1、食品厂杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l 杀菌是食品加工过程中最重要的环节之一。许多食品需要经过相应的杀菌处理之后，才能获得稳定的货架期。l 食品杀菌方法的分类第一节第一节 罐头食品杀菌机械设备罐头食品杀菌机械设备第二节第二节 液体食品物料无菌处理系统液体食品物料无菌处理系统第三节第三节 电离辐射杀菌装置电离辐射杀菌装置l 本章小结 思考题 自测题食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l 食品杀菌方法分类n 热杀菌和冷杀菌n 包装和未包装食品杀菌n 物理法和化学法杀菌食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备n 包装和未包装食品的杀菌根据杀菌处理时食品包装的顺
2、序，可以将热杀菌分为包装食品和未包装食品两类方式。前者如罐头类食品的杀菌，后者如无菌包装食品的热处理。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备n物理法和化学法杀菌u 冷杀菌可以分为物理法和化学法两类。 u 物理冷杀菌技术包括电离辐射、超高压、高压脉冲电场等杀菌技术。u 电离辐射杀菌的应用最为成熟 (本章作简单介绍)。 u 其它冷杀菌设备的应用尚存在较大的局限性 (不作专门介绍)。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备n 热杀菌和冷杀菌热杀菌是借助于热力作用将微生物杀死的杀菌方法；除了热杀菌以外所有杀菌方法都可以归类为冷杀菌。尽管人们早就认识到，热杀菌同时也会对食品营养或风味成分造成一
3、定的影响，并且也在冷杀菌方面进行了大量的研究，但到目前为止，热杀菌仍然是食品行业的主要杀菌方式。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备第一节 罐头食品杀菌机械设备l 罐头食品杀菌机械设备，通常是指用于密封罐头加热杀菌的机械设备。某些容器包装并密封的食品(例如，瓶装的饮料和啤酒等)虽然不称为罐头，也用此处介绍的某些设备杀菌。l 罐头食品杀菌机械设备，按操作方式可以分为间歇式和连续式两大类。按杀菌操作压力，又可以分为常压杀菌设备和高压杀菌设备。一、间歇式杀菌设备二、连续式杀菌设备 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备一、间歇式杀菌设备间歇式罐头杀菌设备有多种形式，按杀菌锅安装方式分立
4、式和卧式杀菌锅。立式杀菌锅又可分为普通立式杀菌锅和无篮立式杀菌锅；卧式杀菌锅可以分为普通卧式杀菌锅、回转式杀菌锅和喷淋式杀菌锅等。（一）立式杀菌锅（二）无篮式杀菌锅（三）卧式杀菌锅（四）浸水与淋水式杀菌机（五）回转杀菌机食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（五）回转杀菌机l 回转式杀菌机主要用于改善某些罐头内部传热条件。目前使用最多的间歇式回转杀菌机有浸水式、淋水式和轨道式回转杀菌机。1浸水式回转杀菌机2淋水式回转杀菌机3. 轨道式回转杀菌机食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备3. 轨道式回转杀菌机l简介l轨道式回转杀菌机主体l装卸罐l回转杀菌情形l杀菌过程控制l一些性能参数食
5、品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l简介n 轨道式回转杀菌机是一种高温短时、摇动式、全自动罐头杀菌设备。这种设备专门为大罐型圆形金属罐头设计。n 最适宜用来对自然对流难以加热和冷却的食品（如糊状玉米、真空包装的整条玉米、茄汁鱼类、豆类、布丁、沙司和汤类食品等）进行杀菌。n 这种杀菌机以蒸汽为加热介质，可以施加反压。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l轨道式回转杀菌机主体n 主体如图12. 20所示。由耐压的壳体和可以回转的内、外筒体构成。n 罐头不用杀菌篮装，而是夹于内外筒之间的圆环内。n 内筒的外壁上有条形板，进入杀菌锅的罐头处在条形板中间，外筒的内壁上有带动罐头回转、使其
6、由入口端向口端前移的T形螺旋轨道。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l装卸罐n 轨道式杀菌机的两端各有一只大型气动闸阀，分别用于进罐和出罐。n 罐头装入（同时有罐头离开）杀菌机时，外筒与壳体锁定，内筒回转使罐头沿着壳体前进。n 进罐时，罐头轨道上的自动停罐装置将罐头送至进罐阀，罐头通过回转阀门进入杀菌机，并自动进入内筒壁的条形板中间。当内筒回转计数器和停罐计数器显示一定罐数时，停止进罐。n 进罐和出罐过程中有一个安全装置保证未经杀菌的（刚进入杀菌机的）罐头不会从出口端卸出。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l回转杀菌情形这种杀菌机虽然进出罐同时进行，但杀菌不是连续的。进出锅
7、完毕后，要将（内筒体和带T形条钢螺旋的）两只筒体结合在一起将罐头固定，并密闭锅后，再进行杀菌。杀菌同时带动罐头一起回转。轨道回转杀菌机回转体的轴线与锅内所装罐头的轴线是平行的。回转一圈罐头顶隙气泡的运动情形如图12. 21所示。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l杀菌过程控制n 整个杀菌过程由全自动数字程序控制器控制。对程序控制器预先设定了排气、升温、加压，杀菌和冷却工艺参数。所有的操作步骤由自动程序控制，并由控制器监测温度、压力和时间。n 轨道式杀菌机每批生产 600 罐，进罐速度45罐min （也即每次装罐时间约为13min）。正常的工作压力为 0.17MPa，最高工作压力为0.
