第三节杀菌工艺条件

1、食品保藏原理食品保藏原理顾仁勇顾仁勇 罐藏技术概述罐藏技术概述1 高温对微生物及酶的影响高温对微生物及酶的影响2 杀菌工艺条件杀菌工艺条件3 杀菌时间的计算杀菌时间的计算4 食品罐藏的基本工艺过程食品罐藏的基本工艺过程5 5 食品罐藏的基本工艺过程食品罐藏的基本工艺过程5 食品罐藏新技术简介食品罐藏新技术简介63.1 l罐头食品在杀菌和冷却时存在着热量的传递罐头食品在杀菌和冷却时存在着热量的传递。各种罐头。各种罐头的传热方式和速度并不相同，同时还受各种因素的影响。的传热方式和速度并不相同，同时还受各种因素的影响。l传热中罐内各部位的食品受热也不相同。传热中罐内各部位的食品受热也不相同。l在相同

2、的热力杀菌条件下，各种食品罐头，甚至同一在相同的热力杀菌条件下，各种食品罐头，甚至同一罐头内部上的杀菌效果并不一定相同。可见确定杀菌工罐头内部上的杀菌效果并不一定相同。可见确定杀菌工艺条件时，罐头的传热是极其重要的因素。艺条件时，罐头的传热是极其重要的因素。l由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的热传导方式称为热传导方式称为传导传导。对流传热对流传热混合传热混合传热传导传热传导传热l

3、导热最慢的一点称为导热最慢的一点称为冷点冷点,通常在罐头几何中心处。图通常在罐头几何中心处。图4-6加热时，为罐加热时，为罐内温度最低点，冷却时为温度最高点。内温度最低点，冷却时为温度最高点。l导热性较差，加热杀菌时，冷点温度变化缓慢，热力杀菌需时较长。导热性较差，加热杀菌时，冷点温度变化缓慢，热力杀菌需时较长。属导热方式的罐头食品主要是固态及粘稠度高的食品。属导热方式的罐头食品主要是固态及粘稠度高的食品。l借助于液体和气体的流动传递热量的方式，即流体各部位的质点发生相借助于液体和气体的流动传递热量的方式，即流体各部位的质点发生相对位移而产生的热交换。对位移而产生的热交换。l对流有自然对流与强

4、制对流之分，罐头内的对流通常为自然对流。对流有自然对流与强制对流之分，罐头内的对流通常为自然对流。对流传热对流传热混合传热混合传热传导传热传导传热l传热速度较快，所需加热时间就短。传热速度较快，所需加热时间就短。l属对流传热的罐头食品有果汁、汤类等低粘度液态罐头食品。属对流传热的罐头食品有果汁、汤类等低粘度液态罐头食品。l冷点在中心轴上离罐底冷点在中心轴上离罐底2040 mm的部位上，图的部位上，图4-6。l许多情形下，罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或许多情形下，罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或先后相继出现。先后相继出现。l通常，糖水水果、清水或盐水蔬菜等果蔬罐头食品属

5、于导热和对通常，糖水水果、清水或盐水蔬菜等果蔬罐头食品属于导热和对流同时存在型。流同时存在型。对流传热对流传热混合传热混合传热传导传热传导传热l如糊状玉米等含淀粉较多的罐头食品，首先是对流，淀粉受热糊化后，如糊状玉米等含淀粉较多的罐头食品，首先是对流，淀粉受热糊化后，黏度增大，流动性下降，即转变为传导。黏度增大，流动性下降，即转变为传导。l属于这类情况的还有盐水玉米、稍浓稠的汤和番茄汁等。而苹果沙司等属于这类情况的还有盐水玉米、稍浓稠的汤和番茄汁等。而苹果沙司等有较多沉淀固体的罐头食品，则属于先导热后对流型。有较多沉淀固体的罐头食品，则属于先导热后对流型。p罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性

