殺菌機(jī)械與設(shè)備

殺菌機(jī)械與設(shè)備概述無(wú)菌指物體或一定介質(zhì)中沒(méi)有任何活的微生物存在，即無(wú)論用任何方法（或通過(guò)任何途徑）都鑒定不出活的微生物體來(lái)。滅菌應(yīng)用物理或化學(xué)等方法將物體上或介質(zhì)中所有的微生物及其芽孢（包括致病的和非致病的微生物)全部殺死，即獲得無(wú)菌狀態(tài)的總過(guò)程。所使用的方法稱(chēng)為滅菌法。消毒以物理或化學(xué)方法殺滅和物體上或介質(zhì)中的病原微生物。防腐用物理或化學(xué)方法防止或抑制微生物生長(zhǎng)繁殖。無(wú)菌操作法指在整個(gè)操作過(guò)程中利用和控制一定條件，盡量使產(chǎn)品避免微生物污染的一種操作方法。無(wú)菌操作所用的一切用具，輔助材料、食品、溶媒、賦形劑以及環(huán)境等均必須事先滅菌，操作在無(wú)菌操作室進(jìn)行。滅菌法是指用熱力或其他適宜方法將物體或介質(zhì)一切存活的微生物殺死或除去的方法。滅菌法是食品生產(chǎn)的一項(xiàng)重要操作。生產(chǎn)過(guò)程中的滅菌是保證安全產(chǎn)品的必要條件。滅菌的目的：既要?dú)⑺阑虺ナ称分械奈⑸?，又要保證在滅菌過(guò)程中食品的理化性質(zhì)和治療作用不受任何影響。滅菌方法的選擇必須結(jié)合食品的性質(zhì)全面考慮。滅菌方法基本分為三大類(lèi)：物理滅菌法（干熱滅菌法、濕熱滅菌法、射線滅菌法、濾過(guò)滅菌法）、化學(xué)滅菌法（氣體滅菌法、化學(xué)滅菌劑滅菌法等）和無(wú)菌操作法。物理滅菌法最常用。D值微生物的耐熱系數(shù)，是指在一定溫度下，將90%微生物殺菌所需的時(shí)間，以分鐘表示。D值越大，該溫度下微生物的耐熱性就越強(qiáng)，在滅菌中就越難殺滅。對(duì)某一種微生物而言，在其他條件保持不變的情況下，D值隨滅菌溫度的變化而變化，滅菌溫度升高時(shí)，殺滅90%的微生物所需的時(shí)間越短。Z值滅菌溫度系數(shù)，指降低一個(gè)lgD所需的溫度數(shù)。在一定溫度范圍內(nèi)（100~138℃）與溫度T呈直線關(guān)系。Z=（T1-T2）/（lgD2-lgD1）用來(lái)定量描述微生物對(duì)滅菌溫度變化的“敏感度”。Z值越大，微生物對(duì)溫度變化的“敏感性”越弱。一般Z值取10℃FT值與F0值FT值是指在一個(gè)給定Z值下，滅菌程序在溫度T下的等效滅菌時(shí)間，以分鐘表示。F0是一定滅菌溫度下Z為10℃所產(chǎn)生的滅菌效果與121℃時(shí)Z為10℃所產(chǎn)生的滅菌效果效果相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。滅菌率L指在某溫度下滅菌1min所相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)滅菌時(shí)間。即F0與FT的比值。無(wú)菌保證值為滅菌產(chǎn)品經(jīng)滅菌后微生物殘存概率的負(fù)對(duì)數(shù)值，表示物品被滅菌后的無(wú)菌狀態(tài)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滅菌后的微生物存活概率≤1×10-61）干熱滅菌設(shè)備2）濕熱蒸汽滅菌設(shè)備3）射線滅菌設(shè)備4）濾過(guò)除菌設(shè)備5）化學(xué)滅菌設(shè)備滅菌設(shè)備的分類(lèi)產(chǎn)生高溫干熱空氣進(jìn)行滅菌的設(shè)備。原理：加熱可破壞蛋白質(zhì)和核酸中的氫鍵，故導(dǎo)致核酸破壞，蛋白質(zhì)變性或凝固，酶失去活性，微生物因而死亡。1）按使用方法分，一種是間歇式，即干熱滅菌柜、烘箱等，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中是不連續(xù)的，適用于小批量的生產(chǎn)。1）干熱滅菌設(shè)備連續(xù)式，隧道式干熱滅菌機(jī)。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的，前端與洗瓶機(jī)相連，中間有相對(duì)獨(dú)立的三部分組成：預(yù)熱、干熱滅菌、冷卻。后端設(shè)在無(wú)菌作業(yè)區(qū)。自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)能力強(qiáng)，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)。按干熱滅菌加熱原理來(lái)分：一種是熱空氣平行流滅菌，即熱層流式干熱滅菌機(jī)。它是將高溫?zé)峥諝饨?jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾，獲得潔凈度為百級(jí)單向流空氣，然后直接加熱。另一種是紅外線加熱滅菌，即輻射式干熱滅菌，它采用遠(yuǎn)紅外石英管加熱，采用輻射的熱傳遞原理，獲得百級(jí)的垂直平行流空氣屏保護(hù)，不受污染，可直接滅菌?；鹧鏈缇ǎ鹤茻亲顝氐住⒆詈?jiǎn)便、最迅速、最可靠的滅菌方法，適宜對(duì)不易被火焰損傷的物品、金屬、玻璃及瓷器等進(jìn)行滅菌。