8、28MPa。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l一些性能参数n 轨道式杀菌机每批生产 600 罐。n 进罐速度45罐min （也即每次装罐时间约为13min）。n 正常的工作压力为0.17MPa。n 最高工作压力为0.28MPa。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备2淋水式回转杀菌机l 结构特征l 贮水罐l 系统流程食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l结构特征淋水式回转杀菌机是浸水式回转杀菌机的改进型，同样由两只上、下排列的卧式压力容器组成，上面一只用作贮水锅，下面一只用作杀菌锅。贮水锅内的水位是可以调节的。与浸水式回转杀菌机相比，贮水锅中的水量要少得多，因此只要预
9、热很少量的水，这样大大节省了热能。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l贮水锅贮水锅中很少量的水可以预热到高于所需要的杀菌温度，如150。加热方式是用0.60.8MPa 的蒸汽直接喷射加热以便缩短加热时间。杀菌时所需要的反压是由压缩空气产生的，因此许多对压力敏感的包装容器都可以用这种方法进行杀菌。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l系统流程n 淋水回转式杀菌系统流程如图12. 19所示。n 杀菌开始时，预热水从贮水锅中流入下面的杀菌锅中。n 与浸水式相比，淋水式不需要排气，因为锅内的空气可以用于产生反压。这样可以节省因排气造成的热量损失。n 反压可以通过程序控制器在升温过程中
10、逐步产生，也可以一开始就加到所要求的压力。n 如果在杀菌锅进水的时候就开始回转，更有利于温度的均匀分布。杀菌锅的进水时间一般仅为30s。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l浸水式回转杀菌机特点 n 优点：(1) 可获得更为均匀分布的杀菌锅温度(2) 缩短杀菌周期(3) 产品质量好且稳定(4) 节能(5) 提高产品的成品率n 缺点：操作要求较高。杀菌锅内有回转体，因而减少了有效容积。热水循环可能使锅体结垢，因而用水必须处理，增加了处理水的装置的投资。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备(5) 提高产品的成品率回转式杀菌设备杀菌锅中的压
11、力系由贮水锅的压力来维持的。而贮水锅的压力由压力调节器随时加以控制和调整的，因而压力的变化很小。特别是在冷却过程中，可以根据不同杀菌对象采用不同时间的加压冷却方式，而在加压冷却过程中，压力是随时间有规律地递减的。这对袋装食品、大听罐头、螺旋盖玻璃罐、铝制罐及易开罐等的杀菌特别有利，可防止包装容器的变形、破损等事故发生。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备(4) 节能过热水在不降温情况下回收并重复利用，大幅度减少了蒸汽消耗量，从而降低运行费用低。通过比较发现，对同样的罐头，回转式的杀菌时间为静置式的1/4。同时、由于回转式的热水可重复利用，因此，第二次杀菌开始，其热量主要消耗在补偿锅体对
12、空气的对流和辐射损失及罐头的升温。因而反复使用的次数越多，两者消耗蒸汽量的差额就会越大，回转式节省蒸汽就越多，其优越性就更加明显。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备(3)产品质量好且稳定对于肉类罐头，其翻转可防止油脂和胶冻的析出；对于高黏度、半流体和热敏性食品，不会产生因罐壁处的局部过热而形成黏结现象。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备(2) 缩短杀菌周期l 杀菌篮的翻转产生罐头的“摇动效应”，使传热效率得以提高，导致杀菌和冷却时间大大缩短。对于内容物为流体或半流体的罐头效果更为明显。l 罐头的回转速度与杀菌时间的关系见图12. 17，由图可见并非转速越高杀菌时间越短，速度
13、过慢或过快均会导致杀菌时间延长。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l摇动效应转速不同时罐头内容物的搅拌呈现出不同的状况（图12. 18 ) 。只有在适宜的转速下才会产生罐头的“摇动效应”。不同的产品有不同的适宜转速。罐头有一定的顶隙才能使罐头在翻转时产生“摇动效应”，但过大的顶隙会在罐头内形成气袋而产生假胖听现象。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备(1)可获得更为均匀分布的杀菌锅温度由于杀菌篮回转具有搅拌作用，再加上热水由泵强制循环，锅内热水形成强烈的涡流，使锅内温度分布更加均匀，同时提高了罐外传热效率。不同搅拌与循环方式时锅内热
