第四章-热加工机械与设备

第四章热加工机械与设备 第一节杀菌设备第二节焙烤设备第三节预煮设备第四节油炸设备 第一节杀菌设备 杀灭和抑制食品中微生物的主要方法有热 冷 辐射 盐渍 干燥 烟熏等 通常采用加热灭菌的办法 1 加热方法湿热杀菌法是利用热水和蒸汽直接加热以达到杀菌目的 最常用的发法 干热杀菌法是利用热风 红外线 微波等加热以达到杀菌目的 2 杀菌的温度和时间的关系 温度和时间都是杀灭微生物的所需条件 温度越高 杀菌时间越短 但在破坏微生物作用上 同样有效的不同温度 时间组合对食品的损害程度远远不同 3 微生物对高温的敏感性 微生物对高温的敏感性比食品对高温的敏感性要大 温度每上升10 使食品变质的化学反应速率加快1倍 同样 使微生物破坏的速率加快10倍 故采用超高温短时灭菌 UHT 处理 以保证食品质量 一 液体物料超高温杀菌设备 超高温短时杀菌是将食品在瞬间加热到高温而达到杀菌目的 通常杀菌温度从120 提高到135 145 仅需3 5s就可以将微生物的孢子完全杀死 几乎不影响食品的色 香 味等 对牛乳 果汁等热敏感的食品尤其适用 1 超高温短时杀菌方法 a 分直接加热杀菌法和间接加热杀菌法 直接加热杀菌法是用蒸汽或电阻管直接加热物料 转热效率高 但不易控制 间接加热杀菌法是加热介质通过热交换进行加热 b 设备要求 必须保证物料瞬时超高温杀菌和加热后迅速冷却 超高温短时杀菌设备组成 超高温短时杀菌设备组成主要由预热器 杀菌器 冷却器 均质机和清洗设备构成 流体食品由泵和均质机连续输送进行预热 杀菌 冷却等加工进入下一道工序 清洗设备在设备开机前和关机后对全套设备进行程序控制清洗 保证设备在无菌条件下运转 一 直接加热超高温短时杀菌设备 1 蒸汽加热式杀菌设备有两种 喷射式加热器是加热器将蒸汽喷射到牛乳流体中 注入式加热器是将牛乳注入蒸汽流中 1 喷射式加热器a 原理 将蒸汽喷射到牛乳中 使牛乳迅速升温到140 然后通过真空罐瞬间冷却至80 b 直接蒸汽喷射杀菌设备工艺流程图 c 工作过程 原料乳由转运泵1从低温恒位槽中抽出 经第一预热器2进入第二预热器3 在压力下由乳泵4抽出 到直接蒸汽喷射杀菌器6 喷入高压蒸汽 然后进入真空罐9 在低压下 牛乳闪蒸而消耗热量 温度下降到77 利用喷射冷凝器18冷凝蒸汽和由真空泵21抽去不凝气体使真空罐保持一定的真空度 排出的蒸汽一部分可用于第一预热器2 预热冷牛奶 经灭菌的牛奶用无菌乳泵11送到无菌均质机12 然后在无菌冷却器中冷却到10 15 直接送包装机包装 d 直接蒸汽喷射杀菌温度 时间曲线 2 注入式超高温杀菌 a 原理将牛奶回其他原料注入到过热蒸汽加热设备中 由蒸汽瞬间加热到杀菌温度而完成杀菌过程 b 注入式超高温杀菌设备工艺流程图c 工作过程原料由高压泵送到第一预热器 再经过第二预热器 加热到75 最后进入蒸汽加热器4 加热到140 进入闪蒸罐5 降温到75 底部的无菌乳用无菌泵6抽出 进冷凝器7 冷却到4 包装 二 间接式超高温杀菌设备 间接式超高温杀菌设备根据热交换器型式分 薄板 套管式 和刮板式三种 1 薄板超高温杀菌设备由数组薄板热交换器组成 对流体物料连续预热 杀菌和冷却 a 工艺流程b 工作过程原料平衡槽1薄板热交换器2 85 贮槽3 6min 均质机4薄热交换器5 6 138 150 薄板冷却热交换器9 100 薄板热交换器2热交换热交换器10冷却 20 包装 d 牛乳灭均时间 温度曲线 2 套管式超高温杀菌设备 由两根不锈钢管组成的双套盘管 利用内外管间环形间隙进行热交换 a 工艺流程b 工作过程物料通过供料泵1进入双套盘管2的外层通道 与内层通道已杀菌的高温物料热交换而预热 进入灭菌室3由高温桶内蒸汽间接加热到135 保温3 6s 进双套盘管内层通道被冷却到出料温度 65 3 刮板式超高温杀菌设备 不做介绍 二 罐头杀菌设备 1 种类普通罐头软罐头2 概念a 软罐头 国外叫蒸煮袋或盒 是指用软质容器包装 经100 