1、 对日出口熟制禽肉产品加热对日出口熟制禽肉产品加热过程温度控制及验证的研究过程温度控制及验证的研究 杜贤敏 吴希铭 2004 2004年年1 1月，我国农业部公月，我国农业部公布广西、湖北和湖南发生了禽流布广西、湖北和湖南发生了禽流感疫情。日本农林水产省于感疫情。日本农林水产省于20042004年年1 1月月2727日晚通报国家质检总局，日晚通报国家质检总局，全面暂停中国的禽鸟及其所有产全面暂停中国的禽鸟及其所有产品的出口直至确认中国为清净国。品的出口直至确认中国为清净国。根据根据日本政府制定的日本政府制定的中国中国大陆向日本出口加热处理禽肉及大陆向日本出口加热处理禽肉及其产品的卫生条件其产品
2、的卫生条件中的技术壁中的技术壁垒分析，他们的条件是非常苛刻垒分析，他们的条件是非常苛刻的。的。加热工序过程必须有操作程序，加热工序过程必须有操作程序，并应具有温度自动显示和记录仪，并应具有温度自动显示和记录仪，以确保产品中心温度达到以确保产品中心温度达到70度以度以上，维持时间超过一分钟的要求。上，维持时间超过一分钟的要求。同时要求蒸汽加热的温度必须达同时要求蒸汽加热的温度必须达到到100度以上。度以上。禽肉带骨产品的中心温度要有验禽肉带骨产品的中心温度要有验证方式。证方式。2004年下半年，日本农林水年下半年，日本农林水产省以二家中国企业的出口产省以二家中国企业的出口熟制禽肉产品的加热不充分
3、熟制禽肉产品的加热不充分为由，吊销了这二家企业的为由，吊销了这二家企业的对日注册资格。对日注册资格。上海浦江检验检疫局人员按照中国大陆向日本出口加热处理禽中国大陆向日本出口加热处理禽肉及其产品的卫生条件肉及其产品的卫生条件对所辖对日注册企业的热加工过程，特别对整个蒸柜(箱)内的环境温度进行验证测试。根据根据中国大陆向日本出口加中国大陆向日本出口加热处理禽肉及其产品的卫生条件热处理禽肉及其产品的卫生条件 ，蒸柜（箱）温度必须达到蒸柜（箱）温度必须达到100100，产，产品中心温度必须达到品中心温度必须达到7070或以上，或以上，时间时间1 1分钟以上。分钟以上。测试使用丹麦Ellab TS-Pr
4、o无线热处理过程验证系统，该系统由应用软件、读数台和微记录系统三主要部分组成，其中微记录系统包括记录器、电池、双探针传感器三部分。工作过程:将记录器置于与电脑连接的读数台中，通过软件设置好记录器启动条件（启动读数的时间或温度、取样频率）后，将记录器置于待测位置，当符合启动条件时（一般为到达设定温度），记录器开始记录数据，杀菌完成后取出记录器，放回读数台，将数据下载至计算机。数据采集软件Ellab ValSuiteTM具备数据加密、操作记录和电子签章登记等功能。测试使用n（n视设备容积而定，一般为5至12）套无线温度传感器对加热过程蒸柜(箱)中具有代表意义的n个点定时进行温度检测和记录。传感器具
5、备双探针，分别为环境温度探针和中心温度探针。其中环境温度探针（简称LA探针）暴露在加热环境中监测环温，中心温度探针（简称LC探针）插入内容物中心部位检测产品在加热过程中的穿透温度。收集到的数据经过ValSuite应用软件的处理而获得蒸箱的热分布情况及产品热穿透的情况。根据柜(箱)内安放小车的数量以及每辆小车放置的托盘层数来确定布点的数目。图图3.1 温度监测点布点图温度监测点布点图-例例1 蒸箱内小车安放位置图蒸箱内小车安放位置图(俯视图俯视图)图3.2 温度监测点布点图-例2 经实验验证，对于同一层高，按满载测试，托盘平面中央处总较其它位置升温缓慢，这是由于四周的内容物阻挡作为对流加热介质的
