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食品热力杀菌的排气规范
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》】
1 排气的重要性
排气是在罐藏食品杀菌前,将杀菌锅内的空气排净,这是因为空气是传热效率很低的介质,如果排气不充分,锅内有空气,就会在罐头周围形成一种绝热层(或称空气团或气囊),使蒸汽不能直接到达罐头,锅内就会出现温度“冷点”,导致杀菌不完全。
我们用668罐型,装自来水测定过不同排气条件下,锅内压力为0.104 Mpa 而空气排除程度不同时,锅内温度情况如下:
空气完全清除(纯蒸汽),锅内温度121℃(250℉)。
清除2/3空气,锅内温度115℃(239℉)。
清除1/2空气,锅内温度112℃(234℉)。
空气完全没有清除(蒸汽分压0),锅内温度100℃(212℉)。
如果操作者在杀菌锅内空气尚未完全清除前,就把锅内压力提高到0.104 Mpa,且开始杀菌计时,这是对食品安全非常危险的做法。只有充分排气后,使杀菌锅内空气彻底排除,才能确保杀菌效果,同时使杀菌锅内的温度与压力形成相对应的关系。因为高压蒸汽杀菌的工艺是在纯蒸汽的加热条件下完成的,因此要达到最佳的杀菌效果,锅内必须没有空气,所以排气一定要充分。
2 排气法规的地位
FDA 113法规、GB/T20938《罐头企业良好作业规范》SN0400.7《出口罐头检验规程热力杀菌》、GB/T27303食品安全体系管理要求 《罐头食品生产企业要求》等标准中一再强调蒸汽杀菌排气时必须做到“两个开足”和 “两个至少”,这些要求均在上述规定中明确列出,可见排气的重要性已达到了法规的地位。
3 蒸汽排气规范
(1)温度与时间两个“至少”的要求
对于排气的要求,习惯上都会用“什么温度,多少时间”来表述,其实这种表述是不科学的,正确的表述应是:
- 两个“开足”就是开足蒸汽进汽阀、开足排气阀,并要使杀菌锅同时实现以下两个状态:
- 至少达到某一个规定时间(“多少”分钟);
- 至少达到某一个规定温度(“多少”温度)。
这两个“开足”与两个“至少”是相互制约的,少一个都不符合规范,如蒸汽阀未开足、排气阀未开足,即使满足两个“至少”排气还可能排气不充分。所以两个“开足”是前提,是达到两个“至少”的必要条件,在两个"至少"达到之前绝对不能关小蒸汽阀或排气阀,否则排气是不充分的。
排气就是要满足两个“至少”的要求。例如排气规范是107℃、5分钟,它的含义是:
① 两个“开足”的时间“至少”要达到5分钟或5分钟以上;
② 当要关闭排气阀或关小蒸汽时,杀菌锅的温度“至少”要达到107℃或107℃以上。
上述两个条件必须要得到同时满足。
当然超过两个“至少”的界限越高,蒸汽消耗就会越多。所以在实际操作时,能达到这两个“至少”的要求就可以了。
(2) 排气的具体规定
下述的七种情况,是经过证明行之有效的有代表性的排气规范,其它的排气方法也可能有更好的效果,但必须经过测试,有科学数据支撑证明新的排气规范能够充分地排除杀菌锅内的空气。
杀菌锅升温时间出现任何反常的增加或缩短都预示着潜在问题的存在,应及时找出原因。
这里所提出的排气方法,是根据下述条件制订的:排气阀和蒸汽阀必须全部开足;而进水阀和空压阀必须全部关闭。采用非闸阀作排气阀时,其允许流量应该与所规定的尺寸的闸阀开足时的流量相等。
排气时间的计时是以通入蒸汽开始,无篮杀菌锅是从顶部进汽的,蒸汽被惯于用作辅助排除缓冲水的,其排气阶段的计时方法是不同的,对于这种杀菌锅的计时方法应在排气时间内予以规定。
① 卧式杀菌锅通过多根DN25mm排气管排气(图2-1)
图2-1通过多根DN25排气管排气
技术要求:
每1.5 m的锅身长度要装一根DN 25mm排气管。每根排气管上要装一个DN25mm的闸阀或其他适宜的阀门,将空气排放至大气。杀菌锅身两端的排气管与该锅端面的距离不得大于0.76m。
排气方法:
排气阀必须全开足,同时满足以下两个条件:时间至少5分钟,温度至少要达到107℃,或者时间至少7分钟,温度至少要达到105℃。
当每层罐头之间放有隔板时,不能使用这些排气方法,除非证明它们是有效的。
② 卧式杀菌锅将多根DN25排气管通到一根集气支管上排气(见图2-2)
图2-2多根DN25排气管通过集气支管排气
技术要求:
每1.5m的锅身长度要装一根DN25mm排气管。
杀菌锅身两端的排气管与该锅端面的距离不得大于0.76m。
排气的集气支管的大小应根据DN25排气管的数量而定,表2-1给出了它的尺寸:闸阀或其
它适宜的排气阀的通径应与杀菌锅排气的集气支管的管径相同。
表2-1 集气管尺寸
DN25mm排气管的数量 | 集气支管的尺寸(mm) |
3 | DN50 |
4-5 | DN65 |
6-7 | DN80 |
排气方法:
杀菌锅排气的集气支管上的排气阀应全部开足,时间至少6分钟,温度至少达到107℃或者时间至少8分钟,温度至少要达到105℃。
罐头层之间放有隔板时,不能使用这一方法,除非证明它是有效的。
③ 卧式杀菌锅通过水扩散管之排气(图2-3)
图2-3通过水扩散管排气
表2-2水扩散管排气管道要求
管 道 名 称 | 杀 菌 锅 近 似 长 度 | |
4.6m以下 | 4.6m以上 | |
排气管和闸阀或其他合适阀门的管径 | DN50 | DN 65 |
水扩散管的管径 | DN 40 | DN 50 |
表2-3 用于排气时水扩散管上的最少孔数
孔直径
(mm)
|
水扩散管上的最少孔数 | |||||
DN32 | DN40 | DN50 | DN65 | DN80 | DN90 | |
4.8 | 55 | 74 | 122 | 174 | 268 | 359 |
5.6 | 40 | 55 | 90 | 128 | 197 | 264 |
6.4 | 31 | 42 | 69 | 98 | 151 | 202 |
7.9 | 20 | 27 | 44 | 63 | 97 | 129 |
9.5 | 14 | 19 | 31 | 44 | 67 | 90 |
排气方法:
水扩散管上的排气阀应全部开足,温度至少达到107℃,时间至少5分钟;或者温度至少要达到105℃,时间至少7分钟。
罐头层之间放有隔板时,不能使用这一方法,除非证明它是有效的。
④ 卧式杀菌锅通过单独一根DN65顶部排气管排气(用于锅身长度4.75m以下的杀菌锅)
图2-4 通过单独一根DN65顶部排气管排气
技术要求:
在杀菌锅中部0.6m范围内安装一根DN65排气管和一个DN65闸阀或其它适宜的阀门。
排气方法:排气阀应全部开足,时间至少4分钟、温度至少达到105℃。
罐头层之间放有隔板时,不能使用这一方法,除非证明它是有效的。
⑤ 立式杀菌锅经由一根DN40溢流管或顶部排气管排气(图2-5)
图2-5立式杀菌锅经DN40溢流管或顶部排气管排气
技术要求:
杀菌锅上的溢流或顶部排气管的管径为DN40,另配有一个DN40的闸阀或其它适宜的阀门。
采用溢流管排气时,可用DN40的管子通入大气或连接到大小适宜的一根排气用的集气总管上。其管子长度从排气阀算起不超过1.83m。
采用顶部排气管排气时,可用DN40的管子排放至大气或连接到大小适宜的一根排气用的集气总管上。其管子长度从排气阀算起不能超过1.22m。
排气方法:
排气阀应全部开足,时间至少4分钟,温度至少要达到103℃;或者时间至少5分钟,温度至少达到102℃。
罐头层之间放有隔板时,不能使用这一方法,除非证明它是有效的。
