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全自动杀菌釜在铝箔袋装方便菜杀菌中的工艺参数优化

发表时间:2025-08-25

全自动杀菌釜凭借精准的温度、压力与时间控制能力,能有效杀灭铝箔袋装方便菜中的致病菌(如沙门氏菌、李斯特菌)与腐败微生物,同时很大程度保留菜品的色泽、口感、营养及包装完整性其工艺参数优化需围绕“杀菌彻底性”与“产品品质保留”两大核心目标,结合方便菜的食材特性(如水分含量、pH值、脂肪比例)、包装特性(铝箔袋阻隔性、耐热耐压性)展开,具体优化方向可从以下几方面深入分析:

一、核心杀菌参数优化:平衡杀菌效率与品质损伤

1. 杀菌温度:适配食材热敏性,锚定微生物致死阈值

杀菌温度是决定全自动杀菌釜杀菌效果的核心参数,需根据方便菜中目标致病菌的耐热性与食材热敏成分(如维生素、风味物质)的耐受度确定。多数方便菜(如肉类、豆制品类)的目标致病菌(如肉毒杆菌芽孢)在115-121℃区间内致死速率较快,而蔬菜类方便菜(如菌菇、绿叶菜)的热敏性更强,过高温度易导致细胞壁破裂、软烂失形。

优化时需分品类设定温度:对于高蛋白、低水分的方便菜(如卤味牛肉、红烧排骨),可将杀菌温度设定为121℃,此时芽孢类微生物的D值(杀灭90%微生物所需时间)显著缩短,能在较短时间内实现商业无菌;对于高水分、高纤维的蔬菜类方便菜(如香菇滑鸡、蒜蓉西兰花),则需将温度降至115-118℃,避免蔬菜因高温过度软化,同时通过延长保温时间弥补温度降低带来的杀菌效率差异。此外,需通过预实验验证温度上限 —— 若铝箔袋在121℃下出现热收缩变形(如袋体褶皱、封口渗漏),需适当下调温度至118℃,并同步调整其他参数以保证杀菌效果。

2. 保温时间:精准匹配温度,避免过度杀菌

保温时间需与杀菌温度协同优化,遵循“高温短时间、低温长时间”原则,核心是在达到杀菌目标(F值,即等效杀菌效果)的前提下,食材品质损伤尽可能的小。不同品类方便菜的F值需求不同:例如,真空包装的肉类方便菜需满足F₀值(121℃下等效杀菌时间)≥3.0,以杀灭肉毒杆菌芽孢;而酸性方便菜(如番茄牛腩,pH4.5)因酸性环境抑制芽孢萌发,F₀值可降至1.5-2.0

优化时需通过微生物验证实验确定基准时间:以121℃杀菌的卤味鸭翅为例,初始设定保温时间15分钟,经微生物检测发现残留少量蜡样芽孢杆菌,此时需在保持温度不变的前提下,将保温时间延长至18分钟,再次检测确认无菌后,以18分钟作为基准;若延长至20分钟时,发现鸭翅肉质变柴、风味流失(如卤香变淡),则需回调至18分钟,并通过调整升温速率辅助优化。同时,需考虑食材块度 —— 大块肉类(如整只鸡腿)的热传导速率较慢,保温时间需比小块肉类(如鸡丁)延长3-5分钟,避免中心温度未达杀菌温度导致的杀菌不彻底。

3. 升温与降温速率:减少温度冲击,保护包装与食材

升温速率过快易导致铝箔袋内外压力差骤增,引发袋体膨胀、封口处开裂;降温速率过慢则会使食材在高温区停留时间过长,加剧营养流失与品质劣变,因此需对升降温速率进行精细化控制。

升温阶段优化:采用“阶梯式升温”替代匀速升温,例如,从常温升至80℃时,速率控制为3-5/min,避免初始阶段袋内空气受热快速膨胀;从80℃升至杀菌温度(如121℃)时,速率降至 2-3/min,此时铝箔袋已初步适应压力变化,缓慢升温可减少袋体与釜内压力差,防止渗漏。对于易起泡的方便菜(如含汤汁的酸菜鱼),升温速率需进一步放缓至1.5-2/min,避免汤汁因快速升温产生大量气泡,导致袋内压力骤升。

降温阶段优化:采用“分段降温+反压控制”,在保温结束后,先通过循环水将温度从杀菌温度降至90℃,速率控制为4-5/min,此时釜内保持反压(如0.12-0.15MPa),平衡袋内压力,防止铝箔袋因温度骤降而收缩变形;再从90℃降至40℃以下,速率可提升至 5-6/min,此时食材已基本定型,快速降温可减少微生物复萌风险,同时保留食材的脆嫩口感(如蔬菜类的爽脆度)。若降温后发现袋内有冷凝水导致食材受潮(如干煸豆角变软),需适当降低降温速率至3-4/min,延长降温时间以减少冷凝水生成。