滅菌時(shí)只需將物品在火焰中加熱20s，或?qū)缇锲费杆偻ㄟ^(guò)火焰3-4次即可。2）濕熱蒸汽滅菌設(shè)備利用高壓蒸汽或常壓蒸汽進(jìn)行滅菌的設(shè)備。由于蒸汽潛熱大，穿透能力強(qiáng)，容易使蛋白質(zhì)變性或凝固，所以滅菌效率比干熱滅菌法高。濕熱滅菌設(shè)備可分以下幾類(lèi)按蒸汽滅菌方法分：高壓蒸汽滅菌器和流通蒸汽滅菌器按滅菌工藝分：高壓蒸汽滅菌器快冷式滅菌器、水浴式滅菌器、回轉(zhuǎn)水浴式滅菌器。濕熱滅菌設(shè)備物質(zhì)在滅菌器內(nèi)利用高溫高壓的水蒸氣或其他熱力學(xué)滅菌手段殺滅細(xì)菌的方法。蒸汽比熱容大，穿透力強(qiáng)，容易使蛋白質(zhì)變性或凝固，故其滅菌可靠，操作簡(jiǎn)便、易于控制，具有滅菌效率高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。是目前制劑生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種滅菌方法。缺點(diǎn)：對(duì)濕熱敏感食品不適用。高壓蒸汽滅菌器水浴式滅菌器整體為隧道結(jié)構(gòu)，一條運(yùn)載產(chǎn)品的輸送鏈帶穿過(guò)隧道，輸送帶的兩端有進(jìn)出罐的外圍輸送帶相聯(lián)。廣泛用于瓶裝產(chǎn)品等的滅菌，還可用于塑料瓶、塑料袋的滅菌也適用。采用計(jì)算機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)Fo值的自動(dòng)計(jì)算監(jiān)控滅菌過(guò)程，滅菌質(zhì)量高，先進(jìn)可靠。采用高溫?zé)崴苯訃娏芊绞綔缇?，滅菌結(jié)束后，又采用冷水間接噴淋進(jìn)行冷卻，既能保證食品溫度降至50℃以下，又克服了快速冷卻容易引起的爆瓶事故。去離子水作為載熱介質(zhì)對(duì)輸液瓶進(jìn)行加熱、升溫、保溫（滅菌）、冷卻。加熱和冷卻都在柜體外的板式交換器中進(jìn)行?；剞D(zhuǎn)式水浴滅菌器系統(tǒng)由兩個(gè)殺菌鍋和1個(gè)冷卻鍋構(gòu)成與水浴式滅菌器的區(qū)別在于產(chǎn)品瓶隨柜內(nèi)的旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，再加上噴淋水的強(qiáng)制對(duì)流，形成強(qiáng)立擾動(dòng)的均勻趨化溫度場(chǎng)，使藥液傳熱快、滅菌溫度均勻，提高了滅菌質(zhì)量，縮短了滅菌時(shí)間。休息一下！3）射線滅菌設(shè)備紫外線滅菌設(shè)備利用紫外燈管產(chǎn)生的紫外線照射殺滅微生物的設(shè)備。滅菌機(jī)理是紫外線作用于核酸蛋白質(zhì)，促使其變性，同時(shí)空氣受紫外線照射后產(chǎn)生微量的臭氧而起共同殺菌作用。一般用的波長(zhǎng)200~300nm，滅菌能力最強(qiáng)的波長(zhǎng)是254nm。特點(diǎn)：進(jìn)行直線傳播，可被不同的表面反射，穿透力微弱，但較易穿透清潔空氣及純凈水，適用于物體表面的滅菌、無(wú)菌室空氣的滅菌。對(duì)人體照射過(guò)久會(huì)發(fā)生皮膚燒傷（15分鐘），紅斑結(jié)膜炎等現(xiàn)象。因此，在操作前1~2h滅菌，操作開(kāi)始應(yīng)關(guān)閉。一般在6~15m3的空間可裝置30W的紫外燈一只，燈距地面距離為2.5~3m為宜，室內(nèi)相對(duì)濕度為45~60%，溫度為10~55℃，殺菌效果最理想。輻射滅菌設(shè)備是以放射性同位素γ射線殺菌的設(shè)備。將最終產(chǎn)品的容器和包裝通過(guò)暴露在適宜的放射源（60Co或137Cs）中輻射或在適宜的電子加速器中達(dá)到殺滅細(xì)菌的輻射器。優(yōu)點(diǎn)：不升高產(chǎn)品溫度，穿透性強(qiáng)，適合于不耐熱食品的滅菌。缺點(diǎn)：設(shè)備費(fèi)用高。對(duì)某些食品可能產(chǎn)生藥效降低，產(chǎn)生毒性物質(zhì)或發(fā)熱物質(zhì)，且溶液不如固體穩(wěn)定，用時(shí)要注意安全防護(hù)問(wèn)題。輻射保藏食品的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、殺死微生物效果顯著，劑量可據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；2、一定的劑量（＜5kGy）照射不會(huì)使食品發(fā)生感官上的明顯變化，即使使用高劑量（＞10kGy）照射，食品中總的化學(xué)變化也很微小3、食品不會(huì)留下任何殘留物4、食品在受射線照射過(guò)程中升溫甚微，可以忽略不計(jì)，可保持食品原有的新鮮感官特性。在冷凍狀態(tài)下也能進(jìn)行輻射處理5、放射線的穿透能力強(qiáng)、均勻、瞬間即逝，而且對(duì)其輻照過(guò)程可以進(jìn)行準(zhǔn)確控制6、食品可以在包裝以后不再拆包的情況下進(jìn)行輻照處理，節(jié)約了材料，也避免了在污染的可能7、操作適應(yīng)范圍廣。在同一射線處理場(chǎng)所，可以處理多種體積，狀態(tài)、類(lèi)型食品8、節(jié)約能源，自動(dòng)化可連續(xù)生產(chǎn)輻射劑量的單位

