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文章录入：海融检测 文章来源：《食品热力杀菌理论与实践》 添加时间：2020-6-8
【作者 华懋宗，漳州市食品科技应用研究院专家组负责人。本文摘自《食品热力杀菌理论与实践》（漳州市食品科技应用研究院 组织编写 轻工出版社 出版）】
一 规范的静止杀菌锅及其管路标准配置
静止式杀菌设备不同的厂家生产出了不同的卧式和立式杀菌设备，可谓五花八门，有些杀菌设备品质相当好，非常符合规范，已达到甚至超过国外同类的产品。但也有的制造厂出品的设备在很多方面不符合规范，不符合规范的地方综合主要例举如下：
（1） 排气阀安装了不该用的截止阀；
（2） 排气的集气管管截面积小于杀菌锅排气管面积之和；
（3） 喷汽管喷汽口开孔的数的总面积不符合蒸汽管进汽管最小截面积1.5-2倍的规范；
（4） 泄汽阀的位置不符合规范；
（5） 泄汽阀的直径不符合规范；
（6） 蒸汽杀菌用的杀菌锅门密封圈用压缩空气顶紧锅门来密封，带来潜在的冷空气导入正在杀菌时的杀菌锅中，引发冷空气侵入的食品安全危险；
（7） 杀菌锅控制温度自动化仪表是用间歇性的电动通断阀系统，使杀菌温度控制始终在蒸汽间歇通与断，使温度分布极不均匀；
（8） 杀菌设备配备了非智能的升温时间控制器，由蒸汽阀关与开来简单等待升温时间；
（9） 有些厂家花了不菲的成本，为杀菌设备配备了所谓F值补偿功能，仪器自动将温度达不到的时间自动延长时间补偿，表面上听起来是很先进，殊不知，这样违反了热力杀菌的法规，使得热力杀菌没有一个固定的恒温时间，将杀菌规程流于形式，每一批产品杀菌时间都不一样，人反而变得很无奈，产品的品质也是参差不齐。
为了使读者有一个规范性的认识，本书摘录了美国联邦政府法规里的热力杀菌部分的标准型热力杀菌锅的配置，供杀菌锅制造厂在制造和开发产品时可以参考。
1、规范的的立式杀菌锅及管路布局
图3-25表示出一个规范菌锅管路布局整体布局，它既适用于“水杀”，也适用于“汽杀”，只是个别之处（如蒸汽扩散器的开孔方向和喷汽方向）需要调整。
对于立式杀菌锅用高压“水杀”时，再特别强调下面几处细节：
（1） 锅盖上必须装有性能良好的密封圈和锁紧装置；
（2） 杀菌篮外侧与杀菌锅内壁的间隙应 ≥38 mm ，以利于水的循环；
（3） 最高水位与锅盖之间的顶隙必须保持在100 mm 以上。
图3-25 规范的立式杀菌锅及其管道配置图
A 进水管 B 蒸汽进口 C 蒸汽控制阀 D 溢流管
E 排水管 E1 筛网 F 止回阀 G 热水管
H 集结阀 I 循环泵 J 水位考克阀 K 循环管
L 蒸汽扩散管 M 感温头 N 水银温度计 O 喷水管
P 安全阀 Q 排气阀 R 压力表 S 压缩空气控制阀
T 压力控制器 U 进气管 V至压力控制仪表 W 至温度控制仪表
X 锁紧螺丝 Y 杀菌篮支架 Z1 大恒流孔阀 Z2 小恒流孔阀
2、 规范的卧式杀菌锅及管路布局
图3-26表示出一个规范的卧式杀菌锅安装示意图，包括了各种管路、阀门、仪表等的相对位置和结构布局，它既适用于“汽杀”，也适用于“水杀”，只是个别之处需要调整。当然，工厂可以结合杀菌间场地情况以及方便操作原则，做出各自的布局方案，但重要的前提是必须确保杀菌锅内的热分布均匀。
图3-26 规范的卧式杀菌锅及管路布置
对于卧式杀菌锅“水杀”时，另外要特别强调下面几处细节：
（1） 水循环系统
水循环系统对于保证锅内的热分布均匀时很重要的。它应按以下的方法安装：即水泵通过杀菌锅底部的一根吸水总管将水抽出，再从杀菌锅顶部通过一根贯穿锅全长的喷水管排出。这就要求水泵具有足够的流量，使锅内的水每隔4-5 分钟就能循环一次。至于吸水总管、水泵、及喷水管的规格，要视杀菌锅的大小而定。表3-4是建议采用的最小尺寸：
