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01、美国FDA对卧式杀菌釜的规定
一、简述
静止高压杀菌釜为罐头工业早期就开始使用的主要设备。通常它是指间歇性操作并以不搅动的卧式或立式密闭高压容器，可供杀菌温度需要高于水沸点的低酸性食品杀菌之用。
二、结构示意图
三、卧式杀菌釜的设计
（一）蒸汽的供应
①.如果蒸汽量供应不充足就难以将杀菌釜内的空气全部赶出，加热升温就会因此而延缓，达不到预期的要求；杀菌温度就经常出现波动不稳定的现象。为此在杀菌操作期间蒸汽管道的压力不得低于6.19kg/cm2。
②.每只杀菌釜蒸汽进口管的大小应足以在合理的时间内将锅内的空气完全排除掉。蒸汽可以从杀菌锅顶部或底部进入，但必须和排放空气的部位处于相对的位置上。
③.为了保证杀菌温度能精确地控制在0.5-1.0℃的波动范围内，在蒸汽进口管道上常装有直接操纵或空气操纵的自动控制阀及分支蒸汽管供升温期期间使用。前者管径应比后者小，以减少温度自动控制时的波动幅度。但是分支管的管径应和蒸汽供应管道相等以便自动控制系统失灵时手动操作。
④.蒸汽散布管是蒸汽进入杀菌锅的延续部分，即有孔眼的蒸汽管，以便蒸汽能均匀地分布在釜内。卧式杀菌釜的蒸汽散布管的长度应和锅长相同，它的孔眼设置于蒸汽管顶部90°处，蒸汽散布管的中部则和来自釜外的蒸汽供应管相连。
⑤.蒸汽散布管的上方严禁有任何的挡板。
⑥.如果锅长超过6m，则离杀菌锅两端1/4锅长处各自安装蒸汽供应管一根，分别和同一个蒸汽散布管相连；还可以装上双排平行的蒸汽散布管。
至于蒸汽散布管上的孔眼的数目则应根据管上所有孔眼的横断面积之和必须比蒸汽供应管的横断面积大1/2-2倍的要求加以确定。
蒸汽散布管上所需的孔眼数目可参考下表：
（二）空气的排除
罐头食品必须在“纯粹”（不含空气）的蒸汽中杀菌才能取得良好的杀菌效果。因为空气是热的不良导体，处于罐头周围会形成绝热层，影响罐头的杀菌效果；此外高温条件下存在于蒸汽中的空气还会导致罐体尤其是卷封处的锈蚀。
实际上装满罐头的卧式杀菌锅内尚有70%-80%的空间充满着空气，杀菌前如果没有将锅内的空气排除干净，锅内就会存在冷区，热量分布不均匀，罐头的杀菌效果就不一致，从而导致品质问题。
为此杀菌都设有排气孔道，直接装上阀门或和有阀门控制的管道相连接。对排气管有如下要求：
1. 必须保证杀菌正式开始前将锅内的空气排除干净。
2. 必须安装在和杀菌锅进蒸汽部位相对的位置上。
3. 尽可能不使用球阀，因为蒸汽与空气流经此阀门是将受到阻力而降低排气效率。
4. 卧式杀菌锅的排气孔道位于锅顶，离两端50cm处各设一个，而后每1.5m增设一个，通常和25mm管径的管道相平行。
5. 排气管道以及所有增接的并和外界畅通的管道、总集气管或集气室等越短越好。卧式杀菌锅上的各排气管通常全部连接在总排气管上，而且只有它的末端的邻近处才装有阀门。所有的排气管和集气管还可以和不再装有控制阀门的集气室相连。
6. 排气管道的管径必须大于蒸汽供应管，而集气管和集气室的横断面积应等于和它相连的所有排气管道的总横断面积。卧式杀菌锅长度小于4.6m时集气管的管径应为32mm；4.6-6.2m时为64mm；6.2-9.2m时为76mm这是因为杀菌釜越长和它相连的排气管道就越多。
7. 排气孔道不宜设立在排水管道系统上。比如溢水管须同时用作排气管时，它的管道应有中断处（和外界相通），避免排气时管道内的积水对其有反压影响。
