罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定doc资料
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
简单型加热曲线
转折型加热曲线
传热曲线
在冷却时，只须将半对数轴上最低线标为高于冷却水温度 1℃的温度数，再依次向上标出其他温度，这样就可按加 热(或冷却)时间测得的罐内冷点温度直接在坐标纸上点出， 並将各点連起来，但不得偏离各点0.56℃，这样就画出了 传热曲线一般都呈一条直线，其斜率用可 fh(加热杀菌时 的速率)值或fs(冷却速率 )表示，fh值或fs为加热曲线或冷却 曲线直线部分穿过一对数周期所需要的时间(分钟)。f2值 为转折型加热曲线中第二条直线的斜率。
影响杀菌效果的因素
影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求。 因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生产 中由于杀菌不足而造成消费者 健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规程 是每一个技术人员应考虑的问题。
在计算前先将有关符号的含意介绍一下： Z—它为热力杀菌对象菌真正的或内视性热力致死时 间曲线的斜率 ( 分钟 ) ，低酸食品罐头按 Z=10℃肉毒 杆菌计算，酸食品罐头在低于100℃的温度杀菌时按 Z=8℃计算。 fh —食品的传热速度，它是在半对数坐标纸上加热 曲线中直线部分的斜率，是传热曲线穿过一对数周 期所对应的时间(分钟)。在转折型加热曲线中转折 点前，第一条加热曲线中直线部分的斜率也为fh。 f2—传热曲线中转折点后第二条直线的斜率(分钟)。
可用公式 D = 来表示 式中 a: 加热杀菌前的细菌数 b: 经过T时间加热后细菌残存数 t：加热时间(分) D值的大小和细菌耐热性的强度成正比，它不受 原细菌的影响，仅是菌种的耐热性，它是细菌死 亡速度K值的倒数，表示微生物的耐热能力。
罐头杀菌时间的计算(重要和难点)
第四章罐头杀菌时间的计算（重点和难点）先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。
经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为T1,达到预定杀菌温度t ；再经过恒温杀菌阶段、时间为T2；最后进行降温冷却阶段、时间为T3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P。
以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节罐头杀菌条件的表示方法通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程1——T2——T3~~tP不是加减乘除的关系。
T升温时间min，T恒温杀菌时间min ,T降温时间min，t杀菌（锅）温度C、注意不是指罐头的中心温度。
P冷却时的反压0.12 —0.13MPa o T I一般10 min 左右，T一般10min —20min，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。
但有时受到条件的限制, 如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。
目前的主要任务就是要确定T 2、t，最麻烦就是要确定T 2,要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。
既能防止腐败，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：午餐肉：10 min —60 min —10 min /121 °C,反压力0.12MPa。
蘑菇罐头：10 min —30 min —10 min /121 C图2 —6-4立式高压蒸汽杀菌锅1蒸汽管2水管3排水管4溢流管5排气阀6安全阀7压缩空气管8温度计9压力表10温度记录控制仪桔子罐头：5 min —15 min — 5 min /100 C第二节罐头杀菌条件的确定（难点和重点）首先了解几个概念1、实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121 C的杀菌时间，相当于121 r的杀菌时间，用F实表示。
