食品杀菌新技术课件.ppt
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1、食品杀菌新技术第1页,此课件共51页哦主主要要内内容容超高温杀菌超高温杀菌 高压杀菌高压杀菌欧姆杀菌欧姆杀菌第2页,此课件共51页哦第一节第一节 超高温杀菌超高温杀菌一、基本原理一、基本原理超高温杀菌是把加热温度为超高温杀菌是把加热温度为135-150135-150、加热时间为、加热时间为2-8s2-8s、加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程叫、加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程叫做超高温杀菌或者做超高温杀菌或者UHTUHT杀菌。其基本原理包括微生物杀菌。其基本原理包括微生物热热致死原理致死原理和如何最大限度地保持食品的和如何最大限度地保持食品的原有风味原有风味及品质及品质原理。因为微生物对
2、高温的敏感性远远大于多数食品原理。因为微生物对高温的敏感性远远大于多数食品成分对高温的敏感性,故超高温短时杀菌,能在很短成分对高温的敏感性,故超高温短时杀菌,能在很短时间内有效地杀死微生物,并较好地保持食品应有的时间内有效地杀死微生物,并较好地保持食品应有的品质。品质。第3页,此课件共51页哦二、二、UHTUHT杀菌的微生物致死理论依据杀菌的微生物致死理论依据(一一)微生物的耐热性微生物的耐热性微生物的耐热性受到下列因素的影响微生物的耐热性受到下列因素的影响1.菌种和菌株;菌种和菌株;2.菌龄、培育条件、贮存环境;菌龄、培育条件、贮存环境;3.热处理的介质、食品成分如酸度;热处理的介质、食品成
3、分如酸度;4.原始活菌数;原始活菌数;5.热处理温度和时间热处理温度和时间(主导因素主导因素)。(二二)微生物的致死速率与微生物的致死速率与D值值微生物的热致死率是加热温度和加热时间的函数。微生物的热致死率是加热温度和加热时间的函数。第4页,此课件共51页哦在一定环境和温度下,微生物随时间而死亡时的活菌残在一定环境和温度下,微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。存数是按指数递减或按对数周期下降的。细菌任意时刻细菌任意时刻的致死速率可以用它残存活菌数下降一个对数周期所的致死速率可以用它残存活菌数下降一个对数周期所需的时间来表示,这便是图中需的时间来表示,这便是图中D值的
4、概念值的概念。D值是这一值是这一直线斜率绝对值的倒数,即:直线斜率绝对值的倒数,即:D值反映了细菌死亡的快慢。值反映了细菌死亡的快慢。D值越大,细菌死亡的速值越大,细菌死亡的速度越慢,即细菌的耐热性越强;反之则死亡速度越快,度越慢,即细菌的耐热性越强;反之则死亡速度越快,耐热性越强。耐热性越强。D值随其它影响微生物耐热性的因素而异,值随其它影响微生物耐热性的因素而异,只有在这些因素固定不变的条件下,才能稳定不变。只有在这些因素固定不变的条件下,才能稳定不变。第5页,此课件共51页哦第6页,此课件共51页哦(三)微生物的热力致死时间与(三)微生物的热力致死时间与Z Z值值热力致死时间热力致死时间
5、(Thermal Death Time=TDT)表示表示热力致死温度保持不变的条件热力致死温度保持不变的条件下,完全杀灭某菌种的细胞或下,完全杀灭某菌种的细胞或芽孢所必需的最短热处理时间。芽孢所必需的最短热处理时间。微生物热力致死的时间随致死微生物热力致死的时间随致死温度而异,两者的关系曲线称温度而异,两者的关系曲线称为热力致死时间曲线,图为热力致死时间曲线,图10-2表达了不同热力致死温度下表达了不同热力致死温度下细菌芽孢的相对耐热性。细菌芽孢的相对耐热性。第7页,此课件共51页哦Z值表达了热致死时间缩短一个对数周期所要求的热处值表达了热致死时间缩短一个对数周期所要求的热处理温度升高的度数,
