杀菌机械的分类和特点

杀菌机械按杀菌方法可分为热杀菌设备、冷杀菌设备和冷热结合杀菌设备。热杀菌设备又分为低温杀菌设备和高温杀菌设备。低温杀菌设备的杀菌温度低于100℃,适于高酸性(pH值小于4.5)产品的杀菌;高温杀菌设备的杀菌温度高于100℃,它又分为高温短时杀菌机和超高温瞬时杀菌机。

冷杀菌法亦称非加热杀菌法,可以消除由于加热杀菌使产品品质变化的不利影响。冷杀菌包括辐照杀菌和化学杀菌。按杀菌设备工作过程分为间歇式杀菌设备和连续式杀菌设备。

间歇式杀菌设备一般采用夹层锅或高压釜,利用蒸汽或热水加热杀菌。该类设备结构简单、投资少、生产能力低、劳动强度大,但操作方便,适用于小规模工厂使用。连续式杀菌设备种类多、结构复杂、成本高、杀菌效率高高、自动化程度高。现代化大型工厂在杀菌线上普遍采用这种杀菌设备。

对流体采用超高温瞬时杀菌机械。超高温瞬时杀菌机具有加热时间间短、杀菌温度高、自动化程度高的特点。

它在保证产品品质和外观质量方面,都优于常规热杀杀菌法。它还可以满足无菌灌装、无菌包装生产线对杀菌机械生产能力、产品参数调节等的工艺要求。为提高杀菌效率,采用组合杀菌技术的杀菌机已经进入实用阶段。

如采用过氧化氢与紫外线、过氧化氢与热风、乙醇与紫外线、紫外线与过热蒸汽的组合杀菌机,不但杀菌效率高,而且可节约大量杀菌剂,消除或减少了包装件上的化学物残留量高压杀菌对软包装食品杀菌处理尤为有效。它是将产品置于20~60MPa气压下在短时间内破坏细菌细胞结构,达到杀菌目的的新技术。

机电一体化是杀菌机械发展的一个重要方向,即采用微电子器件和微机对杀菌机械生产过程进行自动检测、数据处理、调节和故障诊断等。

卧式杀菌锅主要由锅体、锅盖、杀菌车、蒸汽系统、冷却水系统、温度和压力监控系统等组成,如如图2-1所示。

锅体为圆柱形筒体,锅体的前部铰接着可以左右旋转开关的锅盖(门盖),末端焊接成椭圆封头。锅体底部装有两根平行导轨,导轨与地面平行,便于杀菌车顺利进出,故锅体下部比车间地面低200~300mm蒸汽系统包括蒸汽管、蒸汽阀和蒸汽喷射管等。蒸汽阀采用自激式或气动式装置,既能控制温度又能控制压力。

为满足锅内蒸汽量供给的操作要求,还设有旁路管路及辅助蒸汽阀。蒸汽喷射装置位于导轨之下,一般是沿蒸汽管壁均匀钻出喷射孔,也可采用特殊喷嘴结构,无论采用哪种结构,其喷口总面积应等于进气管窄截面积的1.5~2倍。当采用蒸汽加热、空气加压杀菌时,蒸汽压力与压力表显示的锅内压力不相符,原因是锅内压力包括蒸汽压力和空气压力。当采用热水为加热介质时,还应设有热水储罐。冷却水系统主要包括冷却水管、冷却水阀及溢流阀等。冷却水通常沿锅体上部喷入。

溢流阀安装在锅体上部。为维持冷却时锅内压力一致,防止罐头类容器变形或破损而采用加压方式冷却时,还需配有空气压缩系统或蒸汽加压系统气、水排泄装置包括排气阀及排水阀。排气阀用于排除锅内空气,也可与溢流管并用杀菌时,把待杀菌的容器制品置于杀菌车中,制品的堆放要保证蒸汽在制品周围可以充分对流换热。然后将杀菌车逐个推人杀菌锅内,盖上锅盖后锬紧密封裝置。

用蒸汽杀菌时,打开所有排气阀,同时通过蒸汽阀向锅内通入蒸汽,待锅内空气被充分排除后关闭排气阀。随蒸汽量的增加,锅内压力和温度不断升高,当达到规定的杀菌温度时,逐渐关闭辅助蒸汽阀。

注意调节锅内压力和温度至稳定值,并开始杀菌计时。杀菌计时终了,关闭蒸汽阀,缓缓开启排气阀、排水阀,使锅内压力降至常压,杀菌操作结東用热水杀菌时,打开所有排气阀,将热水储罐内预先制备的热水送入杀菌锅内,热水将罐头淹没后,关闭排气阀、溢流阀,打开加压空气阀,使杀菌器内压力升至需要的压力,并在杀菌过程中保持稳定。

将蒸汽送入杀菌器内对水加热杀菌。杀菌结東后,排出系菌热水,并对罐头进行冷却。杀菌制品的冷却一般采用蒸汽和水或空气和水加压冷却来实现。

回转式杀菌机是为了提高杀菌设备对半流质制品(如罐头类食品)的热穿透能力而设计的。使用这种设备杀菌的过程中,罐头内容物是处于不断被搅动状态下完成灭菌的,故也称为搅动式杀菌机。

该机杀菌时罐头受热均匀,可避免局部过热引起的品质改变,尤其适宜大包装、固形物含量高或有某些替殊要求的罐头杀菌。另外由于搅动可提高杀菌温度,在传热速率、杀菌时间及杀菌质量等方面都优于静置式杀菌菌锅,其生产方式仍属于间歇式回转式杀菌机如如图2-2所示。

这种设备的结构组成与静置杀菌锅基本相同,除装有蒸汽系统、冷却水系统、压缩空气系统、温度与压力监控系统及安全装置等外,还设有储水罐和杀菌锅回转装置。储水罐(上罐)通常安装在杀菌锅(下锅)之上,主要用于储存由蒸汽加热的杀菌用循环水。这样热水既能被重复利用,又能节省蒸汽用量,缩短杀菌周期。

杀菌锅的回转装置由锅内旋转体和锅外传动装置组成。杀菌时,罐头竖直装入杀菌篮中,由压紧装置将杀菌篮与旋转体固定,使之不能与定转体产生相对运动。旋转体由锅外的电动机通过无级变速器带动旋转,转速一般在5~45r/min范围内无级调节。旋转体可朝一个方向旋转,也可正反交替旋转。交替旋转时,动作换向由时间继电器设定。

另外,在传动装置上安置有一个定位器,以保证旋体停止在某一特定位置上,使杀菌篮能顺利利从锅中取出。罐头随旋转体旋转时,其内容物的搅动是靠罐内顶隙气体产生的。

罐体在做跟头式运动的过程中,顶隙气体在罐内上下翻滚,起到了搅动固形物的作用,从而实现罐头迅速升温、均匀受热的目的回转式杀菌机的一个杀菌周期可分为8个操作程序,由可编程序控制器组成的自控系统按设定的程序参数自动控制完成一个杀菌周期全过程的操作。

如图2-3所示,开始操作时,启动冷水泵,向上罐供水,达到水位后,液位控制器动作,自动停止供水。这时,自动打开加热阀,用高压(约0.6MPa)蒸汽快速给上罐水加热,达到设定温度后,加热阀关闭,自动停止加热。