食品的熱力殺菌是確保食品安全的重要環(huán)節(jié)，世界各國和我國的有關(guān)政府機(jī)構(gòu)和食品業(yè)界都對于熱力殺菌予以深切關(guān)注。當(dāng)前，設(shè)備的熱分布測試已成為為驗證殺菌設(shè)備優(yōu)劣的重要手段，產(chǎn)品熱穿透測試也為評估食品安全性的重要指標(biāo)。五年多來，本機(jī)構(gòu)對國內(nèi)數(shù)以千計的熱力殺菌設(shè)備和包裝食品熱穿透測試，發(fā)現(xiàn)了一些共性的問題。針對我國熱力殺菌領(lǐng)域的現(xiàn)狀，在此就食品熱力殺菌中的若干問題進(jìn)行一些探討。

一、 熱力殺菌設(shè)備問題

    近年來國內(nèi)涌現(xiàn)出了很多專業(yè)的熱力殺菌設(shè)備制造企業(yè)，其產(chǎn)品無論從設(shè)備的外觀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和控制儀表都呈現(xiàn)了新的形象，使我國殺菌設(shè)備的品質(zhì)有所提升，但也還存在著一些值得改進(jìn)和探討之處。

    1、 熱力殺菌設(shè)備兼容性問題

    不少殺菌設(shè)備廠制造了熱水噴淋式殺菌鍋，因為它的溫控和空氣加壓系統(tǒng)是獨立分別控制的，所以這種殺菌鍋適宜于軟包裝產(chǎn)品殺菌。有的生產(chǎn)企業(yè)不僅生產(chǎn)軟包裝產(chǎn)品，也生產(chǎn)馬口鐵罐裝食品，但“水殺”容易引起非印鐵罐的罐外生銹，而改用“汽殺”的話，殺菌設(shè)備沒有安裝排氣管、泄氣閥，必須要再改裝。有些設(shè)備廠商的銷售人員不一定了解“水殺”和“汽殺”的要點，往往在銷售前都說什么產(chǎn)品都可以“殺”。當(dāng)生產(chǎn)企業(yè)需要用“水殺”鍋作純蒸汽殺菌時，就會帶來如下問題：

    ① 如用“水殺”的殺菌鍋用于“汽殺”時，往往要對新的“水殺”殺菌鍋就進(jìn)行改造，增加排氣管、泄氣閥、蒸汽散布用的噴汽管等工作。

    ② 在改造過程中，往往是由殺菌鍋的制造廠的安裝人員在現(xiàn)場改裝，這些安裝人員未必能正確了解純蒸汽殺菌鍋的配置要求，往往會就地取材將就配置，其結(jié)果是改裝后的殺菌鍋仍不能符合蒸汽殺菌要求，于是又產(chǎn)生了“二次”改造。

    ③ “水殺”菌的殺菌鍋門絕大部分是采用壓縮空氣“氣頂式”來密封殺菌鍋門，此種密封的方法用于“水殺”時，因為熱水溫度和空氣壓力是分別獨立控制的，又因為傳熱介質(zhì)是熱水，所以壓縮空氣從門的密封圈部位泄漏至殺菌鍋內(nèi)不會影響熱水的溫度。但一旦“氣頂式”密封用于蒸汽殺菌，雖經(jīng)過排氣工序，但該種密封方式將導(dǎo)致空氣又進(jìn)入殺菌鍋內(nèi)，由于空氣團(tuán)的游動，使殺菌鍋內(nèi)的溫度變得不均勻（在以下第2節(jié)中圖解說明）。

    ④ 從本機(jī)構(gòu)所開展的熱分布測試的數(shù)據(jù)看，因為殺菌鍋門用壓縮空氣“氣頂式”頂緊門的作法竟使殺菌鍋內(nèi)的溫度差異達(dá)3-9℃，影響熱分布的均勻性，導(dǎo)致食品安全的嚴(yán)重事故。其實，殺菌鍋制造單位可以稍加改進(jìn)設(shè)計，也只需增加少量材料就可制造出汽殺和水殺兼容的殺菌鍋。