罐头杀菌时间的计算(重要和难点)
第四章罐头杀菌时间的计算（重点和难点）先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。
经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P。
以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节罐头杀菌条件的表示方法通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程1—τ2—τ3tP不是加减乘除的关系。
τ1升温时间min ，τ2 恒温杀菌时间min ，τ3降温时间min ，t 杀菌（锅）温度℃ 、注意不是指罐头的中心温度。
P 冷却时的反压0.12—0.13MPa 。
τ1一般10 min 左右，τ3 一般10min —20min ，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。
但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。
目前的主要任务就是要确定τ2、t ，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。
既能防止腐败，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：午餐肉：10 min —60 min —10 min /121 ℃，反压力0.12MPa 。
蘑菇罐头：10 min —30 min —10 min /121 ℃图2－6－4 立式高压蒸汽杀菌锅1 蒸汽管2 水管3 排水管4 溢流管5 排气阀6 安全阀7 压缩空气管8 温度计9 压力表10 温度记录控制仪桔子罐头：5 min —15 min —5 min /100 ℃第二节罐头杀菌条件的确定（难点和重点）首先了解几个概念1、实际杀菌F 值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F 值：把不同温度下的杀菌时间折算成121 ℃的杀菌时间，相当于121 ℃的杀菌时间，用F 实表示。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
热力致死时间随致死温度而异，若在半对数坐标 图上以纵坐标为热处理时间，横坐标为热处理温 度画出的曲线就是热力致死时间曲线 (又称内视 性热力致死时间曲线)，它为直线，表示了不同 热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性，一般热 力致死规律以指数递减进行的。
1、绘制加热曲线
由实测罐内冷点位置温度变化数据在半对 数坐标纸上绘制，并求得传热速率fh值和滞 后因子j值。如其传热曲线呈一条直线为简 单型加热曲线，如呈二条直线则为转折型 加热曲线，除求得fh值和j值外，还需求得fz 、x和fc，为了进行公式法计算，还必须有fi 值表和f/u：log g图
杀菌F0值和杀菌时间计算
1、传热方式：
(1)、传导：内容物在罐内处于不流动状态时，加 热和冷却过程中，由于受热的程度不同，在分子 间相互碰撞下，热量从高能量分子向邻近的低能 量分子依次传递的方式称作传导。简单地说加热 时热量由罐壁四周向罐中心传递，罐头中心是温 度变化最缓慢之点，即其冷点在几何中心，冷却 则相反。罐内食品呈固态、粘度或稠度高的食品 如午餐肉罐头、豆沙、枣泥、八宝饭罐头等均属 于这一类。
F值与D值的关系
F值与D值的关系可用F= nD 来表示，n数是不固定的， 随工厂卫生条件、食品污染微生物的种类及程度而变化 ，一般用6D值来表示杀死嗜热性芽孢杆菌，用12D值杀 死肉毒梭状芽孢杆菌，以保证食品卫生性。F值与Z值
T 121
的关系可用F =t×10 Z 来表示。 式中t：在恒定致死温度T下的加热时间。
影响杀菌效果的因素