表3-4 卧式杀菌锅水循环系统的规格
| 名 称 | 卧 式 杀 菌 锅 | |
| 锅身长度＜4.6 m | 锅身长度＞4.6 m | |
| 吸水总管的管径 | DN50 | DN65 |
|
杀菌锅与吸水总管之间
的吸水口大小及数量
|
DN40
2个 (间距相等)
|
DN50
每隔2.4 m有1个
|
| 环流管和水泵的尺寸 | DN50 | DN65 |
| 喷水管的管径 | DN50 | DN65 |
另外，喷水管上的喷水孔应分布均匀，其总截面积不得大于水泵排出管的截面积。喷水管应不满杀菌锅体，使无死角现象。
水泵上应装一个指示灯，以便可以可提示操作人员观察水泵是否在运转。另外水泵上也要装一个泄气阀，供开机时排除空气用。
（2） 热水的供给
最好专设一套热水供给装置，直接向杀菌锅注入热水，可以节省升温时间。而冷却时，从杀菌锅放出的热水又可引入此贮水桶，供下次杀菌使用。
（3） 杀菌锅的顶隙
杀菌锅的顶隙因锅的大小而异，但通常是锅内的水位应淹没喷水孔。
二 静止式杀菌基本操作
1、蒸汽高温杀菌（金属罐装食品）
（1）每天上班前应检查杀菌锅体、管道、仪表及附属设备是否正常，包括供汽、供水、供电、压缩空气系统等。如发现水银温度计分段或仪表损坏时应更换后方能生产，要求杀菌锅无漏气、漏水现象，管道畅通。
（2） 在圆盘记录纸上写明生产日期、锅号、产品名称、罐型、杀菌规程等，并将记录纸装在记录仪上，注意记录纸安装位置的时间弧度必须与记录仪底板上的时间弧度标准线相吻合，时间必须与时钟相同，并校验温度记录仪的记录笔和控制温度等均符合工艺要求。如用霍尼韦尔公司DR45AT自动温度记录仪，它会自动生成。
（3） 第一笼取出第一只罐头放置在杀菌锅门旁边的小平台上，以便测初温。
（4） 填写高压蒸汽灭菌指示胶带(俗称热敏纸，产品杀菌后就变色，以区分产品杀菌与否）的生产年、月、日、班、锅号、锅次、生产班次、杀菌篮/篮序（即锅内最前面的一篮为第一篮），将热敏纸贴在杀菌篮子易见处，按篮序进锅。
（5）在杀菌操作记录表上记录蒸汽总压力、锅号、锅次、罐型、班次、产品规格、日期、笼数、罐头数量，将杀菌锅旁平台上的第一笼第一个罐头摇匀，测量罐头中心温度并作记录，关锅门扣牢保险。
（6）将杀菌笼推入杀菌锅内，关闭杀菌锅的门，此工序需检查密封填料必须完整，以保证杀菌锅能承受杀菌压力，确保安全。杀菌锅盖与锅身应加上锁或止动机构件。
（7）开始排气：开泄气阀、排气阀、底部放水阀，关压缩空气阀、溢流阀、进水阀等检查蒸汽总压力，开蒸汽阀（压力低时可开旁通蒸汽阀）记下实际开汽时间，进行排气，排气1分钟以上确认锅内冷凝水已排尽可关底部放水阀，杀菌全过程底部冷凝水排出阀，如DN6(1/4英寸)泄水阀始终始终是打开的。
（8）排气结束：不同大小的杀菌锅，不同口径的排气口（管），有不同的排气规定，即达到排气规范中达到温度和时间“两个至少”和蒸汽阀和排气阀的“两个开足”的基本点后，才能关闭排气阀，并记录关闭排气阀时间，水银温度计温度，计算排气时间。
（9） 继续升温：当排气结束后用自动控温阀继续升温，使锅内温度（以水银温度计为准）达到工艺规定的杀菌温度，并记录升温时间，计算升温总时间，这时所有的泄气阀都是打开的，这样可以使蒸汽在锅体内均匀流动，使锅内热分布均匀。
（10） 当杀菌锅内蒸汽温度达到杀菌温度时，升温结束，杀菌计时开始。此时锅温一般会高于工艺规定的杀菌温度0.5℃～1℃，在1～2分钟内温度回落到工艺规定温度，这样可以保证杀菌锅内各点的温度达到工艺规定的杀菌温度。
