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(gè)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?jī)?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(guò)程中盡可能地保護(hù)食品中營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味。所以，經(jīng)殺菌后的食品屬于商業(yè)無(wú)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(jiàn)圖7—1?；瘜W(xué)殺菌法是使用過(guò)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(shí)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(jià)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(shí)殺菌法和超高溫瞬時(shí)殺菌法之分。所謂巴氏殺菌 (Pasteurization) 是低溫長(zhǎng)時(shí)間殺菌法，殺菌溫度低于100℃，保溫時(shí)間是30min。高溫短時(shí)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(shí)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(yíng)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(lái)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(duì)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(kāi)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(duì)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(diǎn)：加熱時(shí)間短，接觸面積大，高溫處理在瞬時(shí)進(jìn)行，對(duì)熱敏性制品影響小。缺

7、點(diǎn)：蒸汽必須經(jīng)過(guò)脫氧和過(guò)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(shí)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(yùn)行 把物料先從平衡槽1中用泵2送到噴射器3，同時(shí)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(duì)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(yùn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)裝置包括有：① 比重的自動(dòng)調(diào)節(jié)② 溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)③ 裝置的清洗和消毒自動(dòng)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(wú)菌泵（3）無(wú)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(shí)加熱殺菌裝置,把物料注入到過(guò)熱蒸汽加熱器中，由蒸汽瞬時(shí)加熱到殺菌溫度，完成殺菌過(guò)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(guò)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(wú)菌泵 7—冷卻器8—真空泵 T1 、T2—調(diào)節(jié)器 V2—閥門(mén),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(wú)菌泵 7、8—冷卻器9—熱汽冷凝器 10—真空泵,2024/3/10,20,,過(guò)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(diǎn)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(shí) (HTST) 和超高溫瞬時(shí)（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(dòng) 、 呈對(duì)角線方向流動(dòng)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(shí) (HTST) 板式殺菌裝置2、 超高溫瞬時(shí) (UHT) 板式殺菌裝置,2024/3/10,31,全自動(dòng)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(gè)螺旋通道的螺旋體。加上端蓋、接管等構(gòu)成。換熱時(shí)，兩介質(zhì)在兩螺旋通道內(nèi)可

14、作逆向流動(dòng)，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(dòng)和錯(cuò)流流動(dòng)。,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(diǎn)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)嵩矗⒛芫_控制溫度 溫差應(yīng)力小，熱損失小 ，制造簡(jiǎn)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(diǎn),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(yùn)動(dòng)使料液成薄膜狀流動(dòng)，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(shí)，既不會(huì)發(fā)生表面焦糊，也不用擔(dān)心會(huì)受熱過(guò)度，國(guó)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(diǎn),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(yùn)轉(zhuǎn)，不燒焦。 用途：高粘度物質(zhì)的冷卻、加熱、殺菌、抖動(dòng)、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(shí)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(guò)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(dòng)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(shí)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(diǎn),（1）加熱器由無(wú)縫不銹鋼環(huán)形管制造。沒(méi)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(zhǎng)的運(yùn)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(diǎn)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(shí)滅菌機(jī) (Thimble-UHT),用途與特點(diǎn) 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(shí)加熱，對(duì)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(dòng)化操作控制裝置，對(duì)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(shí)滅菌機(jī),2024/3/10,50,,超高溫瞬時(shí)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(dòng)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(pán)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(dòng)記錄儀9-電動(dòng)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(dòng)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(shí)可不必用電動(dòng)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(jì)錄儀 11-溫度計(jì) 12-壓力表 14-鍋門(mén) 15-排水管 16-薄膜閥門(mén) 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(duì)包裝的食品在短時(shí)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(pán)與托盤(pán)之間的縫隙，在維持其周?chē)鷾囟鹊耐瑫r(shí)，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(yú)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?，電波?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(guò)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(shí)，存在于食品中的微生物菌體同樣也會(huì)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(duì)生理的作用) 也能對(duì)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(shí)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(huì)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(cè)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(gè)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(diǎn),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(shí)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(jiǎn)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(jià)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(guò)程中，對(duì)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(jià)鍵無(wú)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(yíng)養(yǎng)成分，

32、同時(shí)又能有效地克服傳統(tǒng)的熱加工方式處理食品所帶來(lái)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(diǎn),超高壓技術(shù)與傳統(tǒng)的熱處理相比，優(yōu)點(diǎn)有：（1）處理過(guò)程為液體介質(zhì)的瞬間壓縮過(guò)程，滅菌均勻，效率高、耗能低；（2）屬于冷加工技術(shù)，因此不會(huì)破壞食品中原有的營(yíng)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(huì)產(chǎn)生熱處理所帶來(lái)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(jiǎn)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(jiǎn)化食品加工工藝，節(jié)約能源，提高加工原料的利用率，無(wú)“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(shí)驗(yàn)型與工業(yè)化生產(chǎn)型實(shí)驗(yàn)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(duì)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(mén)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(guò)UHP配管將UHP液體運(yùn)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(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)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(shí)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(lái)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(shí)間的長(zhǎng)短 壓力越高，保壓時(shí)間越長(zhǎng)，滅菌效果越好；一般來(lái)說(shuō)，壓力越高，達(dá)到相同滅菌效果的處理時(shí)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(huì)增強(qiáng)。③ 體系溫度 一般來(lái)說(shuō)，體系處于非正常的低溫或高溫下，超高壓滅菌效果會(huì)