影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求 。因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生 产中的关键，杀菌规程不科学往往会造成产品 的色、香、味不佳或由于杀菌不足而造成消费 者健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规 程是每一个技术人员应考虑的问题。
罐头食品的热杀菌公式
罐头食品的热杀菌公式
罐头食品的热杀菌公式是指在工业生产中，将食品装入罐中并封口后，通过加热将其中的微生物杀死，使食品长时间保持不变质的一种方法。
一般来说，罐头食品的热杀菌公式可以分为两种方法：高温短时间法和低温长时间法。
高温短时间法是指在较短的时间内将罐头食品加热到高温，使其中的微生物被杀死。
其公式为：F= t × log (N0/Nt)，其中F为热杀菌值，t为加热时间，N0为开始时微生物数量，Nt为结束时微生物数量。
一般来说，高温短时间法的加热温度为121℃，加热时间为15-30分钟。
低温长时间法是指在较长的时间内将罐头食品加热到较低的温度，使其中的微生物被杀死。
其公式为：F= t × log [(N0/Nt) + 1]/2，其中F为热杀菌值，t为加热时间，N0为开始时微生物数量，Nt为结束时微生物数量。
一般来说，低温长时间法的加热温度为100℃，加热时间为60-90分钟。
罐头食品的热杀菌公式是食品工业中非常重要的一环，它可以保证罐头食品的卫生安全和长时间保存。
- 1 -。
杀菌公式
（二）公式法公式法最初由Ball 提出，后来经美国制罐公司热工学研究组简化后，用来计算简单型和转折型传热曲线上杀菌时间和F 值，简化虽会引起一些误差但无明显影响。
现已列入美国食品药物管理局有关规定，在美国得到普遍应用。
公式法是根据罐头在杀菌过程中内容物温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的加热曲线，以及杀菌一结束，冷却水立即进入杀菌锅进行冷却的曲线才能进行推算并找出答案。
它的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时间，但其缺点是计算较繁，费时，用公式法计算比较费时，尤其是产品传热呈转折型加热曲线时，还容易在计算中发生错误，又要求加热曲线必须呈有规则的简单型加热曲线或转折型加热曲线，才能求得较正确的结果。
1标绘加热曲线计算时首先将罐内冷点温度变化数据与时间绘在半对数坐标纸上，如果所得传热曲线呈一条直线时为简单加热曲线，如呈二条直线，则为转折型加热曲一线，可求得传热速率f h （及f 2）和滞后因子j 、μ，如为转折型加热曲线时，还须绘制冷却曲线，求得X 、f c ，计算时需有F i 表、f ／u ：log ｇ图和r ：log ｇ图。
2杀菌值（F 0值）和杀菌时间计算 各符号含义介绍：Z ——热力杀菌时对象菌的热力致死时间曲线的斜率（min ），也即对温度变化时热力致死时间相应变化或致死速率的估量。
低酸性食品按Z=10℃肉毒杆菌计算；酸性食品在低于100℃杀菌时可按Z=8℃计算。
f h ——加热曲线中直线部分的斜率，机横跨一个对数周期所需要的时间（min ）。
在转折型加热曲线中转折点前第一条加热曲线部分的斜率也为f h 。
f 2——加热曲线中转折点后第二条曲线的斜率（min ）。
j ——在半对数坐标纸上加热曲线呈直线前加热时间的滞后因子，IjI ITRT T I RT j =-''-=。
RT ——杀菌或杀菌锅温度（℃）。
IT ——罐头食品初温（℃），杀菌锅进蒸汽前容器内装食品的平均温度。
T I ''——假初温，它处于横坐标上按58%升温时间标定的点引出的垂直线和加热曲线直线部分延长线相交的交点上，该交点视为假起始点。
罐藏食品热力杀菌原理
赖的参照温度之差在±0.56℃范围内
，但每个测温头的总平均温度不得低
于杀菌规程温度。
热分布测试
评判要点：
2）、杀菌设备内温度上升最慢位置温 度达到杀菌规程温度的时间不得大于 某时间，如对于汽杀，低1.67℃慢1分 钟或低0.56℃慢3分钟被视作可接受的 范围。
热分布测试
。。。。。。
认识误区
添加防腐剂？（防腐机理）
Aw、温度、营养、氧气、PH
没有营养？（营养损失）
营养损失对比
不同的热处理对牛奶中营养成分的影响：
养分损失 VB1 VB2 VB6 VB12 VC 赖氨酸 巴氏杀菌（％） 10 0 0~5 10 5~20 1~2 UHT （％） 5~15 4 10 10~20 10~20 3~4 保持灭菌（％） 30~40 6 25 80~100 30~50 6~10
