专利名称：带包装食品高温杀菌装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及杀菌装置，具体涉及应用于食品行业的带包装食品高温杀菌 装置。
背景技术：
在大规模工业化的食品生产当中，食品杀菌是很重要的一道工序。杀菌的主 要目的就是要杀灭包装容器内食品物料中引起食品在储存期或称货架期内变质 的有害细菌，以达到延长产品保质期的目的，从而扩大产品的销售范围。各种不 同的被杀菌食品都有相应工艺要求的杀菌流程，例如巴氏(低温)杀菌、高温杀菌 等，下面是对现有高温杀菌釜的简单介绍
一、 全水式杀菌釜，全水式杀菌釜是将产品完全浸泡在水中进行杀菌的结构 形式，这种杀菌形式的优点在于产品和水是完全接触，所以传热效果好，但在层 叠的杀菌盘中心部位循环水的流动性不好，全水式杀菌釜约94%的空间都被循环 水和被杀菌产品所充满，故杀菌罐内的压力在运行期间波动较大，适宜于定压式 即杀菌过程中压力保持不变的杀菌；
二、 侧喷淋式杀菌釜，侧喷淋式杀菌罐内各处的产品所获得的热水都是从喷 嘴里同时以极细小的水滴状喷淋出来的，在同一时刻产品获得的温度也是几乎一 样的，但在摆放产品时要留出一定的空间供喷嘴向产品喷水用，空间利用率低，
3侧喷淋杀菌釜在杀菌的过程中其循环水和产品的体积约占整个杀菌罐容积的1/3 左右，压力的调整在整个杀菌工艺过程中比较容易和准确地进行控制，杀菌过程 当中压力可跟随温度的变化而变化；
三、 上喷淋式杀菌釜，上淋水式杀菌釜的结构和工作原理基本上同侧喷淋杀 菌釜，只是喷淋水是从上面向被杀菌产品喷淋加热的；
四、 蒸汽式杀菌釜，把蒸气直接通入杀菌罐内进行杀菌的方法。 根据不同的食品包装材料和结构形式，可选用上述相应结构的杀菌釜，以获
得最佳匹配的杀菌效果和生产效益
1、全水式杀菌釜每次的杀菌量大，产品可以和作为传热介质的水充分接 触，传热效果显著，前期升温速度快；但由于产品在杀菌罐内是分层堆放的，在 杀菌升温的过程当中作为传热介质的循环水在产品之间的流动不均匀，为了使摆 放在中心部位的产品也被充分杀菌，就必须使整体杀菌时间加以延长，这就会使 得部分摆放在杀菌盘边缘部位的产品产生过杀菌现象；另一方面由于水的自重作 用，造成了杀菌罐内上部和下部所摆放的产品受到因水的自重而产生的不同的压 强；同时杀菌罐内的绝大部分空间都是被水所充满，所以压力跟随温度变化的控 制不准确。
2、 上喷淋式杀菌釜对应不同的温度可以准确地控制相应的压力，杀菌罐内 各个部位摆放的产品在升温、保温、降温等各个阶段温度的一致性非常好，但由 于水是自上而下地喷洒，当产品具有不规则外形时，摆放在下部杀菌盘内的产品 就难以获得均匀一致的循环水喷淋效果；
3、 侧喷淋式杀菌釜对应不同的温度可以准确地控制相应的压力，杀菌罐内 各个部位摆放的产品在升温、保温、降温等各个阶段温度的一致性非常好，但由于要留出侧喷淋水的空间，所以被杀菌产品在杀菌罐内的空间利用率小，由杀菌 罐内喷水嘴所处位置和产品摆放方式可看出，侧喷淋杀菌罐内被杀菌产品仅仅是 朝上的部位被淋到水，而朝下的一面是接触不到水的，只能靠杀菌罐内的空气进 行传热，热传递效果差。 发明内容
本实用新型是在分析现有各种结构形式杀菌釜特点的基础上，综合各种杀菌 釜已经成熟的结构和工作方式，提出一种带包装食品高温杀菌装置，解决现有各 种结构形式杀菌釜性能上所存在的局限性问题，以改善杀菌效果、提高杀菌效益。
