罐头食品厂杀菌控制装置的选择

《食品与发酵工业》 Food and Fermen~ on Indulges 罐 在罐头食品生产过程 中，杀菌是最后一 道工序，也是关键的一道工序，其目的是使罐 头食品达到商业无菌 ，以利于长期保存。为确 保罐头食品安全、卫生、许多国家都制订了杀 菌GMP(良好的操作规范) 美国也制订了杀 菌 GMP，美国在 GMP中规定，凡是向FDA 注册登记的厂家，每台杀菌锅必须安装温度 时间记录仪及蒸汽控制器。美国FDA及phF (Pharmaceutical and Food specia1)专家 自1 989 以来 8次(其 中FDA2次)来 闽考核我省 对 美注册厂时都对此特别关注。我国 GB895O -- 88~罐头厂卫生规范》等有关法规也对此作 了同样的规定。因此各个罐头厂根据自己的 条件，按照法规要求，合理地选择杀菌控制装 景 ，准确地显示杀菌时间、温度曲线，为产品 质量提供必备的数据是至关重要的 杀菌控制装置的类型及结构原理 一 、能 自动记录杀菌锅内的温度 ，而没有 自动控制的形式 形式一(图 1)： 田 1． 手动操作·自动记录系统方块图 该装 置由 WZP铂熟电阻和 XDD系列 自动平衡记 录仪组成。其工作原理为：WZP 铂热电阻作为 XDD 自动平衡电桥的一臂， 0℃时电桥处于平衡状态，电桥对角线输出电 压为0。当锅内温度发生变化时，WZP铂热 电阻的阻值发生改变，电桥平衡被破坏，电桥 对角线上产生一个不平衡电压 ，经放大器放 大后推动执行机构动作，便在记录仪上显示 出锅内的温度。并描绘出杀菌曲线。 形式二(图 2)： 。 厂 而 而] l自 王煎记垂邀l 圈 2． 手动操作 ，自动记录系统方块图 其工作原理为：杀菌锅内温度的变化通 过传感器WZP铂电阻将温度的变化变为电 阻的变化，送到温度变送器，由温度变送器输 出 0～10Ⅻ 的标准电信号，送到记录仪， 记录仪即显示出锅内的温度，并描绘出杀菌 锅内的温度及时问曲线 二、半自动恒温控制形式及其工作原理 装在杀菌锅内的WZP型铂热电阻将温 度的变化量转为电阻的变化量，送入温度变 送器。由温度变送器转变为 0～10mADC的 标准电信号，送到 XWD~102记录仪和 D'IL- 121A调节器的输入回路，与调节器的设定信 ， 53 · 、、苫 铜 一业 互眦 一省 酷 ㈠ 维普资讯 http://www.cqvip.com 号进行 比较，得到的偏差信号经 比例、积分、 微分运算后，输出调节电流到电气转换器，转 换为 0．02～0．1MPa的压力，调节蒸汽薄膜 阀的开度，控制了蒸汽的流量，使锅内的泄漏 及热量损失和补充的热量相平衡，达到 自动 控制温度的目的(图 3)。 }-气 图 3． 半 自动杀菌温度控制系统方块图 三、全 自动微机控制罐头杀菌全过程 计 算 机 控 制 系 统 图 4．全 自动控制系统方块图 该装置由硬件和软件二部分组成。它有 蒸汽、排水、冷水、溢水四个连续控制和压缩 空气、开排水、关排水三个开关量 ，可控制单 个杀菌锅或多个杀菌锅同时工作。其工作原 理为：微型计算机通过预先设定(1)升温时 间，(2)恒温时间，(3)恒温温度，(4)冷却时 间，(5)类型(马口铁罐、玻璃罐、蒸汽杀菌、热 水杀菌)五个参数。由WZP型铂热电阻将锅 内温度变化转为电阻的变化，送到温度变换 放大接口板进行变换 。放大的电量送到 A／D 转换为数字量。通过计算机运算处理的数据， 到 D／A转换为电量，控制执行机构 同时 ．由 压力传感器将参数传给计算机，经运算后，电 磁阀控制压缩空气流量 ，达到锅内所需的相 应压力。 杀菌控制装置的选择及注意事项 一 、手动操作 ，自动记录装置注意事项 图 1、图 2系手动操作、自动 记录的装 置。