CN101756339A - 杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用杀菌釜进行杀菌的方法，尤其是涉及一种杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，包括如下步骤：通入高压空气至杀菌罐内，直至杀菌罐内压力达到初始值；通入冷却水至杀菌罐内，直至杀菌罐内水位达到设定值；连续通入压缩空气至杀菌罐内，循环泵根据杀菌罐内压力间隙开启，罐内压力大于设定值时开启循环泵，小于设定值时停止循环泵；降温完成，排空冷却水，降低杀菌罐内压力至大气压。通过连续进气开启保证了对杀菌罐内压力的连续补偿；循环泵根据罐内压力间隙开启，在保证罐内压力的前提下实施降温操作，能够有效避免在冷却水进水开启的一瞬间以及降温过程中出现大的压降，适用于罐头、软包装等各类包装食品的杀菌操作。

Description

杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法

技术领域

本发明涉及一种采用杀菌釜进行杀菌的方法，尤其是涉及一种杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法。

背景技术

杀菌釜以有一定的压力的蒸气为热源，具有受热面积大，热效率高、加热均匀、液料沸腾时间短、加热温度容易控制等特点，通常由高位的高温高压储水罐、储水罐下方的杀菌罐、杀菌罐盖、轨道、灭菌筐及若干管口等组成，配有压力表和安全阀，外型美观、安装容易、操作方便、安全可靠，在金属罐头、玻璃包装食品、塑料软包装食品领域应用广泛。

杀菌过程包括升温阶段、恒温阶段、降温阶段。其中降温阶段除了需要对温度进行控制以外，还需要对杀菌管内的压力来进行控制。杀菌釜杀菌温度一般为110℃～121℃，压力在0.09～0.25MPa之间，在降温阶段冷却水进水、循环泵开启两个瞬间，杀菌罐内蒸汽大量冷凝，导致罐内气体体积大幅缩小、压力大幅度降低，尤其是采用上部喷淋进水方式降温，因此上述降温阶段的压力控制一直是一个技术和操作难题。对于如铝膜包装食品等塑料软包装食品，压力的大幅降低容易导致包装突角、爆袋、松袋等现象，上述压力控制尤其关键。

目前解决的办法通常为通入高压空气，补足杀菌罐内的压力，防止杀菌罐内压力大幅降低，通常主要包括如下步骤：1)开启空压开关通入高压空气至杀菌罐内，直至杀菌罐内压力达到初始值；2)通入冷却水至杀菌罐内，直至杀菌罐内水位达到设定值；3)开启循环泵，冷却水经循环泵由杀菌罐抽出，经外部热交换冷却后再次送入杀菌罐内；在冷却水循环过程中，若罐内压力下降至临界值，关闭循环泵，打开空压气体开关通入高压气体使得罐内压力上升至设定值，关闭空压开关并重新开启循环泵；4)降温完成，排空冷却水，降低杀菌罐内压力至大气压力。

在通常的杀菌工艺中，上述步骤1)的初始值、设定值一般为0.25～0.30MPa，临界值一般为0.20MPa，通过在空压开关、循环泵的交替开启实现杀菌罐内压力的稳定，直至降温阶段结束。但由于空压开关、循环泵的交替开启，因此杀菌罐内压力在临界值、设定值之间波动，虽然通过自动控制系统的采用能够较好的控制上述波动的范围。但在循环泵开启的一瞬间，由于气、液之间温差增大，热交换面积增大，换热效率大幅增加，杀菌罐内压力瞬间压降大，可从0.25MPa降低到0.13MPa，因此无论采用手动、半自动、自动控制方法通过在循环泵开启前通入高压空气补足杀菌罐内的压力的方法都无法补偿在循环泵开启一瞬间所形成的压降，塑料软包装产品爆袋率较大，因此现有的杀菌釜适应的产品系列狭窄，严重限制了其在塑料软包装食品领域的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷却水进水开启的一瞬间以及降温过程中压力波动小的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，包括如下步骤：1)开启空压开关通入高压空气至杀菌罐内，直至杀菌罐内压力达到初始值；2)通入冷却水至杀菌罐内，直至杀菌罐内水位达到设定值；3)开启空压开关连续通入压缩空气至杀菌罐内；循环泵根据杀菌罐内压力间隙开启，罐内压力大于设定值时开启循环泵，小于设定值时停止循环泵；4)降温完成，排空冷却水，降低杀菌罐内压力至大气压力。

本发明的有益效果是：通过空压开关的连续开启保证了对杀菌罐内压力的连续补偿；循环泵根据杀菌罐内的压力间隙开启，因此是在保证杀菌罐内压力的前提下实施降温操作。与现有在保证降温的前提下进行稳压操作的压力控制方法，即循环泵、空压开关交替开启的压力控制方法相比，虽然延长了降温时间，但杀菌罐内压力温度，能够有效避免在冷却水进水开启的一瞬间以及降温过程中出现大的压降，保证了产品包装的完整，外观的统一，产品良品率高，因此单位产品的降温时间变化不大，甚至略有缩短，单位产品的成本、能耗降低。由于压力的稳定，使得杀菌釜能够适用于更多的软包装食品的消毒，如火腿肠等，扩展了杀菌釜的应用领域，克服了目前业内认为的杀菌釜无法用于如火腿肠等软包装食品杀菌的技术偏见。

