罐藏工艺学-第四章2

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CANNED FOOD TECHNOLOGY
罐藏食品工艺学
主讲:钟瑞敏
zhongrm9898@163.com
第四章 罐头食品的杀菌与冷却
教学内容
第一节 食品微生物热力致死特性
第二节 罐头食品的传热特性与杀菌时间 的推算 第三节 罐藏食品的杀菌与冷却技术
1、致死温度T ℃下的热力致死速率方程:
DT:某一致死温度(T℃)下将原始菌数杀灭90%所需的 时间。 2、热力致死时间(t=TDT)方程:
0.00148 0.00776 0.01148 0.01148 0.00602 0.01000 0.01905 0.02818
0.00148 0.00924 0.01924 0.02296 0.02625 0.02403 0.04358 0.07072
0.00148 0.01072 0.02996 0.05292 0.07917 0.1032
两边取倒数得: 在T℃下,平均致死率
121.1- T Z
1 = 10 F
(
T - 121.1 ) Z
----(2)
根据该公式,只要知道标准温度121.1℃下的F值,即可 推算出其他致死温度(T℃)的致死量A。 根据
把(2)式 常数
1 t A = ò dt t 0

代入上式,即得: 变量
T - 121.1 ( ) 1 1 Z L= = 10 t F
介 玻 玻 食
说明食品本身是热阻主要部分,容器无多 说明玻罐是热阻的主要部分 大影响。
4. 杀菌设备的型式
主要针对回转式与静止式而言。 静止式杀菌设备:对传导型和对流型传热均相对较慢; 回转式杀菌设备:对对流型和传导的对流型食品均可大大 提高杀菌效率。 如表所示。
对流-传导型 传导-对流型
5. 其他因素
根据检测结果进行理论计算:致死速率方程
3、进行F安值计算
根据热力致死速率方程 例题(P158)
t = D(lg a - lg b)
净重425g的罐头,杀菌前检测出嗜热脂肪芽孢杆菌平均活 当温度为121.1℃时,即 菌为2个/g,经121℃杀菌、保温、贮藏后,允许有万分之五腐 败率。此条件下F安值为多大? 解:1)该批罐头杀菌前嗜热脂肪芽孢杆菌平均活菌数为: a=425(g/罐)×2(个/g)=850个/罐 2)杀菌后嗜热脂肪芽孢杆菌残存数为5/10000 = 5×10-4 个/罐 3)查嗜热脂肪芽孢杆菌D121 = 4 min 则:F安 = D121×(lga-lgb)= 4(lg850 - lg 0.0005 )=24.92min
3. 容器材料的影响
容器材料品种及厚度的影响
金属罐厚度δ金很小,传热系数λ金较大; 玻璃罐厚度δ玻较大,且传热系数λ玻很小。 ( λ金/ λ玻>50倍以上。) 对流而言(w/m2· k) 若考虑罐外传热介质的散热系数a介和食品本 身散热系数a食、传热系数λ食,则对传导型和对
流型食品来比较,有下列情况: 传导而言(w/m· k)
例如:115℃下,某对象菌之某个原始菌数的的热力致死 时间τ =10 min,求在115℃下只进行了5min热处理,问 对象菌的热致死量达到多少? 则:t=5min时,A=t/ τ =5÷10=50%
根据A=t/ τ ,两边微分 得dA= dt / τ 积分得: 常数
1 t A = ò dt t 0
ba 传导型食品 对流型食品
(注p155表16热阻数值有误)
总热阻 R导 = (1/a介) + (δ容/λ容) + ( δ食/λ食) 杀菌过程中总热阻:R对 = (1/a介) + (δ容/λ容) +( 1/a食) 金属罐:(1/a介): (δ金/λ金) : (δ食/λ食) = 100 : 1 : 2500 金属罐:(1/a介):(δ金/λ金) : (1/a食) = 100 : 1 : 100 玻罐罐: (1/a介)::( δ /λ玻): : (1/a 食) = 100 : :800 : :100 玻璃罐:(1/a ) (δ玻 /λ ) (δ食/λ )= 100 800 2500
0.1290 0.2220 0.1691 0.1918 0.3631
