美国FDA对杀菌釜的规定

一、美国FDA对卧式杀菌釜的规定

(US.Food and Drug Administration)

1. 简述：

静止高压杀菌釜为罐头工业早期就开始使用的主要设备。通常它是指间歇性操作并以不搅动的卧式或立式密闭高压容器，可供杀菌温度需要高于水沸点的低酸性食品杀菌之用。

2. 结构示意图：

3. 卧式杀菌釜的设计：

1. 蒸汽的供应

①.如果蒸汽量供应不充足就难以将杀菌釜内的空气全部赶出，加热升温就会因此而延缓，达不到预期的要求；杀菌温度就经常出现波动不稳定的现象。为此在杀菌操作期间蒸汽

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大冷水 溢水口 小冷水 空气入口 蒸汽 疏水阀 代表泄气阀 代表排汽阀 代表安全阀 代表异常排汽阀 管道的压力不得低于6.19kg/cm2。-

②.每只杀菌釜蒸汽进口管的大小应足以在合理的时间内将锅内的空气完全排除掉。蒸汽可以从杀菌锅顶部或底部进入，但必须和排放空气的部位处于相对的位置上。 ③.为了保证杀菌温度能精确地控制在0.5-1.0℃的波动范围内，在蒸汽进口管道上常装有直接操纵或空气操纵的自动控制阀及分支蒸汽管供升温期期间使用。前者管径应比后者小，以减少温度自动控制时的波动幅度。但是分支管的管径应和蒸汽供应管道相等以便自动控制系统失灵时手动操作。 ④.蒸汽散布管是蒸汽进入杀菌锅的延续部分，即有孔眼的蒸汽管，以便蒸汽能均匀地分布在釜内。卧式杀菌釜的蒸汽散布管的长度应和锅长相同，它的孔眼设置于蒸汽管顶部90处，蒸汽散布管的中部则和来自釜外的蒸汽供应管相连。 ⑤.蒸汽散布管的上方严禁有任何的挡板.

⑥.如果锅长超过6m，则离杀菌锅两端1/4锅长处各自安装蒸汽供应管一根，分别和同一个蒸汽散布管相连；还可以装上双排平行的蒸汽散布管。 -

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。

锅长大于 6m

锅长大于6m

至于蒸汽散布管上的孔眼的数目则应根据管上所有孔眼的横断面积之和必须比蒸汽供应管的横断面积大1/2-2倍的要求加以确定。蒸汽散布管上所需的孔眼数目可参考下表：

蒸汽散布管管径（mm） 孔眼直径（mm） 4.8 6.4 9.6 12.5 26 47-62 27-36 32 81-108 45-60 38 111-148 63-84 28-37 15-20 51 183-244 102-137 45-60 26-36 64 260-346 147-196 66-88 36-48 ------ ------ ------ ------ 2. 空气的排除

罐头食品必须在“纯粹”（不含空气）的蒸汽中杀菌才能取得良好的杀菌效果。因为空气是热的不良导体，处于罐头周围会形成绝热层，影响罐头的杀菌效果；此外高温条件下存在于蒸汽中的空气还会导致罐体尤其是卷封处的锈蚀。

实际上装满罐头的卧式杀菌锅内尚有70%-80%的空间充满着空

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气，杀菌前如果没有将锅内的空气排除干净，锅内就会存在冷区，热量分布不均匀，罐头的杀菌效果就不一致，从而导致品质问题。 为此杀菌都设有排气孔道，直接装上阀门或和有阀门控制的管道相连接。对排气管有如下要求：

1. 必须保证杀菌正式开始前将锅内的空气排除干净。 2. 必须安装在和杀菌锅进蒸汽部位相对的位置上。

3. 尽可能不使用球阀，因为蒸汽与空气流经此阀门是将受到阻力而降低排气效率。

4. 卧式杀菌锅的排气孔道位于锅顶，离两端50cm处各设一个，而后每1.5m增设一个，通常和25mm管径的管道相平行。 5. 排气管道以及所有增接的并和外界畅通的管道、总集气管或集气室等越短越好。卧式杀菌锅上的各排气管通常全部连接在总排气管上，而且只有它的末端的邻近处才装有阀门。所有的排气管和集气管还可以和不再装有控制阀门的集气室相连。