以上高温杀菌后达到商业无菌 保质期在一年以上的包装食品 b 普通罐头 传统的用金属或玻璃罐装的食品 3 应用一般有肉类 水产类 蔬菜类 水果类等 一 普通罐头杀菌装置 1 根据温度和操作的方法分 连续式 卧式链带杀菌机 螺旋式连续杀菌机常压间歇式 立式敞口杀菌锅 浴槽式杀菌器杀菌设备连续式 静水压杀菌机 水封式连续杀菌机高压间歇式 卧式杀菌锅 回旋式杀菌锅 2 不同方法的特点 a 不同压力和温度类别压力温度应用常压式1Pa100 PH 4 5的酸性食品加压式0 1MPa120 肉类罐头b 不同操作方式间歇式 多品种 小批量 中小型企业连续式 品种少 大批量 大型企业 3 间歇式杀菌设备 1 立式杀菌锅属于间歇式杀菌设备 不盖锅盖 也可用于常压间歇杀菌 小型企业使用较多 2 卧式杀菌锅 也属于间歇式杀菌设备 中小型企业使用较多 3 回旋式杀菌锅 属于间歇式杀菌设备 由上下两个锅体组成 结构见图 上锅是一个高压高温的贮水锅 用于制备下锅的过热水 下锅为高压杀菌锅 内有转体支架 可通过转动装置带动支架转动在5 45r min 特点 传热快 加热时间短 营养破坏少 用于热敏感食品 第二节焙烤设备 一 焙烤原理二 焙烤工艺要点三 焙烤设备四 焙烤实例 面包 返回 一 焙烤原理 将成型的制品放入烤炉中 经过高温加热使产品成熟 如面包 饼干等 当生坯放入烤炉时受到高温包围 淀粉和蛋白质发生一系列理化变化 开始时制品表面受到高温影响使水分大量蒸发 淀粉糊化 糖和氨基酸反应 外表形成薄薄的焦黄色外壳 然后水分逐渐转变为气态向坯内渗透 加速生坯熟化 形成疏松状态 二 焙烤工艺要点 1 焙烤过程中 温度的选择是关键因素 适宜的温度可使产品外形丰满 形状整齐 色泽黄亮 内部松脆 2 炉温 面火 底火的调节和高低的先后循序以及烘烤时间都要根据制品的种类 要求不同而调整 3 举例 水分含量低的饼干等要求低温烘烤 达到熟而不焦 水分含量高的面包 体积膨胀时用中温烘烤 食品出炉后 必须立刻冷却 然后包装 三 焙烤设备 一 常用烤炉种类1 按烤炉热源分根据热源不同 分为电烤炉 煤炉 煤气炉和燃油炉等 最广泛使用的是电烤炉 特点 结构紧凑 占体积小 操作方便 生产效率高 焙烤质量好 2 按结构形式分箱式炉和隧道炉两类 二 常用烤炉 1 箱式炉 1 种类烤盘固定式箱式炉 风车炉和水平旋转炉 2 结构特点 烤苹果饼和烤玉米 月饼 水平旋转炉 2 隧道炉 1 概念隧道炉是一种炉体较长 烘室为一狭长的隧道 在烘烤过程中食品沿隧道做直线运动的烤炉 2 分类有钢带隧道炉 网带隧道炉 烤盘链条隧道炉和手推烤盘隧道炉 3 结构主要由炉体部分 加热系统和传动系统三部分组成 各炉的炉体和加热部分相同 主要是传动系统不同 隧道炉 4 不同隧道炉的比较 三 各类烤炉简介 1 XDTM型隔层式电烤炉 1 结构可焙烤各类糕点制品 采用隔层式结构 分四层 每层为一独立的烤炉 2 特点加热效率高 耗能小 保温性好 最高温度可达300 3 应用各类食品焙烤 2 MBH 3型旋转式热风烤炉 1 结构是旋转式热风循环烤炉 系法式面包生产线装置 2 特点受热均匀 可有效控制炉内温度 湿度 使焙烤食品色泽和成熟度一致 3 应用可用于面包 蛋糕及点心的烘焙 3 GDCB420型隧道式远红外烤炉 1 结构基本结构由炉体 传输机构 控温系统组成 2 特点受热均匀 食品在炉内边运动边加热 使焙烤食品色泽和成熟度一致 3 应用饼干类食品焙烤 四 烤炉选择 烤炉的选择与食品的质量 生产成本和经济效益直接相关 因此在选择上应注意 第一 不同产品对温度要求不同 根据产品注意炉温的范围 以适应不同产品使用 第二 不同热源的选择 以降低成本 增加经济效益 例如 燃油 燃气 电热 微波炉等 四 焙烤实例 面包 面包焙烤需要控制三个重要条件 温度 时间和面包的规格种类 1 面包的烘焙过程第一阶段 面包刚入炉 必须利用酵母产生CO2使面包充分膨胀 炉内60 70 的湿度 温度控制在120 第二阶段 面包成熟阶段 