（11） 恒温5分钟检查并记录水银温度计温度、自动记录仪温度、杀菌锅内压力、泄气阀开启程度等，在整个恒温过程中，温度计、压力表、温度自动记录仪三表显示的读数应尽量一致（如有差异时记录仪记录的温度不能高于水银温度计温度，但也不要低于水银温度计0.5℃以上）。如发现三表不符，以水银温度计为准，温度记录仪请有关人员修理，但操作人员必须做好5分钟一次的手控记录，直至杀菌结束。
（12） 杀菌计时：杀菌计时必须以时钟为准，当水银温度计达到工艺规定的杀菌温度时开始计时，杀菌结束时（以时钟准），检查核对手记记录时间，自动温度仪记录时间、温度自动温度记录仪记录的温度应没有低于杀菌温度的波动，水银温度计的温度应符合杀菌规程，经检查全部符合杀菌工艺规程后，才能关闭蒸汽阀、泄气阀等进行冷却，记下关汽时间。
（13）冷却：打开压缩空气阀，使锅内压力上升到工艺规定的冷却压力后，开水泵后缓慢地打开冷却水阀，并同时调节压缩空气阀，使锅内压力一直保持在工艺规定的冷却压力；随着冷却水的量增加，锅内产生水压，可逐步关小压缩空气阀直至关闭，当锅内压力超过工艺规定的压力时，用溢流阀进行泄压，保持锅内压力不变，当锅内注满冷却水时，立即打开底部放水阀，放水量与进水量相平衡，使锅内压力仍旧保持在工艺规定的冷却压力，随着冷却时间的增加，罐内中心温度会下降，罐内压力也相应降低，则锅内压力也要逐步降低，人工冷却时的降压曲线一般是阶梯式的，降压速度应根据罐内中心温度和罐内外压力相平衡的原理，采取逐步、稳定、缓慢的降压操作，直至容器内食品温度冷却到40℃左右可以出锅。
记下冷却结束时间，测定冷却水余氯残留量并做好记录。
（14）出锅：关冷却水泵及冷却水阀，用底部放水阀及溢流阀放去锅内剩水，当锅内冷却水放完，松开锅门保险，打开锅门出锅，杀菌篮/笼拉出时要检查变色纸变色情况，并做好记录。
2、 卧式杀菌锅加压水杀菌（玻璃瓶装食品）
在生产过程中对于某些允许临界压力差特别小的包材料如复合薄膜，金属箔、杯、盒或玻璃瓶等，在杀菌过程时需采用加压水杀菌工艺，以防止容器变形，当然最好是采用杀菌温度和压力互相独立的杀菌设备如淋水式或全水式进行杀菌。如采用像国产的GT7C3立式或GT7C5系列卧式杀菌锅进行杀菌，则应配热水箱、水位表及过热水循环系统等进行高压水杀菌(如图3-27，现将高压水杀菌的操作简单介绍如下：
图3-27 加压水杀菌由上多管喷下的循环示意图
（1） 每天上班前检查杀菌锅体管道、仪表及附属设备是否正常，包括供汽、供水、供电、压缩空气及热水循环系统等。
（2）将热水箱清洗干净，放水加热至温度70℃以上，如温度太低升温时间长。
（3） 在圆盘记录纸上写明生产日期、锅号、锅次、品种等，并将记录纸装在记录仪上，记录纸的时间必须与时钟啮合。
（4） 从第一笼取出第一只罐头，放置与锅门的平台上，以便测初温。
（5） 填写热敏纸写明年、月、日、班、锅号、锅次、笼序（锅中最前面的一笼为第一笼），将热敏纸贴在笼子上口的条铁上，并按笼序进锅。
（6） 在手控记录上记上锅号、锅次、班次、产品品种、规格、笼数、罐头数量，将锅的平台上的第一笼第一只罐头摇匀，测量罐头中心温度并做好记录，关锅门并扣牢锅门保险。
（7）开泄气阀、排气阀、回流管阀、热水阀、水位表，关压缩空气阀、冷却水阀等，开热水循环泵，将热水箱中的热水注入杀菌锅，这时热水从热水管阀进入锅体，锅内的冷空气从排气阀、泄气阀等阀门中排出，随着锅体中水位上升，液位计中显示锅内水的液位，当锅内水浸没被杀菌产品10-15 cm时，可关闭排气阀，关热水进水泵、泄汽阀、热水阀，打开蒸汽，开循环泵系统，使热水在杀菌锅内边循环边升温，记录开汽时间，随着锅内水温度升高，体积膨胀，锅内压力随着升高，当超过工艺规定的杀菌压力时，可用回流阀调节，锅内多余水从回流管压入热水箱，此时可打开角侧水银温度表上的旋塞，让角侧温度表如实显示锅内温度，达到杀菌温度时检查角侧温度表与记录表是否相一致，压力是否符合工艺要求并记录升温时间。
