[其他]无菌食品加工装置和方法

说明书

本发明概括地涉及一种有关可用泵输送的，特别是低酸度的非均相食品的无菌加工过程的重大改进方法与设备。更具体地说，发明涉及这样的一种方法与装置，该装置是由一台使产物流率恒定，置于换热器与持料管下游的计量设备和一台放在流程的最上游使食品物料流基本上保持恒压的装置共同组成的。

工业规模的传统的罐头食品加工方法及装罐头方法一般说来是先将所选定的食品原料装入罐头，随后将罐头密封，并进而在升温与加压的条件下将该罐头食品用蒸汽加热相当一段时间。这样的加工方法已经用了许多许多年了，然而却仍然存在许多重大的困难。例如，这种罐头加工过程的成本相当可观，这不仅因为这种加工过程能量消耗大，而且为了在适于装填罐头食品的季节期内装填食品罐头，必须事先贮存大量各种各样的昂贵的罐头。此外，为蒸煮罐头食品所需要的相当苛刻的蒸煮条件不可避免地导致食品的感官特性（如：味道，颜色以及颗粒均匀性）发生衰变。

因此，食品加工商为了在降低成本的同时，改进食品的感官特性与营养价值，在过去的若干年内已经研究出一些改进食品加工的方法。在这些方法中有一项建议就是要采用所谓的无菌加工与包装。概括地讲，为了对食品进行无菌化处理，加工过程需包括包装之前为了灭菌的连续蒸煮过程，以及随后在无菌的条件下包装。无菌加工食品的技术最初是在本世纪40年代开发的。但只是在最近几年中，食品加工商们才开始广泛应用这一技术。与习惯所采用的罐头食品加工工艺相比较，无菌食品加工的优点是多方面的，例如：可以降低能耗及包装成本，并具有较高的加工速率。此外，有的时候这种方法还具有改进食品感官特性的作用。

目前，食品的无菌加工主要集中在像布丁与果汁这样一类的均相或流态的产品方面。此外，这类产品中的许多种都具有较强的酸性（PH＜4.6），其中所需要的蒸煮温度与蒸煮时间都比较低和少。并且在这种情况下，食品由于加工处理得不合适而产生的对人身体的毒害作用可以忽略。

这种均相的高酸度食品的无菌加工过程一般包括使用一个加压与无菌化的消毒系统。该系统的前头有一台将食品原料计量并连续地运往加工段的容积式泵。加工工段包括一台或多台细长的热交换器以及一段用以中间存留食品的管道，最后还有一系列用以冷却食品的冷却换热器。在加工段的下游一般还配备有气动的反压阀以产生一定的节流作用并维持系统的压力。

有关食品无菌加工的管理条例中称：食品物料流的无菌化（消毒）过程应当决定于它们在持料管内的时间-温度条件。因此，食物在位于持料管前面的换热器中被加热到灭菌温度所需要的时间，以及它们在任何其它管道内所停留的时间就不能计算在内。因此，为了建立一个安全的，在工业上可行的加工过程，保证食品在持料管内的时间-温度关系的准确性是极其重要的。

目前有关的管理条例还规定：计量泵必须安放在持料管的上游，而且必须使物料能在所需要的流率下流动。因此，前面的计量系统在物料进入打头的换热器以及持料管之前，在加工系统的上游端就得计量下食品物料的流率（即，不论其后压力怎么变化，都应能有恒定的产品流率）。

上述的系统对于酸性较强的均相食品物料能给出满意的结果，但是，这种系统对于如汤料、炖菜（stews），以及辣味食品（chillies）这样一类酸性比较弱的非均相食品则是极其无效的。例如，系统中反压阀的存在对于非均相食品说来是不能允许的。因为食品物料在通过这种阀的时候会产生相当大的阻塞作用，从而使得通过该阀的食物颗粒不可避免地被捣碎降质，有时甚至被捣成糊状。于是，有人建议采用其它类型的装置来加工处理弱酸性非均相的食物。其中的一个建议就是采用一旋转式的容积式泵代替位于加工段下游的反压阀。由于下游泵的操作速度比前置的计量泵低，因此形成了系统压力。另一个想法就是要采用一个无菌加压缓冲罐来达到产生系统压力的目的。这二种方法虽然从理论上讲能实现对低酸度、非均相食品进行无菌加工，但是都具有极为严重的缺陷。事实上，所存在的这些严重缺陷是如此的难以克服，以致于到目前为止，在工业上还未见到有一套采用这类想法的对低酸度、非均相食物进行无菌加工的装置。即便为了达到工业化的目的，人们对于开发这类工艺与设备有着极其广泛的兴趣，情况也还是这样。