    2、熱力殺菌設(shè)備配置不規(guī)范

    有的殺菌設(shè)備配置不符合熱力殺菌的規(guī)范，主要表現(xiàn)在下列幾個方面：

    ① 排氣的配置不規(guī)范
    有的工廠將截止閥用作排氣閥；排氣集氣管的截面積有小于幾條排氣支管的截面積總和的配置情況。
    準(zhǔn)確的排氣應(yīng)使用符合規(guī)范的閘閥，因為截止閥幾乎會縮小一半流通面積，而閘閥不會改變排氣通徑，所以規(guī)定要使用閘閥。另外排氣集氣管的截面積應(yīng)大于排氣支管的截面積總和，否則會形成排氣過程的進(jìn)口大出口小的阻塞狀態(tài)。影響正常排氣。

    ② 泄氣閥孔徑不規(guī)范

    孔徑隨意配置，孔普遍太大（有4-10mm都有），使用者為了減少車間內(nèi)蒸汽彌漫隨意開打關(guān)小，不能做到規(guī)范的泄氣的條件（規(guī)范為開足泄氣閥）。
    熱力殺菌法規(guī)都列出，殺菌鍋上的泄氣閥孔徑為≥3 mm, 水銀溫度計旁的泄氣閥≥1.5 mm，實踐證明，按上述孔徑開足殺菌，既符合技術(shù)要求，又可節(jié)約蒸汽。

    ③蒸汽擴(kuò)散管不規(guī)范
    蒸汽擴(kuò)散管的噴氣孔截面積之和與蒸汽進(jìn)汽管最小截面積之比值不符合法規(guī)的1.5-2.0之內(nèi)。
蒸汽擴(kuò)散管的噴氣孔截面積之和與蒸汽進(jìn)汽管最小截面積之比值1.5-2.0倍的，它是由前人總結(jié)出的實驗數(shù)據(jù)，為中外法規(guī)一致采用。

    ③ 水銀溫度計配置不合理
    水銀溫度計是比較穩(wěn)定的溫度指示器，所以中外法規(guī)都有規(guī)定，每個殺菌鍋必須要安裝校準(zhǔn)過的水銀溫度計，因為水銀溫度計計量準(zhǔn)確，穩(wěn)定性相當(dāng)好，不會無故變化。但不少連續(xù)低溫殺菌機(jī)均均不配備水銀溫度計。有些殺菌鍋因配備了電子顯示屏，也就不安裝水銀溫度計，這是不恰當(dāng)?shù)�。電子指示溫度計的�?shù)值很易調(diào)改，它可能因無校準(zhǔn)，或未及時校準(zhǔn)，溫度數(shù)據(jù)出入會很大。以前FDA的規(guī)定中只認(rèn)可水銀溫度計，近年來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，F(xiàn)DA也與時俱進(jìn)認(rèn)可了電子溫度顯示器，但必須與水銀溫度計校準(zhǔn)同步。
    有的殺菌鍋上配置了兩支80-135℃溫度計，當(dāng)詢問操作人員，你看哪一個溫度計時，回答大致是統(tǒng)一的，要看溫度指示較低的那個。其實這樣表明兩個溫度計只是用了一個，那么兩個溫度計有一個是沒用的。我們認(rèn)為最好將在殺菌鍋上的兩個溫度計中，一個用符合規(guī)范刻度（每℃≥2.7mm）的經(jīng)校準(zhǔn)過的80-135℃較高精度的水銀溫度計，用于殺菌恒溫階段的溫度指示；因為80-135℃無法指示出低于80℃以下的溫度，所以另一支溫度計可采用量程較寬的一般普通精度的0-150℃溫度計。對于冷卻階段溫度指示的溫度計，也可用非水銀溫度計，如圓盤指針式溫度計。

    ④ 壓力表量程不規(guī)范
    有的工廠壓力表配置不規(guī)范,甚至于安裝了1.6 Mpa 量程的壓力表。如殺菌溫度為121℃，它所對應(yīng)的表壓力值約為0.1036 Mpa , 如用大量程的表面指示出小數(shù)值時，幾乎就在起步線上，讀數(shù)精度低，相對誤差較大。
    準(zhǔn)確的量程最好使工作顯示壓力在整個量程的½位置較為合宜，這樣使分度刻度值較為大而清晰，相對誤差較小。

