食品热处理机械与设备.ppt

第六章热处理机械与设备，内蒙古农业大学食品科学学院陈忠军副教授，目的：选择食品更水灵、美味灭活食品中微生物灭活食品原料多种酶类灭活微生物产生的毒素、保质期延长、热处理方式选择、安全的热加工保存方法，(1)考虑处理食品中杀灭耐热性最高的病原体和腐败菌所需的时间和温度(2)处理过的食品的传热特性。 关于包装食品，还需要知道包装材料的传热特性。 第一节热交换设备、列管式热交换设备套管式热交换设备蛇管热交换设备喷淋式热交换设备芯片式热交换设备、该管式杀菌器由多种管状部件构成，这些部件构成串联并列且能够进行热交换的系统。 (1)列管式热交换器，这是等待发货的列管式热交换器产品，列管式热交换器的清扫，这是工人用高压温水清洗管束外壁的污垢。 挡板看得清楚。 1、卧式多通道热交换器，2、螺旋管式热交换器，结构：由壳体、螺旋管、蒸汽管、调节器和进料泵等组成。 螺旋管呈扁平形，缠绕在壳体内的中心圆柱上。 工作过程：液体通过泵从液体口进入人的螺旋管内，从下向上流动，从排出管排出，装入人的瓶或罐中。 蒸汽从上方输送到人的壳内和螺旋管之间，加热管内的材料液。 用途：主要果汁的巴兹短时杀菌，杀菌温度8895C，杀菌时间2060s。 特点：结构简单，操作简单，清洗方便，可连续生产。 3、夹套式热交换器，工作过程：材料液体进入人套8进行预热，进入人蛇管内进行高温瞬间灭菌，返回夹套冷却，最后通过材料三通旋塞15输出。 经过一次灭菌仍未达到要求，可将材料液送回贮槽，再次对管内进行灭菌。 特征：进料温度416、进料温度6065、高温灭菌温度115135高温保持时间为4s . 采用超高温瞬时灭菌，液体营养和色香损失少，灭菌效率高，利用馀热、节能效果，在完全密封的条件下操作，满足食品卫生要求，操作方便，占地面积小。 (2)夹套式加热设备、(3)蛇管热交换器、(4)淋浴式热交换器、(5)板式热交换器、板式热交换器是以成形传热板为传热面的高效隔壁热交换器。 冷热流体分别是带状和网状的薄层湍流连续通过板片两侧的空间，进行热交换。 牛奶、果实计等液体食品的杀菌，也应用于液体材料的在线加热和冷却，板式热交换器， 板式热交换器结构图1-前托架2-上角孔3-环状橡胶垫圈4-边界板5-导杆6-按压板7-后托架8-按压螺钉9-连结管10-板框橡胶垫圈11-下角孔12-传热片、a、密封垫圈、流体周边衬垫和方孔衬垫、1、主要部件、b、板、(1)流通同一种液体的出入口方孔、设备同一侧的轴线。 相邻的两片水平对齐，流体沿直线方向流动。 在左侧，第一种液体从左上角的孔流入片间，从金属片的下左角的孔流出，两个右右角的孔的密封件被隔离，在右角的孔中，第二种液体向传热片的相反侧流出。 特征：同类流体进出口在设备的同一侧，对角斜流同类流体进出口的两角孔在对角两端点的位置，左右片结构不同，垫圈也不同。 座椅间流动的整体方向是对角线方向。 需要两种压模，2 .特点(1)传热效率高。 热交换板间距小，板面起伏不平，流体高速通过形成湍流，传热系数高，一般35004000W/(m2)(2)结构紧凑。 板式换热器采用小结构可容纳大传热面积。 单位体积的结构中所占的传热面积比管式热交换器高47倍。 (3)适应性广。 