14、水温度分布状况如图12. 16所示。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备1浸水式回转杀菌机l 结构特点l 杀菌篮内的罐头放置l 软包装袋容器的放置l 特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l软包装袋容器的放置 对于软包装袋或半硬质容器，除了层与层之间需要孔的隔板以外，还需使不同层之间产品保持一定间距的支承结构件。这种结构件也应当是多孔的，以保证水流的顺利流通。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l结构特点浸水式回转杀菌机的整体结构与操作过程基本与静置浸水杀菌机的相同，只是增加了一套使杀菌篮在锅内绕轴旋转的装置。回转速度范围为 536r/min，可根据产品的特点进行选
15、择。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备图12. 15头顶头回转杀菌时罐头在杀菌篮中的固定方式这种回转式杀菌机中，罐头顶头竖放在杀菌篮中，这样在回转时有利于罐头内容物的搅动。层与层之间的罐头应放置（耐热塑料板制成的）隔板，以便可以使水在杀菌篮内自由流动，有利于温度均匀分布。隔板应具有足够的开孔率，而且应考虑在隔板上放置罐头时罐底不会将孔封死。图12. 15所示为罐头在长方形杀菌篮中的放置方式。l杀菌篮内的罐头放置食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（四）浸水与淋水式杀菌机以水作传热介质的杀菌机可以分为浸水式杀菌机和淋水式杀菌机两类。1静置浸水式杀菌机2淋水式杀菌机食品工厂机械与
16、设备-第十二章 杀菌机械与设备（一）立式杀菌锅l 立式杀菌锅容量较小，既可用于常压杀菌，又可用于高压杀菌，一般适用于小规模生产的场合。l 外形与结构l 安装l 管路连接l 温度控制食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l外形与结构n外形与结构如图12. 1所示。n主体由圆柱筒形锅体和锅盖组成。锅盖铰接于锅体边缘，与锅盖相连的平衡锤起开锅省力作用。锅盖和锅体由蝶形螺栓或自锁嵌紧块密封。n锅盖上有安全阀、放气阀、冷却水盘 管及冷却水接管口（未画出）。n锅体上有蒸汽进管、冷水排放管、温度计和压力表。n杀菌篮的结构如图12. 2所示。食品工厂机械与设备
17、-第十二章 杀菌机械与设备 通常以半地下形式安装（图12. 3）。杀菌篮进出锅通过电动葫芦操作实现。电动葫芦挂于杀菌锅上方的型钢轨道上，使电动葫芦沿型钢移动，就可以实现杀菌篮在平地上装卸。l安装食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l管路连接 立式杀菌锅的管路连接如图12. 4所示, 需要提供给杀菌锅的工作流体有蒸汽、冷却水和压缩空气。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l温度控制温度控制系统的原理如图12. 5所示，它由来自杀菌锅感温包的温度（通过金属弯曲管的变化）及调节用的压缩空气两个物理量比较调节，通过输出压缩空气来控制蒸汽薄膜阀的开度，使通过阀的蒸汽量保持杀菌锅内温度恒
18、定。 图12. 5温度控制系统图食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（二）无篮式杀菌锅l 是一种大型、不使用杀菌篮的立式杀菌锅。l 外形结构如图12. 6所示。它高约2.4m，直径约为1. 83m，容积是普通立式杀菌锅的45倍。这种杀菌锅的进罐口在顶部、出罐口在底部。l 安装l 操作过程l 两种卸罐方式l 特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l特点（1）节省劳动力 5台无篮杀菌锅仅需一人操作，其产量相当于9人操作18台四篮式静止高压立式杀菌锅。（2）节省能源 与普通立式杀菌锅相比，无篮式杀菌锅的蒸汽耗量要少得多，这是因为需要加热的
19、锅体少（且没有杀菌篮耗热），也由于单位容积锅体的表面积小使得热辐射损失少，另外不需要长时间排气而耗汽。（3）适用性、灵活性大 无篮式杀菌系统可以处理所有的标准罐型，可以在35以下的各种温度下进行杀菌。（4）检测仪表和控制装置 可以根据需要配备检测仪表和控制袋置，从普通的常规控制到提供一个全自动控制系统。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l两种卸罐方式 n第一种方法是将缓冲水道的水面正好保持在锅底门的下面。锅底门打开后，罐头落入缓冲水道中，水道底的输送带再将罐头送入冷却水道，将罐头冷却到所需的温度。n第二种方法用于较大罐型，需要有真空系统配合，并且要缓冲水道的水位高于杀菌锅底门位置。罐
