CN104146317B - 高温脉动热水喷淋杀菌方法 - Google Patents
高温脉动热水喷淋杀菌方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明采取的脉动变温的杀菌方式是根据F0值杀菌技术理论与微生物在高温状态下急剧的温度波动容易被快速杀死的原理，在温度-压力平衡体系的热水喷淋系统及多级升温的基础上，当食品的中心温度已经达到相当高的高温域阶段时，通过可开度任意且微调整的蒸汽阀，再经热交换器调节热水，精确地控制热水喷淋装置釜内急速的脉动变温，连续变化多次，形成脉动变温曲线，使微生物在高温域遇到多次急速的瞬间温度周期性变动过程，从而达到迅速杀死微生物的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种杀菌方法，特别涉及一种高温脉动热水喷淋杀菌方法。
背景技术
热水喷淋杀菌是目前普遍采用的对包装食品进行热杀菌的技术。其温度的变化或者是采用一次性升温的方法，达到一定的温度后，维持一定的时间，达到杀死微生物的目的后，再降低温度，终止杀菌过程。这种热杀菌技术虽然可以有效地杀死食品中的微生物，但是被杀菌的食品，特别是食品的表面在杀菌的一开始就承受高温处理，食品的食用品质、感官品质及营养品质均受到严重破坏。或者采取多阶段升温的方式杀菌，使高温域的时间段大大缩短，被杀菌食品所承受的热量随之减少。这无疑对被杀菌食品的食用品质、感官品质及营养品质得以极大的改善，但是这种方法一般只适合于对体积较小或食品包装物厚度低于3cm的产品的杀菌。
对于大块食物，如整鸡、整鸭、肘子、烤羊腿和粽子等产品来说，短时间的高温域达不到完全杀死微生物的效果，或以F0值为尺度来衡量，也难以达到保证商业无菌状态的F0值为4的水平。为此，有必要寻求一种既能够达到商业无菌状态，又不致食品的食用品质、感官品质及营养品质得以破坏的热处理方式。
发明内容
本发明建立了一种在高温域阶段采取脉动变温的杀菌方式，使微生物在高温域遇到多次急速的瞬间周期性变温过程，从而达到迅速杀死微生物的目的。
本发明提供一种高温脉动热水喷淋杀菌方法，包括以下步骤：
高温脉动杀菌：在杀菌釜内的温度稳定维持在设定温度，并持续规定时间段之后，蒸汽管路上的蒸汽主管道比例阀门的进气量在脉冲程序的控制下周期性变化，从而通过热交换器使得杀菌釜所在第二加热回路中的热水温度发生脉冲变化，所述杀菌釜内的热水温度出现多个脉冲波，对所述杀菌釜内的待杀菌食物进行高温脉动杀菌。
优选的是，所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，所述高温脉动杀菌时间为5～15分钟，所述脉冲波的周期为1～3分钟。
优选的是，所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，所述高温脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为115℃～125℃。
优选的是，所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，所述高温脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为121℃～123℃。
优选的是，所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，在所述高温杀菌之前，还包括以下步骤：
准备：将待杀菌食物放入到所述杀菌釜内；打开冷水罐和热水罐之间的补水管道上的阀门，将冷水罐内的冷水补充到热水罐中，并至高限水位；打开热水罐与循环泵所在的第一加热回路上的阀门，并通过所述第一加热回路上的循环泵使得所述热水罐中的冷水进行循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第一加热回路中的冷水进行加热，并至设定热水温度；
注入热水：打开所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门，通过所述热水注入管路上的循环泵作用，将所述热水罐内的热水注入到所述杀菌釜内，并至高限水位之后，关闭所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门；
升温：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，使得所述杀菌釜内的热水在所述第二加热回路中循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行加热，从而使得所述杀菌釜中的热水继续升温，并稳定维持在设定温度。
