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

1、對日出口熟制禽肉產(chǎn)品加熱過程溫度控制及驗證的研究,1. 背景,2004年1月，我國農(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日晚通報國家質(zhì)檢總局，全面暫停中國的禽鳥及其所有產(chǎn)品的出口直至確認(rèn)中國為清凈國。,根據(jù)日本政府制定的《中國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?？量痰?。,加熱工序過程必須有操作程序，并應(yīng)具有溫度自動顯示和記錄儀，以確保產(chǎn)品中心溫度達(dá)到70

2、度以上，維持時間超過一分鐘的要求。同時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證方式。,2004年下半年，日本農(nóng)林水產(chǎn)省以二家中國企業(yè)的出口熟制禽肉產(chǎn)品的加熱不充分為由，吊銷了這二家企業(yè)的對日注冊資格。,上海浦江檢驗檢疫局人員按照《中國大陸向日本出口加熱處理禽肉及其產(chǎn)品的衛(wèi)生條件》對所轄對日注冊企業(yè)的熱加工過程，特別對整個蒸柜(箱)內(nèi)的環(huán)境溫度進(jìn)行驗證測試。,2.理論依據(jù),根據(jù)《中國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，時間1分鐘以上。,3.測試方法,,3.1測試設(shè)備,測試使用丹麥Ellab TS-Pro無線熱處理過程驗證系統(tǒng)，該系統(tǒng)由應(yīng)用軟件、讀數(shù)臺和微記錄系統(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測試設(shè)備,工作過程:將記錄器置于與電腦連接的讀數(shù)臺中，通過軟件設(shè)置好記錄器啟動條件（啟動讀數(shù)的時間或溫度、取樣頻率）后，將記錄

4、器置于待測位置，當(dāng)符合啟動條件時（一般為到達(dá)設(shè)定溫度），記錄器開始記錄數(shù)據(jù)，殺菌完成后取出記錄器，放回讀數(shù)臺，將數(shù)據(jù)下載至計算機。,3.1測試設(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測試原理,測試使用n（n視設(shè)備容積而定，一般為5至12）套無線溫度傳感器對加熱過程蒸柜(箱)中具有代表意義的n個點定時進(jìn)行溫度檢測和記錄。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測試原理,其中環(huán)境溫度探針（簡稱LA探針）暴露在加熱環(huán)境中監(jiān)測環(huán)溫，中心溫度探針（簡稱LC探針）插入內(nèi)容物中心部位檢測產(chǎn)品在加熱過程中的穿透溫度。收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過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布點位置,根據(jù)柜(箱)內(nèi)安放小車的數(shù)量以及每輛小車放置的托盤層數(shù)來確定布點的數(shù)目。,圖3.1 溫度監(jiān)測點布點圖-例1,蒸箱內(nèi)小車安放位置圖(俯視圖),圖3.2 溫度監(jiān)測點布點圖-例2,經(jīng)實驗驗證，

6、對于同一層高，按滿載測試，托盤平面中央處總較其它位置升溫緩慢，這是由于四周的內(nèi)容物阻擋作為對流加熱介質(zhì)的蒸汽的流通所致。故將傳感器探針放置在每層的托盤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，對于帶骨制品，LC感溫探針通過內(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，見圖3.3。,圖3.3 LC傳感器探針插入方式示意圖,3.4評價指標(biāo),⑴所有布點位置的傳感器監(jiān)測到的最高環(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，滿足同一時刻（瞬時）各布點位置溫差不超過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恒溫階段維持時間不得短于工藝規(guī)定時間，不允許存在負(fù)偏差。,4.驗證情況及分析,4.1對日注冊偶蹄類和禽肉加工企業(yè)加熱設(shè)備概況,上海的對日注冊偶蹄類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）分類表,4.2 熱分布測試,根據(jù)對五家企業(yè)進(jìn)行熱分布測試及產(chǎn)品中心溫度的測試，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300g云吞熱分布測試試驗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300g云吞熱分布測試試驗2-恒溫階段 蒸箱使用2.5公斤蒸汽壓力,表4-2 試驗1熱分布測試點獲得最高溫度及100℃維持時間表,表4-3 試驗2熱分布測試點獲得最高溫度及100℃維持時間表,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，使熱分布均勻。,4.2.3 排氣與泄氣,對于中小型蒸柜（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25g小籠包恒溫階段的熱分布測試圖，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。恒溫階段同時刻各位置溫差最大值小于0.5℃，僅為0.1℃，說明熱分布均勻。,,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25g小籠包熱分布測試-恒溫階段 蒸箱使用2.5公斤蒸汽壓力,,對于大型蒸箱，見圖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)機打風(fēng)，以產(chǎn)生強制對流