    ⑤ 殺菌鍋門的密封方式錯誤
    采用外加壓縮空氣用“氣頂式”來密封殺菌鍋門的方式，如用于純蒸汽“汽殺”，會導(dǎo)致空氣漏入殺菌鍋，引起殺菌鍋內(nèi)溫度分布不均勻，導(dǎo)致部分產(chǎn)品受熱力殺菌不足的食品安全事故。
    “氣頂式”密封殺菌鍋門的形式，在空氣頂出密封膠圈的同時，有可能使外加的壓縮空氣導(dǎo)入殺菌鍋內(nèi)。
    改進(jìn)的方法可以采用蒸汽替換壓縮空氣的方式，這樣可以杜絕空氣進(jìn)入殺菌鍋內(nèi)，或換用蒸汽“自漲式”的密封方式來密封鍋門。

    3、殺菌鍋控溫方式不適當(dāng)

    熱力殺菌恒溫階段要求有恒定的溫度，對于純蒸汽殺菌，過去手動操作可以目視壓力表調(diào)整進(jìn)汽閥已獲得穩(wěn)定的殺菌鍋內(nèi)壓力，同時也獲得相應(yīng)穩(wěn)定的殺菌溫度，有經(jīng)驗的殺菌操作人員可以使恒溫階段的恒溫曲線相當(dāng)平穩(wěn)。

    現(xiàn)在絕大多數(shù)殺菌鍋均配備了自動溫度控制器，但目前控溫方式有兩種方式是合宜的：

    ① 蒸汽比例薄膜調(diào)節(jié)閥：這是傳統(tǒng)的控制方式，控溫精度高，控溫曲線平穩(wěn)，但成本較高。

    ② 蒸汽比例氣動調(diào)節(jié)閥：這是近年來隨著電子數(shù)字技術(shù)的發(fā)展出的電子氣動組合的控溫手段，雖然控溫曲線平穩(wěn)尚不及蒸汽比例薄膜調(diào)節(jié)閥，但控溫精度較高，且成本可以比薄膜閥低。然而也有的殺菌鍋制造廠安裝了不適當(dāng)?shù)暮唵慰販胤绞�，用蒸汽通斷方式自動控溫。這種控制方式是當(dāng)達(dá)到殺菌溫度后，就關(guān)閉蒸汽閥，當(dāng)溫度低了又打開蒸汽閥。有用氣動的，也有用電動的。這種控溫方式形成了鋸齒形階梯型溫度曲線，對于這種控溫方式熱分布數(shù)據(jù)顯示，其殺菌鍋內(nèi)的溫度分布也是不夠均勻的。雖然這種控溫方式成本是低的，但對于食品熱力殺菌是不適當(dāng)?shù)摹?br />
二、 熱分布和熱穿透測試概念部分淆惑

    當(dāng)今，熱分布測試已經(jīng)是評估殺菌設(shè)備溫度分布是否均勻的一個重要手段，但對于熱分布測試中也存在著一些概念上的淆惑。

    1、熱分布測試是驗證熱力殺菌設(shè)備溫度分布的均勻性，以判斷評估熱力殺菌設(shè)備滿足食品熱力殺菌的能力，所以在熱分布測試前首先要對殺菌設(shè)備作一個“調(diào)查”，最好了解測試的殺菌鍋是否合乎規(guī)范，倘如殺菌設(shè)備不符合規(guī)范，應(yīng)該按規(guī)范作局部改造或修正，使殺菌鍋合乎規(guī)范，然后再作熱分布測試。殺菌鍋的規(guī)范可參見我國CIQ SN400.6規(guī)定，這些規(guī)定與美國FDA的規(guī)定是一致的，它是前人花了無數(shù)次試驗測試才定出的。我們完全應(yīng)該利用前輩的經(jīng)驗，不應(yīng)該由某一次熱分布測試去就決定改造方案，因為很多有熱分布有關(guān)的因素未能規(guī)范化，往往使一次熱分布測試不能代表整個殺菌鍋整體的概況。