8. 杀菌锅内的空气排除方法应取决于杀菌锅的型号、大小和形状，以及蒸汽的压力和供应量、锅内罐头堆放情况、所需加热升温期、空气排出时所受到的阻力等因素。
9. 泄气阀的设置：
①.泄气阀是为排除随蒸汽进入的空气和促使釜内和测温室内蒸汽不断循环而设置的孔道。
② .杀菌锅顶部离每端31cm左右至少有一个泄气阀，每隔2.5m增设一个。
（三）水的供应与排除
1. 水管管路阀门应选用球阀。阀门必须完整良好，保证不会有冷水滴入锅内而导致杀菌不足。
2. 排水管径一般采用35-50mm，当锅长超过4.5m时管径应增大至63mm以上。水管管路阀门应选用球阀。
（四）仪表的设计
水银温度计：它是正确显示杀菌温度的最主要的仪表。为了防止其破碎，常有金属护罩。
在18cm长度内所刻的摄氏标准差在60℃以下（如65-125℃），而分度则为0.5-1.0℃，并以0.5℃为最好。
温度计应装在便于读数的位置上，或插入锅内，或装于锅侧的测温室内。和测温室相连的锅壁上至少应设有直径在20mm以上的孔眼。温度计周围应有充分的蒸汽流过以正确地显示出杀菌温度。
温度计每年至少校正一次，和标准有0.5℃相差时就不宜再使用。
（五）温度记录仪
每个杀菌锅最好都有温度记录仪，对于低酸性食品更应该如此。它为每一批罐头杀菌温度和时间提供了永久性的记录。其大致原理如下：插入在杀菌锅内的感温球用钢制毛细管和记录笔的转轴连结在一起。装在感温球内的介质受热膨胀时就会推动和记录笔相连结的转轴，使它相应转移，此时温度的变化就会记录在按时针速度不断转动的记录纸上，从而就能从温度记录纸上观察到温度随时间变化的情况。
（六）压力表
为了及时掌握杀菌釜内压力的变化，杀菌釜必须装有压力表。它有助于在压力和温度计相应一致情况下保证蒸汽内空气排除干净的程度。压力表的直径最小应在90mm以上。2kg/cm2以下，分度应在0.05-0.1大气压或kg/cm2。压力表宜装在鹅颈管上，高度不应超过10cm，以保护压力表。压力表每年校正一次，或有疑问立即校正。
压力表的安装：
①.压力表应安装在易观察和检修的地方。
②.安装地点力求避免高温和振动。
③.测量蒸汽压力是应加冷凝管以防止高压高温蒸汽蒸汽测压元件直接接触。
压力表的读数不能代表釜内的灭菌温度，它只能良好地反映出杀菌釜内的杀菌温度，如果釜内有空气就不准确了。
安全阀：任何杀菌釜必须设置有安全阀，以免釜内压力过高时及时自动将蒸汽放出，降低釜内压力以免发生事故。
四、卧式杀菌釜的操作
（一）封罐——入釜
1.封罐后罐头在等待杀菌的时间不能超过0.5-1h，以免嗜热菌的繁殖而产生“平酸”酸败。主要为嗜热脂肪芽孢杆菌它的抗热性能为D121.1℃=4.0～50min，腐败特征为：“产酸（乳酸、甲酸、醋酸）不产气或产微量气体，不胀罐，食品有酸味。
2.罐头的装笼应基本上保证每只罐头的表面都能与蒸汽接触，为此上下层的罐头不应叠成圆柱状。罐头层之间的垫板不能用麻袋、木板、大块巾浴或其他导热性差的物品。因为它们会影响蒸汽循环，而导致杀菌不足。应采用多孔的金属垫板。
3. “初温”是指罐头开始进蒸汽杀菌前的罐头内容物的平均温度。在检测前应将其摇匀，而后才能检测。如果罐头的初温未达到标准温度就会在固定的杀菌程序内杀菌不足。
（二）入釜——排气
1.罐头进入杀菌釜并将釜盖密闭后，从进入蒸汽开始至杀菌釜加热至杀菌温度的阶段称之为升温期。
2.为保证罐头在纯蒸汽介质中杀菌，开始加热时应缓慢升温，排净釜内空气。因此进蒸汽时要求将所有能排除空气的阀门完全打开，利用蒸汽将空气排除，当排气阀排出的气体颜色为灰色时便无空气存在。