20、头卸完之后，关闭锅底门，即可进行下一锅的杀菌。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l操作过程锅内预装一定温度缓冲水，通过输送带将罐头从锅上方投入锅内（罐头在锅内随机排列），同时打开溢流管口使水溢出。当杀菌锅装满时，关闭输送带上的闸阀，通过液压关闭进料口盖，同时关闭溢流阀。从锅顶分配管通入蒸汽，使用蒸汽压力作用将锅内的水从锅底通过排水管排出（可以收集后供另一锅使用）。随后杀菌过程操作与卧式杀菌锅操作一样，也要经过排气、升温、保温和冷却几个阶段。但反压冷却结束后的冷却阶段则可在锅下方的冷却水槽中进行。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l安装 杀菌锅通常安装在冷却水槽上方，以便使进
21、入冷却阶段的罐头直接排入下方的冷却水进一步冷却。通常将几只锅一起安装在冷却水槽上，槽底有输送罐头的输送带。这样可使杀菌锅以半连续方式进行杀菌（图12. 7）。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（三）卧式杀菌锅l 目前仍然是我国罐头行业主要杀菌设备。容量一般比立式的大。一般不适用于常压杀菌，多用于高压杀菌。 l 杀菌锅外形图l 结构与接管l 杀菌小车l 安装食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l安装卧式杀菌锅内的导轨高于地坪面，因此，为了使杀菌 小车顺利地进出锅体，一般将杀菌锅的一部分安排在低于地坪的位置，使得锅内的导轨与地坪在一个平面上。也就是说，锅体安装在地槽内；并且，为了
22、使锅门顺利打开，地槽的长度应当比锅体长（大约一个锅门直径）。因此，杀菌车进出还需要在锅体与地槽口之间架设辅助轨道。也可简单地将杀菌锅直接安置在地坪面。为了保证排水不向车间漫开，在锅体周围开一个加漏空钢板的明沟。杀菌车则如图12. 10所示，置于另一辆具有与杀菌锅相当高度的小车上。这样，只要使小车与锅体内的轨道对接，就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l结构与接管n 如图12. 9所示。n 主体为锅体与（铰接于的锅体口的）锅门构成的平卧钢筒形耐压容器。n 锅体内的底部有两根平行轨道，供盛装罐头的杀菌车进出。n 多孔蒸汽管长管装在锅下方平行轨道中间（低于轨道）
23、；多孔冷却水长管安装在锅的上方。n 锅体的上方还开有压缩空气管口、排气管口、安全阀、温度计、压力表以及温度传感器接口等。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备1静置浸水式杀菌机l 浸水式杀菌机有静置浸水式和（后面将要介绍的）回转浸水式两种。l 静置浸水式杀菌机外形（图12.11）l 主体是上下两只卧式高压容器，安装在上方的是预热水贮罐，安装在下方的为杀菌锅。贮水罐和杀菌锅之间有管道连接（图12. 12），并安装了控制阀门。l 贮水罐中的预热水通过管道流入杀菌锅，杀菌时通过循环泵使热水在贮水罐与杀菌锅之间循环，使锅内温度分布均匀。在杀菌结束时，热水以回流入贮水罐。l 袋装软罐头在杀菌锅内需
24、平放专门的多孔杀菌托盘上，托盘之间留有一定间隙作为热水水流通道。 l 浸水式杀菌机的优点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l浸水式杀菌机的优点n 罐头在杀菌和冷却的开始阶段所受的热冲击较小，故较适宜于玻璃瓶罐和软罐头的杀菌；n 节能。浸水式杀菌机在杀菌结束后，热水可以回收为下一次杀菌使用； n 杀菌锅内的热水可通过机械方法搅拌而使锅内温度均匀一致；n 可通过杀菌锅结构上的变化或改变水的流向以实现杀菌过程的特殊要求。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备2淋水式杀菌机l 淋水式杀菌机是法国巴里坎公司在20世纪80年代开发的杀菌设备。l 适用性l 淋水式杀菌机主要由卧式锅体、热交换
25、器、循环水泵，管路和各种阀门，以及自动控制系统构成。l 工作原理l 侧向水平喷淋l 调压与温控l 特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l淋水式杀菌机的特点n 由于采用高速喷淋对产品进行加热、杀菌和冷却，温度分布均匀，提高了杀菌效果，改善了产品质量。 n 杀菌与冷却采用同一水体，产品无二次污染的危险。n 采用同一间壁式换热器，循环水温度无突变，消除了热冲击造成的产品质量的降低及包装容器的破损。 n 温度与压力为独立控制，易准确控制。n 设备结构简单，维修方便。n 水消耗量少。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l调压和调温控制该机的调压和调温控制是完全独立的，其中调压控制为向
26、锅内注入或排出压缩空气。淋水式杀菌锅的温度、压力和时间由程序控制器控制，操作过程完全自动化。程序控制采用微处理器，便于根据产品要求进行调节，并易与计算机连接，实现中央集中控制。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l侧向水平喷淋为缩短热水流程，有些采用侧喷方式使罐头受热更为均匀，尤其适用于袋装食品的杀菌（图12. 14）。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l工作原理n如图12. 13所示。 整个杀菌过程中，利用贮存在杀菌锅底部的少量（可容纳 4 辆杀菌车的杀菌锅存水量约400L）热水作为杀菌传热用水，通过大流量热水离心泵进行高速循环，流经板式热交换器进行热交换后，进入杀菌锅内上
