shè)備的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計，例如(3)用于清洗布袋過濾器的噴頭。,(1) (2) (3),固定式CIP噴頭 (

52、1)噴射角=120/240 (2)噴射角=180/360 (3)用于布袋過濾器的噴頭,2024/3/10,98,對于體積較大的容器，往往需要采用旋轉(zhuǎn)式噴頭。旋轉(zhuǎn)式噴頭的噴孔數(shù)較少，因此，在一定的壓力（一般為3-10atm）作用下，可以獲得射程較遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)10m以上）和覆蓋面較大（270º-360º）的噴射。除了射程和覆蓋面以外，旋轉(zhuǎn)式噴頭的旋轉(zhuǎn)速度也對清洗效果有較大影響。一般說來，旋轉(zhuǎn)速度低

53、能獲得的沖擊清洗效果較好。旋轉(zhuǎn)式噴頭可進(jìn)一步分為單軸式和雙軸旋轉(zhuǎn)式兩種類型。,旋轉(zhuǎn)式噴頭,2024/3/10,99,雙軸旋轉(zhuǎn)式噴頭,噴嘴可作水平和垂直兩個方向的圓周運動?？蓪υO(shè)備內(nèi)壁進(jìn)行360º的全方位噴洗。噴嘴數(shù)不多，一般只有2、3、4和6等。噴射距離較遠(yuǎn)（淋洗12m，清洗7.5m）。三噴嘴雙軸旋轉(zhuǎn)噴頭的噴射運動情形。,雙軸旋轉(zhuǎn)式CIP噴頭,2024/3/10,100,單軸旋轉(zhuǎn)式噴頭,單軸旋轉(zhuǎn)式一般為單個球形或柱形噴

54、頭。在球面上適當(dāng)位置開孔（孔的形狀多為偏形），可以得到270º-360º覆蓋面不等的噴射。單軸旋轉(zhuǎn)噴頭的噴射距離一般不大（一般淋洗距離約為5m，清洗距離約為3m）。,單軸旋轉(zhuǎn)式不銹鋼CIP噴頭,單軸旋轉(zhuǎn)式工程塑料CIP噴頭,2024/3/10,101,,自動清洗設(shè)備封閉系統(tǒng)示意圖1-清洗劑貯槽 2-設(shè)備群 3-閥門 4-離心泵 5-循環(huán)液泵 6-隔膜閥 7-熱交換器 8-溫度計,2024/3/10,102,三

55、、CIP清洗效果的評定標(biāo)準(zhǔn),1、 感官氣味：清新、無異雜味，對于特殊的處理過程或階段容許有輕微的氣味，但不影響到最后產(chǎn)品的安全和自身品質(zhì)。視覺：清洗表面光亮，無積水，無膜，無污垢或其他。同時，經(jīng)過CIP處理后，設(shè)備的生產(chǎn)處理能力明顯改變。,2024/3/10,103,2、衛(wèi)生指標(biāo) 微生物指標(biāo)達(dá)到相關(guān)要求；不能造成產(chǎn)品其他衛(wèi)生指標(biāo)的提高。3、經(jīng)濟(jì)性 在同時能滿足清洗的條件下，成本是衡量清洗效果的重要因素。4、操作 CI