优选的是，所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，在所述高温杀菌之后，还包括以下步骤：
第一次冷却：打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行降温，从而使得所述杀菌釜中的热水温度降低；
热水回收：打开杀菌釜和热水罐之间热水回收管路上的阀门，并通过所述热水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的热水回收到所述热水罐中；
注入冷水：打开杀菌釜与冷水罐之间的冷水注入管路上的阀门，并通过所述冷水注入管路上的循环泵将所述冷水管内的冷水注入到杀菌釜内；
第二次冷却：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，所述冷水在所述第二加热回路中循环，并由于杀菌釜内的待杀菌食物的高温而升温成为温水，打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的温水继续进行降温，从而使得所述杀菌釜中的温水温度降低成为冷水；
冷水回收：打开杀菌釜与冷水罐之间冷水回收管路上的阀门，并通过所述冷水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的冷水回收到所述冷水罐中；
冷却水排放及补水：打开冷水排放管道，将杀菌釜内残留的冷却水排出；将冷水罐内的冷水补充至高限水位，等待下次使用。
本发明采取的脉动变温的杀菌方式是根据F0值杀菌技术理论与微生物在高温状态下急剧的温度波动容易被快速杀死的原理，在温度-压力平衡体系的热水喷淋系统及多级升温的基础上，当食品的中心温度已经达到相当高的高温域阶段时，通过可开度任意且微调整的蒸汽阀，再经热交换器调接热水，精确地调节热水喷淋装置釜内的温度的急速的脉动变温，连续变化多次，形成脉动变温曲线。在脉动变温范围内，升温的幅度和持续时间可以任意调整，脉动的时间间隔可以任意调整。脉动变温的热处理技术及拟量信号转换、逻辑控制、PLC程序和F0值控制与计算软件等技术加以集成，升降温速度快、温度控制精确度高、温度分布均匀度好、高温域时间短。在F0为4的条件下达到商业无菌状态，打破了常温保存的动物源性产品必须在121℃下杀菌的传统概念的束缚，从而最大限度地保证食品的色、香、味、形和营养成分不发生改变。结合气体置换包装技术与高阻隔包材技术，货架期从6个月到5年期不等。
附图说明
图1为本发明高温脉动热水喷淋杀菌方法的一个实施例的温度曲线。
图2为本发明高温脉动热水喷淋杀菌方法与通常的一次高温杀菌的物性品质测定[压力(Force-变形(Strain)]曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例一
现有技术中，对预处理好的整鸡进行一次高温杀菌，杀菌温度为121℃，杀菌总时间为52分钟，F0值4.18，产品在进行37℃下培养7日，进行微生物总数检验，产品的带菌量1.12×102。高温脉动热水喷淋杀菌中：
准备：将预处理好的整鸡放入到所述杀菌釜内；打开冷水罐和热水罐之间的补水管道上的阀门，将冷水罐内的冷水补充到热水罐中，并至高限水位；打开热水罐与循环泵所在的第一加热回路上的阀门，并通过所述第一加热回路上的循环泵使得所述热水罐中的冷水进行循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第一加热回路中的冷水进行加热，并至95℃；
注入热水：打开所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门，通过所述热水注入管路上的循环泵作用，将所述热水罐内的热水注入到所述杀菌釜内，并至高限水位之后，关闭所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门；
升温：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，使得所述杀菌釜内的热水在所述第二加热回路中循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行加热，从而使得所述杀菌釜中的热水继续升温，并稳定维持在100℃：
高温脉动杀菌：在杀菌釜内的温度稳定维持在100℃，并持续10min之后，蒸汽管路上的蒸汽主管道比例阀门的进气量在脉冲程序的控制下周期性变化，从而通过热交换器使得杀菌釜所在第二加热回路中的热水温度发生脉冲变化，所述杀菌釜内的热水温度出现多个脉冲波，对所述杀菌釜内的待杀菌食物进行高温脉动杀菌，所述高温脉动杀菌时间为12分钟，所述脉冲波的周期为2分钟，脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为118℃～123℃，所述杀菌釜内预处理好的整鸡的中心温度为115℃～125℃。