3.通常用杀菌釜的表压和水银温度计的读数来对应作为判断釜内有无空气残留的依据。前者若高于后者说明还有空气残留；若二者相对应则说明釜内基本无空气残留。当然它不能绝对地反映真实情况。
（三）高温高压杀菌
1.从达到杀菌温度直至停止供汽和外放蒸汽的一段时间称为杀菌时间。此时压力和温度应保持一致，及时调整，严格控制。杀菌温度以水银温度计为准。
2.当杀菌釜内的空气完全排放干净，关闭除泄气阀以外所有的阀门，同时继续进蒸汽使釜内的温度缓慢而又均匀地上升。
3.杀菌釜达到杀菌温度时应检查水银温度计和温度记录仪的温度。如果记录仪的温度略低于水银温度计的温度时，问题不是很严重。当达到正确的杀菌温度时才开始计算正式杀菌时间，此时应使用正确的钟表，不宜使用手表或温度记录仪的时间。排气升温时间、温度和压力都应该有记录。
4.杀菌时间必须严格正确执行，在高温短时杀菌时尤其重要，温度与时间如有微小误差，对杀菌效果就会产生极大的影响。
5. 杀菌过程中，为了保持釜内加热均匀性，泄气阀应畅开，保持蒸汽不断外逸，促进釜内蒸汽处于不断循环流动状态。同时釜底有无冷凝水聚集，及时排除，以免罐头达不到预期的杀菌效果。
6. 高温高压长时杀菌不能使食品达到无菌状态，只能达到商业灭菌即‘不含致病菌；不含毒素；不含任何在产品储存运输及销售期间能繁殖的微生物；在有效期内保持质量稳定和良好的商业价值，不变质。
（四）金属罐的冷却
1.罐头食品杀菌结束时应当及时迅速冷却，因为罐头食品仍处于高温状态，还在继续对它进行加热作用，如不立即冷却罐内的食品的品质就会受到严重的影响，如色泽变暗、风味变差、组织变烂等，甚至失去商品价值。
2.如果冷却过程中在高温阶段停留时间过长，促进嗜热性细菌如平酸菌繁殖，直致罐头变质腐败。继续加热还会加速罐内壁的腐蚀作用特别是高酸性食品。冷却速度越快越好。
3.杀菌过程中罐内的温度和杀菌釜温度基本一致，罐内外的蒸汽压也完全相同，但是罐内食品的膨胀以及罐内残留的空气的膨胀会是罐内的压力比罐外的压力更大一些，即罐内有正压存在，并随罐型的大小和杀菌温度而异。
如果杀菌结束是排汽阀门全部打开，杀菌釜内的压力会急剧下降，但是罐内的温度未能随之下降，罐内外的压力差急剧增大，罐头的两个盖子就会瞬间受到强大的压力，此时罐头不但会变形而且外观受损，以致卷边松弛和泄漏，还会发生爆罐事故。为此罐头食品冷却时，杀菌釜以缓慢降压为宜。
4.反压冷却就是罐头在冷却时釜内维持一定的压力，直至罐内的压力和外界大气压相接近，此时罐头继续在釜内冷却，也可以采用喷淋一定温度的冷水来冷却。
5.杀菌结束时停止进蒸汽后，杀菌釜不能立即进冷水，因为蒸汽遇到冷水后立即形成真空，扩大罐内外的压力差，导致罐头变形或受损。因此排汽时应缓慢动作，当杀菌釜内温度降低为100℃左右直至釜内的压力显示为0时，再开始打入冷水冷却。
6.杀菌后罐头的出釜温度应在40±2℃，因为温度过低会使罐体的水分不能完全蒸发，包装后易使罐体擦伤处锈蚀；因为嗜温菌的适宜温度为43～76.7℃，所以罐头的出釜温度应在43℃以下。
7.冷却水加氯问题
①. 罐头在杀菌过程中有时由于高温高压罐盖胶圈会暂时软化，而且罐子的卷封处会受热膨胀，这样就会造成卷封处形成暂时性或永久性的缝隙。在罐体冷却时罐内的压力下降，这样罐头就有可能在内外压力差的作用下吸入少量的冷却水，如果冷却水的微生物超标就会导致罐头内的食品染菌，成为以后罐头在储存和运输过程中出现变质腐败的根源。