27、部的水分配器，均匀喷淋在需要杀菌的产品上。n水循环与换热食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备n水循环与换热加热、杀菌、冷却过程中所使用的循环水均为同一水体，热交换器也为同一个，只是热交换器另一侧的介质在变化。在加热与杀菌过程中，循环水由热交换器的蒸汽加热，从而提供罐头升温维持恒温所需的热量，在冷却工序中，循环水被冷却水降温。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l淋水式杀菌机的适用性n 可用于果蔬类、肉类、鱼类、方便食品等的高温杀菌。n 其包装容器可以是马口铁罐、铝罐、玻璃罐和蒸煮袋等形式。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食
28、品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l杀菌小车 如图12. 10所示，置于另一辆具有与杀菌锅相当高度的小车上。这样，只要使小车与锅体内的轨道对接，就可使杀菌车方便地进出杀菌锅。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备二、连续式杀菌设备l概述 （一） 常压连续杀菌机 （二） 高压连续杀菌机食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l概述n 连续式杀菌设备是内部具有连续运送罐头装置的杀菌设备，并有相应的连续进出罐机构装置。一般这种杀菌设备分成几个区段，连续
29、通过这些区段的罐头食品依次受到预热、杀菌和冷却等工序处理。n 连续式杀菌机的生产能力大，一般直接配置于连续包装机之后，产品包装、封口后直接送入杀菌机进行杀菌。各种类型和包装形式的罐头食品只要达到足够大的生产规模，均可以考虑采用适当的连续杀菌设备进行杀菌。n 连续式杀菌设备可以分为常压式和加压式两大类，分别用于酸性和低酸性食品的杀菌。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（二） 高压连续杀菌机 高压连续杀菌机是用于100以上（相应的压力高于大气压力）条件下连续杀菌的设备，因此，为了使杀菌设备在高压状态下连续对罐头产品进行杀菌，需要有专门的进出罐机构装置，因而加压连续杀菌机的结构比常压连续杀
30、菌机要复杂得多。常见的高压连续杀菌设备有回转式、静水压式和水封式三种。 1回转式高压连续杀菌机 2静水压连续杀菌机 3水封式连续杀菌机食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备3水封式连续杀菌机l 设备结构l 罐头回转原理l 工作原理食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l设备结构如图12. 32所示。主要由高压杀菌-冷却罐、常压冷却槽、输送链、水封阀及进出罐机构等组成。高压杀菌-冷却罐由中间隔板分为上下两室，上室为蒸汽杀菌室，下室为高压水冷却室。带有罐头传送器的输送链，穿过上下两室构成循环链。室外冷却水槽的输送链也带有传送器。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l工作原理从自
31、动供罐装置进入输送链的罐头，经过鼓形阀（结构如图12. 33所示，由于其浸没在水中，因此又称为水封阀）进入杀菌室，在此，在输送链传送器带动下，折返数次进行杀菌后，穿过隔板进入加压冷却室。加压冷却后的罐头再次从鼓形阀排出，进入常压冷却水槽。罐头在这里仍然保持自身的滚转，以达到快速冷却的目的。当冷却至中心温度40 左右时，罐头从自动排罐装置排出。从而完成整个杀菌冷却的过程。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l罐头回转原理n 在传送器的下部设计了一条平板链（或导轨）, 罐头就搁在其上，平板链运动方向与传送器相反，由于传送器与平板链之间的相对运动，产生摩擦力使罐头回转，回转的速度因产品不同而
32、不同，一般为1030r/min。n 若不需回转时，则可去掉传送器下面的导轨,或使平板链运动方向与传送器一致并保持相同线速即可。通过改变罐头的回转速度可调节罐头的传热速率。n 根据这个原理，在调换品种时，杀菌时间可以不变，而改变罐头回转数即可。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（一） 常压连续杀菌机 常压连续杀菌机的杀菌温度不超100，不需严格密封机构，设备结构简单。按运载链的层数可分为单层式和多层式；按加热和冷却的方式分为浸水式和淋水式。1单层常压连续杀菌机2多层常压连续杀菌机食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备1单层常压连续杀菌机l多为淋水式。l设备外形结构l杀菌过程l玻璃