第一次冷却：打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行降温，从而使得所述杀菌釜中的热水温度降低；
热水回收：打开杀菌釜和热水罐之间热水回收管路上的阀门，并通过所述热水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的热水回收到所述热水罐中；
注入冷水：打开杀菌釜与冷水罐之间的冷水注入管路上的阀门，并通过所述冷水注入管路上的循环泵将所述冷水管内的冷水注入到杀菌釜内；
第二次冷却：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，所述冷水在所述第二加热回路中循环，并由于杀菌釜内的待杀菌食物的高温而升温成为温水，打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的温水继续进行降温，从而使得所述杀菌釜中的温水温度降低成为冷水；
冷水回收：打开杀菌釜与冷水罐之间冷水回收管路上的阀门，并通过所述冷水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的冷水回收到所述冷水罐中；
冷却水排放及补水：打开冷水排放管道，将杀菌釜内残留的冷却水排出；将冷水罐内的冷水补充至高限水位，等待下次使用。产品在37℃培养7日，对所述实施例一杀菌后的整鸡进行微生物检测，检测结果为6.67×103/克，所以在进行高温杀菌时，脉冲的持续时间为12分钟，所述脉冲的间隔为2分钟，且所述杀菌釜内的温度为118℃～123℃，所述杀菌釜内的待杀菌整鸡的温度为115℃～120℃，F0值4.02，就能满足杀菌要求，显然在F0值相近的杀菌强度条件下，最大限度地保证了整鸡的色、香、味、形和营养成分不发生改变。如图2所示，高温脉动热水喷淋杀菌的压力-变形曲线一直平稳向右上方延伸，表示鸡肉应有的弹性和粘性仍然保留，口感尚佳。而一次性高温杀菌的压力-变形曲线在压力达到一定程度后，曲线向右下方延伸，表示鸡肉的弹性和粘性下降，口感变差。
实施例二
现有技术中，对预处理好的整鸡进行一次高温杀菌，杀菌温度为121℃，杀菌总时间为45分钟，产品在进行37℃下培养7日，进行微生物总数检验，产品的带菌量5.87×104。
高温脉动热水喷淋杀菌中：准备：将预处理好的整鸡放入到所述杀菌釜内；打开冷水罐和热水罐之间的补水管道上的阀门，将冷水罐内的冷水补充到热水罐中，并至高限水位；打开热水罐与循环泵所在的第一加热回路上的阀门，并通过所述第一加热回路上的循环泵使得所述热水罐中的冷水进行循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第一加热回路中的冷水进行加热，并至90℃；
注入热水：打开所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门，通过所述热水注入管路上的循环泵作用，将所述热水罐内的热水注入到所述杀菌釜内，并至高限水位之后，关闭所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门；
升温：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，使得所述杀菌釜内的热水在所述第二加热回路中循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行加热，从而使得所述杀菌釜中的热水继续升温，并稳定维持在100℃；
高温脉动杀菌：在杀菌釜内的温度稳定维持在100℃，并持续10min之后，蒸汽管路上的蒸汽主管道比例阀门的进气量在脉冲程序的控制下周期性变化，从而通过热交换器使得杀菌釜所在第二加热回路中的热水温度发生脉冲变化，所述杀菌釜内的热水温度出现多个脉冲波，对所述杀菌釜内的待杀菌食物进行高温脉动杀菌，所述高温脉动杀菌时间为5分钟，所述脉冲波的周期为1分钟，脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为122℃～125℃，所述杀菌釜内预处理好的整鸡的温度为120℃～121℃。
第一次冷却：打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行降温，从而使得所述杀菌釜中的热水温度降低；
热水回收：打开杀菌釜和热水罐之间热水回收管路上的阀门，并通过所述热水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的热水回收到所述热水罐中；
注入冷水：打开杀菌釜与冷水罐之间的冷水注入管路上的阀门，并通过所述冷水注入管路上的循环泵将所述冷水管内的冷水注入到杀菌釜内；