Ａ.Becquevel（貝克Bq）或Cuvie（居里Ci） 表示輻射強(qiáng)度(活度activity)的單位，一秒鐘衰變一個(gè)原子核時(shí)的輻射強(qiáng)度稱(chēng)為1貝克(1貝克(Bq)＝1蛻變/秒)。3.7x1010貝克＝1居里。Ｂ.Grey（葛雷）或rad（雷得） 葛雷是物質(zhì)吸收的輻射劑量單位(吸收劑量absorbeddose)，1公斤物質(zhì)吸收1焦耳能量的輻射線時(shí)稱(chēng)為1葛雷。100雷得＝1葛雷。Ｃ.Sievert（西弗）或rem（侖目） 西弗是考慮對(duì)生物體的影響測(cè)定的輻射等效劑量單位。當(dāng)人體是輻射的吸收對(duì)象時(shí)，等效劑量是侖目，100侖目＝1西弗。 計(jì)算式：雷得×射質(zhì)因素＝侖目。按照所要達(dá)到的目的把應(yīng)用于食品上的輻射分為三大類(lèi)輻射阿氏殺菌輻射巴氏殺菌輻射耐貯殺菌。1、輻射阿氏殺菌(radappertization)

此殺菌也稱(chēng)商業(yè)性殺菌，所使用的輻射劑量（10~50kGy）?？梢允故称分械奈⑸飻?shù)量減少到零或有限個(gè)數(shù)。最好配合低溫貯藏，否則會(huì)引起風(fēng)味、色澤和組織的變化。常用于肉類(lèi)和香料調(diào)味品的消毒。

2、輻照巴氏殺菌(radicidation)

利用輻照對(duì)食品進(jìn)行消毒與防腐，稱(chēng)為輻照巴氏殺菌,劑量范圍為5~10kGy。主要作用：殺滅除病毒與生芽孢菌以外的非芽孢病原菌，主要是沙門(mén)氏菌，以及腐敗微生物；保證食品室溫保藏的貨架穩(wěn)定性；3、輻射耐貯殺菌(radurization)

