[學(xué)習(xí)]對(duì)日出口熟制禽肉產(chǎn)品加熱過(guò)程溫度控制及驗(yàn)證的研究

1、對(duì)日出口熟制禽肉產(chǎn)品加熱過(guò)程溫度控制及驗(yàn)證的研究,1. 背景,2004年1月，我國(guó)農(nóng)業(yè)部公布廣西、湖北和湖南發(fā)生了禽流感疫情。日本農(nóng)林水產(chǎn)省于2004年1月27日晚通報(bào)國(guó)家質(zhì)檢總局，全面暫停中國(guó)的禽鳥(niǎo)及其所有產(chǎn)品的出口直至確認(rèn)中國(guó)為清凈國(guó)。,根據(jù)日本政府制定的《中國(guó)大陸向日本出口加熱處理禽肉及其產(chǎn)品的衛(wèi)生條件》中的技術(shù)壁壘分析，他們的條件是非常苛刻的。,加熱工序過(guò)程必須有操作程序，并應(yīng)具有溫度自動(dòng)顯示和記錄儀，以確保產(chǎn)品中心溫度達(dá)到70

2、度以上，維持時(shí)間超過(guò)一分鐘的要求。同時(shí)要求蒸汽加熱的溫度必須達(dá)到100度以上。,禽肉帶骨產(chǎn)品的中心溫度要有驗(yàn)證方式。,2004年下半年，日本農(nóng)林水產(chǎn)省以二家中國(guó)企業(yè)的出口熟制禽肉產(chǎn)品的加熱不充分為由，吊銷(xiāo)了這二家企業(yè)的對(duì)日注冊(cè)資格。,上海浦江檢驗(yàn)檢疫局人員按照《中國(guó)大陸向日本出口加熱處理禽肉及其產(chǎn)品的衛(wèi)生條件》對(duì)所轄對(duì)日注冊(cè)企業(yè)的熱加工過(guò)程，特別對(duì)整個(gè)蒸柜(箱)內(nèi)的環(huán)境溫度進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試。,2.理論依據(jù),根據(jù)《中國(guó)大陸向日本出口加熱處理禽

3、肉及其產(chǎn)品的衛(wèi)生條件》 ，蒸柜（箱）溫度必須達(dá)到100℃，產(chǎn)品中心溫度必須達(dá)到70℃或以上，時(shí)間1分鐘以上。,3.測(cè)試方法,,3.1測(cè)試設(shè)備,測(cè)試使用丹麥Ellab TS-Pro無(wú)線(xiàn)熱處理過(guò)程驗(yàn)證系統(tǒng)，該系統(tǒng)由應(yīng)用軟件、讀數(shù)臺(tái)和微記錄系統(tǒng)三主要部分組成，其中微記錄系統(tǒng)包括記錄器、電池、雙探針傳感器三部分。,3.1測(cè)試設(shè)備,工作過(guò)程:將記錄器置于與電腦連接的讀數(shù)臺(tái)中，通過(guò)軟件設(shè)置好記錄器啟動(dòng)條件（啟動(dòng)讀數(shù)的時(shí)間或溫度、取樣頻率）后，將記錄

4、器置于待測(cè)位置，當(dāng)符合啟動(dòng)條件時(shí)（一般為到達(dá)設(shè)定溫度），記錄器開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，殺菌完成后取出記錄器，放回讀數(shù)臺(tái)，將數(shù)據(jù)下載至計(jì)算機(jī)。,3.1測(cè)試設(shè)備,數(shù)據(jù)采集軟件Ellab ValSuiteTM具備數(shù)據(jù)加密、操作記錄和電子簽章登記等功能。,3.2測(cè)試原理,測(cè)試使用n（n視設(shè)備容積而定，一般為5至12）套無(wú)線(xiàn)溫度傳感器對(duì)加熱過(guò)程蒸柜(箱)中具有代表意義的n個(gè)點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行溫度檢測(cè)和記錄。傳感器具備雙探針，分別為環(huán)境溫度探針和中心溫度探針。,3.