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(huì)對(duì)微生物有保護(hù)作用，而一些抑菌劑的存在會(huì)使超高壓的滅菌效果增加。⑤ 微生物的種類 對(duì)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(yáng)性菌<芽孢；對(duì)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(jí)反應(yīng)動(dòng)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(mén)及密封件等組成。超高壓容器是物料受壓的場(chǎng)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(dòng)力單元，它的工作壓力對(duì)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(jí)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(cè)儀表是參數(shù)控制系統(tǒng)的兩大組成部分。控制中心通常是由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，而檢測(cè)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(jiàn)因素之一。高壓儀表的選用依據(jù)首先是量程、精度等級(jí)、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(wèn)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(zhǎng)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(mén)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(guò)閥門(mén)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(jí)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(guò)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(duì)機(jī)器又有潤(rùn)滑作用，否則對(duì)活塞的磨損會(huì)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(duì)被加工食品的包裝要求高，必須密閉包裝，否則會(huì)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(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常配置液壓機(jī)構(gòu)，用于啟閉頂蓋和移動(dòng)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(guò)高。,2024/3/10,85,立式UHP處

43、理裝置圖1-高壓容器 2-裝卸搬運(yùn)裝置 3-滾輪輸送帶 4-進(jìn)料裝置 5-材料調(diào)整計(jì)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(diǎn)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(jiǎn)稱。其定義為：不用拆開(kāi)或移動(dòng)裝置，即可用高溫、高濃度的洗凈液，對(duì)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(diǎn),CIP有如下的優(yōu)點(diǎn)： （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(shí)間和提高效率，節(jié)省勞動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)能 作為CIP的運(yùn)動(dòng)能，能力的大小是以雷諾數(shù) (Re) 來(lái)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(lái)自化學(xué)洗滌劑。（4）水的溶解作用水為極性化合物，對(duì)油脂性污物幾乎無(wú)溶解作用，對(duì)碳水化合物、蛋白質(zhì)、低級(jí)脂肪酸有一定的溶解作用，對(duì)電解質(zhì)及有機(jī)或無(wú)機(jī)鹽的溶解作用較強(qiáng)。（5）機(jī)械作用由運(yùn)動(dòng)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(shí)，可適當(dāng)縮短清洗時(shí)間或彌補(bǔ)清洗溫度的不足。清洗劑濃度增高會(huì)造成清洗費(fèi)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(shí)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(huì)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(shí)間

48、 清洗時(shí)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(jì)等。清洗時(shí)間必須合適，太短不能對(duì)污物進(jìn)行有效去除，太長(zhǎng)則浪費(fèi)資源。（5）清洗流量保證流量實(shí)際上是為了保證清洗時(shí)的清洗液流速，從而產(chǎn)生一定的機(jī)械作用，目嗵過(guò)提高流體的湍動(dòng)性來(lái)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(gè)容器為CIP清洗的對(duì)象設(shè)備，

49、它們與管路、閥門(mén)、泵以及清洗液貯罐等構(gòu)成了CIP循環(huán)回路。同時(shí)，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(shí)，另一些設(shè)備正常運(yùn)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(guò)程中的用料；容器3正在出料。管路上的閥門(mén)均為自動(dòng)截止閥，根據(jù)控制系統(tǒng)的訊號(hào)執(zhí)行開(kāi)閉動(dòng)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(guò)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(jì)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(shí)噴頭相對(duì)于接管靜止不動(dòng)。一般為球形噴頭:在球面上按一定方式開(kāi)有許多小孔。清洗時(shí)，具有一定壓力（1-3atm）的清洗液從球面小孔向四周外射，對(duì)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(jiàn)的噴洗角度有120°、240 ° 、180°和360°等。由于開(kāi)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(mén)設(shè)計(jì)，例如(3)用于清洗布袋過(guò)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(guò)濾器的噴頭,2024/3/10,98,對(duì)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(duì)清洗效果有較大影響。一般說(shuō)來(lái)，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(gè)方向的圓周運(yùn)動(dòng)?？蓪?duì)設(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(yùn)動(dòng)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(gè)球形或柱形噴

54、頭。在球面上適當(dāng)位置開(kāi)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(dòng)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(mén) 4-離心泵 5-循環(huán)液泵 6-隔膜閥 7-熱交換器 8-溫度計(jì),2024/3/10,102,三

55、、CIP清洗效果的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),1、 感官氣味：清新、無(wú)異雜味，對(duì)于特殊的處理過(guò)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(jué)：清洗表面光亮，無(wú)積水，無(wú)膜，無(wú)污垢或其他。同時(shí)，經(jīng)過(guò)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(shí)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