本实用新型的技术解决方案是该装置包括杀菌罐，杀菌罐的顶部设进水口， 杀菌罐内分层安装杀菌盘，在杀菌罐内的上部对应于杀菌盘安装均匀分布的喷淋 水嘴，杀菌罐的底部设出水口。
本实用新型的带包装食品高温杀菌装置中，杀菌盘的围堰高度大于杀菌盘的 水位高度。
本实用新型的带包装食品高温杀菌装置中，在杀菌的过程中罐体底部的水位 高度低于层叠杀菌盘最下面层的底面。
本实用新型的带包装食品高温杀菌装置中，杀菌盘的底面设向下凸起的凹 槽，凹槽内分布漏水孔。
在杀菌盘内按要求的数量和方式摆放被杀菌产品，杀菌盘层叠置于杀菌罐 中，将一定量的循环水注入杀菌罐内；启动水循环，循环水被从杀菌罐的下部抽
出，经过加热器进行温度调整后再从杀菌罐内上部的喷淋水嘴均匀地喷散到层叠 杀菌盘最上面的一层内，由自身重力的作用从底部的漏水孔中流出，自上而下逐 层流向每一层杀菌盘，在每一层杀菌盘内都形成一定高度的水位，从而使被杀菌
5产品的全部浸泡在流动的循环水中，从最下面一层的杀菌盘底面的漏水孔中漏出 的循环水流回杀菌罐的底部，完成一次循环。
在正常的工作状态下，当循环泵稳定地运行时，循环水的流量是稳定的，所 以进入杀菌盘内的循环水流量也是确定的；对于某一层杀菌盘来讲，如果流出的 水量小于流入的水量，则杀菌盘内的水位就会升高，由于杀菌盘内水位的升高， 就会引起杀菌盘底面漏水孔处水压上升，压力的上升则会促使杀菌盘底面漏水孔 处水的流速增加，出水量就变大，因为循环水进入杀菌盘的流速是不变的，所以 杀菌盘内的水位就会下降，当杀菌盘内的水位降低到出水量和进水量相同时便稳 定下来，反之亦然。
在正常的工作状态下，加热器通过调整循环水的温度来改变在升温、保温过 程中对被杀菌产品所传递的温度，以达到杀菌的目的；与此同时，根据杀菌罐内 的温度变化，压力控制系统及时地按照预先设定的数值对杀菌罐内的压力进行控 制，以抵消由于温度的变化而引起被杀菌产品内部压力的改变所产生的影响；当 杀菌保温阶段进行完后即开始冷却，同现有的各种杀菌釜一样将外界的冷却水引 入到杀菌罐内将被杀菌产品的温度降下来后结束整个杀菌过程。
本实用新型具有以下优点1、本实用新型装置在杀菌的过程当中，将被杀 菌产品的全部或上表面以下的部分浸泡在水中，浸泡在水中的部分其热传递的效 果是相当充分的，而没有被浸泡在水中的朝上表面则被不断落下来的循环水所淋 漓，由此可以获得在整个杀菌过程中各处被杀菌产品都始终处于很好的热传递环 境当中；由于杀菌盘内的水位是循环水在流动的状态下保持的，所以在杀菌盘的 各处是没有温度死角的，换句话讲就是对产品进行杀菌的过程当中既具有全水式 杀菌釜热交换比较充分的效果，还具备喷淋式杀菌釜热分布十分均匀的特性；2、
6浸泡被杀菌产品的循环水只是在每一层杀菌盘内动态地形成一定的水位，而杀菌 罐内仍有约一半的空间是被空气所占据，这就十分有利于杀菌罐内的压力调整， 既有全水式杀菌釜热传递效果好、装载量大的特点，同时还具有喷淋式杀菌釜压 力控制准确、热分布均匀的特性；3、杀菌罐内部结构比喷淋式杀菌釜简单、高 效，杀菌罐外围循环水主流程管道、阀门的配置比全水式杀菌釜和喷淋式杀菌釜 简单，在同样功效的前提下使用成本低于现有的各种杀菌釜；4、在每层杀菌盘 的底面设置有向下凸起的凹槽，在正常工作状态下避免被杀菌产品在杀菌盘中因 漂浮而堵塞上面一层杀菌盘底面的漏水孔流水；杀菌盘底面上漏水孔的直径和数 量是根据被杀菌产品的外形尺寸与比重加以确定的，以便在杀菌釜正常的工作状 态下可以将流经的循环水在每一层杀菌盘内都存留一定高度的水量，从而使所有 杀菌盘内的每一件被杀菌产品都浸泡在水中；当循环水处于稳定的工作状态时， 循环水的流量是一定的，在杀菌盘底面的漏水孔直径和数量确定的前提下，如果 某一层杀菌盘内的水位低于预定的高度时，由于落差减小，从底面漏水孔中流漏 出去的循环水将小于从上面所获得的水量，杀菌盘内的水位就会升高，当杀菌盘 内的水位高于预定的高度时，由于落差加大，则从底面漏水孔中流漏出去的循环 水将大于从上面所获得的水量，杀菌盘内的水位就会降低，这样杀菌盘内就会动 态地保持一定的水位水量。