33、瓶罐的加热冷却l设备特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l设备特点n 优点：结构简单，性能可靠、生产能力大，并且通常可以根据工艺要求进行调节。适合于内容物流动性良好的瓶装产品的常压杀菌。n 缺点：占地面积较大，有的设备长达27cm，甚至更长。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l玻璃瓶罐的加热冷却对于玻璃瓶装产品，为了避免热应力集中造成瓶子破损，加热段和冷却段要分成多个区段，以使得加热时最大温差不超过2050，冷却最大温差不超过20。采用热水加热时一般包括预热段1、预热段2 、加热段、预冷段、冷却段、最终冷却段等多个工作段。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l杀菌
34、过程物料由入口处的拨罐器拨到输送链带上，输送链带动罐头经过隧道时被热水（蒸汽）喷射的水（或蒸汽）加热杀菌，然后被水喷头喷出的冷水冷却后送出。在整个过程中，产品与输送链处于相对静止状态而同步移动。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l整体结构整体为隧道结构，一条运载产品的输送链带穿过隧道，输送带的两端有进出罐的外围输送带相联。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备2多层常压连续杀菌机l一般为浸水式杀菌机。l一般结构l三层常压连续杀菌机l特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l多层常压杀菌机特点具有生产率高、自动进出罐、温度自动控制等功能。由于传热效果好，能节省能源、缩短
35、杀菌时间，提高产品内在质量；占地面积小，有利于生产车间设备的布置；罐头在杀菌过程自下而上逐层爬升，在转向处的托板间隙可根据罐径进行调节，使运行平稳，不会产生卡堵现象；各层杀菌和冷却槽的液位，可根据罐径进行调节，防止产生浮罐现象；配置有温度超限报警和浮罐报警装置。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l三层常压连续杀菌机槽体与输送带结构如图12. 23 所示。三只水槽分三层水平安装在杀菌机机架上。第一层（底层）为加热杀菌段，第二层具有加热和冷却双重功能，可根据罐藏内容物的杀菌工艺要求进行选择，第三层为冷却段。冷却水由进水管进入各层槽体。在槽体侧面的溢流口，安装有液面调节板，用以在槽体内保持
36、一定的液位高度，防止液位过高引起浮罐。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l一般结构这种机器的运载装置为刮板输送链，罐头产品平卧放置于输送链上，移动过程中可相对于输送链进行有限的滚动。整体为多层结构，层数一般为3 5层。可根据生产量杀菌时间要求及车间面积、工艺布置的需要进行选择。每一层设一水槽，用于装温度不同的热水或冷却水。因层间转移的需要，两端设置有转向结构。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备1回转式高压连续杀菌机l 一般构成l 典型杀菌机l 锅内结构l 进罐阀与转罐阀l 杀菌锅体及组合l 特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l一般构成回转式连续杀菌机一般由23
37、个（作杀菌锅和冷却锅用的）卧式压力锅、进罐阀、出罐阀、转罐阀、驱动装置及自动控制系统等构成。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l杀菌锅体及组合多数杀菌锅体直径为147cm ，长度为 3.35 11. 28 m。实际长度由杀菌时间、生产速度和罐型大小决定。锅体组合可有多种组合排列方式。 典型的二锅体和三锅体排列如图12. 25所示。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备系统由两个杀菌锅和1个冷却锅构成食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备不论是杀菌锅还是冷却锅，均有使罐头按一定速度从锅体的一端移动到另一端的机构设计。圆筒形的锅体内壁上固定有由T形钢卷成的螺旋槽。转鼓上有条形
38、档板。转鼓的转动和锅体内壁螺旋槽的引导使得罐头可从锅体的一端运动到另一端（参见图12. 20）。这与间歇式轨道回转杀菌机的进出罐的情形类似。但不同的是连续式杀菌机的T形钢螺旋一直固定在锅体壁。l锅内结构食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l进罐阀与转罐阀回转进罐阀是特殊设计的，可以防止蒸汽泄漏（图12. 26 ）。罐头从一只杀菌锅转移到另一只杀菌锅（或冷却锅），也需要借助于特殊的转罐装置转罐阀（图12. 27）。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l罐头的转动如图12. 28 所示，罐头沿锅体轴向移动过程中，其运动状态包括：在杀菌锅