6、蒸汽的流通所致。故将传感器探针放置在每层的托盘平面中央处具有典型性。而传感器的LC感温探针限定在加热内容物的几何中心位置。特别地，对于带骨制品，LC感温探针通过内容物较为松质的骺部插入骨腔以获得准确的穿透温度，见图3.3。图图3.3 LC传感器探针插入方式示意图传感器探针插入方式示意图 所有布点位置的传感器监测到的最所有布点位置的传感器监测到的最高环境温度必须达到高环境温度必须达到100100或以上或以上 产品的中心温度必须保持在产品的中心温度必须保持在7070或以上不少于或以上不少于1 1分钟分钟在恒温阶段，满足同一时刻（瞬时）在恒温阶段，满足同一时刻（瞬时）各布点位置温差不超过各布点位置温
7、差不超过0.50.5（以各（以各位置标准差均值作为判断依据），位置标准差均值作为判断依据），可判定蒸柜（箱）热分布均匀，恒可判定蒸柜（箱）热分布均匀，恒温控制稳定而有效。温控制稳定而有效。恒温阶段维持时间不得短于工艺规恒温阶段维持时间不得短于工艺规定时间，不允许存在负偏差。定时间，不允许存在负偏差。上海的对日注册偶蹄类及禽肉速上海的对日注册偶蹄类及禽肉速冻加工企业所使用的蒸柜（箱）冻加工企业所使用的蒸柜（箱）都以蒸汽作为加热介质，按柜都以蒸汽作为加热介质，按柜（箱）的容积及控制方式可大致（箱）的容积及控制方式可大致分为表分为表4-1所列所列5种形式：种形式：表表4-1蒸柜（箱）分类表蒸柜（箱）
8、分类表 序号序号容积容积（m3）可容纳可容纳小车数目小车数目控制方式控制方式是否是否排气排气是否有是否有风机风机温度记录方式温度记录方式#111手动控制阀门否否自动温度记录仪（热电偶）#222手动控制阀门否否自动温度记录仪（热电偶）#30.51手动控制阀门是否自动温度记录仪（热电偶）#431可自动温控是否自动温度记录仪（热电偶）#5 30 10自动PID温控是否自动温度记录仪（热电偶）根据对五家企业进行热分布根据对五家企业进行热分布测试及产品中心温度的测试，测试及产品中心温度的测试，发现影响热分布及加热效果发现影响热分布及加热效果的因素如下：的因素如下：4.2.1 蒸汽压力 蒸汽压力直接影响蒸
9、柜（箱）内所能达到蒸汽压力直接影响蒸柜（箱）内所能达到并维持的最高环温。并维持的最高环温。80.00 85.00 90.00 95.00100.0000:0500:0600:0700:081 1层层5 5层层8 8层层1212层层1515层层图图4.1#3厂厂300g云吞热分布测试试验云吞热分布测试试验1-恒温阶段恒温阶段 蒸箱使用蒸箱使用1.5公斤蒸汽压力公斤蒸汽压力 80.00 85.00 90.00 95.00100.0000:0500:0600:0700:0800:091 1层层5 5层层8 8层层1212层层1515层层图图4.2#3厂厂300g云吞热分布测试试验云吞热分布测试试验2
10、-恒温阶段恒温阶段 蒸箱使用蒸箱使用2.5公斤蒸汽压力公斤蒸汽压力 表表4-2 4-2 试验试验1 1热分布测试点获得最高温度及热分布测试点获得最高温度及100100维持时间表维持时间表项目项目1层中央层中央5层中央层中央8层中央层中央10层中央层中央15层中央层中央侦测到的最高温度侦测到的最高温度()99.599.599.599.599.5100以上维持时间以上维持时间(min)00000表表4-3 4-3 试验试验2 2热分布测试点获得最高温度及热分布测试点获得最高温度及100100维持时间表维持时间表项目项目1层中央层中央5层中央层中央8层中央层中央10层中央层中央15层中央层中央侦测到
