殺菌機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℃,它又分為高溫短時殺菌機和超高溫瞬時殺菌機。

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殺菌。按殺菌設(shè)備工作過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。該類設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、投資少、生產(chǎn)能力低、勞動強度大,但操作方便,適用于小規(guī)模工廠使用。連續(xù)式殺菌設(shè)備種類多、結(jié)構(gòu)復雜、成本高、殺菌效率高高、自動化程度高?，F(xiàn)代化大型工廠在殺菌線上普遍采用這種殺菌設(shè)備。

對流體采用超高溫瞬時殺菌機械。超高溫瞬時殺菌機具有加熱時間間短、殺菌溫度高、自動化程度高的特點。

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。它還可以滿足無菌灌裝、無菌包裝生產(chǎn)線對殺菌機械生產(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)的殺菌機已經(jīng)進入實用階段。

如采用過氧化氫與紫外線、過氧化氫與熱風、乙醇與紫外線、紫外線與過熱蒸汽的組合殺菌機,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物殘留量高壓殺菌對軟包裝食品殺菌處理尤為有效。它是將產(chǎn)品置于20~60MPa氣壓下在短時間內(nèi)破壞細菌細胞結(jié)構(gòu),達到殺菌目的的新技術(shù)。

機電一體化是殺菌機械發(fā)展的一個重要方向,即采用微電子器件和微機對殺菌機械生產(chǎn)過程進行自動檢測、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、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)開關(guān)的鍋蓋(門蓋),末端焊接成橢圓封頭。鍋體底部裝有兩根平行導軌,導軌與地面平行,便于殺菌車順利進出,故鍋體下部比車間地面低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),無論采用哪種結(jié)構(gòu),其噴口總面積應等于進氣管窄截面積的1.5~2倍。當采用蒸汽加熱、空氣加壓殺菌時,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。當采用熱水為加熱介質(zhì)時,還應設(shè)有熱水儲罐。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。為維持冷卻時鍋內(nèi)壓力一致,防止罐頭類容器變形或破損而采用加壓方式冷卻時,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,把待殺菌的容器制品置于殺菌車中,制品的堆放要保證蒸汽在制品周圍可以充分對流換熱。然后將殺菌車逐個推人殺菌鍋內(nèi),蓋上鍋蓋后錟緊密封裝置。

用蒸汽殺菌時,打開所有排氣閥,同時通過蒸汽閥向鍋內(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,當達到規(guī)定的殺菌溫度時,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,并開始殺菌計時。殺菌計時終了,關(guān)閉蒸汽閥,緩緩開啟排氣閥、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,打開所有排氣閥,將熱水儲罐內(nèi)預先制備的熱水送入殺菌鍋內(nèi),熱水將罐頭淹沒后,關(guān)閉排氣閥、溢流閥,打開加壓空氣閥,使殺菌器內(nèi)壓力升至需要的壓力,并在殺菌過程中保持穩(wěn)定。

將蒸汽送入殺菌器內(nèi)對水加熱殺菌。殺菌結(jié)東后,排出系菌熱水,并對罐頭進行冷卻。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實現(xiàn)。

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

該機殺菌時罐頭受熱均勻,可避免局部過熱引起的品質(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。另外由于攪動可提高殺菌溫度,在傳熱速率、殺菌時間及殺菌質(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)有儲水罐和殺菌鍋回轉(zhuǎn)裝置。儲水罐(上罐)通常安裝在殺菌鍋(下鍋)之上,主要用于儲存由蒸汽加熱的殺菌用循環(huán)水。這樣熱水既能被重復利用,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)體和鍋外傳動裝置組成。殺菌時,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)生相對運動。旋轉(zhuǎn)體由鍋外的電動機通過無級變速器帶動旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速一般在5~45r/min范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)體可朝一個方向旋轉(zhuǎn),也可正反交替旋轉(zhuǎn)。交替旋轉(zhuǎn)時,動作換向由時間繼電器設(shè)定。

另外,在傳動裝置上安置有一個定位器,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,其內(nèi)容物的攪動是靠罐內(nèi)頂隙氣體產(chǎn)生的。

罐體在做跟頭式運動的過程中,頂隙氣體在罐內(nèi)上下翻滾,起到了攪動固形物的作用,從而實現(xiàn)罐頭迅速升溫、均勻受熱的目的回轉(zhuǎn)式殺菌機的一個殺菌周期可分為8個操作程序,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)自動控制完成一個殺菌周期全過程的操作。

如圖2-3所示,開始操作時,啟動冷水泵,向上罐供水,達到水位后,液位控制器動作,自動停止供水。這時,自動打開加熱閥,用高壓(約0.6MPa)蒸汽快速給上罐水加熱,達到設(shè)定溫度后,加熱閥關(guān)閉,自動停止加熱。