5、2測(cè)試原理,其中環(huán)境溫度探針（簡(jiǎn)稱(chēng)LA探針）暴露在加熱環(huán)境中監(jiān)測(cè)環(huán)溫，中心溫度探針（簡(jiǎn)稱(chēng)LC探針）插入內(nèi)容物中心部位檢測(cè)產(chǎn)品在加熱過(guò)程中的穿透溫度。收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)ValSuite應(yīng)用軟件的處理而獲得蒸箱的熱分布情況及產(chǎn)品熱穿透的情況。,3.3布點(diǎn)位置,根據(jù)柜(箱)內(nèi)安放小車(chē)的數(shù)量以及每輛小車(chē)放置的托盤(pán)層數(shù)來(lái)確定布點(diǎn)的數(shù)目。,圖3.1 溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖-例1,蒸箱內(nèi)小車(chē)安放位置圖(俯視圖),圖3.2 溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖-例2,經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，

6、對(duì)于同一層高，按滿(mǎn)載測(cè)試，托盤(pán)平面中央處總較其它位置升溫緩慢，這是由于四周的內(nèi)容物阻擋作為對(duì)流加熱介質(zhì)的蒸汽的流通所致。故將傳感器探針?lè)胖迷诿繉拥耐斜P(pán)平面中央處具有典型性。而傳感器的LC感溫探針限定在加熱內(nèi)容物的幾何中心位置。,特別地，對(duì)于帶骨制品，LC感溫探針通過(guò)內(nèi)容物較為松質(zhì)的骺部插入骨腔以獲得準(zhǔn)確的穿透溫度，見(jiàn)圖3.3。,圖3.3 LC傳感器探針插入方式示意圖,3.4評(píng)價(jià)指標(biāo),⑴所有布點(diǎn)位置的傳感器監(jiān)測(cè)到的最高環(huán)境溫度必須達(dá)到10

7、0℃或以上 ⑵產(chǎn)品的中心溫度必須保持在70℃或以上不少于1分鐘,⑶在恒溫階段，滿(mǎn)足同一時(shí)刻（瞬時(shí)）各布點(diǎn)位置溫差不超過(guò)0.5℃（以各位置標(biāo)準(zhǔn)差均值作為判斷依據(jù)），可判定蒸柜（箱）熱分布均勻，恒溫控制穩(wěn)定而有效。

8、 ⑷恒溫階段維持時(shí)間不得短于工藝規(guī)定時(shí)間，不允許存在負(fù)偏差。,4.驗(yàn)證情況及分析,4.1對(duì)日注冊(cè)偶蹄類(lèi)和禽肉加工企業(yè)加熱設(shè)備概況,上海的對(duì)日注冊(cè)偶蹄類(lèi)及禽肉速凍加工企業(yè)所使用的蒸柜（箱）都以蒸汽作為加熱介質(zhì)，按柜（箱）的容積及控制方式可大致分為表4-1所列5種形式：,表4-1蒸柜（箱）分類(lèi)表,4.2 熱分布測(cè)試,根據(jù)對(duì)五家企業(yè)進(jìn)行熱分布測(cè)試及產(chǎn)品中心溫度的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)影響熱分布及加熱效果的因素如下：,4.2.1 蒸汽壓力,蒸汽壓力直接

9、影響蒸柜（箱）內(nèi)所能達(dá)到并維持的最高環(huán)溫。,80.00,,85.00,,90.00,,95.00,,100.00,,00:05,,00:06,,00:07,,00:08,,,,,,,,,,●—1層●—5層●—8層●—12層●—15層,℃,圖4.1 #3廠(chǎng)300g云吞熱分布測(cè)試試驗(yàn)1-恒溫階段 蒸箱使用1.5公斤蒸汽壓力,,80.00,,85.00,,90.00,,95.00,,100.00,,00:05,,00:06,,00:0

10、7,,00:08,,00:09,,,,,,,,,●—1層●—5層●—8層●—12層●—15層,℃,圖4.2 #3廠(chǎng)300g云吞熱分布測(cè)試試驗(yàn)2-恒溫階段 蒸箱使用2.5公斤蒸汽壓力,表4-2 試驗(yàn)1熱分布測(cè)試點(diǎn)獲得最高溫度及100℃維持時(shí)間表,表4-3 試驗(yàn)2熱分布測(cè)試點(diǎn)獲得最高溫度及100℃維持時(shí)間表,4.2.2 蒸汽入口的位置和大小,蒸汽進(jìn)入位置可以安排在柜（箱）的頂部、底部或是四周，可以采取圓形孔口或是蒸汽散布管的形式，大