11、的最高温度侦测到的最高温度()100.5100.5100.5100.6100.5100以上维持时间以上维持时间(min)3.53.253.7533.54.2.2 蒸汽入口的位置和大小蒸汽入口的位置和大小 蒸汽进入位置可以安排在柜（箱）的顶部、底部或是四周，可以采取圆形孔口或是蒸汽散布管的形式，大致分为下列5种形式：底部中央开口底部中央开口 底部一侧底部一侧 底部蒸汽均匀散布孔底部蒸汽均匀散布孔 四周蒸汽散布管四周蒸汽散布管 顶部蒸汽散布管顶部蒸汽散布管 蒸汽进入口的大小决定于蒸柜（箱）的容积蒸汽进入口的大小决定于蒸柜（箱）的容积大小以及供应蒸汽管道的大小与压力，对于大小以及供应蒸汽管道的大小与
12、压力，对于2-3m3容积，容积，2.5公斤的进汽压力，为使蒸汽公斤的进汽压力，为使蒸汽达到在短时间内有效的清除柜（箱）内空气达到在短时间内有效的清除柜（箱）内空气的效果，使用单一蒸汽孔口的孔径应放到的效果，使用单一蒸汽孔口的孔径应放到1.5英寸以上，位置设置在箱（柜）底部为英寸以上，位置设置在箱（柜）底部为妥；妥；使用蒸汽散布管的，管上蒸汽孔的截面积之使用蒸汽散布管的，管上蒸汽孔的截面积之和应是蒸汽进口截面积的和应是蒸汽进口截面积的1.5-2倍，设置在柜倍，设置在柜（箱）体四壁，孔口朝向蒸柜中心呈（箱）体四壁，孔口朝向蒸柜中心呈90扇扇型分布为妥，型分布为妥，这样能使蒸汽在锅内均匀流动，这样能
13、使蒸汽在锅内均匀流动，使热分布均匀。使热分布均匀。4.2.3 排气与泄气排气与泄气 对于中小型蒸柜（箱），容积较小，对于中小型蒸柜（箱），容积较小，使用合适压力的蒸汽已能充分将空使用合适压力的蒸汽已能充分将空气排除掉，使恒温阶段热分布均匀。气排除掉，使恒温阶段热分布均匀。图图4.8所示为所示为#2厂厂25g小笼包恒温阶段小笼包恒温阶段的热分布测试图，蒸箱容积为的热分布测试图，蒸箱容积为2m3,加热工艺为加热工艺为100保持保持10分钟，进汽分钟，进汽压力压力2.5公斤。恒温阶段同时刻各位公斤。恒温阶段同时刻各位置温差最大值小于置温差最大值小于0.5，仅为，仅为0.1，说明热分布均匀。说明热分布
14、均匀。90.00 95.00100.0000:0200:071 1层层3 3层层5 5层层7 7层层9 9层层1212层层图图4.8#2厂厂25g小笼包热分布测试小笼包热分布测试-恒温阶段恒温阶段 蒸箱使用蒸箱使用2.5公斤蒸汽压力公斤蒸汽压力 对于大型蒸箱，见图对于大型蒸箱，见图3.2，单，单靠喷射蒸汽，箱体内残存空靠喷射蒸汽，箱体内残存空气不易排除彻底，从而形成气不易排除彻底，从而形成绝热气囊，导致热分布不均。绝热气囊，导致热分布不均。故需要在加热升温阶段设置故需要在加热升温阶段设置排气工艺。排气工艺。但仍未达到均匀要求，因而在恒但仍未达到均匀要求，因而在恒温阶段还需要使用泄汽阀或者安温阶