可以增减换热板的数量，改变板的组合，满足多种生产技术的要求。(4)适用于处理热敏材料。 材料在热交换器内通过的时间短，热损失少。 (5)清洗、操作方便、安全。 装卸方便，可当场清洗，流体泄漏时易于发现，可维持良好的卫生条件。 (6)连续作业，可配置自动控制装置。 (7)加热温度过高时，垫片会老化，或者垫片会从热交换板上脱落。 (8)因安装不良或密封垫片变形而断裂，流体泄漏。 3、流程、第二节熟化设备a的预煮设备在加工和贮藏(冷冻)未经高温热处理的蔬菜之前，必须加热至足以使原材料中的酶失活的温度，以此失活酶为目的的热加工称为预煮。 预煮的目的：破坏原料中的多酚氧化酶，排除保持颜色的气体，破坏原质，提高出汁率，加快杀死一部分微生物的干燥速度等。 预煮的设备分类，一、三明治锅，又名二层锅，是罐头食品调味煮汁的主要设备，常用于热水煮、预煮。 设备结构简单，使用方便。二、链带式连续预煮机、1-料斗2-盖3-刮板4-蒸汽管5-排出料斗6-压轮7-钢槽8-链带9-排出口10-溢流口11-传动系统、蒸汽吹泡管的小孔分布的原则、小孔分布的不均匀靠近供给口、靠近出口的地方少因此，刚刚进入预煮机的温度较低的材料会迅速上升到预煮温度。 小洞往两边多，要向上减少。 使蒸汽不直接接触材料的水箱内的水循环也加快，能够使水箱内的水温比较均匀。 三、螺旋式连续预煮机，1-排气口2-螺旋轴3-铰链4-壳体5-螺旋叶片6-网圆筒； 7-供给口8-重锤：9-供水管10-蒸汽输入管11-溢流管12-排水口、排出机构必须保证水位不变. 这个排放机构连续地从预热机中排放材料。 铲斗上安装有铲斗板，铲斗板数为6个或12个，优选为12个。 铲斗板多的情况下，去除材料会变得均匀。 b油炸设备是食品加工业，以米粉和坚果为原料的食品多以油炸方式加工。 油炸技术生产的食品品种有水果制品(如薯片、香蕉油炸等)、坚果油炸、甜甜圈油炸、快餐膨化、冷藏便利食品(如油炸、鸡、肉和休闲风味食品)等，油炸方法、浅层油炸和深层油炸常为深层油炸和真空深层油炸纯油炸另外，在现有方法(1)的油炸中，所有的油在高温状态下，油温达到100以上，有时达到230以上的高温。 油很快就会氧化变质，粘度变高。 (2)积存在设备底部的食物残渣，随着油的使用时间的延长，碳屑反复爆炸，特别是在炸熏肉类食品时，硝基吡啶、烷基的致癌物质会生成。 (3)在高温下长时间反复油炸，生成有毒性的油脂聚合物环状单体、二聚体和多聚体。 人体神经麻痹，胃肿瘤，甚至死亡。 (四)高温处理食品，降低食品营养价值； 1-箱2-操作系统3-盖4-笼5-过滤器6-冷却循环汽缸7-排油管8-温度调节器9-液位计10-油炸锅11-电气设备控制系统12-排水阀13-冷却装置14-蒸煮锅15-油烟排出孔16-加热器17- 排出阀18排出油烟的装置向同一开放容器中加入油和水，相对密度小的油占容器的上半部分，相对密度大的水占容器的下半部分，在油层的中部水平地安装电热管来进行加热。 一、间歇的水油混合式油炸设备，缓解了油炸时食品残渣沉入底部水中，离开高温区进入低温区，油浑浊的问题。 下半部分沉淀的食物残渣可以过滤除去，下层的油温比上层的油温低，油的氧化程度也可以在一定程度上缓和。 二、连续深层油炸设备。