在整个杀菌过程中由人工控制杀菌锅上 的阀门来完成。在恒温过程中最好要 5分钟 记录一次杀菌温度，并且按规范要求，温度偏 差只允许+o．5℃，因此要有熟练的操作人员 进行操作．但该装置结构简单，只需一个温度 传感器铂电阻和一个记录仪就能显示杀菌时 间、温度曲线，对一般没有仪表维修力量的内 销罐头食品厂可选择此种装置，但用此装置 必须注意下列几点： 1 1装置的记录仪为 XDD 一100单笔 连续记录、XDD 一200双笔连续记录。记录仪 刻度在杀菌温 度 10"C范围内，每格刻度为 2℃(法规为 1O℃范围内每格 1℃)，记录仪标 尺长度及记录带宽均为120mm。120rm'n工作 标度为150℃，20ram工作标度为25℃(法规 为每 20ram工作标度为不超过 24℃)。这二 项指标都超过法规要求，故罐头行业不宜采 用。如需使用，须进行三部分改制：①记录仪 指示刻度 由 0～150℃改为 4o～140℃；②记 录仪内部平衡桥路由 150~C改为 4o～140~C； 记录纸也 由o～150℃改为 4o～140℃；改 制后的记录仪符台法规要求。故罐头食品厂 必须向生产记录仪的厂家提 出以上技术要 求。过去已购进此种型号记录仪的罐头食品 维普资讯 http://www.cqvip.com 厂，也可进原生产此记录仪的厂家进行改制 使其达到法规要求 。记录纸如图 5。 黼下]]iT-n] ]TL-- T!]。 2,I--。,嗣Pd--~'d XDDt—i00记录仪的记录纸，工作标度为 0~150"C，其中每-4,格为 2℃ 珊 ’ 柑8 ’《 XDD。一102记录仪的记录纸 ，工作标度 为 40～】40℃其中每-4,格为 1℃ 图 5．杀菌记录 2．图 2也属于手动操作 自动记录的类 型。但该机采用 DDZ一1型电动单元组合仪 表，DBW一130温度变选器比图 1具有如 F优 点：①DBw一130温度变送器能与不同分度值 的铂 电阻 和 Pt5o( 一5On)、PtlO0( — lOOn)及早期生产的铂电阻 BAl( 一46n)、 BA2(Ro—100~)相匹配。而图 1只能根据记 录仪盼要求选择一种铂电阻。②DBW一130温 度变送器能根据生产工艺的要求调整零点和 量程。例如，杀菌记录仪的记录纸是 100等 分，我 们可 定为 0～ 100℃，也可定 为 4o～ 140"C．定为40～140℃时只要将传感器铂电 阻 40~C的分度值作为温度变送器 的零点， 140~C时铂电阻的分度值作为满度值进行校 准，校准后记录仪上记录的杀菌温度就是40 ～ l40℃的温度。③采用此类型只要增加一个 温度调节仪表及执行机构就可改为具有恒温 控制的仪表，也可以和计算机 自动控制部分 组成为计算机杀菌全过程自动控制。④该装 置选择 的记 录仪为 xwDl一101单笔连续记 录．XWDt一202双笔连续记录。这二种记录仪 都是统一的标准信号 0～10mA[~．便于组合 成 自动控制。记录仪刻度 范围在杀菌温度 10℃范围内．每格刻度为l℃(法规为 l0℃范 围内每格刻度为l℃)。记录仪标尺长度及记 录 带 宽 均 为 120mm，i20mm 工 作 标 度 100"C，20mm工作标度为1 6、6℃(法规为每 20mm 工作标度不超过 24℃)，这二项指标 都符合规范。但过去记录仪的记录纸指示值 为 o～10mADC，需改用温度指示，以便与水 银温度计相对应 现在上海、天章记录纸厂专 为罐头行业改制为 4O～140℃的记录纸，符 合杀菌要求 二、半 自动控制装置注意事项 在图 2的基础上增加一个 IYlL-121电 动温度调节器、二个电气转换器、二个气动调 节薄膜阀及一套仪表气源装置就构成图 3具 有恒温控制的装置。