39、顶部，因落在旋转架内而不与锅体内壁接触，罐头仅随旋转架一起公转；在锅侧处，罐头除随回转架公转外，做少量自转（滑动短距离）；在锅底处，因罐头与锅体内壁有一定的接触压力，可使其做自由滚动，从而在此区域既有公转，又有自转。罐头的自转及公转运动引起的内容物搅动效应显著提高了传热效率。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l特点n 优点：可在高温（127138）和回转状态下连续进行杀菌和冷却操作，杀菌时间短，食品品质的均一性好，且蒸汽消耗少。n 缺点：设备庞大、结构复杂、初期投资费用大、维护保养困难、罐型适用范围小、通用性差，同时罐头的滚动易造成罐头封口线处镀锡层的磨损而引起生锈，影响外观质量。
40、另外，这种设备只适合于大中型罐头食品厂大批量生产之用。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备2静水压连续杀菌机l 设备构成l 流程l 输送链速控制杀菌时间l 进出罐机构l 提升区段l 升温水柱l 蒸汽(杀菌)室l 卸罐水柱l 水循环系统l 特点食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l升温水柱升温水柱在杀菌设备内部，是输送链进入蒸汽室前必须通过的一段水柱。在这段水柱中，罐头自上而下得到加热。升温水柱中的水温单独控制，自上而下温度逐渐升高，变化范围一般为 16102。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l蒸汽(杀菌)室蒸汽室（杀菌室）内与杀菌温度（如121，或低于这个值的温度）
41、对应的饱和蒸汽空间高度由其下面的水平面高度与升温水柱（或降温水柱）的水平高度之差决定。因此，可通过对这两个水面液位的控制来控制杀菌室的温度。 输送链条的运行回路在蒸汽室内的停留时间也由这两个水平液位控制。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l提升区段提升区段是容器输送链从进罐处上升到升温水柱入口的一段。在此区段内，容器暴露在空气中，没有得到加热。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l设备构成n静水压杀菌机是通过水柱压力维持蒸汽室压力的一种立式连续高压杀菌机。n主要由进出罐装置、静水压升温柱、杀菌室、降温水柱和冷却系统等构成。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l流程如图
42、12. 29所示。由输送带送来的封口的罐头，在进入杀菌机前，头尾衔接，排成一列，由推进器按一定数量自行送至用输送链牵引的载罐器。然后，顺序通过升温柱、杀菌柱（蒸汽室）、降温柱，和冷却段，最后由卸罐装置卸出。杀菌后的成品罐头到达卸罐处时，载运器自动张开释放罐头，由输送带送往仓库。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l进出罐机构进、出罐端在杀菌机的同一侧，出罐位于进罐的下方（图12. 30）。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备n 卸罐水柱与进罐水柱液位相同，对蒸汽杀菌室内的蒸汽压力（这两个水柱的水位相同）起平衡作用。n 卸罐水柱的水温也是单独控制的，控制从水柱的底部喷入的蒸汽可获
43、得所要求的温度。n 事实上，在操作过程中，热罐头和输送链条会向水柱中的水不断放热，因此只需要用很少量的蒸汽就能维持卸罐水柱的温度。l卸罐水柱食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l输送链速控制杀菌时间杀菌时间可通过控制输送链速度进行调节。输送装置可设置成多条独立运行的输送链（输送链的根数有1根、2根和3根三种形式），分别挂接不同罐型的载罐器，使得可在同一杀菌温度环境中分别处理不同规格及杀菌时间的产品，大幅度提高了设备的通用性和灵活性。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l水循环系统n 为了回收这部分热量以节省能量，许多静水压杀菌机都装备了横向循环系统（图12. 31）。n 这个
44、循环系统用泵将热水从卸罐水柱的底部抽出送入进罐水柱的底部，用第二只泵将进罐水柱中温度最低的顶部的水送入卸罐水柱的顶部。n 这种系统可以使水柱中的水温保持稳定。n 如果罐头在杀菌之后需要立即冷却，则可将卸罐水柱底部的水抽出通过热交换器冷却后再回送到卸罐水柱顶部。这样的系统不存在水柱之间横向循环。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l特 点n优点： 节能节水，与一般杀菌锅比，可节省蒸汽量50以上，冷却水70以上。 占地面积小，约为同等处理能力间歇式杀菌机的1/30。 生产能力大。 自动化程度高，通用性好，适用于各种材质和大小的包装容器，如马口铁罐、玻璃瓶和软包装袋。 无压力、温度突变，避免
