食品杀菌机械设备

杀灭和抑制食品中微生物的主要方法有==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，加热是杀灭和抑制微生物最重要的方法。
加热杀菌方法分为湿热杀菌法和干热杀菌法。
所谓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。
商业无菌:
指罐头食品经过适度的杀菌后，不含有致病性微生物，也不含有在通常温度下能在其中繁殖的非致病性微生物。这种状态称作商业无菌，
# 1.液体物料超高温杀菌
下图是牛乳灭菌和发生褐变时的温度-时间曲线，可以进一步证明高温短时灭菌(UHT)的品质保证。
## 1.液体物料超高温杀菌
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### 1.液体物料超高温杀菌
图中实线1为牛乳褐变的温时下限，实线2为灭菌的温时下限，从图中可以看出，若选择灭菌条件110-120℃15-20min，则两线之间间距非常近，说明生产工艺条件要有十分严格的措施来维持，这在实际生产上很难办到。而选择UHT灭菌条件(137145 ℃℃,2-3s)时，两线之间间距较远，说明产生褐变及其他缺陷的危险性较小，生产工艺条件较易控制。在这种杀菌条件下，产品的颜色、风味、品质及营养等没有受到很大的损害，所以该技术比常规方法能更好地保全食品的品质及风味。
### 2.加热杀菌设备类型
1.根据食品杀菌与包装工序安排关系，可分为先==杀菌后包装==杀菌设备和==先包装后杀菌==杀菌设备。
2.根据杀菌温度/压力不同，可分为常压杀菌设备和加压杀菌设备。
常压杀菌设备的杀菌温度为100℃℃以下，用于PH< 4.5的酸性食品。
加压杀菌设备的操作压力高于0.1MPa，杀菌温度在100℃以下，有些可达135.150℃。
3.根据操作方式不同，可分为==间歇式和连续式==杀菌设备
4.根据设备结构形态不同，可分为板式杀菌设备、管式杀菌设备、刮板式杀菌设备、釜式杀菌设备、和塔式杀菌设备。
5.根据杀菌设备使用热源不同，可分为蒸汽直接加热杀菌设备、热水加热杀菌设备、微波加热杀菌设备及火焰加热杀菌设备。
6.根据适用食品包装容器不同，可分为金属罐藏食品杀菌设备、玻璃罐藏食品杀菌设备、和复合薄膜包装食品(即软罐头食品)杀菌设备。
## 2.加热杀菌设备类型
在加热杀菌方法中，有:

巴氏杀菌法 62-65℃，30min。
	高温短时(HTST)杀菌法:100℃以下，如牛乳HTST杀菌温度为85 ℃ ，15s以上。
	超高温瞬时(UHT)杀菌法。如牛乳UHT处理，牛乳被迅速加热到135-150℃℃,3-5秒，迅速冷却。
## 3.液体物料超高温杀菌设备
超高温瞬时杀菌法法将通常杀菌温度从120℃提高到130-145℃，仅需3-5s就可将微生物孢子完全杀灭。随着杀菌温度的升高，微生物孢子致死速度远比食品质量受热发生化学变化而劣变的速度快，因而瞬间高温可充分灭菌但对食品质量影响不大，几乎可以保持食品原有的色、香、味，这对牛乳、果蔬汁等热敏性食品尤为适用。
超高温短时杀菌法有直接加热杀菌法和间接加热杀菌法两种。
直接加热杀菌法是用蒸汽或电阻管直接加热物料，传热效率高，但不易控制;间接加热法是加热介质通过热交换器进行加热。
无论何种方式的超高温短时杀菌设备都必须保证物料瞬时超高温杀菌和加热后迅速冷却，以保证食品质量，
超高温短时杀菌成套设备主要由预热器、杀菌器、冷却器、均质机和清洗设备(CIP)构成。流体食品由泵和均质机连续输送进行预热、杀菌、冷却等加工后进入下道工序，CIP 设备则在设备开机前和关机后对全套设备(包括管路、泵等)进行程序控制清洗，保证设备在无菌条件下运转。
# 第一节 直接加热杀菌设备
1.蒸汽加热式杀菌设备
蒸汽加热式加热器有两种类型-喷射式加热器和注入式加热器。前者是加热器将蒸汽喷射到牛乳流体中，后者则是将牛乳注入蒸汽流中，
(1)喷射式加热器 采用喷射式加热器的超高温短时杀菌设备有多种类型，其基本原理都是将蒸汽喷射到牛乳中，使牛乳迅速升温到140℃℃ 左右，然后通过真空罐瞬间冷却至80℃