可提高温度使面包快速定型 此时面火为200 250 底火在270 300 面包内部温度在50 60 烘焙时间4min 第三阶段 面包上色 增加香气 提高风味 面包基本成熟 温度应下降 面火一般在180 200 发生美拉德反应 金黄色表皮 产生香气 底火降到140 160 经过3个阶段的烘焙即可成为色 香 味具佳的面包 2 面包的焙烤时间 1 焙烤时间应根据以下条件而定 面包质量越大 时间越长 温度越低 一般小面包多在8 12min 而大面包时间长达1h 2 延长时间有利于提高面包质量 使面包中的糊精 还原糖和水解物增加 水解酶时间长 从而提高面包的消化率 3 焙烤过程中的反应 a 气体的释放和膨胀 b 面筋和鸡蛋的凝固及淀粉的糊化 c 水分的蒸发和风味的生产 d 表面脱水形成硬质外壳 e 还原糖的美拉德褐变反应和焦糖化使外壳颜色加深 烤面包 第三节预煮设备 1 预煮的目的通过预煮可以使物料脱水 抑制或杀死微生物 调制食品等 2 预煮的效果破坏过氧化氢酶和过氧化物酶两种 它们耐热性高 3 预煮的条件预煮的食品种类 形状 大小 传热性和酶种类 含量不同 只能在实验是基础上确定预煮条件 表4 3 1为不同体积的冷冻蔬菜在100 水中的预煮时间 4 预煮设备夹层锅 预煮机 表4 3 1不同体积的冷冻蔬菜在100 水中的预煮时间 夹层锅 一 夹层锅 1 概念夹层锅又叫二层锅 是罐头食品调味煮汁的主要设备 常用来热烫 预煮各种原辅料 2 特点 结构简单 使用方便 3 类别 固定式和可倾斜式夹层锅 4 几种夹层锅的技术特征见表4 3 b 可倾斜式夹层锅 加热结束 可驱动手轮转动 使锅体在0 90 之间倾斜 倒出物料 可倾斜式 a 固定式夹层锅结构示意图 几点说明 进蒸汽管3安装在与锅体成60 的壳体上 出料口在底部 利用落差出料 应用 液体物料 容器大于500L时或粘稠物料还可加搅拌器 转速10 20r min 固定式 表4 3几种夹层锅的技术特征 几种不同形式的夹层锅 二 预煮机 1 种类斗槽式 青刀豆连续预煮机链带式连续预煮机刮板式 蘑菇连续预煮机螺旋式连续预煮机2 特点能适应多种物料的预煮 且破坏少 3 缺点清洗困难 占面积大 检修不方便 一 链带式连续预煮机 1 结构见图4 3 2 预煮机的外部是一个很大的钢槽 用不锈钢焊接 里面装一定液位的水 顶部有盖板 防止蒸汽泄露 前端有进料斗 后端是卸料斗 钢槽内是水由蒸汽管加热 上有小孔 分布在进料口处 达到快速升温的目的 一般蒸汽压要求大于0 45MPa 青刀豆预煮机 2 两种链带肢预煮机的主要技术特征 二 螺旋式连续预煮机 1 结构见图4 3 3 2 工作过程预煮时 首先从进水管加入冷水到溢流水位 通蒸汽将冷水加热到96 100 接同电源 之螺旋轴转动 然后由提升机将蘑菇送到进料口连续进料 边预煮边由螺旋叶片推到出料口 进冷却槽冷却 螺旋式蘑菇预煮机 三 预煮实例 1 金枪鱼预煮鱼类易腐败 通常加工方法有盐渍 熏制 罐藏 这样可有几年的保质期 金枪鱼罐头具体制作步骤是 1 从捕鱼船上卸下半冻结的鱼 2 去除内脏 清洗干净 按大小分级 3 在蒸汽炉中预煮整条鱼 使软化 易分解 4 冷却过夜 将深色和浅色鱼分开 5 用机器将鱼肉压缩成圆柱形 切块 装罐 6 罐内加盐 植物油或水 7 罐头经真空密封并杀菌 第四节油炸设备 1 油炸食品的简介油炸食品是一种比较古老的烹饪方法之一 在食品的加工过程中可以彻底的杀灭微生物 从而延长食品的保质期 并增加独特的风味 改善食品营养成分的消化性 国外一般较多 国内也作为一种家庭的烹饪手段 2 油炸食品的品种常见的有果制品 马铃薯 油炸坚果 面包 膨化快餐食品 冷藏方便食品等 我国油炸食品发展也很快 油炸方便面就是一种 3 油炸方法 主要有浅层油炸和深层油炸 或者分为常压深层油炸和真空深层油炸 还可分为纯油油炸和水油混合式油炸 4 油炸前后食品营养的变化 一 间歇式水油混合式油炸设备 水油混合式油炸是指在同一敞口容器内加入油和水 相对密