6、p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性质和厚度性质和厚度p杀菌锅的形式和罐头杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置在杀菌锅中的位置p罐头食品的初温罐头食品的初温p罐藏容器的几何尺寸罐藏容器的几何尺寸p其他因素。其他因素。p罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性质和厚度性质和厚度p杀菌锅的形式和罐头杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置在杀菌锅中的位置p罐头食品的初温罐头食品的初温p罐藏容器的几何尺寸罐藏容器的几何尺寸p其他因素。其他因素。l食品的形状、大小、浓度、密度及粘度等。食品的形状、大小、浓度、密度及粘度等。浓度、密度及粘度越小的食品，其流动性越好，浓度、

7、密度及粘度越小的食品，其流动性越好，加热时主要以对流传热方式进行，加热速度快；加热时主要以对流传热方式进行，加热速度快；l固体食品基本上是导热，传热速度很慢；固体食品基本上是导热，传热速度很慢；小颗粒、条、块状食品，在加热杀菌时，罐内小颗粒、条、块状食品，在加热杀菌时，罐内的液体容易流动，以对流传热为主，传热速度的液体容易流动，以对流传热为主，传热速度比大的条、块状食品快；物料层装（混合叉热）比大的条、块状食品快；物料层装（混合叉热）比条装传热快。比条装传热快。p罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性质和厚度性质和厚度p杀菌锅的形式和罐头杀菌锅的形式和罐头

8、在杀菌锅中的位置在杀菌锅中的位置p罐头食品的初温罐头食品的初温p罐藏容器的几何尺寸罐藏容器的几何尺寸p其他因素。其他因素。l罐头传热首先要克服罐壁的热阻罐头传热首先要克服罐壁的热阻R。而。而R与壁与壁厚厚S成正比，与材料的导热系数成反比。成正比，与材料的导热系数成反比。l传热还受到罐内食品热阻的影响。对导热型传热还受到罐内食品热阻的影响。对导热型影响大，其他类型食品热阻并不会很大程度地影响大，其他类型食品热阻并不会很大程度地影响传热。影响传热。p罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性质和厚度性质和厚度p杀菌锅的形式和罐头杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置在

9、杀菌锅中的位置p罐头食品的初温罐头食品的初温p罐藏容器的几何尺寸罐藏容器的几何尺寸p其他因素。其他因素。l杀菌锅有静置式、回转式或旋转式等类型。杀菌锅有静置式、回转式或旋转式等类型。回转式传热效果要好于静置式。回转式杀菌对回转式传热效果要好于静置式。回转式杀菌对加快混合型传热及流动性差的食品的传热，尤加快混合型传热及流动性差的食品的传热，尤其有效。其有效。l在静置式杀菌锅中，罐头所处位置对于食品在静置式杀菌锅中，罐头所处位置对于食品的传热效果也有影响。罐头离蒸气喷嘴越远，的传热效果也有影响。罐头离蒸气喷嘴越远，传热就越慢。传热就越慢。p罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐

10、藏容器材料的物理性质和厚度性质和厚度p杀菌锅的形式和罐头杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置在杀菌锅中的位置p罐头食品的初温罐头食品的初温p罐藏容器的几何尺寸罐藏容器的几何尺寸p其他因素。其他因素。l初温是指杀菌开始时，食品最冷点的平均温初温是指杀菌开始时，食品最冷点的平均温度。度。l初温与杀菌温度之差越小，罐中心加热到杀初温与杀菌温度之差越小，罐中心加热到杀菌温度所需要的时间越短，但对流传热型食品菌温度所需要的时间越短，但对流传热型食品的初温对加热时间影响小。的初温对加热时间影响小。l食品初温对导热型食品的加热时间影响很大。食品初温对导热型食品的加热时间影响很大。因此，对于导热型食品，热装罐比