6. 排气管道的管径必须大于蒸汽供应管，而集气管和集气室的横断面积应等于和它相连的所有排气管道的总横断面积。卧式杀菌锅长度小于4.6m时集气管的管径应为32mm；4.6-6.2m时为64mm；6.2-9.2m时为76mm这是因为杀菌釜越长和它相连的排气管道就越多。

7. 排气孔道不宜设立在排水管道系统上。比如溢水管须同时用作排气管时，它的管道应有中断处（和外界相通），避免

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排气时管道内的积水对其有反压影响。

8. 杀菌锅内的空气排除方法应取决于杀菌锅的型号、大小和形状，以及蒸汽的压力和供应量、锅内罐头堆放情况、所需加热升温期、空气排出时所受到的阻力等因素。 9. 泄气阀的设置：

①.泄气阀是为排除随蒸汽进入的空气和促使釜内和测温室内蒸汽不断循环而设置的孔道。

② .杀菌锅顶部离每端31cm左右至少有一个泄气阀，每隔2.5m增设一个。

3. 水的供应与排除

1. 水管管路阀门应选用球阀。阀门必须完整良好，保证不会有冷水滴入锅内而导致杀菌不足。

2. 排水管径一般采用35-50mm，当锅长超过4.5m时管径应增大至63mm以上。水管管路阀门应选用球阀 4. 仪表的设计

水银温度计 它是正确显示杀菌温度的最主要的仪表。为了防止其破碎，常有金属护罩。

? 在18cm长度内所刻的摄氏标准差在60℃以下（如65-125℃），而分度则为0.5-1.0℃，并以0.5℃为最好。 ? 温度计应装在便于读数的位置上，或插入锅内，或装于锅侧的测温室内。和测温室相连的锅壁上至少应设有直径在20mm以上的孔眼。温度计周围应有充分的蒸汽流过以正

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化，而且罐子的卷封处会受热膨胀，这样就会造成卷封处形成暂时性或永久性的缝隙。在罐体冷却时罐内的压力下降，这样罐头就有可能在内外压力差的作用下吸入少量的冷却水，如果冷却水的微生物超标就会导致罐头内的食品染菌，成为以后罐头在储存和运输过程中出现变质腐败的根源。根据不少人的研究结果表明如果冷却水中的活菌数在10个/ml以上，罐头就不会因此而变质。再者根据研究结果表明在水中加氯后，在水中的余氯为1ppm的情况下可使两家罐头厂冷却水中的细菌含量各自从9000和10000个/ml降低到不超过25个/ml。因而在冷却水中加氯是不无道理的。 ②. 巴什福德（Bashford）建议水中的余氯含量1ppm和接触时间为20-30min为宜，但是余氯的具体标准根据罐头厂的实际情况而定。次氯酸盐现在为罐头工厂最常用的消毒剂。

③. 次氯酸盐溶于水中显碱性而且能释放出游离态的氧，如 果含量过高会对罐体擦伤处造成锈蚀。

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二、二次杀菌的有关常识

1.罐头食品的酸度分类

各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，而各种食品的酸度或pH差异故在各食品中出现的腐败菌也将不同。因此，罐头食品有不同的杀菌对象。根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，罐头食品按照pH值常分为四类：低酸性、中酸性、酸性、高酸性。

在罐头工业中酸性食品与低酸性食品的分界线以pH=4.6为标准.任何工业生产的罐头食品中最后平pH值高于4.6以上和水分活度大于0.85即为低酸性食品.

肉毒杆菌有A、B、C、D、E等六种类型,食品中常见的为A 、B、C三种,其中A、B型芽孢的耐酸性较E型强.它们在适宜条件下时能产生致命的外毒素.对人的致死率可达65%(戴克Dack,1956).肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌,广泛存在于自然界,主要来自于土壤,故存在于原料的可能性很大.罐头的缺氧条件又对它的生长和产毒颇为适宜,因此罐头食品杀菌时以破坏它的芽孢为最低的要求.pH值低于4.6的食品中才能生长并有害于人体健康.因此pH值大于4.6的罐头食品杀菌时必须保证将它全部杀死.故而肉毒杆菌能生长的最低pH值成为两类食品分界的标准线.

在低酸性食品中尚有存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧P.A3679 生芽孢梭状芽孢杆菌的菌株,它不产毒素,常被选为低酸性食品

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罐头杀菌时供试验的对象菌.如此确定的杀菌工艺条件显然将进一步提高罐头杀菌的可靠性.不过在低酸性食品中尚有抗热性更强的平酸菌如嗜热芽孢杆菌,它需要更高的杀菌工艺条件才会完全遭到破坏.

