殺菌機(jī)械按殺菌方法可分為熱殺菌設(shè)備、冷殺菌設(shè)備和冷熱結(jié)合殺菌設(shè)備。熱殺菌設(shè)備又分為低溫殺菌設(shè)備和高溫殺菌設(shè)備。低溫殺菌設(shè)備的殺菌溫度低于100℃,適于高酸性(pH值小于4.5)產(chǎn)品的殺菌;高溫殺菌設(shè)備的殺菌溫度高于100℃,它又分為高溫短時(shí)殺菌機(jī)和超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)。

冷殺菌法亦稱非加熱殺菌法,可以消除由于加熱殺菌使產(chǎn)品品質(zhì)變化的不利影響。冷殺菌包括輻照殺菌和化學(xué)殺菌。按殺菌設(shè)備工作過(guò)程分為間歇式殺菌設(shè)備和連續(xù)式殺菌設(shè)備。

間歇式殺菌設(shè)備一般采用夾層鍋或高壓釜,利用蒸汽或熱水加熱殺菌。該類(lèi)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、生產(chǎn)能力低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,但操作方便,適用于小規(guī)模工廠使用。連續(xù)式殺菌設(shè)備種類(lèi)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、殺菌效率高高、自動(dòng)化程度高?，F(xiàn)代化大型工廠在殺菌線上普遍采用這種殺菌設(shè)備。

對(duì)流體采用超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)械。超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)具有加熱時(shí)間間短、殺菌溫度高、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。

它在保證產(chǎn)品品質(zhì)和外觀質(zhì)量方面,都優(yōu)于常規(guī)熱殺殺菌法。它還可以滿足無(wú)菌灌裝、無(wú)菌包裝生產(chǎn)線對(duì)殺菌機(jī)械生產(chǎn)能力、產(chǎn)品參數(shù)調(diào)節(jié)等的工藝要求。為提高殺菌效率,采用組合殺菌技術(shù)的殺菌機(jī)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。

如采用過(guò)氧化氫與紫外線、過(guò)氧化氫與熱風(fēng)、乙醇與紫外線、紫外線與過(guò)熱蒸汽的組合殺菌機(jī),不但殺菌效率高,而且可節(jié)約大量殺菌劑,消除或減少了包裝件上的化學(xué)物殘留量高壓殺菌對(duì)軟包裝食品殺菌處理尤為有效。它是將產(chǎn)品置于20~60MPa氣壓下在短時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu),達(dá)到殺菌目的的新技術(shù)。

機(jī)電一體化是殺菌機(jī)械發(fā)展的一個(gè)重要方向,即采用微電子器件和微機(jī)對(duì)殺菌機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)和故障診斷等。

臥式殺菌鍋主要由鍋體、鍋蓋、殺菌車(chē)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、溫度和壓力監(jiān)控系統(tǒng)等組成,如如圖2-1所示。

鍋體為圓柱形筒體,鍋體的前部鉸接著可以左右旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的鍋蓋(門(mén)蓋),末端焊接成橢圓封頭。鍋體底部裝有兩根平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌與地面平行,便于殺菌車(chē)順利進(jìn)出,故鍋體下部比車(chē)間地面低200~300mm蒸汽系統(tǒng)包括蒸汽管、蒸汽閥和蒸汽噴射管等。蒸汽閥采用自激式或氣動(dòng)式裝置,既能控制溫度又能控制壓力。

為滿足鍋內(nèi)蒸汽量供給的操作要求,還設(shè)有旁路管路及輔助蒸汽閥。蒸汽噴射裝置位于導(dǎo)軌之下,一般是沿蒸汽管壁均勻鉆出噴射孔,也可采用特殊噴嘴結(jié)構(gòu),無(wú)論采用哪種結(jié)構(gòu),其噴口總面積應(yīng)等于進(jìn)氣管窄截面積的1.5~2倍。當(dāng)采用蒸汽加熱、空氣加壓殺菌時(shí),蒸汽壓力與壓力表顯示的鍋內(nèi)壓力不相符,原因是鍋內(nèi)壓力包括蒸汽壓力和空氣壓力。當(dāng)采用熱水為加熱介質(zhì)時(shí),還應(yīng)設(shè)有熱水儲(chǔ)罐。冷卻水系統(tǒng)主要包括冷卻水管、冷卻水閥及溢流閥等。冷卻水通常沿鍋體上部噴入。

溢流閥安裝在鍋體上部。為維持冷卻時(shí)鍋內(nèi)壓力一致,防止罐頭類(lèi)容器變形或破損而采用加壓方式冷卻時(shí),還需配有空氣壓縮系統(tǒng)或蒸汽加壓系統(tǒng)氣、水排泄裝置包括排氣閥及排水閥。排氣閥用于排除鍋內(nèi)空氣,也可與溢流管并用殺菌時(shí),把待殺菌的容器制品置于殺菌車(chē)中,制品的堆放要保證蒸汽在制品周?chē)梢猿浞謱?duì)流換熱。然后將殺菌車(chē)逐個(gè)推人殺菌鍋內(nèi),蓋上鍋蓋后錟緊密封裝置。