灭菌原理
耐热菌的D值
细 李氏菌 蜡样芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 肉毒梭状芽孢杆菌(B/E) 肉毒梭状芽孢杆菌(A) 菌 D90值(小时) 0.01 1 30 >100 <0.02 3.3 D121值(秒) 0 1.4 60 408 <0.048 12.3
灭菌原理
一些微生物的典型灭菌速度数据:
添加酸化剂使最终产品平衡PH≤4.6。 目标菌：微生物营养体
低酸食品：除酒精饮料外，最终平衡后的PH值 大于4.6和水分活度（aw）大于0.85的食品。
目标菌：肉毒梭状芽孢杆菌芽孢（为什 么？）
目标菌的确定
·自然界中广泛分布； ·毒性超强： 是目前已知的毒
性最强烈的生物毒素，4g纯粉 末足以使1亿人丧命；
第三节杀菌时间的计算（最新版-修订）
时间：2005-2006学年1期 12月4日星期一班级：2004级食科班目的：1、掌握罐头传热的方式 2、掌握杀菌时间计算的原理及方法重点：杀菌时间计算的原理及方法第三节杀菌时间的计算一、罐头食品的传热罐头食品在杀菌和冷却时存在着热量的传递。
各种罐头的传热方式和速度并不相同，同时还受各种因素的影响。
此外，传热中罐内各部位的食品受热也不相同，这表明在相同的热力杀菌条件下，各种食品罐头，甚至同一罐头内部上的杀菌效果并不一定相同。
可见确定杀菌工艺条件时，罐头的传热是极其重要的因素。
（一）传热方式罐头食品在杀菌过程中的热传导方式主要有传导、对流及传导与对流混合传热等3种方式。
1、传导：由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的热传导方式称为传导。
传导可分为稳定传导和不稳定传导。
前者是指物体内温度的分布和热传导速度不随时间而变化，后者则是指温度的分布和热传导速度随时间而变化且为时间的函数。
导热最慢的一点通常在罐头的几何中心处，此点称为冷点。
如图4-6所示，在加热时，它为罐内温度最低点，在冷却时则为温度最高点。
由于食品的导热性较差，因此，以导热方式传热的罐头食品加热杀菌时，冷点温度的变化比较缓慢，因此热力杀菌需时较长。
属于导热方式传热的罐头食品主要是固态及粘稠度高的食品。
2、对流：借助于液体和气体的流动传递热量的方式，即流体各部位的质点发生相对位移而产生的热交换。
对流有自然对流与强制对流之分，罐头内的对流通常为自然对流。
传热速度较快，所需加热时间就短。
属于对流换热方式的罐头食品有果汁、汤类等低粘度液态罐头食品。
这类罐头食品的冷点在中心轴上离罐底20～40 mm的部位上，如图4-6所示。
3、对流传导结合式传热：许多情形下，罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或先后相继出现。
通常，糖水水果、清水或盐水蔬菜等果蔬罐头食品属于导热和对流同时存在型。
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PA3679菌种热处理温度和时间
加热温度(℃)TI 估计死灭时间分)FI
114
117 121
124
80
40
16
8
(2)、微生物的耐热性曲线(D值)
D值表示在一定的环境中和一定的热力致死温度条件下， 每杀死90%原有残存活菌数(芽孢数)所需要的时间(分)。 如在110℃下杀死90%某一细菌需要10分钟，则这个细菌 在110℃的耐热性可用D110=10分来表示。在半对数坐标纸 上以时间为横坐标，残存芽孢数(对数值) 为纵坐标，画出 加热致死速度曲线，D值是细菌致死率曲线上穿过一对数 周期的时间 (分)，即在一定温度下加热，使其细菌数减少 到所需的时间，它是细菌和芽孢在各不同致死温度时耐热 性的反映。
从图中可以看到，加热致死速度曲线一般都呈 直线，因此死亡速度常数K，即加热致死速度 曲线的斜率可用下列公式表示：
K＝(㏒ a- ㏒b)/t 式中： a :加热杀菌前的细菌数因此常数K，
b :经过t时间加热后的细菌残存数 t : 加热时间（分）
2、微生物耐热性的测定
(1)、耐热菌热处理温度和时间确定
t log a log b
可用公式 D =
来表示
式中 a: 加热杀菌前的细菌数
b: 经过T时间加热后细菌残存数
t：加热时间(分)
D值的大小和细菌耐热性的强度成正比，它不受 原细菌的影响，仅是菌种的耐热性，它是细菌死