6、它在数值上等于热力致死时间曲线理温度升高的度数,它在数值上等于热力致死时间曲线的直线斜率绝对值的倒数。即:的直线斜率绝对值的倒数。即:如果某种微生物在如果某种微生物在121时的时的TDT值为值为F,则该微生物,则该微生物在任何杀菌温度下的在任何杀菌温度下的TDT值可表示为值可表示为第8页,此课件共51页哦热力递减致死时间是在任何特定热力致死条件下将细热力递减致死时间是在任何特定热力致死条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度如菌或芽孢数减少到某一程度如10-n时所需要的热处理时所需要的热处理时间。即:时间。即:N值指的是活菌递减的对数周期,也称递减指数值指的是活菌递减的对数周期,也称递减指数(四)微
7、生物的热力递减致死时间(四)微生物的热力递减致死时间X:细胞残存数;:细胞残存数;C:细胞原始总数;:细胞原始总数;n:递减指数:递减指数第9页,此课件共51页哦三、三、UHT杀菌效果杀菌效果 通常,检验通常,检验UHTUHT杀菌效果可用某类微生物的芽孢作杀菌效果可用某类微生物的芽孢作为试验对象。例如,用为试验对象。例如,用PA3679 PA3679 芽孢,这种芽孢具有芽孢,这种芽孢具有极高的极高的Z Z值(值(Z=35Z=35)若某一)若某一UHTUHT杀菌工艺要求杀菌工艺要求F F值为值为12D12D,处理之后的芽孢总数就要减少到经过,处理之后的芽孢总数就要减少到经过1212个对数期个对数
8、期后的值。若原料总的孢子总数为后的值。若原料总的孢子总数为10001000个个/ml,/ml,则按图中则按图中的十减九递减时间曲线,如果的十减九递减时间曲线,如果150150所选定的所选定的D D值为值为0.285s(0.285s(杀死杀死90%90%孢子所需的时间孢子所需的时间),那么全部热处理,那么全部热处理时间就是时间就是0.28512=3.4s0.28512=3.4s。所以把热处理温度。所以把热处理温度150 150 和热处理时间结合起来就会使原始总孢子数由和热处理时间结合起来就会使原始总孢子数由10001000个个/ml/ml减少到减少到1 1个个/10/109 9mlml,即,即1
9、 1个个/10/106 6L L,这无疑是一个,这无疑是一个很严格的卫生标准。如果热处理时间进一步延长很严格的卫生标准。如果热处理时间进一步延长到到4s4s,就有可能达到,就有可能达到1101108 8L L的的UHTUHT杀菌产品只有一杀菌产品只有一个个1 1个残存孢子的水平。个残存孢子的水平。第10页,此课件共51页哦第11页,此课件共51页哦第12页,此课件共51页哦四、四、UHT杀菌的品质保证杀菌的品质保证措施:控制温度使褐变时间与杀菌时间的距离相距较大,即两条线措施:控制温度使褐变时间与杀菌时间的距离相距较大,即两条线之间的间距之间的间距第13页,此课件共51页哦第二节第二节 UHT
10、UHT瞬时杀菌的基本过程及设备瞬时杀菌的基本过程及设备一、一、UHT杀菌的基本方法杀菌的基本方法 间接式间接式(间壁式间壁式)加热法加热法 直接混合式加热法直接混合式加热法基本方法基本方法间接式加热间接式加热UHT过程是采用高压蒸汽或高压水为加热介质,过程是采用高压蒸汽或高压水为加热介质,热量经固体换热壁传递给待加热杀菌的物料。由于加热介质热量经固体换热壁传递给待加热杀菌的物料。由于加热介质不直接与食品接触,所以可较好地保持食品原有的风味。不直接与食品接触,所以可较好地保持食品原有的风味。直接式加热法,一是注入式,即将高压蒸汽柱射到待杀菌的物料直接式加热法,一是注入式,即将高压蒸汽柱射到待杀菌
11、的物料中;二是喷射式,即将待杀菌物料喷射到蒸汽中。该法加热快、中;二是喷射式,即将待杀菌物料喷射到蒸汽中。该法加热快、时间短,但蒸汽净化程度要求高。时间短,但蒸汽净化程度要求高。第14页,此课件共51页哦二、二、UHT瞬时杀菌设备流程瞬时杀菌设备流程(一一)直接混合式加热直接混合式加热UHT瞬时杀菌设备流程瞬时杀菌设备流程1.基本步骤基本步骤根据被处理物料性质的不同,根据被处理物料性质的不同,UHT杀菌的工艺流程也不杀菌的工艺流程也不完全相同,但主要的关键步骤相同,即物料都由泵送至预完全相同,但主要的关键步骤相同,即物料都由泵送至预热器预热,然后进入直接蒸汽喷射杀菌器,杀菌后的物料热器预热,然