用蒸汽殺菌時(shí),打開(kāi)所有排氣閥,同時(shí)通過(guò)蒸汽閥向鍋內(nèi)通入蒸汽,待鍋內(nèi)空氣被充分排除后關(guān)閉排氣閥。隨蒸汽量的增加,鍋內(nèi)壓力和溫度不斷升高,當(dāng)達(dá)到規(guī)定的殺菌溫度時(shí),逐漸關(guān)閉輔助蒸汽閥。

注意調(diào)節(jié)鍋內(nèi)壓力和溫度至穩(wěn)定值,并開(kāi)始?xì)⒕?jì)時(shí)。殺菌計(jì)時(shí)終了,關(guān)閉蒸汽閥,緩緩開(kāi)啟排氣閥、排水閥,使鍋內(nèi)壓力降至常壓,殺菌操作結(jié)東用熱水殺菌時(shí),打開(kāi)所有排氣閥,將熱水儲(chǔ)罐內(nèi)預(yù)先制備的熱水送入殺菌鍋內(nèi),熱水將罐頭淹沒(méi)后,關(guān)閉排氣閥、溢流閥,打開(kāi)加壓空氣閥,使殺菌器內(nèi)壓力升至需要的壓力,并在殺菌過(guò)程中保持穩(wěn)定。

將蒸汽送入殺菌器內(nèi)對(duì)水加熱殺菌。殺菌結(jié)東后,排出系菌熱水,并對(duì)罐頭進(jìn)行冷卻。殺菌制品的冷卻一般采用蒸汽和水或空氣和水加壓冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)。

回轉(zhuǎn)式殺菌機(jī)是為了提高殺菌設(shè)備對(duì)半流質(zhì)制品(如罐頭類(lèi)食品)的熱穿透能力而設(shè)計(jì)的。使用這種設(shè)備殺菌的過(guò)程中,罐頭內(nèi)容物是處于不斷被攪動(dòng)狀態(tài)下完成滅菌的,故也稱為攪動(dòng)式殺菌機(jī)。

該機(jī)殺菌時(shí)罐頭受熱均勻,可避免局部過(guò)熱引起的品質(zhì)改變,尤其適宜大包裝、固形物含量高或有某些替殊要求的罐頭殺菌。另外由于攪動(dòng)可提高殺菌溫度,在傳熱速率、殺菌時(shí)間及殺菌質(zhì)量等方面都優(yōu)于靜置式殺菌菌鍋,其生產(chǎn)方式仍屬于間歇式回轉(zhuǎn)式殺菌機(jī)如如圖2-2所示。

這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成與靜置殺菌鍋基本相同,除裝有蒸汽系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、溫度與壓力監(jiān)控系統(tǒng)及安全裝置等外,還設(shè)有儲(chǔ)水罐和殺菌鍋回轉(zhuǎn)裝置。儲(chǔ)水罐(上罐)通常安裝在殺菌鍋(下鍋)之上,主要用于儲(chǔ)存由蒸汽加熱的殺菌用循環(huán)水。這樣熱水既能被重復(fù)利用,又能節(jié)省蒸汽用量,縮短殺菌周期。

殺菌鍋的回轉(zhuǎn)裝置由鍋內(nèi)旋轉(zhuǎn)體和鍋外傳動(dòng)裝置組成。殺菌時(shí),罐頭豎直裝入殺菌籃中,由壓緊裝置將殺菌籃與旋轉(zhuǎn)體固定,使之不能與定轉(zhuǎn)體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)體由鍋外的電動(dòng)機(jī)通過(guò)無(wú)級(jí)變速器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速一般在5~45r/min范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)體可朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),也可正反交替旋轉(zhuǎn)。交替旋轉(zhuǎn)時(shí),動(dòng)作換向由時(shí)間繼電器設(shè)定。

另外,在傳動(dòng)裝置上安置有一個(gè)定位器,以保證旋體停止在某一特定位置上,使殺菌籃能順利利從鍋中取出。罐頭隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí),其內(nèi)容物的攪動(dòng)是靠罐內(nèi)頂隙氣體產(chǎn)生的。

罐體在做跟頭式運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,頂隙氣體在罐內(nèi)上下翻滾,起到了攪動(dòng)固形物的作用,從而實(shí)現(xiàn)罐頭迅速升溫、均勻受熱的目的回轉(zhuǎn)式殺菌機(jī)的一個(gè)殺菌周期可分為8個(gè)操作程序,由可編程序控制器組成的自控系統(tǒng)按設(shè)定的程序參數(shù)自動(dòng)控制完成一個(gè)殺菌周期全過(guò)程的操作。

如圖2-3所示,開(kāi)始操作時(shí),啟動(dòng)冷水泵,向上罐供水,達(dá)到水位后,液位控制器動(dòng)作,自動(dòng)停止供水。這時(shí),自動(dòng)打開(kāi)加熱閥,用高壓(約0.6MPa)蒸汽快速給上罐水加熱,達(dá)到設(shè)定溫度后,加熱閥關(guān)閉,自動(dòng)停止加熱。