可提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數(shù)，并延長(zhǎng)新鮮食品的后熟期及保藏期。主要用于抑制發(fā)芽、延遲生理過(guò)程、殺蟲(chóng)（有害昆蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)）等方面。所用劑量在1~5kGy。食品輻照分類(lèi)食品輻射處理的輻射源

（電離輻射）(一)放射性燃料用于食品輻照處理通常采用放射性同位素鈷60（）作為輻射源。主要有β-粒子、γ-射線。(二)電子加速器：β-粒子或電子(三)X-射線源：(X-射線)魚(yú)品輻照裝置簡(jiǎn)圖射線輻射殺死各種微生物所用的最低劑量。

各種微生物致死劑量糧食經(jīng)輻照處理前后昆蟲(chóng)等害蟲(chóng)存活實(shí)驗(yàn)曲線a)未經(jīng)輻照處理，昆蟲(chóng)等急速繁殖;b)經(jīng)輻照處理后的四天昆蟲(chóng)等全部死亡；c)輻照裝置照片（局部）；d)部分水果蔬菜輻照產(chǎn)品；e)部分塑料輻照產(chǎn)品；g)部分肉類(lèi)輻照產(chǎn)品。c)e)d)g)a)b)d)c)g)e)電子輻射微波滅菌設(shè)備利用頻率為300MHz帶300KHz之間的電磁波殺滅細(xì)菌的設(shè)備。原理是由于極性分子可強(qiáng)烈吸收微波，在交流電場(chǎng)中，隨著電壓按高頻率交替的交換方向，正負(fù)電場(chǎng)的方向每秒鐘改變幾億次或幾十億次，極性水分子發(fā)生劇烈的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)并發(fā)熱，由于分子間的摩擦而產(chǎn)生的熱能達(dá)到滅菌的效果。特點(diǎn)：能穿透到介質(zhì)的深部，適用于水性注射液的滅菌，有些對(duì)高壓蒸汽滅菌不穩(wěn)定的食品（含有維生素等）用微波滅菌就比較穩(wěn)定。4）濾過(guò)除菌設(shè)備在無(wú)菌操作過(guò)程中用于液體或者氣體除菌使用的過(guò)濾器，機(jī)械除菌的方法，適用于對(duì)熱不穩(wěn)定的藥物溶液、氣體、水等滅菌。利用細(xì)菌不能通過(guò)致密具孔濾材的原理，除去對(duì)熱不穩(wěn)定的藥品溶液或液體物質(zhì)中的細(xì)菌，從而達(dá)到無(wú)菌的要求。特點(diǎn)：不需要加熱，可避免因過(guò)熱而破壞分解藥物成分濾過(guò)不僅將藥液中的微生物除去，而且除去微生物的尸體，減少藥品中熱原的產(chǎn)生。加壓、減壓都可以，一般在生產(chǎn)中采用加壓過(guò)濾。膜技術(shù)膜分離技術(shù)膜分離的概念：利用膜的選擇性（孔徑大小），以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動(dòng)力，由于溶液中各組分透過(guò)膜的遷移率不同而實(shí)現(xiàn)分離的一種技術(shù)。膜分離與物質(zhì)分子大小1.應(yīng)用主要用于分離流體中0.1~10m的微生物和微粒子微生物學(xué)檢查滅菌液體的產(chǎn)生2.材料纖維素酯類(lèi)，聚酰胺，聚氯乙烯，聚丙烯等微孔過(guò)濾（MF）1.優(yōu)點(diǎn)相態(tài)不變，無(wú)加熱，設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低2.膜的特性透水率、透鹽率、抗壓性等3.應(yīng)用脫鹽，食品的濃縮，超純水的制造等4.膜材料：醋酸纖維膜、芳香聚酰胺膜、高分子電解質(zhì)膜、無(wú)機(jī)質(zhì)膜等。反滲透（RO或HF）各種膜組件管式、中空纖維、螺旋卷繞式、平板式中空纖維式保留體積小單位體積中所含過(guò)濾面積大可以逆洗料液需要預(yù)處理單根纖維損壞時(shí)，需調(diào)整整個(gè)模件膜的應(yīng)用陶瓷膜芯中空纖維式膜組件中空纖維的應(yīng)用方式中空纖維超濾器

超濾裝置是以毛