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APV公司6000型直接燕汽喷射超高温短时杀菌装置

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APV公司6000型直接蒸汽喷射超高温短时杀菌装置
原乳由转运泵1从低温恒位槽中抽出，经第一预热器2进入第二预热器3，牛乳温度升高至75-78℃，然后在压力下由乳泵4抽出，经流量气控阀5(加压到0.6MPA)送到直接蒸汽喷射杀菌器6，在该处向牛乳内喷入压力为1MPA的蒸汽，瞬间加热到150℃。在保温管中保持这一温度约达2.4S，然后闪蒸(急速蒸发)进入真空罐9中，在低压下牛乳水分闪蒸而消耗热量，牛奶温度被迅速冷却到77-78℃左右。利用喷射冷凝器18冷凝蒸汽和由真空泵21抽出不凝气体使真空
罐保持一定的真空度。喷入牛乳中的蒸汽应在真空中汽化时全部除去，同时带走可能存在于牛乳中的一些臭味。排出的蒸汽一部分送入第一预热器2，用于预热进入的冷牛奶。经过杀菌处理的牛乳收集在闪蒸真空罐底部，并保持一定的液位，然后用无菌乳泵11送至无菌均质机12，以30-35MPA的压力均质，使牛乳中的蛋白质和脂肪均匀混合并稳定。经均质的无菌牛乳在无菌乳冷却器13中进一步冷却到10-15℃后，直接送往无菌包装机，或送入无菌贮罐。
为保证牛乳恢复到原有的相对密度和达到规定的杀菌温度，该杀菌设备装有相对密度自动调节器16和杀菌温度调节器18。
通常直接蒸汽喷射杀菌装置使用的蒸汽必须是干饱和蒸汽，不含油、有机物和异臭，故只有饮用水才能作为锅炉用水。为了保证加热蒸汽在使用前完全干燥，除过滤器外，还 需设置汽液分离器。
为了使制品高度无菌，必须对杀菌温度准确控制，电子控制的杀菌温度调节器8自动检测并调节温度，通过蒸汽气控阀7调控汽喷射速度。在150℃℃时平均精度可达到0.5℃，如果温度降到147℃以下，发出声响或声光警报，如再进一步降到143℃℃，则进乳阀自动关闭，已灭菌乳送出阀也自动关闭。下图是直接蒸汽喷射杀菌设备的温度-时间曲线

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二、注入式瞬时超高温杀菌
注入式超高温瞬时杀菌设备是将牛乳或其他物料注入到过热蒸汽加热器中，由蒸汽瞬间加热到杀菌温度而完成杀菌过程。
与蒸汽喷射式相似，灭菌高温乳的骤冷也是在真空罐中通过膨胀来实现降温的。
现以国外四种原理相同但结构有别的注入式超高温瞬时杀菌设备为例作一简介。
1.拉吉奥尔装置(Lzgui lharre)

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上图是法国拉吉奥尔公司的注入式超高温杀菌设备的工艺流程图，(1)原乳用高压泵1从平衡槽输送到第一预热器(水汽)2，在此与来自闪蒸罐5的蒸汽进行热交换预热升温，然后经第二预热器(蒸汽)3(传热介质为加热器4排出的废蒸汽)进一步加热到大约75℃。
(2)牛乳进入蒸汽加热器4，加热器内充满温度约为140 ℃的过热蒸汽,且利用调节器T1 保持这一温度恒定。预热乳从喷头喷出细小微粒溅落到容器底部时，旋即被加热到杀菌温度.水蒸气、空气及其他挥发性气体一起从蒸汽加热器4的顶部排出，进入第二预热器3，预热由第一预热器2来的牛乳。
(3)蒸汽加热器4底部的热牛乳在压力作用下强制喷入闪蒸罐5，因突然减压而急剧膨胀，使温度很快降至75℃左右并蒸发水分，恢复至牛乳原有的水分。与此同时，大量水蒸气从闪蒸罐顶部排出，在第一预热器2处冷凝并预热原乳，从而在闪蒸罐内造成部分真空。用真空泵8将加热器和闪蒸罐的不凝气体抽出,还会进一步降低两容器内的压力。
2.热真空装置(Thermovocsystem)

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2.帕拉莱斯托尔装置(Palaristor system)原理与上两种相同，但复杂。
3.过热装置(ULtrathem System)

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蒸汽在容器中部加入，料液则从容器上方经一管道从上而下进入加热器，最后到达分配器，分散成自由下落的薄雾状细液滴。加热器装有一个空气调节阀，随着液面升高，该阀可让少量经过滤的加压空气进入圆简形加热器中，所以可以通过调节然汽压力和空气压力，准确地控制制品的加热过程。加热器内温度可达150℃，可以在很大容量范围内加热各种液体制品。

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