二、辅助工艺参数优化:保障杀菌稳定性与包装安全性

1. 釜内压力:平衡包装内外,防止袋体破损

铝箔袋的耐内压性能有限,杀菌过程中袋内空气、水蒸气受热膨胀,若釜内压力低于袋内压力,易导致袋体鼓胀、封口渗漏甚至破裂;而压力过高则可能将袋体压瘪,影响菜品形态。

优化时需分阶段控制压力:升温阶段,釜内压力需略高于袋内压力(如升温至100℃时,釜压设定为0.10MPa,袋内压力约0.08MPa),避免袋体膨胀;保温阶段,根据杀菌温度匹配压力 ——121℃时,釜压需设定为0.12-0.13MPa,与袋内水蒸气压力(约0.12MPa)持平,防止袋体变形;降温阶段,保持反压至温度降至 40℃以下,反压值需随温度降低逐步下调(如90℃时反压0.10MPa60℃时降至 0.08MPa),避免因压力差导致袋体收缩或破损。此外,需针对不同厚度的铝箔袋调整压力:厚壁铝箔袋(厚度≥12μm)耐压力较强,反压可略高(如0.13MPa);薄壁铝箔袋(厚度≤10μm)则需降低反压至0.11MPa,防止袋体被压破。

2. 水循环速率:保证釜内温度均匀,避免局部杀菌不足

全自动杀菌釜多采用水循环加热方式,水循环速率直接影响釜内温度分布均匀性 —— 速率过慢易导致釜内出现温度死角(如釜体边缘温度低于中心温度),造成部分产品杀菌不彻底;速率过快则可能引发袋体相互碰撞、摩擦,导致袋面划伤或封口磨损。

优化时需根据釜体容积与装袋量调整速率:对于500L的台式杀菌釜,装袋量为釜容积的70%(约 350L)时,水循环速率设定为8-10m3/h,此时釜内温度差可控制在±0.5℃以内,确保所有铝箔袋受热均匀;若装袋量增加至80%,需将速率提升至10-12m3/h,避免袋体堆叠导致水流不畅,形成局部低温区。同时,需检查釜内水循环管路布局 —— 若发现靠近釜壁的产品杀菌后仍有微生物残留,可能是管路出口分布不均,需调整管路方向(如增加侧壁出口),并同步提升水循环速率至12m3/h,消除温度死角。

3. 装袋密度:避免堆叠遮挡,确保热传导均匀

铝箔袋装方便菜在全自动杀菌釜内的摆放密度与方式,直接影响热传导效率 —— 过度堆叠会导致袋体之间无间隙,热水无法充分接触袋面,造成内部产品受热缓慢,杀菌不彻底;而密度过低则会浪费釜内空间,降低生产效率。

优化时需根据袋体尺寸(如15cm×20cm的长方形袋)与全自动杀菌釜内托盘结构设定装袋量:对于分层托盘,每层摆放时需保证袋体之间留有1-2cm间隙,且袋体开口端(封口处)朝向同一方向,避免封口处被挤压导致渗漏;对于无分层的釜体,需控制装袋密度不超过釜容积的80%,且避免袋体堆叠超过3层,防止底层袋体被上层重量压瘪,影响热传导,例如,在300L杀菌釜中,摆放15cm×20cm 的红烧肉方便袋(每袋200g)时,每层摆放20袋,共摆3层,总装袋量12kg,此时水流可在袋间顺畅循环,所有袋体的中心温度达到杀菌温度的时间差不超过2分钟,有效避免局部杀菌不足。

三、特殊场景参数优化:应对食材与包装的差异化需求

1. 含汤汁方便菜:控制压力与降温,防止汤汁溢出

含汤汁的方便菜(如酸辣粉、咖喱饭)在杀菌过程中,汤汁受热易沸腾产生气泡,若压力控制不当,易导致汤汁从封口处溢出,污染袋体或影响杀菌效果。优化时需重点调整反压与降温速率:升温阶段,反压需比无汤汁产品高0.02-0.03MPa(如121℃时反压设定为0.15MPa),抑制汤汁沸腾;降温阶段,在温度降至95℃前,保持反压不变,避免因压力骤降导致汤汁“暴沸”溢出,待温度降至95℃以下(汤汁沸点降低),再逐步下调反压。

2. 铝箔袋厚度差异:匹配压力与温度,避免包装损伤

不同厚度的铝箔袋(如8μm12μm15μm)耐热耐压性不同:8μm薄壁袋在121℃、0.13MPa下易出现封口热封强度下降,需将温度降至118℃,反压降至0.11MPa15μm厚壁袋耐热性更强,可维持121℃杀菌温度,但需延长升温时间(如从常温升至121℃需30分钟,比薄壁袋多5分钟),避免袋体因内外温差过大产生应力开裂。

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