11、致分為下列5種形式：,⑴底部中央開(kāi)口,⑵底部一側(cè),⑶底部蒸汽均勻散布孔,,⑷四周蒸汽散布管,⑸頂部蒸汽散布管,蒸汽進(jìn)入口的大小決定于蒸柜（箱）的容積大小以及供應(yīng)蒸汽管道的大小與壓力，對(duì)于2-3m3容積，2.5公斤的進(jìn)汽壓力，為使蒸汽達(dá)到在短時(shí)間內(nèi)有效的清除柜（箱）內(nèi)空氣的效果，使用單一蒸汽孔口的孔徑應(yīng)放到1.5英寸以上，位置設(shè)置在箱（柜）底部為妥；,使用蒸汽散布管的，管上蒸汽孔的截面積之和應(yīng)是蒸汽進(jìn)口截面積的1.5-2倍，設(shè)置在柜（箱）

12、體四壁，孔口朝向蒸柜中心呈90°扇型分布為妥，這樣能使蒸汽在鍋內(nèi)均勻流動(dòng)，使熱分布均勻。,4.2.3 排氣與泄氣,對(duì)于中小型蒸柜（箱），容積較小，使用合適壓力的蒸汽已能充分將空氣排除掉，使恒溫階段熱分布均勻。圖4.8所示為#2廠(chǎng)25g小籠包恒溫階段的熱分布測(cè)試圖，蒸箱容積為2m3,加熱工藝為100℃保持10分鐘，進(jìn)汽壓力2.5公斤。恒溫階段同時(shí)刻各位置溫差最大值小于0.5℃，僅為0.1℃，說(shuō)明熱分布均勻。,,90.00,,95

13、.00,,100.00,,00:02,,00:07,,,,,,,,,,,●—1層●—3層●—5層●—7層●—9層●—12層,℃,圖4.8⑴ #2廠(chǎng)25g小籠包熱分布測(cè)試-恒溫階段 蒸箱使用2.5公斤蒸汽壓力,,對(duì)于大型蒸箱，見(jiàn)圖3.2，單靠噴射蒸汽，箱體內(nèi)殘存空氣不易排除徹底，從而形成絕熱氣囊，導(dǎo)致熱分布不均。故需要在加熱升溫階段設(shè)置排氣工藝。,但仍未達(dá)到均勻要求，因而在恒溫階段還需要使用泄汽閥或者安裝風(fēng)機(jī)打風(fēng)，以產(chǎn)生強(qiáng)制對(duì)流

14、，使箱體內(nèi)蒸汽強(qiáng)制循環(huán)。排氣口（泄汽口）應(yīng)安裝在蒸汽進(jìn)入口處相反的方向。,4.2.4冷凝水,蒸汽與低于其飽和溫度的壁面相接觸，即冷凝成液體附著于壁面上，液滴長(zhǎng)大后即自壁面落下，如冷凝水不及時(shí)排除，冷凝水會(huì)聚集在局部產(chǎn)品中或者柜（箱）底部，而蒸汽進(jìn)入后加熱冷凝水，使其變成二次蒸汽需吸收大量熱焓，且二次蒸汽驅(qū)趕空氣的能力要較蒸汽弱的多，會(huì)導(dǎo)致柜（箱）熱分布不均勻，帶來(lái)安全隱患。,為有效及時(shí)地排除冷凝水可采取下列措施：,⑴蒸汽進(jìn)口在底部地箱

15、（柜）頂部設(shè)計(jì)成拱形結(jié)構(gòu)，并設(shè)置導(dǎo)流槽。如圖4.11所示。,⑵柜（箱）門(mén)等部位加裝保溫隔熱材料。⑶底部設(shè)置1:1.5斜坡，通過(guò)排水口排出。⑷采用泄汽閥不斷排除冷凝水⑸小車(chē)頂層需有防冷凝水下滴的擋板，底層不能離地面太近，以防被冷凝水浸沒(méi)。,4.2.5 蒸箱內(nèi)溫度傳感器的位置,在驗(yàn)證試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)的蒸箱溫度傳感器的安裝位置隨意，而傳感器所獲溫度參數(shù)是人工/計(jì)算機(jī)控制的依據(jù)，必須嚴(yán)格按照先期熱分布的測(cè)試結(jié)果安裝于冷點(diǎn)位置。,4.2