根据不少人的研究结果表明如果冷却水中的活菌数在10个/ml以上，罐头就不会因此而变质。再者根据研究结果表明在水中加氯后，在水中的余氯为1ppm的情况下可使两家罐头厂冷却水中的细菌含量各自从9000和10000个/ml降低到不超过25个/ml。因而在冷却水中加氯是不无道理的。
②. 巴什福德（Bashford）建议水中的余氯含量1ppm和接触时间为20-30min为宜，但是余氯的具体标准根据罐头厂的实际情况而定。次氯酸盐现在为罐头工厂最常用的消毒剂。
③. 次氯酸盐溶于水中显碱性而且能释放出游离态的氧，如 果含量过高会对罐体擦伤处造成锈蚀。
02、杀菌锅的选择原则
1、主要从控温精度和热分布均匀性上进行选择，若产品要求温度很严格，尤其是出口产品，因为要求热分布很均匀，所以应尽量选择电脑全自动杀菌锅。电脑半自动杀菌锅温度控制、压力控制与电脑全自动相同，但是价格却是电脑全自动的1/3。一般要求可以选择电气半自动杀菌锅。手动杀菌锅杀菌难度高，控温和控压等都由人工完成，食品外观很难掌握，涨罐（袋）和破碎率高。
2、若产品是含气包装或者产品外观比较要求比较严格，则应选择电脑全自动或电脑半自动杀菌锅。
3、若产品是玻璃瓶或马口铁，因为升温和降温速度都要求可以控制，所以尽量不应选择双层杀菌锅。
4、若从节约能源考虑，可选择双层杀菌锅，其特点是上罐是热水罐，下罐是处理罐，上罐的热水重复使用，可节约大量蒸汽，适合每天产量超过10吨的食品生产企业。
5、若产量较小或者没有锅炉，则可以考虑使用电汽两用杀菌锅，其原理是蒸汽由下罐电加热产生，上罐灭菌。
6、若产品粘稠度很高，杀菌过程中产品需要旋转，则应选择选择旋转式杀菌锅。
03、杀菌釜的异常情况处理措施
一、杀菌锅的腐蚀防治措施
根据产生腐蚀的各种原因分析，在实际使用中可采取以下几点措施防止或减少卧式杀菌锅腐蚀情况的发生。
1.卧式杀菌锅属于压力容器，但按其操作工艺特性，属于承受交变载荷、频繁间歇操作的压力容器。因此，更应加强安全管理工作，并制定科学合理的运行条件和安全管理措施，这是防止腐蚀的必要条件。
2.卧式杀菌锅安装时，可使锅体存在一定的倾斜角(前低后高)，以保证有效排污。
3.加强管理，及时清除锅内的污水或污物，特别是停用时，应保持锅内的干燥清洁。
4.为减少锅内的含氧量，锅炉给水应补装装置，进出料车时间应尽量短。
5.在平时的操作过程中，对铁钩之类硬物周期性进入锅内，应尽量避免跟锅筒碰撞摩擦。
6.锅外导轨应正确安放，避免撞击锅体，同时锅外导轨应尽量与锅内导轨同高度，间隙尽量小，确保料车进出锅平稳。
二、停电时的处理措施
（一）排气时停电
关闭电源和空压气的阀门，放置于釜中保温。来电后会同品管进行延长排气时间(排气时间视杀菌釜的温度为105℃，以水银温度计为准)杀菌。杀菌完毕后成品隔离，待微检结果出来后再做相应处理。
（二）在杀菌时停电
关闭电源和空压气的阀门,打开升温阀,用手动蒸汽阀控制杀菌温度,对照温度记录表的实际杀菌时间补足12min,在补足时间时要求实釜多一点空釜少一点.杀菌完毕后,打开排汽阀排汽1.5min,打开大冷的阀门及却水阀靠储水桶内的水对牛奶进行冷却,出釜后请品管确定是否需要隔离。
（三）冷却时停电
关闭电源和空压气阀，打开大冷阀和小冷阀以及却水阀，依靠储水桶内的水对牛奶继续冷却，杀菌完毕后，请品管人员检查是否需要隔离。
（四）入笼时停电
关闭电源，拔掉扫罐器油管，用扳手控制升降机的高度将输送带及输送网上的牛奶装入筐中送入杀菌釜内保温。
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