12、后进入直接蒸汽喷射杀菌器,杀菌后的物料经闪蒸去除部分水分和降低温度之后进入下道工序。下面经闪蒸去除部分水分和降低温度之后进入下道工序。下面以消毒牛乳为例介绍一下直接混合式加热以消毒牛乳为例介绍一下直接混合式加热UHT过程的若过程的若干典型装置流程。干典型装置流程。下图为下图为APY-6000型灭菌乳生产杀菌装置流程图。型灭菌乳生产杀菌装置流程图。第15页,此课件共51页哦第16页,此课件共51页哦原料乳由输送泵原料乳由输送泵1 1送经第一预热器送经第一预热器2 2进入第二预热器进入第二预热器 3 3,牛乳升温至,牛乳升温至75758080。然后在压力下由泵。然后在压力下由泵4 4抽送,经抽送,
13、经调节阀调节阀5 5送到直接蒸汽喷射杀菌器送到直接蒸汽喷射杀菌器6 6。在该处,向牛乳。在该处,向牛乳喷入压力为喷入压力为1MPa1MPa的蒸汽,牛乳瞬间升温至的蒸汽,牛乳瞬间升温至150150。在。在保温管中保持这一温度保温管中保持这一温度2 2、4s4s时间,然后进入真空膨胀时间,然后进入真空膨胀罐罐9 9中闪蒸,使牛乳温度急剧冷却到中闪蒸,使牛乳温度急剧冷却到7777左右。热的左右。热的蒸汽由水冷凝器蒸汽由水冷凝器1818冷凝,真空泵冷凝,真空泵2121使真空罐始终保持使真空罐始终保持一定的真空度。真空罐内部汽化时,喷入牛乳的蒸一定的真空度。真空罐内部汽化时,喷入牛乳的蒸汽也部分连同闪蒸
14、的蒸汽一起从真空罐中排出,同汽也部分连同闪蒸的蒸汽一起从真空罐中排出,同时带增可能存在于牛乳中的一些臭味。另外,从真时带增可能存在于牛乳中的一些臭味。另外,从真空罐排出的热蒸汽中的一部分进入管式热交换的第空罐排出的热蒸汽中的一部分进入管式热交换的第一预热器一预热器2 2中用来预热原料。中用来预热原料。第17页,此课件共51页哦第18页,此课件共51页哦UHT瞬时杀菌关键设备(一)瞬时杀菌关键设备(一)板式换热器板式换热器第19页,此课件共51页哦UHT瞬时杀菌关键设备(二)瞬时杀菌关键设备(二)直蒸汽杀菌器直蒸汽杀菌器第20页,此课件共51页哦第21页,此课件共51页哦(二二)间接加热间接加热
15、UHTUHT瞬时杀菌设备流程瞬时杀菌设备流程间间接接式式加加热热UHT瞬瞬时时杀杀菌菌是是通通过过间间壁壁式式换换热热器器来来实实现现的的。第22页,此课件共51页哦间接式杀菌器间接式杀菌器UHT瞬时杀菌关键设备(三)瞬时杀菌关键设备(三)第23页,此课件共51页哦第三节第三节 欧姆杀菌欧姆杀菌 一、欧姆杀菌的基本原理一、欧姆杀菌的基本原理1、概念:欧姆杀菌是借助通入电流使食品内部产生热量达、概念:欧姆杀菌是借助通入电流使食品内部产生热量达到杀菌目的的一种杀菌方法。到杀菌目的的一种杀菌方法。2、原理:所用电流为、原理:所用电流为50-60Hz的低频交流电。根据的低频交流电。根据Joule定律,
16、在被加热食品内部的任一点,通入电流定律,在被加热食品内部的任一点,通入电流所产生的热量为所产生的热量为Q=K(gradV.gradV)式中:式中:Q某点处的单位加热功率,某点处的单位加热功率,(W/m)K某点处的电导率某点处的电导率(S/m)。S电导单位西门子,它等于电阻欧姆的倒数电导单位西门子,它等于电阻欧姆的倒数 gradV为任一点处的电位梯度,为任一点处的电位梯度,V/m第24页,此课件共51页哦二、影响欧姆杀菌的因素二、影响欧姆杀菌的因素(一一)电导率与温度电导率与温度食品是离子型电导食品是离子型电导体,其电导率一般随温体,其电导率一般随温度呈直线上升度呈直线上升(图图11-2),但与
17、常规加热相比,但与常规加热相比,欧姆加热中,电导率的欧姆加热中,电导率的上升发生在较低的温度上升发生在较低的温度区域。区域。第25页,此课件共51页哦此外,食品的电导率还是频率的函数;食品的各个方向电导率是不同此外,食品的电导率还是频率的函数;食品的各个方向电导率是不同的,如胡萝卜长轴方向的电导率较高。的,如胡萝卜长轴方向的电导率较高。第26页,此课件共51页哦(二二)电场强度电场强度E、频率、频率f与欧姆加热速率的关系与欧姆加热速率的关系转换成热量的能量转换成热量的能量式中,式中,k转换系数转换系数,等于等于5.5610-13AS/V.cm 介电常数介电常数损失角损失角E电场强度,电场强度,
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