11、冷装罐更有因此，对于导热型食品，热装罐比冷装罐更有利于缩短加热时间。利于缩短加热时间。p罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性p罐藏容器材料的物理罐藏容器材料的物理性质和厚度性质和厚度p杀菌锅的形式和罐头杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置在杀菌锅中的位置p罐头食品的初温罐头食品的初温p罐藏容器的几何尺寸罐藏容器的几何尺寸p其他因素其他因素。l其他条件相同时，加热时间与罐容积成正比；其他条件相同时，加热时间与罐容积成正比；l为了加快传热，应增大罐径，而非增加罐高。为了加快传热，应增大罐径，而非增加罐高。l杀菌锅内的传热介质的种类、介质在锅内的杀菌锅内的传热介质的种类、介质在锅内的循环速度、热量分布

12、情况等，对传热效果也有循环速度、热量分布情况等，对传热效果也有不同程度的影响。不同程度的影响。.温度换算温度换算两种情况两种情况食品初温相同，食品初温相同，杀菌温度不同时杀菌温度不同时的换算的换算杀菌温度相同，杀菌温度相同，初温不同的换算初温不同的换算食品初温相同，杀菌温度不同时的换算食品初温相同，杀菌温度不同时的换算已知某一杀菌温度和食品初温条件下测得罐内食品温度已知某一杀菌温度和食品初温条件下测得罐内食品温度数据，则食品初温相同时，其他杀菌温度下罐内温度可数据，则食品初温相同时，其他杀菌温度下罐内温度可按下式计算：按下式计算：)(00罐杀杀杀”杀罐TTTTTTTT上式中：上式中：表示现用杀

13、菌温度条件表示现用杀菌温度条件 表示原用杀菌温度条件表示原用杀菌温度条件杀菌温度相同，初温不同的换算杀菌温度相同，初温不同的换算)(00罐杀杀杀杀罐TTTTTTTT已知某一杀菌温度和食品初温条件下测得罐内食品温度已知某一杀菌温度和食品初温条件下测得罐内食品温度数据，则杀菌温度相同时，其他初温条件下罐内温度可数据，则杀菌温度相同时，其他初温条件下罐内温度可按下式计算：按下式计算：上式中：上式中：表示现用杀菌温度条件表示现用杀菌温度条件 表示原用杀菌温度条件表示原用杀菌温度条件p杀菌式杀菌式也叫杀菌规程，主要有温度、时间和反压力三个主要因素组成。也叫杀菌规程，主要有温度、时间和反压力三个主要因素组

14、成。表示如下：表示如下：pTscph_h 杀菌锅内的介质由初温升高到规定杀菌杀菌锅内的介质由初温升高到规定杀菌温度所需的时间（温度所需的时间（min)，也叫，也叫升温时间升温时间。p 杀菌温度下保持的时间（杀菌温度下保持的时间（min)，也称，也称恒恒温时间温时间。c 杀菌锅内介质由杀菌温度降低到出罐温度杀菌锅内介质由杀菌温度降低到出罐温度所需的时间（所需的时间（min)，称为，称为冷却时间或降温时间冷却时间或降温时间.Ts 规定的杀菌温度（规定的杀菌温度（）。P 加热或冷却时杀菌锅所用加热或冷却时杀菌锅所用反压力反压力（kPa）。）。 l杀菌是首要任务，同时使酶钝化，尽最大杀菌是首要任务，同

15、时使酶钝化，尽最大可能的保持食品的感官性质和营养成分。可能的保持食品的感官性质和营养成分。l110125微生物的耐热性大于酶，微生物的耐热性大于酶，而超过而超过125，酶的耐热性却比微生物强，酶的耐热性却比微生物强，所以高温短时（所以高温短时（HTST）或超高温（）或超高温（UHT）应以酶钝化为选择条件的依据。应以酶钝化为选择条件的依据。l综上所述，采用高温短时间和超高温杀综上所述，采用高温短时间和超高温杀菌，在达到杀菌和钝化酶的目的基础上，菌，在达到杀菌和钝化酶的目的基础上，还有利于食品感官品质和营养成分的保持。还有利于食品感官品质和营养成分的保持。同时还有提高生产效率，提高生产连续花同时还

