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5.8.2 静水压杀菌系统

2023-02-14

静水压杀菌机流程图见图5-48。我国已安装了数台静水压杀菌机用于饮料罐头等生产。

图5-48 静水压杀菌机流程图

5.8.2.1 进罐和卸罐装置

在静水压杀菌机中,罐头容器是靠 连接在重磅输送链条上的载运器运行 的。静水压杀菌机有单根、双根或三根 输送链条三种类型,罐头通过进罐装置 送入载运器,在输送链条的带动下先后 进入升温水柱、蒸汽杀菌室、降温水柱和 冷却段,最后由卸罐装置卸出。进罐和 卸罐在同一侧。在进罐处,罐头倒放,头 尾衔接,排成一列,由推进器推入载运 器。由进罐处的定时进罐器将一定数量 的罐头排成一列,使之与杀菌机同步。 杀菌后的成品罐头到达卸罐处时,载运 器自动张开释放罐头,由输送带送往仓 库(图5-49)。

5.8.2.2 提升区段

提升区段是容器输送链条从进罐处 上升到升温水柱入口的一段。在提升区 段内,容器暴露在空气中,没有得到加热。

图5-49 罐头进出口处罐头的排列

5.8.2.3 升温水柱

升温水柱在杀菌设备内部,是输送链条输送罐头进入蒸汽室前必须通过的一段水柱。 在这段水柱中,罐头自上而下得到加热。升温水柱中的水温单独控制,自上而下温度逐渐 升高,变化范围一般为16~102℃。

5.8.2.4 蒸汽室

罐头通过升温水柱后进入蒸汽室。蒸汽室也即杀菌室。罐头进入蒸汽室后就开始杀 菌。蒸汽杀菌室内输送链条的运行回路和水面应有足够的距离,以防止罐头浸入水中(图 5-48)。

静水压杀菌机的设计可将罐头在121~130℃或低于这个范围的温度下杀菌。不管 所选定的杀菌温度如何,一旦输送链条的速度确定,罐头在蒸汽杀菌室内的停留时间也即 杀菌时间是固定不变的,因为蒸汽杀菌室底部保持着恒定的蒸汽和水的交界面。

5.8.2.5 卸罐水柱

罐头离开蒸汽室后需经过卸罐水柱才进入常压中。卸罐水柱与进罐水柱一样用以平 衡蒸汽杀菌室内的蒸汽压力。

卸罐水柱的水温是单独控制的,蒸汽从水柱的底部喷入以获得所要求的温度。事实 上,在操作过程中,热的罐头和输送链条向水柱中的水不断放热,因此只需要用很少量的 蒸汽就能维持卸罐水柱的温度。

为了回收这部分热量以节省能量,许多静水压杀菌机都装备了 横向循环系统。这个循环系统用泵将热水从卸罐水柱的底部抽出 送入进罐水柱的底部,用第二只泵将进罐水柱中温度最低的顶部的 水送入卸罐水柱的顶部。这个系统可以使水柱中的水温保持稳定 (图5-50)。

当罐头在杀菌之后需要立即冷却时,水从卸罐水柱底部用泵抽 出后通过热交换器冷却,然后回到卸罐水柱的顶部。这样的系统在 水柱之间不存在横向循环。

5.8.2.6 罐头冷却

图5-50 静水压 杀菌机水循环系统

罐头冷却在冷却区段内完成。在冷却区段内瀑布状流水或喷淋水作用在输送链条上 使罐头冷却。冷却区段通常是处在常压下。

5.8.2.7 输送链条数目

如前所述,静水压杀菌机有一根、两根或三根输送链条的不同类型。每根输送链条适 用于一种规格的罐型。现在已有三根链条同时处理三种不同规格的罐型的静水压杀菌 机。每根链条单独驱动,可以根据需要设计传送速度以确定杀菌时间,而每根罐头输送链 条在水柱和蒸汽杀菌室中是处于同一温度下的。

5.8.2.8 压力与温度的关系

静水压杀菌机设计有恒定的高温蒸汽室。为了获得100℃以上的蒸汽温度,蒸汽必 须加压。所需要的蒸汽压力是由进罐水柱和卸罐水柱的水压提供。这种压力来自水的静 压,这也就是静水压杀菌机名称的由来。

显然,杀菌温度越高,蒸汽杀菌室压力也越高。平衡压力所需的水柱高度也就越高。 最常用的高压杀菌温度为121℃,相应的蒸汽压力为0.11MPa,所以进罐水柱和卸罐水柱 的高度必须高于11.2m。