作为一种优选方案，为了减小在循环泵开启是气、液之间的热交换界面面积，所述杀菌罐的冷却水进水口位于杀菌罐底部。

为了保证进水口位于底部时冷却水的循环，水温的均匀分布，相应的，所述杀菌罐的冷却水进、出水口分别位于杀菌罐底部轴向两端。

具体实施方式

本发明的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，包括如下步骤：1)开启空压开关通入高压空气至杀菌罐内，直至杀菌罐内压力达到初始值；2)通入冷却水至杀菌罐内，直至杀菌罐内水位达到设定值；3)开启空压开关连续通入压缩空气至杀菌罐内；循环泵根据杀菌罐内压力间隙开启，罐内压力大于设定值时开启循环泵，小于设定值时停止循环泵；4)降温完成，排空冷却水，降低杀菌罐内压力至大气压力。

通过空压开关的连续开启保证了对杀菌罐内压力的连续补偿；循环泵根据杀菌罐内的压力间隙开启，因此是在保证杀菌罐内压力的前提下实施降温操作。与现有在保证降温的前提下进行稳压操作的压力控制方法，即循环泵、空压开关交替开启的压力控制方法相比，虽然延长了降温时间，但杀菌罐内压力温度，能够有效避免在冷却水进水开启的一瞬间以及降温过程中出现大的压降，保证了产品包装的完整，外观的统一，产品良品率高，因此单位产品的降温时间变化不大，甚至略有缩短，单位产品的成本、能耗降低。由于压力的稳定，使得杀菌釜能够适用于更多的软包装食品的消毒，如火腿肠等，扩展了杀菌釜的应用领域，克服了目前业内认为的杀菌釜无法用于如火腿肠等软包装食品杀菌的技术偏见。

进一步的，为了减小在循环泵开启是气、液之间的热交换界面面积，所述杀菌罐的冷却水进水口位于杀菌罐底部。为了保证进水口位于底部时冷却水的循环，水温的均匀分布，相应的，所述杀菌罐的冷却水进、出水口分别位于杀菌罐底部轴向两端。

因此，在进水过程中、循环过程中，冷却水进入罐内后都通过其上层的水与罐内上部的气体隔离，新进入的低温冷却水主要通过与原来罐内的高温冷却水之间进行混合，实现罐内的缓慢降温。因此气、液之间的热交换界面面积小、热交换温差小、降温幅度小，因此能够有效的减小罐内压降的幅度，保证罐内压力的稳定。

在上述步骤2)中可以采用连续进气间隙进水的方式、也可以采用采用连续进水间隙进气的方式、或者交替进水、进气等方式实现罐内压力的稳定。

但由于采用了上述底部进水的方式，压降小，同时通过冷却水对产品浸入，有效降低产品对罐内压力变化的敏感性，因此为一次性进水提供了可能。因此，最好的在保证压力稳定的前提下，进一步的提高生产效率，所述步骤2)进水过程中空压开关关闭，通过一次性的将冷却水通入到位，当然此时还需要保证进水前罐内压力的初始值应该足够大，即初始值应当满足在进水完成后罐内的实际压力应与设定值接近。

为了保证生产的安全，所述步骤3)空压开关在杀菌罐内压力大于罐体限压时关闭，在罐内压力降至设定值时重新开启。

为了保证控制的精确性，最好的，所述空压开关、循环泵通过自动控制系统根据压力传感器的信号控制。通过工程试验，在采用自动控制系统进行控制的情况下，罐内的压力波动范围能够控制在0.02MPa范围内。

Claims (6)

1.杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，包括如下步骤：

1)开启空压开关通入高压空气至杀菌罐内，直至杀菌罐内压力达到初始值；

2)通入冷却水至杀菌罐内，直至杀菌罐内水位达到设定值；

3)开启空压开关连续通入压缩空气至杀菌罐内；循环泵根据杀菌罐内压力间隙开启，罐内压力大于设定值时开启循环泵，小于设定值时停止循环泵；

4)降温完成，排空冷却水，降低杀菌罐内压力至大气压力。

2.如权利要求1所述的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，其特征是：所述杀菌罐的冷却水进水口位于杀菌罐底部。

3.如权利要求2所述的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，其特征是：所述杀菌罐的冷却水进、出水口分别位于杀菌罐底部轴向两端。

4.如权利要求3所述的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，其特征是：所述步骤2)进水过程中空压开关关闭。

5.如权利要求1、2、3或4所述的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，其特征是：所述步骤3)空压开关在杀菌罐内压力大于罐体限压时关闭，在罐内压力降至设定值时重新开启。

6.如权利要求4所述的杀菌釜杀菌降温阶段的压力控制方法，其特征是：所述空压开关、循环泵通过自动控制系统根据压力传感器的信号控制。