食物面料输送机潜油网带(强制油炸面料潜入油内，表面颜色均匀，成熟度均匀)。 根据传送带的速度，与面料的前进同步配合。 机体内置油槽和油槽加热装置(电气加热和气体加热)。 三、真空低温油炸真空低温油炸利用减压条件下食品中水分沸点降低、短时间内快速脱水的原理，实现了低温条件下食品的油炸工艺。 1、特征1、低温使糖度高的食物爆炸成为可能。 油温低，美拉德反应速度降低，保持食品本来的良好颜色。 2 .水分蒸发快，干燥时间短。 真空加快产品脱水速度，适合水分含量大的食物干燥。 3、食品有膨化效果，提高产品复水性。 在减压状态下，果蔬细胞间隙的水分急剧气化，水蒸气飞出，产品膨化，体积增大。 因此，具有良好的凝结水性能。 4 .油脂老化速度慢。 由于真空低温干扰的油温低、氧气少，油脂的劣化反应速度变慢。 油可多次使用，有效降低油耗。 2、真空低温飞行设备(1)间歇式真空低温飞行设备(2)连续式真空低温飞行设备第三节杀菌装置杀菌抑制食品中微生物的主要方法是热冷辐射盐渍干烟等。 为更好地保护食品质量，通常采用加热杀菌的方法。 在食品工业中，加热杀菌法分为湿热杀菌法和干热杀菌法。 湿热杀菌是用热水和蒸汽直接加热达到杀菌目的，最常用的杀菌方法之一是用热风、红外线、微波等加热达到杀菌目的。 采用发展电磁波物理杀菌、发展超高温瞬时杀菌的先进杀菌方法，采用加快杀菌机械发展的电气机械一体化，用于压力常压式杀菌设备的杀菌温度为100以下、ph为4.5的酸性食品杀菌。 加压杀菌设备在密闭的容器内进行，杀菌时流过压缩空气，杀菌设备内的压力超过0.1MPa，杀菌温度通常为120左右，多用于肉类罐头的杀菌。 基于生产连续性间歇性地用于多品种、小批量生产，中小型罐头厂常用。 连续式多用于品种少、批量大的杀菌。 根据杀菌设备所需的热源，有蒸汽直接加热杀菌、热水加热杀菌、火焰连续杀菌、辐射杀菌等。 我国罐头厂大多用热水加热杀菌。 另一方面，间歇式杀菌设备，(1)立式杀菌锅结构锅用钢板冲压焊接成圆筒，底部的密封多为球形。 在锅内壁设置垂直导轨，使杀菌篮和内壁保持一定距离，使水蒸气循环。 在锅口周围，作为夹紧锅盖和锅体的部件，设置有与锅盖的槽孔对应的蝶形螺栓。 锅口边缘的槽中埋入了密封垫，保证了杀菌时的密封良好。 适用：常压、加压杀菌，1蒸汽管2薄膜阀3供水管4供水缓冲板5蒸汽喷嘴5杀菌篮架6排水管7溢水管8保险阀9排气管10减压阀11压缩空气管12安全阀13漏气阀14调节阀15空气减压16过滤器17压力计18温度计，结构特征：热介质蒸汽小孔开设在分布管的两侧或底部，避免直接接触罐头。 杀菌篮与罐头一起从电葫芦中呼出。 冷却水从上方线圈的小孔冲澡，这里的小孔也不能直接朝向罐头。 为提高杀菌能力，可放置上下杀菌篮。 卧式杀菌锅本体为平卧的圆柱形简体，锅内底部铺设有两条平行轨道，装罐头的杀菌车沿轨道推进和推出，用于材料的装卸。 卧式容量一般比立式大得多，适用于大中型工厂。 (2)卧式杀菌锅适用常压杀菌，特点：多用于肉类、蔬菜罐的杀菌，生产能力大于立式。 设置在地面高度下，两个轨道与地面平行，有利于包装材料的搬入搬出。蒸汽管道配置在轨道之下。 为了便于杀菌釜的排水，设置床槽。 锅内存在空气会使温度分布不均匀，影响产品的杀菌效果和品质。 