16、有提高生产效率，提高生产连续花程度等优越性，因此是目前食品杀菌的首程度等优越性，因此是目前食品杀菌的首选方法。选方法。杀菌方法杀菌方法常压杀菌常压杀菌 （100100） 高压杀菌高压杀菌 （100） 高压水杀菌高压水杀菌高压蒸汽杀菌高压蒸汽杀菌l适合于大多数适合于大多数水果水果和和部分蔬菜部分蔬菜罐头。罐头。l杀菌设备为立式开口杀菌锅。先在杀菌锅内注入适量水，然后通入蒸气加杀菌设备为立式开口杀菌锅。先在杀菌锅内注入适量水，然后通入蒸气加热。待锅内水沸腾时，将装满罐头的杀菌篮放入锅内。最好先将玻璃罐头预热。待锅内水沸腾时，将装满罐头的杀菌篮放入锅内。最好先将玻璃罐头预热到热到60左右再放入杀菌锅

17、内。当锅内水温再次升到沸腾时，开始计算杀菌左右再放入杀菌锅内。当锅内水温再次升到沸腾时，开始计算杀菌时间，并保持水的沸腾直到杀菌终结。时间，并保持水的沸腾直到杀菌终结。l常压杀菌也有采用连续式杀菌设备的。罐头由输送带送入杀菌器内，杀菌常压杀菌也有采用连续式杀菌设备的。罐头由输送带送入杀菌器内，杀菌时间可通过调节输送带的速度来控制。时间可通过调节输送带的速度来控制。u高压蒸气杀菌高压蒸气杀菌 低酸性食品，如大多数蔬菜、肉类及水产类罐头食品必须采用低酸性食品，如大多数蔬菜、肉类及水产类罐头食品必须采用100100以以上的高温杀菌。加热介质通常采用高压蒸气。上的高温杀菌。加热介质通常采用高压蒸气。u

18、高压水杀菌高压水杀菌 此法适用于肉类、鱼贝类的大直径扁罐及玻璃罐。此法适用于肉类、鱼贝类的大直径扁罐及玻璃罐。 允Pl杀菌时罐内与杀菌锅允许有一定压力差，称杀菌时罐内与杀菌锅允许有一定压力差，称允许压力差允许压力差内压内压外压外压外压外压外压外压外压外压l导致罐头变形或损坏的最低压力差导致罐头变形或损坏的最低压力差 称称临界压力差临界压力差 临P玻璃罐的玻璃罐的PP允允 =0=0铁罐的铁罐的PP允允可根据罐径及厚度查表得。可根据罐径及厚度查表得。 l杀菌时为防止罐内压力过大造成罐的损坏而向杀菌时为防止罐内压力过大造成罐的损坏而向杀菌锅补充的压力称为杀菌锅补充的压力称为反压力反压力。即：。即：2PPPP锅空锅汽锅允P 罐内绝对压力罐内绝对压力的计算的计算杀菌时罐内外杀菌时罐内外压力的要求压力的要求计算反压力计算反压力杀菌时确定压力平衡的步骤杀菌时确定压力平衡的步骤2P= “蒸P+ 211211(yfxfTTPP）蒸2P- -杀菌时罐内压力（杀菌时罐内压力（PaPa）；）；“蒸P- -杀菌时顶隙内水蒸气压力（杀菌时顶隙内水蒸气压力（PaPa） 蒸P- -密封时顶隙内蒸汽压力（密封时顶隙内蒸汽压力（PaPa） 1P- -密封时罐内压力（密封时罐内压力（PaPa） x- -杀菌时罐容器膨胀度杀菌时罐容器膨胀度 y- -杀菌时食品膨胀度杀菌时食品膨胀度