PH=4.6照理成为中酸性和酸性食品间分解线,但是中酸性食品中曾出现过像嗜热解糖梭状芽孢杆菌那样的耐热性极强的解糖厌氧菌,它对杀菌强度的要求和低酸性食品的要求一样,因而中酸性食品被列为低酸性食品一类,统称为低酸性食品. 酸性食品和高酸性食品间曾以pH4.0为分界线，因pH值低于4.0的罐头食品中，热力杀菌后很少会有芽孢生长。但是最后来发现食品严重污染时某些腐败菌如凝结芽孢杆菌在pH值低达3.7时仍能生，因此pH值3.7就成为这两类食品的分界线。

酸度级别 低酸性 pH值 食品种类 常见腐败菌 热力杀菌要求 中酸性 虾、蟹、贝类、牛、5.0以上 猪、羊肉 嗜热菌、嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌 蔬菜肉类混合制品、面条等 4.6～5.0 荔枝、龙眼、桃、樱非芽孢耐热菌、耐热芽孢3.7～4.6 桃、梨、苹果、草莓、菌 什锦水果等 高温杀菌 105～121℃ 酸性 沸水或100℃以下介质中杀菌 高酸性 3.7以下 菠萝、杏、葡萄、柠檬、果冻、柠檬汁、酸泡菜等 酵母、霉菌、酶

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2.有关二次杀菌的专业术语

? F值：在一定致死温度下杀死一定浓度的细菌所需要的加热时间。一般可用121℃（250°F）来表示。

? D值：在一定的处境中和在一定 的热力致死温度条件下某

细菌数群中每杀死90%原有残存活菌数所需的时间。

? Z值：热力致死时间和仿热力致死时间曲线横过一个对数循环所需要的温度（变化值）。它为热致死时间或热致死率按照1/10或10倍变化时相应的加热温度的变化（℃）。 ? TDT：（Thermal Death Time）就是热力致死温度保持不变，将处于一定条件下的悬浮液或食品内中某一菌种的细胞或芽孢数全部杀死所必需的最短的热处理时间（min）。 ? 细菌的分类：根据温度适应范围，细菌可分成以下几类： 耐冷（能耐冷的）细菌：一种嗜冷菌或嗜温菌，不管最佳生长温度如何，能在7℃或7℃以下生长繁殖。

嗜冷（喜欢冷的）细菌：在20℃以下具有最佳生长温度。 嗜温（嗜中温的）细菌：在20-44℃之间有最佳生长温度。 嗜热（喜欢热的）细菌：在45-60℃之间有最佳生长温度。 耐热（能耐热的）细菌：能耐70℃以上的高温，即使在高温下它们不能生长繁殖，但能抵抗这些高温而不被杀死。

大多数微生物能从空气中得到氧，这叫需氧微生物。而其它微生物从它们的食物中获得能量时不需要自由氧，这叫厌氧微生物。有些细菌在有氧和无氧时都能生长，叫兼性厌氧微生物。需氧菌

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和兼性厌氧菌一般通过发酵有机化合物来获得能量，化学上，这是一种不完全氧化过程，因此形成有机代谢产物。 ? 细菌生长曲线：

细菌数量（log） 时间 a 延迟期 b 对数生长期

c 稳定期 d 衰亡期

在细菌开始繁殖之前通常有一些缓慢，因为它们必须适应新环境，这一生长阶段（a）称为延迟期（迟缓期），迟缓期的原因也可能是培养液中的细菌处于休眠状态，例如，它可能在接种前一直在低温下贮存。迟缓期的长度根据接种时被抑制细菌的数目而定，如果使用活性生长细菌，不需要一个迟缓期，细菌会立即开始繁殖。迟缓期后细菌开始前几个小时的迅速繁殖，这个时期(b)称为对数生长期，因为繁殖以对数速度进行。

与此同时，培养液中积累了有毒的代谢产物，因此，随之而来的是细菌的繁殖速度减慢，同时，细菌不断死亡，以致旧细胞的死亡和新细胞的形成达到平衡状态，这一阶段(c)称为稳定期。 在下一阶段(d)新细胞的形成完全停止，旧细胞相继死亡，最终

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