⑥ 立式杀菌锅经DN25顶部排气管或溢流管排气(图2-6)
图2-6 立式杀菌锅经DN25溢流管或顶部排气管排气
技术要求:
杀菌锅安装一根DN25的顶部排气管或溢流管,并装一个DN25的闸阀或其它适宜的阀门。
采用顶部排气管排气时,可用DN25的管子通入大气或连接到大小适宜的一根排气用的集气总管上。其管子长度从排气阀算起不能超过1.22m。
采用溢流管排气时,用DN25的管子通入大气或连接到管径足够的排气用集气总管上。其管子长度不超过1.83m。
排气方法:
排气阀应全部开足,时间至少5分钟,温度至少要达到110℃;或者时间至少7分钟,温度至少达到105℃。
当每层罐头之间放有隔板时,不能使用这一方法,除非有数据证明它是有效的。
⑦ 无篮杀菌锅通过排水/排气兼用管排气(图2-7)
图2-7无篮杀菌机通过排水/排气管排气
技术要求:
杀菌锅上的排气管必须设置在进汽管的对面位置。
排气管上装一个闸阀或其它适宜的阀门,建议安装一个活动支撑托底板。
排气方法:
对于这种杀菌锅的排气方法应咨询能胜任的热力杀菌权威。
(3)杀菌锅排气规范汇总表:杀菌锅排气不能有随意性,必须严格按排气规范来操作,任何排气规范的制订都应以热分布测定为基础,现将上述的各种排气规范汇总于表2-4内,供杀菌工作者查阅。
表2-4 各种排气规范汇总表
类
别
|
杀菌锅
大 小
|
排气方式
|
排 气 管
间 距
|
排气管公称通径及数量
|
排气规范
|
||||||||
集气支管
|
直排大气
|
溢 流 管 口
|
喷水管
|
DN 25
|
DN 40
|
DN50
|
DN 65
|
DN80
|
至少开排气阀时间≥
|
至少到的温度≥
|
|||
卧式杀菌锅
|
多排气管口 排 气
|
|
☆
|
|
|
|
多个
|
|
|
|
|
5分钟
|
107℃
|
7分钟
|
105℃
|
||||||||||||
☆
|
|
|
|
1.5M
|
3个
|
☆
|
|
|
|
6分钟
|
107℃
|
||
☆
|
|
|
|
4或5个
|
|
|
☆
|
|
|||||
☆
|
|
|
|
6或7个
|
|
|
|
☆
|
8分钟
|
105℃
|
|||
锅体长度
<4.57m
|
|
|
|
☆
|
|
|
☆
|
|
|
|
5分钟
|
107℃
|
|
|
|
|
☆
|
|
|
|
☆
|
|
|
7分钟
|
105℃
|
||
锅体长度 >4.57M
|
|
|
|
☆
|
|
|
|
☆
|
|
|
5分钟
|
107℃
|
|
|
|
|
☆
|
|
|
|
|
☆
|
|
7分钟
|
105℃
|
||
锅体长度 <4.57m
|
|
☆
|
|
|
|
|
|
|
☆
|
|
4分钟
|
105℃
|
|
立式杀菌锅
|
2至3笼
|
|
☆
|
|
|
|
☆
|
|
|
|
|
5分钟
|
110℃
|
|
|
☆
|
|
|
☆
|
|
|
|
|
7分钟
|
104℃
|
||
|
☆
|
|
|
|
|
☆
|
|
|
|
4分钟
|
103℃
|
||
|
|
☆
|
|
|
|
☆
|
|
|
|
5分钟
|
102℃
|
||
备注
|
☆:☆表示可供热力杀菌工作者按实际的杀菌锅的情况所选对应的位置去对应热力杀菌排气温 度与时间。
1. 将喷水管作排气管用,喷水管的孔径与数量应符合表2-3所列数或面积相等的孔径和数量。
2. 立式杀菌锅用顶管排气时排气管不应超过1.22 m;
3. 立式杀菌锅用溢流管排气时管长不应超过1.83 m;
4. 排气阀应采用闸阀,或不会减少通径面积的阀门,排气时要开足阀门;
5. 资料来源美国食品加工者协会(NFPA) 26-L公报。
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