0.3465
F = 3.4 min时
0.5685 0.7376 0.9294 1.2925
45
47 47.5 48
120.3
120.3 119.4 110
-0.8
-0.8 -1.7 -11.1
-0.08
-0/08 -0/17 -1.11
二. 罐头食品合理杀菌杀菌时间的推算 (一) 理想杀菌时间(安全杀菌时间F安)的计算 1、对象菌的选择 F安是指在恒定标准杀菌温度121.1℃下,将食品中 对象菌原始菌数降到允许值内所需要的杀菌时间。 根据食品酸度类型选择肉毒梭状芽孢杆菌、嗜热 这是一个包含安全系数的理想状态下的杀菌时间 菌、嗜温菌或酵母和霉菌。对象菌要选择食品中最难 杀灭或危害最大的菌类。 (即:在瞬间升温和瞬间降温的理想状态下的理论杀菌 时间)。 2、原始菌和残留菌数的检测
骣Li + Li+ 1 ) ÷ ç( ç 碊 ti ÷ 即得累积杀菌量方程: A = 邋Ai = ÷ ç ÷ ç 2 i= 1 i= 1 桫
n n
当A≥100%时,第n个测点时间即为有效合理的杀菌时间。
≥1 ( 100% )
例题: 已知全粒玉米罐头在杀菌过程中其测点变化温度值如表所示。 且对象菌的Z=10 ℃、F=10min。求这种罐头的合理杀菌时间。
杀菌量。如图所示
通常采用每2到3 min读取一次测点温度值Ti,列出表格, 分别近似认为测定时间段内的温度值不变,然后分别算出各 个时间点的致死率Li值。
( 根据公式(2)可知: Li = 1 10 F Ti - 121.1 ) Z
通过每个间隔时间段△ti内的平均Ai值
骣i + Li+ 1 ÷ çL ( Ai = ç ÷碊 ti )的累加 ÷ ç 2 桫
(二) 恒温条件下的理论杀菌时间推算
1.恒温条件下,单位时间内微生物的致死速率L值(或杀菌率) 设微生物在某一致死温度T下,一定数量原始菌被100% 杀灭所需时间为τ min(TDT)。
则每分钟内的致死速率:L=100%/ τ =1/ τ
若真正的处理时间t< τ ,则部分致死量(或部分杀菌 量): A=t×L = t/ τ (%) 即为恒温T下某时间段的致死量。 当A≥1(即100%)时,t≥ τ ,即t为合理杀菌时间。
A=
å
n
Ai
i= 1
24 29 32 35 40
116.7 118.3 118.9 119.4 120
-4.4 -2.8 -2.2 -1.7 -1.1
-0.44 -0.28 -0.22 -0.17 -0.11
0.3631 0.5248 0.6026 0.6761 0.7762
0.03631 0.05248 0.06026 0.06761 0.07762
10
ò
0
3.逼近法求罐头非恒温条件下杀菌的合理时间
恒温致死量公式
T - 121.1 t ( ) 1 A= 10 Z ò dt 0 F
--(3)
即公式(3)要求罐头一开始即达到致死温度T℃。
但实际上在杀菌操作过程中,罐头测点(常以冷点为测点)
的温度不可能一开始即达到设定杀菌温度,而是由初温逐渐上
升的,当测点温度达到致死温度(不一定为额定杀菌温度)时, 罐头内对象菌就会开始减少,故罐头合理杀菌时间应考虑这些
t = F 10
(
121.1- T ) Z
Z:全部杀死相同数目某微生物的时间缩短到原来的1/10 时, 需将温度提高的度数值。
第二节 罐头食品的传热特性与杀菌 时间的推算
教学内容 1、罐头食品的传热特性 2、罐头食品合理杀菌杀菌时间的推算 教学难重点
1、食品传热型式、罐藏容器以及杀菌设备型式 对杀菌效果的影响; 2、逼近法计算合理杀菌时间的方法。
-93.3 -18.3 -11.1 -9.4 -9.4 -12.2 -10 -7.2 -5.5
-9.33 -1.83 -1.11 -0.94 -0.94 -1.22 -1.0 -0.72 -0.55
4.68×10 -10
4.68×10 -11
0.0148 0.0776 0.1148 0.1148 0.0602 0.1000 0.1905 0.2818
Ti - 121.1 Z
10