该装置采用常规 I型仪 表，线路简单，故障率低，容易购买和维修，适 合于一般出口罐头厂使用。福州罐头厂将其 装置安装在杀菌锅旁，便于操作。1 992年2 月美国FDA和 PhF专家来闽考核时，此装 置得到他们的认可 有恒温控制的装置与手动操作、自动记 录的装置相比，有如下优点：①杀菌工不需要 很高的技术，只要经过短期的培训就能熟练 操作。②仪表操作工操作时，一边观察记录仪 的曲线，一边手记时间与温度。特别在恒温阶 段由装置自动恒温．恒温精度较高．温度波动 较小，杀菌曲线较平直(如图6)．而且每次恒 温曲线都一致，这是手动操作所不能达到的 图 6． 半 自动恒温控制装置所绘恒温曲线 手动操作的记录曲线每次都不一样(见 图 7·图 8)·所以美国FDA要求对美注册罐 头厂每台杀菌锅都要配备蒸汽自动控制器 图 7． 手动操作 ，自动记录所绘恒温曲线 ·55 - 维普资讯 http://www.cqvip.com 避阚 ： 图8 手动操作 ，自动记录所绘恒温曲线 ● 三、全自动控制装置注意事项 全 自动微型计 算机控制 罐头杀菌全过 程，操作较简单。计算机操作工只需每天将罐 头杀菌的参数(恒温温度为 121 C、1+27 C等) 设置到计算机。杀菌时计算机 自动排气、升 温、恒温、反压、冷却到结束 。杀菌质量由计算 机控制较好 ，但维修力量要强，计算机房还需 要有空谰，条件较好的罐头食品厂才能采用。 2000年时过氧化氢的用途 过氧化氢是普遍公无毒安全(GRAS)，并 经FDA认可，在食品加工方面使用的化学品 (请参考 21CFR184．1366)。过氧化氢溶 于 水，使用方便。它极易分解，分解产物是水和 氧，所以，与含氯化学品相比，无残留，对环保 也无影响。食品加工中普遍使用不锈钢设备， 而过氧化氢对不锈钢的腐蚀性较弱，设备使 用寿命可以延长。 在食品加工中过氧化氢主要作漂白剂和 杀菌剂。已经用于下列几方面： (一)谷粒、速溶茶、牛肚和肠衣的漂白。 (二)酿酒、制淀粉、制玉米糖浆时亚硫酸 盐的还原。 (--)牛奶、干酪、乳精加工时的灭菌。 (四)无菌包装时的杀菌。 (五)改进巧克力、速溶咖啡、大豆油和蛋 白质、大米和豆腐的色调。 (六)塘溶液的漂白。 比较新的用途有： (一)生产无嗜热菌淀粉。 (二)无菌包装材料和设备的杀菌。 (三)果蔬淋洗杀菌和大蒜、蔬菜脱水时 的杀菌。 (四)改进水产品的色调和增进均匀性， 如用在鲱鱼 鲨鱼翅、金枪鱼和碎鱼肉上。 ． 56 ． 特别引人注 目的是，LEDA(美国农业部) 在非木质性植物的纤维改性方面的突破，将 使过氧化氢的用途大大增加。当玉米梗和麦 秆用碱性 处理时．术质索分解成易于消 化的糖类，研磨后得到膳食纤维含量极高的 低热量“面粉”，这种面粉，用在面包和蛋糕 中，设有不良的口味，焙烤性能也有所提高。 除玉米梗和麦秆外，大米、大豆和燕麦的外 壳、啤酒糟粕、花生和杏仁的皮、玉米芯等，都 可用来制作这种纤维，而这些过去都被认为 是废物的剩余纤维。 方法是将材料清洗扯碎后，悬浮在 1～ lo 的过氧化氢溶液中，用 NaOH调到最佳 pH9 12。在此 pH内，25+<3时使麦秆降解要 4～6h，pH在 12以上时，去术质作用稍有改 善，但糖化效率却下降。提高温度能使反应加 快。处理后的纤维，可磨成“面粉”。这是一种 可供食品用的改性植物纤维(IVlo~iiedPlant- Fiber，简称 MPF)，按照新 的标签法要求 以及 人们 日益认识低卡高纤维食品对健康的益 处，估计今后，MPF的市场潜力甚大。 诸秉剐 摘编 白F0[)DPR(~ESSING， 1993，No．10，P．59，60，62，65 维普资讯 http://www.cqvip.com