    2、熱分布測試就是“找冷點”的說法是存在片面性的。

    有的熱力殺菌工作者把熱分布測試歸結(jié)為“找冷點”，其實這種說法是不全面的。的確，熱力殺菌設(shè)備的結(jié)構(gòu)、配置、安裝、操作不規(guī)范的話，會在殺菌設(shè)備中產(chǎn)生“冷點”或“冷區(qū)”。其實，有些冷點是固定的（如結(jié)構(gòu)性的因素形成的），有些冷點是游動變化的（如導(dǎo)入空氣因素），所以真正尋找冷點也不是那么容易，因為那么大的殺菌鍋靠十幾個或幾十個測溫點是難于尋找出冷點的位置。關(guān)鍵的首先要確保設(shè)備的結(jié)構(gòu)、配置、安裝、操作都符合規(guī)范，殺菌設(shè)備就可以沒有“冷點”或“冷區(qū)”，其熱分布應(yīng)該是均勻的，而測試就是一個驗證過程。所以尤其說“尋找冷點”還不如應(yīng)先規(guī)范化結(jié)構(gòu)、配置、操作方法，使熱分布測試可以一次完成，并得到良好的結(jié)果。有人以為熱分布應(yīng)該在同一個位置做兩次測試，看看兩次實驗同一位置的溫度重復(fù)性。其實這種提法有它的片面性，因為兩次連續(xù)的測試，殺菌鍋本身的鍋體溫度是不同的，第一次一般為“冷鍋”，而第二次一般而“熱鍋”，所以盡管是同一個位置，溫度未必會重復(fù)。對于規(guī)范配置的殺菌鍋，如果對“冷鍋”作溫度熱分布測試顯示均勻，就不必在同一個位置在做熱分布去評估熱分布的均勻性，要做也可以在不同的位置，已獲得足夠的數(shù)據(jù)。

    3、對“冷點”的具體對待

    熱分布測試過程中受殺菌鍋的結(jié)構(gòu)、測試產(chǎn)品容器大小、產(chǎn)品內(nèi)容物品種不同（如有時用水罐替代）、產(chǎn)品的初溫、殺菌鍋本身的溫度（即“冷鍋”或“熱鍋”）不同，都會對不同測溫點的溫度顯示有影響，所以熱分布測試最好要達(dá)到殺菌恒溫溫度15分鐘后或恒溫結(jié)束后來做判斷比較正確。也就是說要看該測溫點的全過程，不應(yīng)以某一分鐘的溫度來決定該殺菌設(shè)備是否符合食品熱力殺菌的能力。
對于規(guī)范的殺菌鍋，用純蒸汽作為傳熱介質(zhì)，整個殺菌鍋內(nèi)溫度幾乎都可以達(dá)到在0.56℃范圍內(nèi)。
而對于用熱水作為傳熱介質(zhì)的殺菌設(shè)備，鑒于熱水的熱焓值遠(yuǎn)低于蒸汽，其傳熱速度也比較慢，故殺菌設(shè)備的溫度分布均勻度不如蒸汽那么快，溫度分布差會比蒸汽殺菌大一些，一般能在1℃范圍內(nèi)波動，對于設(shè)計良好的殺菌鍋，其溫度差也可達(dá)到0.56℃范圍內(nèi)。

    4、 熱分布測試與排氣規(guī)程設(shè)定

    從熱分布測試的數(shù)據(jù)和傳熱曲線可以來了解排氣過程溫度變化情況，但對于排氣規(guī)程的設(shè)定絕不是一次熱分布測試可以制訂的。有些熱力殺菌工作者憑借一次殺菌的熱分布測試數(shù)據(jù)就訂出了排氣規(guī)程。例如曾有一個機(jī)構(gòu)對一個工廠普通的不大的通用殺菌鍋制定了一個排氣規(guī)程是溫度至少110℃，時間至少10分鐘，結(jié)果工廠在操作時，為了完成這個排氣規(guī)程，竟不斷地關(guān)小蒸汽閥以等待10分鐘的時間到達(dá)，殺菌操作工抱怨當(dāng)時某一次熱分布測試時，有一個閥門忘記關(guān)閉，所以花了較長時間，溫度才升上來，所以制訂出了上面的并不科學(xué)的排氣規(guī)程。

