歐姆殺菌

歐姆殺菌

歐姆殺菌是採用電極,將50~60Hz的低頻交流電直接導人食品物料,進行歐姆加熱,因為食品本身介電性質使食品內部產生熱量,從而達到殺菌目的。採用歐姆加熱殺菌可獲得比常規方法更快的加熱速率(約1~2。C/s),縮短加熱殺菌時間,得到高品質產品。在殺菌過程中,食品殺菌溫度除了與物料電學性質有關外,還與物料的密度、比熱容和熱導率等熱學性質有關。

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什麼是歐姆殺菌

定義

歐姆殺菌是藉助通入電流使食品內部產生熱量達到殺菌目的的一種殺菌方法。

原理

所用電流為50-60Hz的低頻交流電。根據Joule定律,在被加熱食品內部的任一點,通入電流所產生的熱量為Q=K(gradV.*gradVo)=K(ΔV)exp2
Q——某點處的單位加熱功率,(W/m2 )
K——某點處的電導率(S/m)。
S——電導單位西門子,它等於電阻歐姆的倒數
gradV——為任一點處的電位梯度,V/m
影響歐姆殺菌的因素
(一)電導率與溫度
(二)電場強度E、頻率f
(三)流體在加熱器中所處的位置與受熱程度的關係
(四)操作因子與歐姆加熱速率的關係

組成

歐姆殺菌裝置系統主要由泵、柱式歐姆加熱器、保溫管、控制儀表等組成,如圖10—22所示。其中最重要的部分是由4個以上電極室組成的柱式歐姆加熱器。電極室由聚四氟乙烯固體塊切削而成並包以不鏽鋼外殼,每個電極室內有一個單獨的懸臂電極(圖10—23)。電極室之間用絕緣襯裡的不鏽鋼連線。可用作襯裡的材料有聚偏二氟乙烯(PⅧF)、聚醚醚酮(PEEK)和玻璃。
歐姆殺菌裝置歐姆殺菌裝置
歐姆加熱柱以垂直的方式安裝,待殺菌物料自下而上流動,加熱器頂端的出口閥始終充滿物料。歐姆殺菌的操作過程是:首先是裝置的預殺菌。歐姆加熱組件、保溫管和冷卻管的預殺菌是用電導率與待殺菌物料相接近的一定濃度硫酸鈉溶液循環來實現的,當電流的通入達到一定的殺菌溫度時,通過壓力調節網控制殺西操作的壓力。兵他裝置的殺菌則採用傳統的蒸汽殺菌方法。採用電導率與產品電導率相近的殺菌荊溶液的目的是使下一步從設備預殺菌過渡到產品殺菌期間避免電能的大幅度調整,以確保平穩而有效地過渡,且溫度波動很小。一旦裝置預殺菌完畢,當排掉殺菌液,同時將產品引入正位移式料泵的進料斗,進入轉換期。在轉換期間,利用無菌的空氣或氮氣,調節收集罐上方的壓力,以此對反壓進行控制。收集罐用於收集硫酸鈉和產品的交接部分。一旦收集完交接部分的液體,便將產品轉入主殺菌貯罐,該罐上方的壓力同樣被用來控制系統中的反壓。加熱高酸食品時,反壓維持在0.2 MPa,殺菌溫度90~95℃;加熱低酸食品時。反壓維持在0.4MPa,殺菌溫度達120~140℃。’反壓較高是防止食品在歐姆加熱器中沸騰所必需的。物料通過歐姆加熱組件後被逐漸加熱至所需的殺菌溫度,然後依次進入保溫管、冷卻管(管式換熱器)和貯罐,供無菌充填。當生產結束之後,切斷電源並用水清洗設備,然後用80℃的一定濃度的氫氧化鈉液循環清洗30min。因NaOH溶液的電導率很高,不宜用歐姆加熱,而用系統中的片式換熱器加熱。
歐姆加熱器可裝有不同規格電極室和連線管,可達到3 t/h的生產能力,具體產量視所要求達到的溫度而定。實驗室研究用的歐姆加熱器為5 kW,50 kg/h。

歐姆殺菌的優點

與傳統食品的殺菌相比,歐姆殺菌可使產品品質在微生物安全性、蒸煮效果及營養與維生素保持方面得到改善。其主要優點如下:
1.可生產新鮮、大顆粒產品;
2.不需任何熱交換表面;
3.可連續操作;
4.熱量在液體中產生,不需藉助其液體的傳導或對流;
5.過程易於控制,可立即終止或啟動;
6. 能使產品產生高的附加值;
7. 能加熱連續流動的產品而不需要任何熱交換表面;
8. 可加工對剪下敏感的產品;
9. 系統操作平穩;
10. 維護費用低;
11. 加工和包裝費用有節約潛力;
12.包裝的選擇範圍較寬。
歐姆殺菌工藝操作(無菌工藝)

歐姆殺菌殺菌流程

1.裝置的預殺菌
用電導率與待殺菌物料相接近的一定濃度的硫酸鈉溶液的循環來實現。通過電流加熱使之達到一定溫度,通過壓力調節閥控制殺菌壓力,對歐姆加熱組件、保溫管和冷卻管進行殺菌。其它設備用傳統的蒸汽殺菌法。用電導率與產品相近的硫酸鈉的作為預殺菌溶液的目的是避免設備從預殺菌到產品殺菌期間電能的大幅度調整,以保持平穩而有效地過度,且溫度波動小。
2.預殺菌液冷卻後排出,引入待殺菌物料。通過反壓閥利用無菌空氣和氣氮氣調節壓力。
3.物料加熱殺菌,再依次進入保溫管、冷卻管和貯罐,供無菌充填。
4.生產結束後,切斷電源,先用清水清洗,再用80℃的2%的氫氧化溶液循環清洗30min。

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