16、.5 蒸箱內(nèi)溫度傳感器的位置,圖4.9⑴、4.9⑵所示的加熱過(guò)程，程序設(shè)定恒溫維持溫度皆超過(guò)100℃，而只有少數(shù)位置達(dá)到設(shè)定要求。除了熱電偶需要做校正外，熱電偶安裝太靠頂部蒸汽口也是重要因素。熱電偶線(xiàn)應(yīng)足夠長(zhǎng)，以方便調(diào)整安裝位置，見(jiàn)圖4.1.2。,4.2.6熱電偶的精度,在驗(yàn)證試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)選用的熱電偶精度較低, 因而影響了溫度控制的準(zhǔn)確性。熱電偶的精度應(yīng)不低于0.1℃。,4.2.7托板的要求,在驗(yàn)證試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)蒸箱小車(chē)各

17、層間使用的是實(shí)心托板，不利于蒸汽在加熱內(nèi)容物間的自由流動(dòng)。需在托板上打孔，孔眼直徑不小于25.4mm，孔心距不小于50.8mm，梅花形排列為宜。,4.2.8產(chǎn)品的堆垛,產(chǎn)品的堆垛不能過(guò)于緊密，產(chǎn)品之間不能有接觸，還應(yīng)留出足夠的頂隙，以便蒸汽流入各層。,4.3 熱穿透測(cè)試,蒸柜（箱）蒸煮除了有殺菌的目的，同時(shí)也是傳統(tǒng)烹調(diào)，使肉達(dá)到可食用色、香、味、質(zhì)地和熟度的過(guò)程。驗(yàn)證試驗(yàn)顯示，所有五家企業(yè)的產(chǎn)品都能滿(mǎn)足產(chǎn)品穿透溫度70℃以上維持1分鐘以

18、上的要求，且留有了足夠的安全余量。,圖4.14顯示為＃1廠(chǎng)云吞260g的熱穿透曲線(xiàn)，表4-4列出了各測(cè)試位點(diǎn)分別在70℃以上、75℃以上、80℃以上、85℃以上所保持的時(shí)間：,表4-4 #1廠(chǎng)206g云吞熱穿透測(cè)試各位置 特定溫度維持時(shí)間表,圖4.15顯示為＃3廠(chǎng)菜肉云吞300g的熱穿透曲線(xiàn)，表4-5列出了各測(cè)試位點(diǎn)分別在70℃以上、75℃以上、80℃以上、85℃以上所保持的時(shí)間：,表4-5

19、#3廠(chǎng)300g菜肉云吞熱穿透測(cè)試位置特定溫度維持時(shí)間表,從驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果來(lái)看，對(duì)于加熱設(shè)施和操作必須要符合以下要求：,5.驗(yàn)證結(jié)果總結(jié),5.1加熱設(shè)施必須有足夠的蒸汽壓力供應(yīng)以滿(mǎn)足加熱過(guò)程中持續(xù)有效的熱源,,5.2 必須以合適的方式向加熱設(shè)施輸送蒸汽；,,5.3 在開(kāi)始加熱前必須對(duì)加熱設(shè)施進(jìn)行必要的排氣，以排除加熱設(shè)施中的冷空氣。在加熱過(guò)程中要有適當(dāng)?shù)男箽猓龠M(jìn)蒸汽循環(huán)，保證加熱過(guò)程加熱設(shè)施中的熱分布均勻,,5.4 加熱過(guò)程中必須有效地排

20、除冷凝水,,5.5 加熱設(shè)施中測(cè)溫儀表的位置應(yīng)設(shè)置于已測(cè)明冷點(diǎn)位置上,,5.6 加熱設(shè)施中控制溫度熱電偶的精度不能低于0.1℃,,5.7 加熱設(shè)施中的托板，必須保證不阻礙蒸汽在加熱設(shè)施中的流通,,5.8 產(chǎn)品在加熱設(shè)施中的堆放不能過(guò)于緊密,,5.9 加熱過(guò)程中的檢測(cè)和控制應(yīng)在同一區(qū)域內(nèi),,只要工廠(chǎng)的加熱設(shè)施能夠符合上述的要求，同時(shí)按照規(guī)定的加熱工藝進(jìn)行操作，我們的熟制禽肉產(chǎn)品的加熱條件是完全能符合《中國(guó)大陸向日本出口加熱處理禽肉及其產(chǎn)品