亡速度K值的倒数，表示微生物的耐热能力。
(3)、热力致死时间曲线（TDT曲线）
大，因温度而上升而取得的杀菌效果就越小。因此
Z
值可
以看
作
是温T度2 T变1 化
logD1 logD2
对细
菌耐
热性
影
响的
估量
。
可用公式 Z =
表示。
F值
F值又叫杀菌强度值，表示在一定温度下，杀死一定 浓度的细菌和芽孢所需的时间(分)，F值可以用于比 较不同杀菌过程的杀菌值，它可用来比较Z值相同的 细菌的耐热性，但不适用于与Z值不同的细菌的耐热 性的比较。通常在F值右侧上下角分别注明Z值和它 所依据的温度，如Z=10.0℃的试验菌在121.1℃加热 5分钟即全部杀死，可用F10121.1=5分钟来表示，为简 便起见F10121.1通常可直接用F0值来表示。
热力杀菌的分类
热力杀菌有高温杀菌及巴氏杀菌。高温杀菌是指用 100℃以上的蒸汽或水作加热介质的杀菌，高压常是 获得高温介质的条件，故又称高压杀菌，它又有高 压蒸汽杀菌、高压水杀菌之分。
巴氏杀菌指的是在100℃以下的加热介质中的低温杀
菌，加热介质常用热水。目前常用的罐头杀菌方 式有高压蒸汽杀菌、加压水杀菌、常压水杀菌等 几种。常压水杀菌多用高酸类罐头杀菌，它又分 连续式和间隙式二种。常压杀菌的设备比较简单。
(4)、热力指数递减时间 TRT（仿热力致死曲线）
TRT是指在任何特定热力致死温度条件下，将细菌 或芽孢减少到某一程度，如原来活菌数的10-n时所需 的热处理时间，根据Ball的建议10-n中的-n指数就称 作为热力递减指数，並表示在“TRT”的右下角。如 TRTn = t = D(㏒10n-㏒100)=nD分钟，根据各加热温 度和相应的nD的关系在半对数坐标图上画出的曲线 称作热力递减指数时间曲线(又称仿热力致死时间曲 线)。
(5)、Z值 1 10
Z值表示加热致死时间或致应的加热温度(℃)的变化，如将某一
细菌芽孢的D值的对数为纵坐标，加热温度为横坐
标，画出的曲线(耐热曲线)上的斜率的负倒数就是Z
值，其定义就是热力致死时间和仿热力致死时间曲
线上横过一个对数循环时所需要的温度(℃)。Z值越
热力致死曲线
1 15
1 15
No Image 把细菌芽孢(或一般微生物的营养体等)在 M的中
性磷酸缓冲液或食品中，置于某一致死温度时， 在瞬间加热和瞬间冷却情况下，细菌的死亡数是 按指数递减或按对数循环下降。以残存细菌数的 常用对数作纵坐标，以加热时间为横坐标，画出 的曲线为加热致死速度曲线，下图是PA3679在青 豆汁中温度为115.6℃时的致死速度曲线。
二、腐败微生物的耐热性
1、芽孢的耐热性
微生物芽孢较鞭营养体有很高的耐热性，一般认 为芽孢有外皮和皮膜，其原生质的生理特性可能 与其耐热性有关。芽孢外皮很厚，约占芽孢直径 的1/10，网状构造的聚合物形成，在外孢萌发初 期会分解收缩。其耐热性与罐头食品的杀菌条件 有直接关系，影响芽孢耐热性的因素很多，如微 生物的种类、数量、形成的条件和环境、食品的 成分（PH、水分活度、糖、盐的浓度、油脂的 含量）、热处理的温度和时间等等。
热力致死时间就是热力致死温度保持恒定不变，将 处于一定条件下的悬浮液或食品中某一菌种的细胞 或芽孢全部杀死，所必须的最短热处理的时间(分)。
热力致死时间随致死温度而异，若在半对数坐标图 上以纵坐标为热处理时间，横坐标为热处理温度画 出的曲线就是热力致死时间曲线 (又称内视性热力致 死时间曲线)，它为直线，表示了不同热力致死温度 时细菌芽孢的相对耐热性，一般热力致死规律以指 数递减进行的。
罐头食品热力杀菌原理 及 杀菌工艺条件的确定
一、热力杀菌的原理
所谓热力杀菌就是把罐头食品加热到一定温度 并保持一段时间，使罐内不含有致病的微生物， 在正常室温条件下，贮藏和销售过程中，罐内 也不含有能繁殖的非致病性微生物，即达到商 业无菌要求，并尽可能地保持食品内容物原有 的风味、色泽、组织形态及营养成分。
影响杀菌效果的因素
影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求。 因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生产 中的关键，杀菌规程不科学往往会造成产品的 色、香、味不佳或由于杀菌不足而造成消费者 健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规程 是每一个技术人员应考虑的问题。