更新时间:2022-11-26 13:52
欧姆杀菌是采用电极,将50~60Hz的低频交流电直接导入食品物料,进行欧姆加热,因为食品本身介电性质使食品内部产生热量,从而达到杀菌目的。采用欧姆加热杀菌可获得比常规方法更快的加热速率(约1~2。C/s),缩短加热杀菌时间,得到高品质产品。在杀菌过程中,食品杀菌温度除了与物料电学性质有关外,还与物料的密度、比热容和热导率等热学性质有关。
欧姆杀菌是借助通入电流使食品内部产生热量达到杀菌目的的一种杀菌方法。
所用电流为50-60Hz的低频交流电。根据Joule定律,在被加热食品内部的任一点,通入电流所产生的热量为Q=K(gradV.*gradVo)=K(ΔV)exp2
Q——某点处的单位加热功率,(W/m2 )
K——某点处的电导率(S/m)。
S——电导单位西门子,它等于电阻欧姆的倒数
gradV——为任一点处的电位梯度,V/m
影响欧姆杀菌的因素
(一)电导率与温度
(二)电场强度E、频率f
(三)流体在加热器中所处的位置与受热程度的关系
(四)操作因子与欧姆加热速率的关系
欧姆杀菌装置系统主要由泵、柱式欧姆加热器、保温管、控制仪表等组成,如图10—22所示。其中最重要的部分是由4个以上电极室组成的柱式欧姆加热器。电极室由聚四氟乙烯固体块切削而成并包以不锈钢外壳,每个电极室内有一个单独的悬臂电极(图10—23)。电极室之间用绝缘衬里的不锈钢连接。可用作衬里的材料有聚偏二氟乙烯(PⅧF)、聚醚醚酮(PEEK)和玻璃。
欧姆加热柱以垂直的方式安装,待杀菌物料自下而上流动,加热器顶端的出口阀始终充满物料。欧姆杀菌的操作过程是:首先是装置的预杀菌。欧姆加热组件、保温管和冷却管的预杀菌是用电导率与待杀菌物料相接近的一定浓度硫酸钠溶液循环来实现的,当电流的通入达到一定的杀菌温度时,通过压力调节网控制杀西操作的压力。兵他装置的杀菌则采用传统的蒸汽杀菌方法。采用电导率与产品电导率相近的杀菌荆溶液的目的是使下一步从设备预杀菌过渡到产品杀菌期间避免电能的大幅度调整,以确保平稳而有效地过渡,且温度波动很小。一旦装置预杀菌完毕,当排掉杀菌液,同时将产品引入正位移式料泵的进料斗,进入转换期。在转换期间,利用无菌的空气或氮气,调节收集罐上方的压力,以此对反压进行控制。收集罐用于收集硫酸钠和产品的交接部分。一旦收集完交接部分的液体,便将产品转入主杀菌贮罐,该罐上方的压力同样被用来控制系统中的反压。加热高酸食品时,反压维持在0.2 MPa,杀菌温度90~95℃;加热低酸食品时。反压维持在0.4MPa,杀菌温度达120~140℃。’反压较高是防止食品在欧姆加热器中沸腾所必需的。物料通过欧姆加热组件后被逐渐加热至所需的杀菌温度,然后依次进入保温管、冷却管(管式换热器)和贮罐,供无菌充填。当生产结束之后,切断电源并用水清洗设备,然后用80℃的一定浓度的氢氧化钠液循环清洗30min。因NaOH溶液的电导率很高,不宜用欧姆加热,而用系统中的片式换热器加热。
欧姆加热器可装有不同规格电极室和连接管,可达到3 t/h的生产能力,具体产量视所要求达到的温度而定。实验室研究用的欧姆加热器为5 kW,50 kg/h。
与传统食品的杀菌相比,欧姆杀菌可使产品品质在微生物安全性、蒸煮效果及营养与维生素保持方面得到改善。其主要优点如下:
1.可生产新鲜、大颗粒产品;
2.不需任何热交换表面;
3.可连续操作;
4.热量在液体中产生,不需借助其液体的传导或对流;
5.过程易于控制,可立即终止或启动;
6. 能使产品产生高的附加值;
7. 能加热连续流动的产品而不需要任何热交换表面;
8. 可加工对剪切敏感的产品;
9. 系统操作平稳;
10. 维护费用低;
11. 加工和包装费用有节约潜力;
12.包装的选择范围较宽。
欧姆杀菌工艺操作(无菌工艺)
1.装置的预杀菌
用电导率与待杀菌物料相接近的一定浓度的硫酸钠溶液的循环来实现。通过电流加热使之达到一定温度,通过压力调节阀控制杀菌压力,对欧姆加热组件、保温管和冷却管进行杀菌。其它设备用传统的蒸汽杀菌法。用电导率与产品相近的硫酸钠的作为预杀菌溶液的目的是避免设备从预杀菌到产品杀菌期间电能的大幅度调整,以保持平稳而有效地过度,且温度波动小。
2.预杀菌液冷却后排出,引入待杀菌物料。通过反压阀利用无菌空气和气氮气调节压力。
3.物料加热杀菌,再依次进入保温管、冷却管和贮罐,供无菌充填。
4.生产结束后,切断电源,先用清水清洗,再用80℃的2%的氢氧化溶液循环清洗30min。