为了避免空气引起的温度分布不均匀，通过排气阀排出蒸汽，同时增加蒸汽，增加蒸汽流动，锅内温度均匀，会引起环境湿热和噪音。 (3)旋转式杀菌锅缩短杀菌时间，提高杀菌温度，提高加热介质的传热效率，旋转式、贮水锅、杀菌锅在装满罐头的杀菌蓝色通过轨道被压入后，通过按压装置固定在旋转搁板内，随着旋转搁板反转。 为了保证回转框架的轨道和进入轨道的对位，传动装置没有定位装置，限定回转框架的停止位置。 传动过程：传动装置旋转体旋转杀菌篮旋转罐头旋转，始终在热水中，a .杀菌过程，(a )热水的制备：加热贮水锅中的水，升温速度为46/min。 一般要比杀菌温度高520。 (b )向杀菌锅送水：在杀菌筐中放入杀菌锅，将贮水锅的热水压入杀菌锅。 要求在590s以内完成送水。 (c )升温：打开杀菌锅加热阀，蒸汽使锅内迅速升温。 在加热过程中，驱动旋转体和循环泵，强制水循环，提高传热效率。 (d )杀菌：杀菌釜的水温保持一定的杀菌温度。 循环泵、旋转体连续运转。 (e )温水回收：杀菌锅的高温水被压送至贮水锅，转移至冷却工序(f )进行冷却：加压冷却(保持杀菌时的压力)降压冷却时，压力必须有规律地减少。 (8)排水：冷却过程完成后，循环泵和冷水泵停止排水。 (h )启锅：拉出杀菌篮，结束全过程。 冷却方式(有3种选择)、反压冷却、减压冷却、常压冷却、直接减压冷却、反压冷却、蒸馏杀菌中的冷却阶段，杀菌锅内的压力急速下降，罐内外的压差急速上升，影响罐头的密封和泄漏。 因此，在冷却阶段向杀菌锅内注入一定压力的压缩空气来补偿冷却引起的减压，该冷却时的辅助措施称为反压力杀菌法，b .特征是： (a )杀菌篮旋转而具有搅拌作用，热水器强制循环，锅内的热水形成强涡流，使锅内的温度分布更均匀，同时(b )杀菌篮的翻转产生了罐头的“摇动效果”，提高了传热效率，大大缩短了杀菌和冷却时间。 (c )传热均匀，速度快，产品质量好稳定。 对于肉类罐头，其翻转可以防止油脂和果冻析出，在高粘度、半流体、热敏性食品中，不会发生罐壁部分过热引起的粘结现象。 (d )回收和再利用过热水，大大减少蒸汽消耗，运行成本低。 (e )自动化程度高，工艺参数自动调节控制。 (h )有效改善产品色泽香味，减少营养成分损失。 二、连续式杀菌设备(1)卧式链具有杀菌机，工作原理：装入罐式输送机的罐头由抽罐机构拉入杀菌机体的罐内。 在刮板运输链上从下往上开罐头。 在第1层(或第1层和第2层)的槽内杀菌，在第3层(或第3层)冷却。 最后，取罐机构取罐完成了杀菌全过程，完成了常压连续杀菌设备、结构、传动系统、取罐系统、槽体、装罐输送机、送罐链及控制装置等。 1-马达2-联轴器3-减速器4-离合器5-蜗杆减速器6-蜗杆减速器7-蜗杆减速器8-链轮9-链轮10-罐头11-链轮12-出罐端链轮有源端13-送罐链14-链轮15-杀菌槽链轮有源轴16-冷却槽17-冷却槽或者冷却槽19-杀菌槽20-底链板21-刮板22-输送带23-送罐电动机24-送罐带主动轮25-链轮26-联轴器27-链轮28-蜗杆减速器29-挡板30-拨盘板31-联轴器32-减速器33-减速器故障诊断，将弯曲角作为铰链式可动构造、槽体弯曲角构造及警报装置1-定心块的2-螺母3-螺钉4-调节板5-固定件6-罐头7-触摸板8-