（8） 在恒温过程中，温度、压力必须符合工艺要求，记录表温度与水银与温度表必须相符，如温度不相符，则以角侧水银温度表为准。操作人员必须做好5分钟一次的手控记录直至杀菌结束。
（9）在恒温过程中，如发现压力低于工艺标准，可用压缩空气补充压力，但必须注意锅内水位液面，以保证包装食品容器在过热水中杀菌；也可注入热水箱中的热水来提高锅内压力；总之要根据杀菌锅装置的状况，用最方便、波动最小的方法确保锅内的温度、压力符合杀菌工艺的要求，并使包装食品容器全部浸在水中杀菌。
（10） 杀菌计时以时钟为准，当角侧水银温度计达到工艺规定的杀菌温度开始计时，杀菌结束时要检查手记记录时间，自动温度记录仪记录的时间、温度是否符合杀菌规程，准确无误后才能关闭蒸汽。
（11） 冷却：开压缩空气使锅内压力上升到工艺规定的冷却压力后，开泵注入热水箱中的热水，用热水进行逐步降温冷却，锅内压力保持不变，当压力升高时，开回流阀将锅内的热水压入热水箱形成外循环，待温度逐步降低后再注入自来水冷却，此时关闭回流阀，用溢流阀或底部放液阀来平衡锅内压力。并采用逐步降温、降压的冷却方法直至冷却结束，这样既可以保证罐内外压力相平衡，又能防止温差太大而影响封口或造成破碎，降温降压速度应根据产品品种、容积、包装材料的特性等以及加压水杀菌锅装置的具体情况予以控制。冷却到包装食品容器内温度约为40℃，记录冷却结束时间，测定冷却水余氯残留量，做好记录。
（12） 出锅：关冷却水泵及冷却水阀，让底部放水阀放去锅内剩水，待锅内冷却水基本放完时，松开锅门保险，打开锅门，拉出笼子，检查热敏纸并做好记录。
3、 立式杀菌锅加压水杀菌（玻璃瓶装食品）
我国南方有不少的工厂使用立式杀菌锅作高温加压水杀菌，它与卧式杀菌锅很多地方是一样的，不同的方面主要表现在：
（1）卧式杀菌锅是用水泵循环来使杀菌锅内高压水的热水温度均匀，但立式杀菌锅是不需要配备水泵的。通常升温前先打开图3-26中杀菌锅上端的阀U,是杀菌锅内被杀菌淀粉包装食品容器上方有一个正压，到了规定的压力后，可以关闭阀U.
（2）此时可将杀菌锅底部的压缩空气阀Z1和Z2打开，使杀菌锅内的水温均匀；
（3）恒温时，可关闭Z1，仅开一个Z2阀就可。对于一个三个杀菌篮的立式杀菌锅，恒温时，Z2恒流阀的流量可使热水保持适量的翻腾。美国经验数据可以给我们参考，Z1的恒流量约为 0.23 m 3/分 (8CFM)；Z2的恒流量约为0.08 m 3/分 (3CFM)。
（4）恒流阀就是一个流量恒定的定量阀，一般商店可能买不到定量阀，可以自制，自制的方法非常简单，在阀门前或阀门后的管道内镶一块板，在板上钻一个孔，孔径可由你单位的杀菌锅来定。对于三杀菌篮框的杀菌锅，大流量定量阀孔径约为6-8mm，对于小流量定量阀孔可以开一个孔径2-3mm的孔。
怎样来决定孔的大小？可以在杀菌锅中放了相当于杀菌时水位量的水，分别开启Z1 和Z2阀，可以在未盖杀菌锅盖的情况下，用肉眼观察水泡翻腾的大小来决定。Z1可以使快速翻腾，而Z2的流量，只要使水能微小稳定翻腾就可。如果观察到不合适，可以缩小或扩大孔的直径。在作这个实验前，必须要按企业的压缩空气源总压力情况定，不同的压力源，孔得大小应该不同。
（5）不管是汽杀还是水杀，喷汽孔的总面积应等于蒸汽管进汽最小截面积的1.5-2倍范围内。并要按喷汽管的方向调整不同的喷汽管
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