杀菌锅综述及选型要领

撰文/周文武■325000 温州市工业设计院 浙江 温州



杀菌锅综述及选型要领

撰文/周文武
■325000 温州市工业设计院 浙江 温州

随着现代社会的高速发展，人们对食品的卫生、口感的要求越来越高，使得杀菌锅的样式也多种多样。本文对各种杀菌锅进行分类，指出它们的特点，并着重指出它们不同的适用场合及使用要点。杀菌锅；食品加工；选型；静置式；回转式

With the rapid development of modern society， people more and more high to the requirement of food hygiene， taste. Makes the style of the sterilization pot also varied. This paper introduces several kinds of new type sterilization pot， and emphatically points out their different applications.Sterilization pot； Food processing；Model selection；Still type；Rotary type

杀菌是食品加工必不可少的环节，杀菌一般是采用热力杀菌，即用蒸汽或热水进行高温杀菌消毒。本人从事食品制药设备设计多年，设计了各种杀菌锅，特别是近几年来，应客户的需求，开发设计了多种新型杀菌锅，现把它整理出来，希望能给食品加工企业以帮助。

随着现代社会的高速发展，人们对食品的卫生、口感的要求越来越高，对食品加工技术的要求也越来越高，这使得杀菌锅的样式也多种多样。从目前来看，杀菌锅有静置式和回转式两大类，具体地说有蒸汽杀菌锅，浸水式杀菌锅，淋水式杀菌锅，浸水式回转杀菌锅，淋水式回转杀菌锅等（见下图），下面结合我多年来的开发设计情况作详细说明。

静置式杀菌锅

a蒸汽杀菌锅

蒸汽杀菌锅最常见，一般用0.2~0.3MPa压力的水蒸汽来加热，结构简单，使用方便，但直接用蒸汽加热，由于温度高、压力大、时间长，热冲击较大，食品所承受的热损伤较大，对有些食品有可能导致热变性，出现蒸馏异味和糊味；而对玻璃瓶装的食品使用也应小心，防止玻璃瓶内外温差过大。此类杀菌锅的设计及使用要点是：①进汽时，蒸汽要在短时间内充分有效地清除罐内空气（需在进汽口的对面有足够大的排气口）；②保压消毒时，水蒸汽要充分地循环流动，保证罐内无冷点（需在进汽口的对面应有数个泄汽口）；③冷却时，压缩空气应能满足冷却时包装物内食品的压力平衡。此外，还应保证温度计、压力表读数的可靠性、准确性。故而，FDA为保证食品的安全性，对罐藏食品制定了许多法规，其中对热力杀菌、低酸食品蒸汽杀菌的装备、操作规程、管理等各方面都作了许多具体规定，其中包括温度计、压力表的精确度、设置位置，进汽口、排气口、压缩空气口的大小、位置、结构等。因静置式蒸汽杀菌锅是最普通的杀菌设备，在这里，就不再一一介绍，下面着重说明几种新型的杀菌锅。

b浸水式杀菌机

浸水式杀菌机采用热水作为加热介质对罐装食品进行加热杀菌，其优点：①罐头在杀菌和冷却开始所受的热冲击较小；②节能，浸水式杀菌机在杀菌结束后，热水可以回收为下一次杀菌使用；③可通过杀菌锅结构上的变化或改变水的流向以使锅内的温度均匀一致无冷点。故浸水式杀菌机适宜于玻璃瓶、软罐头（蒸煮袋）及火腿肠类食品的杀菌。

浸水式杀菌锅有常压、加压之分，常压适用于水果、果酱类高酸性食品罐头（高酸性食品因具有高酸性，本身就具有杀菌性）；加压式是指锅内采用水为介质，水由蒸汽加热，并将压缩空气通入杀菌锅内加压，使杀菌锅内的水温达到118 ～121℃之间。我们通常所说的浸水式杀菌锅就是加压式的，其主要结构和工作原理如下：

浸水式杀菌锅有一套水循环系统来保证锅内温度均匀，加热蒸汽进至锅底部的蒸汽散布管，对锅内热水加热。一台高流量的热水循环泵通过吸水管从锅底送至顶部或侧部水散布管喷出，锅内的水应在5—7分钟内循环一次。杀菌结束后，进行热水回收，冷却，此时有二种方法：①置换法，由冷水泵向杀菌锅注入冷水，由冷水将杀菌锅内的热水顶回热水贮罐（贮水锅），由于冷热水会相互渗入，回收的热水温度会有所下降，冷水的温度会有所上升，与食品的温差亦不致太高，所以热量会有损失，但对于玻璃瓶罐却是有必要的；②直接回收法，由循环泵将杀菌锅内的过热水直接泵入贮水锅，回收结束，冷水泵便向杀菌锅注入冷水。在回收过程中应维持杀菌锅压力为杀菌压力，冷却时也应保持一定的压力，以防止包装物胀破。

如果将贮水罐直接置于杀菌锅之上，就成了双罐式。双罐式能适用于软罐头（复合薄膜包装或结肠衣食品）的杀菌，应用广泛。其杀菌机具有两个压力容器，一为杀菌锅，一为贮水锅（用于过热水的加热及回收贮存）。由于将双罐集中在一起，其锅内的温度和压力控制就更为可靠和灵敏，现一般使用双罐式。

c淋水式杀菌机

淋水式杀菌锅根据加热形式的不同，有直接加热和间接加热之分，直接加热就是直接用蒸汽通入杀菌锅底部进行加热，间接加热是热交换器传热。下面以热交换器间接加热来介绍淋水式杀菌锅的主要特点和工作原理：