    事實上，對于通用的殺菌鍋還不如采用中外法規(guī)中的排氣規(guī)程。當(dāng)法規(guī)中的規(guī)程不能滿足溫度分布要求時才另訂新的排氣規(guī)程較好。

    5、 熱分布測試與萬能的升溫時間的概念淆惑

    有些技術(shù)公司的熱分布測試人員將一次“水罐頭”產(chǎn)品作熱分布測試的數(shù)據(jù)定出了一個“升溫時間”，這是非常不科學(xué)的。所謂升溫時間其實包括了從通入蒸汽時間開始，包括了排氣階段，再升溫至殺菌溫度的總的時間。但產(chǎn)品是多種多樣的，有傳導(dǎo)型和對流型不同，罐型也有大有小，食品的初溫也有不同都會影響到升溫時間，所以用一個小的“水罐頭”的熱分布測試為工廠制訂升溫時間是極不科學(xué)的。升溫時間應(yīng)該由實際產(chǎn)品內(nèi)容物來測試，其實升溫時間可由產(chǎn)品熱穿透測試來分析，不應(yīng)該有一個“萬能”的升溫時間。

    6、 產(chǎn)品熱穿透測試條件的誤區(qū)

    產(chǎn)品的熱穿透測試是通過測試產(chǎn)品內(nèi)容物冷點溫度的數(shù)據(jù)計算食品的殺菌強(qiáng)度以是驗證判斷食品安全的重要手段，有些殺菌工作者要求將產(chǎn)品放在殺菌鍋的“冷點”位置作熱穿透測試。表面上聽起來似乎是有道理的，但事實上在實際操作時是很難去放在殺菌鍋的“冷點”位置上的。假如知道殺菌鍋有冷點的話，首先應(yīng)該消除該冷點，更不應(yīng)該讓有“冷點”的殺菌鍋投入生產(chǎn)運行。實踐證明，提出熱穿透測試位置在“冷點”的條件是存在著誤區(qū)的。

三、 食品熱力殺菌規(guī)程的誤區(qū)

    中外的罐藏食品熱力殺菌規(guī)程主要有如下幾個要點：
    * 產(chǎn)品包裝容器的大小（尺寸）；
    * 產(chǎn)品初溫（℃）
    * 熱力殺菌溫度（℃）
    * 熱力殺菌時間（分鐘）
    * 其他關(guān)鍵因子（影響傳熱的因素）

    產(chǎn)品的熱力殺菌是使食品受到相當(dāng)?shù)臒崃�殺菌�?qiáng)度，既可殺死食品中的微生物，確保食品安全，又使食品烹調(diào)適度，達(dá)到食用的商業(yè)價值。所以食品的熱力殺菌規(guī)程是嚴(yán)肅的，一般不可隨意更改的。如食品出口到美國，是需要向美國政府的食品藥品管理局申報殺菌規(guī)程的。但現(xiàn)在有一些殺菌設(shè)備配上了智能型F值自動調(diào)節(jié)器，當(dāng)設(shè)備的殺菌溫度達(dá)不到殺菌強(qiáng)度時，設(shè)備會自動延長時間，以補(bǔ)足溫度不夠的F值。初聽起來這是較先進(jìn)的。但這其中有不少問題，曾經(jīng)有一個保健品的工廠的產(chǎn)品向美國出口，按美國要求要填報殺菌規(guī)程, 在填報過程中，發(fā)現(xiàn)每次殺菌的溫度與時間是不同的，即實際上它是等于沒有殺菌規(guī)程，有的是小電腦每次自動變更的溫度與時間，有些產(chǎn)品本身的風(fēng)味對溫度與時間有其特定的要求，而這種自動補(bǔ)償型的控制器會搞得產(chǎn)品的品質(zhì)面目全非。

    準(zhǔn)確的做法，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行熱力殺菌規(guī)程。如果要糾偏，需按照糾偏程序執(zhí)行。

    以上實例和分析是本機(jī)構(gòu)基于對數(shù)千臺殺菌鍋測試數(shù)據(jù)并開展相應(yīng)的調(diào)研后發(fā)現(xiàn)的問題，將這些問題提出來并作以上探討分析，目的在于完善食品加工行業(yè)中食品熱力殺菌的技術(shù)規(guī)范。