图1为本实用新型装置结构示意图。
图2为图1的杀菌盘的结构示意图。
图3为图2的A向视图。
图4为本实用新型装置杀菌工艺流程示意图。 7图中l进水口； 2喷淋水嘴；3杀菌盘；4罐体；5出水口； 6凸起式凹槽； 7漏水孔；8热水罐；9热水罐循环水控制阀；10热水罐进水控制阀；11热水罐 排气阀；12热水罐进气阀；13热水罐出水控制阀；14杀菌罐补充水控制阀；15 杀菌罐排气阀；16杀菌罐进气阀；17排水控制阀；18杀菌罐进水控制阀；19换 水泵；20冷却水进水控制阀；21杀菌罐出水控制阀；22杀菌罐；23杀菌罐溢水 阀；24循环泵；25加热器；26主进汽阀；27辅进汽阀；28冷却排水控制阀。
具体实施方式
结合附图对本实用新型装置加以说明，但不构成对本实用新型的任何限制。
如图1、 2、 3所示，该装置包括罐体4，罐体4的顶部设进水口 1，罐体4 内分层安装杀菌盘3，在罐体4内的上部对应于杀菌盘3安装均匀分布的喷淋水 嘴2，罐体4的底部设出水口5。
本实用新型的带包装食品高温杀菌装置中，杀菌盘3的围堰高度大于杀菌盘 的水位高度。
本实用新型的带包装食品高温杀菌装置中，在杀菌的过程中罐体4底部的水 位高度低于层叠杀菌盘最下面层的底面。
本实用新型的带包装食品高温杀菌装置中，杀菌盘3的底面设向下凸起式凹 槽6，凹槽6内分布漏水孔7。
如图4所示，本实用新型高温杀菌装置的工艺过程为
1、 初始进水热水罐8初始状态是空的，在首次开始运转前向热水罐内注 水，即开启冷却水进水控制阀20、换水泵19、热水罐进水控制阀IO，向热水罐 8内注入做为传递热量的介质水；
2、 热水罐8内的水进入杀菌罐22:当杀菌罐22内装入被杀菌被产品后，启动杀菌程序，热水罐8内的水由热水罐出水控制阀13出来在换水泵19的作用下 通过杀菌罐进水控制阀18被抽送到杀菌罐22内；
3、 热水循环释放热水罐内热水所蓄含的热量当杀菌罐22内水位达到要求 水位时，循环泵24即开始运行，将杀菌罐内的水从杀菌罐下部抽出，再从杀菌 罐的上部注入到杀菌盘内形成热水循环，此时若温度传感器测到热水罐8内水的 温度高于杀菌罐22内的温度时，换水泵19将继续把热水罐内的热水通过杀菌罐 补水控制阀14继续输送到杀菌罐内，同时杀菌罐内温度较低的水通过热水罐循 环水控制阀9回流到热水罐内，如此循环，使热水罐内的热量逐步传递给杀菌罐， 当热水罐内水温与杀菌罐内水温的温差小于预先设定的数值后便表明热水罐内 的热量已经传递给了杀菌罐，关闭换水泵19、杀菌罐补水控制阀14、热水罐循 环水控制阀9。
4、 循环加热保温杀菌当热水罐内的水温与杀菌罐内的水温达到平衡后， 继续升温将由蒸汽通过主进汽阀26进入加热器25将杀菌罐内的循环水温度继续 提高，当杀菌罐内温度达到设定的数值后主进汽阀26关闭，进入保温杀菌阶段， 保温期间温度会有所波动下降，通过辅进汽阔27间断开启补充蒸汽，使杀菌罐 内温度稳定在设定的范围。