45、罐变形，产品质量好。n缺点： 设备高度庞大，高达18m。 设备及安装费用大。 检修维护困难。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备整体为隧道结构，一条运载产品的输送链带穿过隧道，输送带的两端有进出罐的外围输送带相联。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备图12. 23三层常压连续杀菌机的槽体与输送带结构示意图 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备图12. 28回转式连续杀菌装置内罐头的转动 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备第二节 液体食品物料无菌处理系统l 食品物料无菌处理系统是为无菌包装系统提供无菌液料的系统。 目前，食品物料无菌处理系统都是热杀菌系统。由于多
46、数无菌包装产品为液体，并且是在杀菌后包装的，因此可以选用高效热交换器对食品进行连续杀菌处理。 一、无菌系统的基本构成 二、蒸汽直接加热式无菌处理系统 三、间接加热式无菌处理系统 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备一、无菌系统的基本构成无菌处理系统的基本构成有输送泵、加热器、保持管、背压阀、冷却器、贮罐、管路管件及控制系统等构成。另外，对于如乳品等物料，根据工艺要求，还可在系统中串接均质机等设备。（一）输送泵（二）加热器（三）保持管与背压阀（四）冷却器 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（一）输送泵l系统输送泵通常包括:进料泵，增压泵和无菌泵。l进料泵一般为离心泵，它用于将物
47、料送入预热段。l增压泵用于保证将物料加热到所需的温度。l无菌泵用于将无菌产品通过无菌管路送往包装机。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（二）加热器l 加热器可以分为预热用加热器和杀菌段加热器（或在同一加热器，通过管路组合分为预热段和杀菌段）。根据需要，加热器的加热介质可以用蒸汽和过热水，或者是需要冷却的高温料液（可以节能）。l 根据杀菌段加热介质对产品物料的加热方式，有直接加热式和间接加热式两大类。UHT系统也因此常分为直接加热式UHT和间接加热式UHT两类。l 蒸汽直接加热式使蒸汽直接与料液混合，因此在将料液温度提高的同时，也将蒸汽冷凝水分带入了物料。因此，直接式UHT所用加热蒸
48、汽有较高的卫生要求，另外，因加热带入的蒸汽水分也须在后面流程中通过适当方式除去。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（三）保持管与背压阀l 保持管用于使加热到杀菌温度的物料保持必要的时间。保持管的长度及物料在管内的流动速度决定了物料在管内的滞留时间。l 背压阀设在保温管末端，它使被处理物料在增压泵与保温管之间保持与杀菌温度对应所需的压力。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（四）冷却器l 用于将热处理保温后的物料冷却到一定温度。l 冷却器的形式也与加热器有关。l 如是间接式加热，则冷却器就用一般的间接热交换器进行。l 如是直接式系统，则常采用膨胀罐（闪蒸罐），使过热状态的物
49、料中的部分水分在此自蒸发，物料的温度也迅速降低。闪蒸罐还可起部分除去料液中（多由挥发性成分构成的）异味的作用。 食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备二、蒸汽直接加热式无菌处理系统 （一）喷射式系统 （二）蒸汽注入式系统食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备（一）喷射式系统l系统构成l系统预杀菌l杀菌流程l产品水分的控制食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l杀菌流程n 产品由输送泵输送，先经过第一预热器和第二预热器，使产品预热到80。n 然后由增压泵进行加压，经流量气动阀送至直接蒸汽喷射杀菌器。在该处，产品受到压力为1MPa的蒸汽
50、直接喷射入，其温度瞬时升温至150。n 此温下的产品在保持管中停留24s后，进入膨胀罐中进行闪蒸冷却，使产品温度急剧冷却到77左右。n 膨胀罐底部收集到的产品保持一定的液位，然后用无菌泵送至无菌均质机。n 经均质的无菌产品在冷却器中进一步冷却后送往无菌灌装机或进入无菌贮罐。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备l产品水分的控制 为了保持产品的含水量不变，喷射入产品中的蒸汽量必须在闪蒸冷却时全部排净，这可以通过调节器控制喷射前产品的温度 t1 和闪蒸后产品的温度 t2 的差值来实现。食品工厂机械与设备-第十二章 杀菌机械与设备n膨胀罐u 在膨胀罐内，相当于喷入产品的蒸汽冷凝水分量的水成为蒸