第二次冷却：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，所述冷水在所述第二加热回路中循环，并由于杀菌釜内的待杀菌食物的高温而升温成为温水，打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的温水继续进行降温，从而使得所述杀菌釜中的温水温度降低成为冷水；
冷水回收：打开杀菌釜与冷水罐之间冷水回收管路上的阀门，并通过所述冷水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的冷水回收到所述冷水罐中；
冷却水排放及补水：打开冷水排放管道，将杀菌釜内残留的冷却水排出；将冷水罐内的冷水补充至高限水位，等待下次使用。
不进行37℃培养直接对所述实施例二杀菌后的整鸡进行微生物检测，检测结果为3.88×103个/克，相对于现有技术减少了93.4％，所以在进行高温杀菌时，脉冲的持续时间为5分钟，所述脉冲的间隔为1分钟，且所述杀菌釜内的温度为122℃～125℃，所述杀菌釜内的待杀菌整鸡的温度为120℃～121℃，就能满足杀菌要求，显然降低了杀菌强度，但食品承受的总热量减少，同时也最大限度地保证了整鸡的色、香、味、形和营养成分不发生改变。
实施例三
现有技术中，对预处理好的整鸡进行一次高温杀菌，杀菌温度为121℃，杀菌总时间为45分钟，产品在进行37℃下培养7日，进行微生物总数检验，产品的带菌量5.87×104。
高温脉动热水喷淋杀菌中：
准备：将预处理好的整鸡放入到所述杀菌釜内；打开冷水罐和热水罐之间的补水管道上的阀门，将冷水罐内的冷水补充到热水罐中，并至高限水位；打开热水罐与循环泵所在的第一加热回路上的阀门，并通过所述第一加热回路上的循环泵使得所述热水罐中的冷水进行循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第一加热回路中的冷水进行加热，并至100℃；
注入热水：打开所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门，通过所述热水注入管路上的循环泵作用，将所述热水罐内的热水注入到所述杀菌釜内，并至高限水位之后，关闭所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门；
升温：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，使得所述杀菌釜内的热水在所述第二加热回路中循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行加热，从而使得所述杀菌釜中的热水继续升温，并稳定维持在100℃：
高温脉动杀菌：如图1所示，在杀菌釜内的温度稳定维持在100℃，并持续10min之后，蒸汽管路上的蒸汽主管道比例阀门的进气量在脉冲程序的控制下周期性变化，从而通过热交换器使得杀菌釜所在第二加热回路中的热水温度发生脉冲变化，所述杀菌釜内的热水温度出现多个脉冲波，对所述杀菌釜内的待杀菌食物进行高温脉动杀菌，所述高温脉动杀菌时间为15分钟，所述脉冲波的周期为3分钟，脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为121℃～123℃，所述杀菌釜内预处理好的整鸡的温度为118℃～121℃。
第一次冷却：打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行降温，从而使得所述杀菌釜中的热水温度降低；
热水回收：打开杀菌釜和热水罐之间热水回收管路上的阀门，并通过所述热水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的热水回收到所述热水罐中；
注入冷水：打开杀菌釜与冷水罐之间的冷水注入管路上的阀门，并通过所述冷水注入管路上的循环泵将所述冷水管内的冷水注入到杀菌釜内；
第二次冷却：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，所述冷水在所述第二加热回路中循环，并由于杀菌釜内的待杀菌食物的高温而升温成为温水，打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的温水继续进行降温，从而使得所述杀菌釜中的温水温度降低成为冷水；
冷水回收：打开杀菌釜与冷水罐之间冷水回收管路上的阀门，并通过所述冷水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的冷水回收到所述冷水罐中；
冷却水排放及补水：打开冷水排放管道，将杀菌釜内残留的冷却水排出；将冷水罐内的冷水补充至高限水位，等待下次使用。