5、 热水循环回收热量当杀菌保温阶段结束后，热水罐内的温水在换水泵 19的作用下通过热水罐出水控制阀13、杀菌罐补水控制阀14开始进入杀菌罐内， 同时杀菌罐内的热水通过热水罐循环水控制阀9回流进入热水罐，将杀菌罐内的 热量回收，回收热量的过程同释放热量的过程一样，回收热量时热水罐内的温度 低于杀菌罐内的温度，热水罐内的温水进入杀菌罐，同时将杀菌罐内的热水置换 回流到热水罐内，直至热水罐内的水温与杀菌罐内的水温达到平衡即温差达到设
9定的数值时结束这一过程；在用蒸汽加热的过程当中，当蒸气释放出热量后将冷 凝成水，杀菌罐内的水位将逐渐升高，此时将通过杀菌罐溢水阀23向外排出一 部份杀菌罐内的热水；
6、 进冷却水回热水当热水罐与杀菌罐内水的温度达到平衡后，热水罐内 的水将不再进入杀菌罐，通过冷却水进水控制阀20、换水泵19、杀菌罐补水控
制阀14向杀菌罐充入冷却水，但此时热水罐内的水还没有满，在杀菌罐进外界 冷却水的同时，杀菌罐内的热水将通过热水罐循环水控制阀9继续有一部分回流 到热水罐，直至热水罐水位达到满水位为止；
7、 进冷却水排温水冷却水继续进入杀菌罐，并在杀菌罐内循环着，当热 水罐内的水位达到满水位时，杀菌罐内的水将通过冷却排水控制阀28排向外界， 以便外界的冷却水不断地进入到杀菌罐内使循环水继续降温，当杀菌罐内的温度 降低到设定的数值后，将杀菌罐内的水排出，整个工艺过程结束；
8、 排冷却水杀菌结束:当杀菌罐内的温度降低到设定的数值后，关闭循环泵 24，通过换水泵19、排水控制阀17从杀菌罐底部将罐内冷水排出，结束整个工 艺过程。
9、 在升温、保温、降温等各个阶段，循环泵24始终处于工作状态，杀菌盘 内的水位只有在循环水流动的状态下才可以保持， 一旦循环泵停止运行，所有杀 菌盘内的水会很快漏完，以便将杀菌罐内的水从底部抽出，再从杀菌罐上部进入 并由喷淋水嘴喷洒出，循环水自上而下地经过每一层杀菌盘，使杀菌盘内的水流 保持流动状态，在循环水的流动状态下完成升温、保温、降温等各个杀菌程序， 使被杀菌产品的温度在各个阶段都保持均匀一致。
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权利要求1.带包装食品高温杀菌装置，其特征在于该装置包括罐体(4)，罐体(4)的顶部设进水口(1)，罐体(4)内分层安装杀菌盘(3)，在罐体(4)内的上部对应于杀菌盘(3)安装均匀分布的喷淋水嘴(2)，罐体(4)的底部设出水口(5)。
2. 根据权利要求1所述的带包装食品高温杀菌装置，其特征在 于杀菌盘(3)的围堰高度大于杀菌盘的水位高度。
3. 根据权利要求1所述的带包装食品高温杀菌装置，其特征在 于在杀菌保温过程中杀菌罐底部的水位高度低于层叠杀菌盘最下面 层的底面。
4. 根据权利要求1所述的带包装食品高温杀菌装置，其特征在 于杀菌盘(3)的底面设向下凸起式凹槽(6)，凹槽(6)内分布漏 水孔(7)。
专利摘要本实用新型公开了带包装食品高温杀菌装置，该装置包括罐体(4)，罐体(4)的顶部设进水口(1)，罐体(4)内分层安装杀菌盘(3)，在罐体(4)内的上部对应于杀菌盘(3)安装均匀分布的喷淋水嘴(2)，罐体(4)的底部设出水口(5)。本实用新型解决现有各种结构形式杀菌釜性能上所存在的局限性问题，改善杀菌效果、提高杀菌效益。
文档编号A23L3/12GK201403480SQ20092004589
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者张德善, 邵潍淮, 项建胜 申请人:江苏天宇机械有限公司