15、段还需要使用泄汽阀或者安装风机打风，以产生强制对流，装风机打风，以产生强制对流，使箱体内蒸汽强制循环。排气口使箱体内蒸汽强制循环。排气口（泄汽口）应安装在蒸汽进入口（泄汽口）应安装在蒸汽进入口处相反的方向。处相反的方向。蒸汽与低于其饱和温度的壁面相接触，即蒸汽与低于其饱和温度的壁面相接触，即冷凝成液体附着于壁面上，液滴长大后冷凝成液体附着于壁面上，液滴长大后即自壁面落下，如冷凝水不及时排除，即自壁面落下，如冷凝水不及时排除，冷凝水会聚集在局部产品中或者柜（箱）冷凝水会聚集在局部产品中或者柜（箱）底部，而蒸汽进入后加热冷凝水，使其底部，而蒸汽进入后加热冷凝水，使其变成二次蒸汽需吸收大量热焓，且二
16、次变成二次蒸汽需吸收大量热焓，且二次蒸汽驱赶空气的能力要较蒸汽弱的多，蒸汽驱赶空气的能力要较蒸汽弱的多，会导致柜（箱）热分布不均匀，带来安会导致柜（箱）热分布不均匀，带来安全隐患。全隐患。为有效及时地排除冷凝水为有效及时地排除冷凝水可采取下列措施：可采取下列措施：蒸汽进口在底部地箱（柜）顶部设计成蒸汽进口在底部地箱（柜）顶部设计成拱形结构，并设置导流槽。如图拱形结构，并设置导流槽。如图4.11所示。所示。柜（箱）门等部位加装保温隔热材柜（箱）门等部位加装保温隔热材料。料。底部设置底部设置1:1.5斜坡，通过排水口排斜坡，通过排水口排出。出。采用泄汽阀不断排除冷凝水采用泄汽阀不断排除冷凝水小车顶
17、层需有防冷凝水下滴的挡板，小车顶层需有防冷凝水下滴的挡板，底层不能离地面太近，以防被冷凝底层不能离地面太近，以防被冷凝水浸没。水浸没。4.2.5 蒸箱内温度传感器的位置蒸箱内温度传感器的位置 在验证试验中，发现部分企业的在验证试验中，发现部分企业的蒸箱温度传感器的安装位置随意，蒸箱温度传感器的安装位置随意，而传感器所获温度参数是人工而传感器所获温度参数是人工/计算机控制的依据，必须严格按计算机控制的依据，必须严格按照先期热分布的测试结果安装于照先期热分布的测试结果安装于冷点位置。冷点位置。4.2.5 蒸箱内温度传感器的位置蒸箱内温度传感器的位置 图图4.9、4.9所示的加热过程，程所示的加热过
18、程，程序设定恒温维持温度皆超过序设定恒温维持温度皆超过100，而只有少数位置达到设定要求。除而只有少数位置达到设定要求。除了热电偶需要做校正外，热电偶安了热电偶需要做校正外，热电偶安装太靠顶部蒸汽口也是重要因素。装太靠顶部蒸汽口也是重要因素。热电偶线应足够长，以方便调整安热电偶线应足够长，以方便调整安装位置，见图装位置，见图4.1.2。在验证试验中，发现部分企业选在验证试验中，发现部分企业选用的热电偶精度较低用的热电偶精度较低,因而影响因而影响了温度控制的准确性。热电偶的了温度控制的准确性。热电偶的精度应不低于精度应不低于0.1。在验证试验中，发现部分企业蒸箱小在验证试验中，发现部分企业蒸箱小
19、车各层间使用的是实心托板，不利车各层间使用的是实心托板，不利于蒸汽在加热内容物间的自由流动。于蒸汽在加热内容物间的自由流动。需在托板上打孔，孔眼直径不小于需在托板上打孔，孔眼直径不小于25.4mm，孔心距不小于，孔心距不小于50.8mm，梅花形排列为宜。梅花形排列为宜。产品的堆垛不能过于紧密，产品之间不能有接触，还应留出足够的顶隙，以便蒸汽流入各层。4.3 热穿透测试热穿透测试 蒸柜（箱）蒸煮除了有杀菌的目的，蒸柜（箱）蒸煮除了有杀菌的目的，同时也是传统烹调，使肉达到可食同时也是传统烹调，使肉达到可食用色、香、味、质地和熟度的过程。用色、香、味、质地和熟度的过程。验证试验显示，所有五家企业的产