14、，使箱體內(nèi)蒸汽強制循環(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，液滴長大后即自壁面落下，如冷凝水不及時排除，冷凝水會聚集在局部產(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，會導(dǎo)致柜（箱）熱分布不均勻，帶來安全隱患。,為有效及時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）門等部位加裝保溫隔熱材料。⑶底部設(shè)置1:1.5斜坡，通過排水口排出。⑷采用泄汽閥不斷排除冷凝水⑸小車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。,4.2.5 蒸箱內(nèi)溫度傳感器的位置,在驗證試驗中，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/計算機控制的依據(jù)，必須嚴(yán)格按照先期熱分布的測試結(jié)果安裝于冷點位置。,4.2

16、.5 蒸箱內(nèi)溫度傳感器的位置,圖4.9⑴、4.9⑵所示的加熱過程，程序設(shè)定恒溫維持溫度皆超過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。熱電偶線應(yīng)足夠長，以方便調(diào)整安裝位置，見圖4.1.2。,4.2.6熱電偶的精度,在驗證試驗中，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,在驗證試驗中，發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)蒸箱小車各

17、層間使用的是實心托板，不利于蒸汽在加熱內(nèi)容物間的自由流動。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 熱穿透測試,蒸柜（箱）蒸煮除了有殺菌的目的，同時也是傳統(tǒng)烹調(diào)，使肉達(dá)到可食用色、香、味、質(zhì)地和熟度的過程。驗證試驗顯示，所有五家企業(yè)的產(chǎn)品都能滿足產(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廠云吞260g的熱穿透曲線，表4-4列出了各測試位點分別在70℃以上、75℃以上、80℃以上、85℃以上所保持的時間：,表4-4 #1廠206g云吞熱穿透測試各位置 特定溫度維持時間表,圖4.15顯示為＃3廠菜肉云吞300g的熱穿透曲線，表4-5列出了各測試位點分別在70℃以上、75℃以上、80℃以上、85℃以上所保持的時間：,表4-5

19、#3廠300g菜肉云吞熱穿透測試位置特定溫度維持時間表,從驗證測試結(jié)果來看，對于加熱設(shè)施和操作必須要符合以下要求：,5.驗證結(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)以滿足加熱過程中持續(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 在開始加熱前必須對加熱設(shè)施進(jìn)行必要的排氣，以排除加熱設(shè)施中的冷空氣。在加熱過程中要有適當(dāng)?shù)男箽?，促進(jìn)蒸汽循環(huán)，保證加熱過程加熱設(shè)施中的熱分布均勻,,5.4 加熱過程中必須有效地排

20、除冷凝水,,5.5 加熱設(shè)施中測溫儀表的位置應(yīng)設(shè)置于已測明冷點位置上,,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)施中的堆放不能過于緊密,,5.9 加熱過程中的檢測和控制應(yīng)在同一區(qū)域內(nèi),,只要工廠的加熱設(shè)施能夠符合上述的要求，同時按照規(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《中國大陸向日本出口加熱處理禽肉及其產(chǎn)品