T - 121.1 T - 121 ( i ) 骣 + Li+ 1 ÷ 1 L ( i ) Li = 10 Z Ai = ç i ÷碊 ti ç ÷ Z ç 2 F 桫
A=
å
n
Ai
i= 1
0 2 4 6 8 11 14 17 20
27.8 102.8 110.0 111.7 111.7 108.9 111.1 113.9 115.6
答: 这种罐头的合理杀菌时间即为累加∑Ai≥100%=1时对应 的杀菌时间。 分解下面两公式,列表计算:
Li + Li+ 1 A = 邋Ai = ( 碊 ti ) 2 i= 1 i= 1
n
n
1 Li = 10 F
Ti - 121.1 ( ) Z
杀菌 时间 ti/min
罐内 冷点 温度 Ti/℃
Ti-121.1
F = 1 min时
0.2175
0.14678
杀菌 时间 tiห้องสมุดไป่ตู้mi n
罐内 冷点 温度 Ti/℃
Ti121.1
Ti - 121.1 Z
10
T - 121 ( i ) Z
( 1 Li = 10 F
Ti - 121.1 ) Z
骣 + Li+ 1 ÷ L Ai = ç i ÷碊 ti ç ÷ ç 2 桫
纯对流或纯传导型罐头冷点温度曲线 对流-传导型罐头冷点温度曲线
(二)影响罐头食品杀菌传热的因素 1.食品的物理性质 2. 食品初温 (1)形状,大小(固态为热传导;有汤汁时,为 对流-传导)。 (1)对于传导型食品,初温对食品上升到杀菌温 (2)粘稠度(粘稠度高为传导,否则对流、对流度的影响显著。热传导升温相对慢。 传导)。 (3)比重(比重大的一般为传导、传导-对流,比 (2)对于对流型食品,初温对食品上升到杀菌度 重小的为液态对流)。 影响较小。
0.8318
0.8318 0.6761 0.0776
0.08318
0.08318 0.06761 0.00776
---(1)
注意:1)该公式与原始菌数有关; 2)某一致死温度的恒温条件下
2.通过标准温度121.1℃下的F推算其它温度下的恒 温热致死量A 对同一对象菌,当原始菌数相同时,在F(121.1 ℃)、T 两个杀菌温度下,根据热力致死时间方程 即
121.1- T ( ) Z
t = F 10
1 L= = t 1 F ´ 10
一、罐头食品的传热特性
(一)食品在杀菌过程中的传热方式
1.传导型:分子碰撞 。一般固态食品、粘稠性食品属这 类。罐中心常为冷点。 2.对流型: 质点位移。 一般低粘度液态食品罐头为此类。 离罐盖、罐底中心轴线上12-19mm 处常为冷点。 3.对流-传导结合型: 1)先对流后传导(T上升,粘度上升)。如淀粉质食品、 乳糜玉米罐头、糖水水果罐头、清渍蔬菜罐头等。 2)先传导后对流(T上升,粘度下降)。如果酱类罐头。 这种情况冷点会变化位移。
T - 121.1 t ( ) 1 A= 10 Z ò dt 0 F
---(3)
即在某确定致死温度T℃下恒温维持t 时间后的杀菌量A。
例题: 即利用该公式,只要对某一对象菌的罐头在恒定标准温度 已知杀灭一定数量的某对象菌时的F=10min。问,对 于同数量的这种对象菌在恒定111.1℃下杀菌10min,其杀菌 121.1℃下测出其100%杀灭的时间的F值,即可推算该种罐头 量又为多少? 已知该菌的Z=10℃。 在其他温度下一定时间内完成的杀菌量。 解: 111- 121.1 10 ( ) 1 即:当已知某食品一定数量对象菌的标准杀菌温度下的相 A = ? 10 10 dt 10% 关参数信息后(F、Z),可预测其它致死温度下的杀菌效果。 如P159表2-1-20
1)罐头尺寸 罐大小:1000g猪肉罐头罐中心达到111℃需56min,550g 装量则需40min。 罐H/D比:0.25时,罐中心温度达到时间最短,大于或小
于0.25所需时间均提高。一般取0.4~4.0。
2)杀菌锅内罐头装量:装量越大,升温越慢。 3)堆罐形式:条装食品宜直立装笼,层装食品宜卧装笼。 4)罐内真空度:真空度越高,升温越快。 5)锅内有无气襄:存在气襄将导致锅内温度分布不均, 严重影响食品传热和杀菌效果。
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