在37℃培养7日后对所述实施例三杀菌后的整鸡进行微生物检测，检测结果为7.5×103个/克，相对于现有技术减少了87.3％，所以在进行高温杀菌时，脉冲的持续时间为15分钟，所述脉冲的间隔为3分钟，且所述杀菌釜内的温度为121℃～123℃，所述杀菌釜内的待杀菌整鸡的温度为118℃～121℃，就能满足杀菌要求，显然降低了杀菌强度，同时最大限度地保证了整鸡的色、香、味、形和营养成分不发生改变。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (4)
1.一种高温脉动热水喷淋杀菌方法，其特征在于，包括以下步骤：
高温脉动杀菌：在杀菌釜内的温度稳定维持在设定温度，并持续规定时间段之后，蒸汽管路上的蒸汽主管道比例阀门的进气量在脉冲程序的控制下周期性变化，从而通过热交换器使得杀菌釜所在第二加热回路中的热水温度发生脉冲变化，所述杀菌釜内的热水温度出现多个脉冲波，对所述杀菌釜内的待杀菌食物进行高温脉动杀菌，所述高温脉动杀菌时间为5～15分钟，所述脉冲波的周期为1～3分钟，所述高温脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为115℃～125℃。
2.如权利要求1所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，其特征在于，所述高温脉动杀菌时，所述杀菌釜内的温度为121℃～123℃。
3.如权利要求1所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，其特征在于，在所述高温杀菌之前，还包括以下步骤：
准备：将待杀菌食物放入到所述杀菌釜内；打开冷水罐和热水罐之间的补水管道上的阀门，将冷水罐内的冷水补充到热水罐中，并至高限水位；打开热水罐与循环泵所在的第一加热回路上的阀门，并通过所述第一加热回路上的循环泵使得所述热水罐中的冷水进行循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第一加热回路中的冷水进行加热，并至设定热水温度；
注入热水：打开所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门，通过所述热水注入管路上的循环泵作用，将所述热水罐内的热水注入到所述杀菌釜内，并至高限水位之后，关闭所述杀菌釜与所述热水罐之间的热水注入管路上的阀门；
升温：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，使得所述杀菌釜内的热水在所述第二加热回路中循环；打开蒸汽管路上的阀门，并通过所述蒸汽管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行加热，从而使得所述杀菌釜中的热水继续升温，并稳定维持在设定温度。
4.如权利要求1所述的高温脉动热水喷淋杀菌方法中，其特征在于，在所述高温杀菌之后，还包括以下步骤：
第一次冷却：打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的热水进行降温，从而使得所述杀菌釜中的热水温度降低；
热水回收：打开杀菌釜和热水罐之间热水回收管路上的阀门，并通过所述热水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的热水回收到所述热水罐中；
注入冷水：打开杀菌釜与冷水罐之间的冷水注入管路上的阀门，并通过所述冷水注入管路上的循环泵将所述冷水管内的冷水注入到杀菌釜内；
第二次冷却：打开杀菌釜和循环泵所在的第二加热回路上的阀门，所述冷水在所述第二加热回路中循环，并由于杀菌釜内的待杀菌食物的高温而升温成为温水，打开冷却水管路上的阀门，并通过所述冷却水管路上的热交换器对所述第二加热回路中的温水继续进行降温，从而使得所述杀菌釜中的温水温度降低成为冷水；
冷水回收：打开杀菌釜与冷水罐之间冷水回收管路上的阀门，并通过所述冷水回收管路上的循环泵将所述杀菌釜内的冷水回收到所述冷水罐中；
冷却水排放及补水：打开冷水排放管道，将杀菌釜内残留的冷却水排出；将冷水罐内的冷水补充至高限水位，等待下次使用。
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| 《高效多功能杀菌锅试制成功》;龚继申;《食品工业》;19851231(第2期);第54-55页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104146317A (zh) | 2014-11-19 |
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