结构简单，维护容易，整个设备仅有的传动部件是一台循环水泵和几个气动阀门。

淋水式杀菌机是利用锅内一定量（约400～500L）的水作为传热介质，由一台大流量的循环泵将水送入热交换器，蒸汽或冷却水通过热交换器对其进行加热或冷却，由于蒸汽和冷却水可以全部回收利用，节省能源和费用，同时也避免了产品在冷却过程中产生的二污染问题，从而有效地保证了产品的杀菌效果。

传热稳定，温度分布均匀，由于采用了大量的循环水，水流通过专门设计的喷淋结构，自上而下形成在一束束流速较快的水流，在产品表面形成了均匀的流动水膜，达到传热速度快 、各点温度分布均匀的效果。

产品适应性广，由于淋水式杀菌机采用水作为传热介质，通过热交换器进行加热或冷却，且在升温阶段，杀菌锅内与罐头逐步一起得到升温，克服了其他直接方式固有的热冲击，广泛应用于易拉罐、塑甁、玻璃瓶、蒸煮袋装等。

在加热阶段，只需加热锅内少量的冷水；在冷却阶段，锅内只有少量的热水，故杀菌锅的加热速度、冷却速度都很快，从而使整个杀菌过程的时间缩短。

直接蒸汽加热工作原理与其相似，就是取消了热交换器，加热时直接用蒸汽从锅底部加热热水，热水通过循环泵自上而下喷淋在产品的外表面；冷却时直接在锅顶部喷淋冷水，当然其流量和时间的关系应视不同食品而定。

淋水式还有一种形式为侧喷式，由于热水从上往下喷淋时，对于用复合薄膜等包装的软罐头来说，除第一层外，下面的几层水流可能会成线状而不均匀，于是就出现了侧喷式。顾名思义，侧喷式就是在杀菌锅的两侧设置众多的喷嘴向被杀菌物喷射波浪状热水，形成十分均匀的杀菌温度。

回转式杀菌锅

回转式杀菌机的主要特点是在杀菌过程（升温、杀菌和冷却）罐头和杀菌篮一起环绕杀菌锅的轴线回转或摇摆。由于罐头在杀菌篮中竖直堆放，在随杀菌篮回转时，由于位置的变化，罐内液态物料处于不断搅动状态，大大提高热量由外向罐中心的传热速度，有利于缩短杀菌时间，提高罐头食品的口感，尤其对粘稠性食品和热敏性营养食品。回转式杀菌锅按其结构的不同，也有浸水式和淋水式之分。

a浸水式回转杀菌机

浸水式回转杀菌机以循环水为工作介质，与浸水式杀菌锅一样，一般也为双罐式（贮水罐置于杀菌锅上面），其具有以下特点：①在杀菌过程，由于过热水在锅内循环，加上罐头与杀菌锅的轴线回转，使杀菌锅内的温度分布更均匀一致，热量向罐中心的传递效果大为提高，有利于缩短杀菌时间，提高产品质量；②回转使罐内物料有搅拌作用。除有回转装置外，其它结构都同浸水式杀菌锅（双罐式）相似。

b淋水式回转杀菌机

淋水式回转杀菌机其工作介质是蒸汽----水----压缩空气三者的结合，热水进行循环并喷淋加热罐头，在加热过程中，蒸汽从锅底部加热热水，热水自上而下喷淋在产品的外表面，使锅内各点温度保持均匀。除有回转装置外，其它结构都同淋水式杀菌锅（直接加热式）相似。与淋水式杀菌锅相比，其具有以下特点：①在杀菌过程，由于过热水从上面喷淋下来，加上罐头与杀菌锅的轴线回转，使杀菌锅内的温度分布更均匀一致，热量向罐中心的传递效果大为提高，有利于缩短杀菌时间，提高产品质量；②回转使罐内物料有搅拌作用。与浸水式回转杀菌锅相比，其具有以下特点：①不必贮水，取消贮水罐；②产品适应性广，由于淋水式杀菌机在升温阶段，杀菌锅内与罐头逐步一起得到升温，克服了其他直接方式固有的热冲击。③在加热阶段，只需加热锅内少量的冷水；在冷却阶段，锅内只有少量的热水，故杀菌锅的加热速度、冷却速度都很快，从而使整个杀菌过程的时间缩短。

最后，还需说明一点，杀菌锅及贮水罐属于压力容器，应按GB150.1～150.4-2011《压力容器》进行设计，并受TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》的监督，杀菌锅快开门的设计须有安全联锁装置，限于篇幅，这里就不再详细说明。

参考：

［1］涂顺明 邓丹雯等.食品杀菌新技术［M］.北京：中国轻工业出版社，2004：1-13.

［2］GB150.1～150.4-2011.压力容器［S］.北京：中国标准出版社，2012.

［3］TSG R0004-2009.固定式压力容器安全技术监察规程［S］.北京：新华出版社，2010.

作者简介：

周文武（1970.12— ），男，本科，高级工程师，工作方向：食品制药机械设计、压力容器设计。

Summary and Model Selection of Sterilization Pot

ZHOU Wen-wu
■Wenzhou Industry Design Institute ，Zhejiang Wenzhou，325000