20、验证试验显示，所有五家企业的产品都能满足产品穿透温度品都能满足产品穿透温度70以上以上维持维持1分钟以上的要求，且留有了足分钟以上的要求，且留有了足够的安全余量。够的安全余量。图图4.14显示为显示为1厂云吞厂云吞260g的热的热穿透曲线，表穿透曲线，表4-4列出了列出了各测试各测试位点分别在位点分别在70以上、以上、75以上、以上、80以上、以上、85以上所保持的时以上所保持的时间：间：表表4-4#1#1厂厂206g206g云吞云吞热穿透测试各位置热穿透测试各位置 特定温度维持时间表特定温度维持时间表 项目项目1层中央层中央5层中央层中央7层中央层中央10层中央层中央14层中央层中央70以上
21、维持时间以上维持时间(min)4.55.54.754.756.2575以上维持时间以上维持时间(min)4.55.254.54.56.2580以上维持时间以上维持时间(min)4.2554.254.255.2585以上维持时间以上维持时间(min)3.254.2543.754.75图图4.15显示为显示为3厂菜肉云吞厂菜肉云吞300g的热穿透曲线，表的热穿透曲线，表4-5列出了列出了各各测试测试位点分别在位点分别在70以上、以上、75以上、以上、80以上、以上、85以上所保以上所保持的时间：持的时间：表表4-5#3#3厂厂300g300g菜肉云吞菜肉云吞热穿透测热穿透测试位置特定温度维持时间表
22、试位置特定温度维持时间表项目项目1层中央层中央5层中央层中央8层中央层中央10层中央层中央15层中央层中央70以上维持时间以上维持时间(min)7.756.256.755.256.2575以上维持时间以上维持时间(min)6.7566.2555.7580以上维持时间以上维持时间(min)65.56.254.55.585以上维持时间以上维持时间(min)5.2555.544.75 从验证测试结果来看，对于加热从验证测试结果来看，对于加热设施和操作必须要符合以下要求：设施和操作必须要符合以下要求：5.1加热设施必须有足够的蒸汽压加热设施必须有足够的蒸汽压力供应以满足加热过程中持续有力供应以满足加热
23、过程中持续有效的热源效的热源 5.2 必须以合适的方式向加热设施必须以合适的方式向加热设施输送蒸汽；输送蒸汽；5.3 在开始加热前必须对加热设施在开始加热前必须对加热设施进行必要的排气，以排除加热设进行必要的排气，以排除加热设施中的冷空气。在加热过程中要施中的冷空气。在加热过程中要有适当的泄气，促进蒸汽循环，有适当的泄气，促进蒸汽循环，保证加热过程加热设施中的热分保证加热过程加热设施中的热分布均匀布均匀 5.4 加热过程中必须有效地排除冷加热过程中必须有效地排除冷凝水凝水 5.5 加热设施中测温仪表的位置应加热设施中测温仪表的位置应设置于已测明冷点位置上设置于已测明冷点位置上 5.6 加热设施
24、中控制温度热电偶的加热设施中控制温度热电偶的精度不能低于精度不能低于0.1 5.7 加热设施中的托板，必须保证加热设施中的托板，必须保证不阻碍蒸汽在加热设施中的流通不阻碍蒸汽在加热设施中的流通 5.8 产品在加热设施中的堆放不能产品在加热设施中的堆放不能过于紧密过于紧密 5.9 加热过程中的检测和控制应在加热过程中的检测和控制应在同一区域内同一区域内 只要工厂的加热设施能够符合上只要工厂的加热设施能够符合上述的要求，同时按照规定的加热述的要求，同时按照规定的加热工艺进行操作，我们的熟制禽肉工艺进行操作，我们的熟制禽肉产品的加热条件是完全能符合产品的加热条件是完全能符合中国大陆向日本出口加热处理中国大陆向日本出口加热处理禽肉及其产品的卫生条件禽肉及其产品的卫生条件的要的要求。求。
