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(yàn)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(jì)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?yàn)樗臏乜睾涂諝饧訅合到y(tǒng)是獨(dú)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(diǎn)，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?zhàn)骷冋羝麣⒕鷷r(shí)，就會(huì)帶來如下問題：
① 如用“水殺”的殺菌鍋用于“汽殺”時(shí)，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(huì)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(shí)，因?yàn)闊崴疁囟群涂諝鈮毫κ欠謩e獨(dú)立控制的，又因?yàn)閭鳠峤橘|(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(huì)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(dòng)，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?yàn)闅⒕侀T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(shí)，殺菌鍋制造單位可以稍加改進(jìn)設(shè)計(jì)，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(gè)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?yàn)榻刂归y幾乎會(huì)縮小一半流通面積，而閘閥不會(huì)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(huì)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(jì)旁的泄氣閥≥1.5 mm，實(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為中外法規(guī)一致采用。
③ 水銀溫度計(jì)配置不合理
水銀溫度計(jì)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(gè)殺菌鍋必須要安裝校準(zhǔn)過的水銀溫度計(jì)，因?yàn)樗y溫度計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確，穩(wěn)定性相當(dāng)好，不會(huì)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(jì)。有些殺菌鍋因配備了電子顯示屏，也就不安裝水銀溫度計(jì)，這是不恰當(dāng)?shù)?。電子指示溫度?jì)的數(shù)值很易調(diào)改，它可能因無校準(zhǔn)，或未及時(shí)校準(zhǔn)，溫度數(shù)據(jù)出入會(huì)很大。以前FDA的規(guī)定中只認(rèn)可水銀溫度計(jì)，近年來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，F(xiàn)DA也與時(shí)俱進(jìn)認(rèn)可了電子溫度顯示器，但必須與水銀溫度計(jì)校準(zhǔn)同步。
有的殺菌鍋上配置了兩支80-135℃溫度計(jì)，當(dāng)詢問操作人員，你看哪一個(gè)溫度計(jì)時(shí)，回答大致是統(tǒng)一的，要看溫度指示較低的那個(gè)。其實(shí)這樣表明兩個(gè)溫度計(jì)只是用了一個(gè)，那么兩個(gè)溫度計(jì)有一個(gè)是沒用的。我們認(rèn)為最好將在殺菌鍋上的兩個(gè)溫度計(jì)中，一個(gè)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(jì)，用于殺菌恒溫階段的溫度指示；因?yàn)?0-135℃無法指示出低于80℃以下的溫度，所以另一支溫度計(jì)可采用量程較寬的一般普通精度的0-150℃溫度計(jì)。對于冷卻階段溫度指示的溫度計(jì)，也可用非水銀溫度計(jì)，如圓盤指針式溫度計(jì)。
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(shí)，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(gè)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(cuò)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(huì)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(shí)，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(dòng)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(shí)也獲得相應(yīng)穩(wěn)定的殺菌溫度，有經(jīng)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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?dòng)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(dòng)的，也有用電動(dòng)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(gè)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(yàn)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(gè)“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(yàn)測試才定出的。我們完全應(yīng)該利用前輩的經(jīng)驗(yàn)，不應(yīng)該由某一次熱分布測試去就決定改造方案，因?yàn)楹芏嘤袩岱植加嘘P(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(gè)殺菌鍋整體的概況。
2、熱分布測試就是“找冷點(diǎn)”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(diǎn)”，其實(shí)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(huì)在殺菌設(shè)備中產(chǎn)生“冷點(diǎn)”或“冷區(qū)”。其實(shí)，有些冷點(diǎn)是固定的（如結(jié)構(gòu)性的因素形成的），有些冷點(diǎn)是游動(dòng)變化的（如導(dǎo)入空氣因素），所以真正尋找冷點(diǎn)也不是那么容易，因?yàn)槟敲创蟮臍⒕伩渴畮讉€(gè)或幾十個(gè)測溫點(diǎn)是難于尋找出冷點(diǎn)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(diǎn)”或“冷區(qū)”，其熱分布應(yīng)該是均勻的，而測試就是一個(gè)驗(yàn)證過程。所以尤其說“尋找冷點(diǎn)”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(gè)位置做兩次測試，看看兩次實(shí)驗(yàn)同一位置的溫度重復(fù)性。其實(shí)這種提法有它的片面性，因?yàn)閮纱芜B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(gè)位置，溫度未必會(huì)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(gè)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(diǎn)”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(shí)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(huì)對不同測溫點(diǎn)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(diǎn)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(gè)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(huì)比蒸汽殺菌大一些，一般能在1℃范圍內(nèi)波動(dòng)，對于設(shè)計(jì)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(gè)機(jī)構(gòu)對一個(gè)工廠普通的不大的通用殺菌鍋制定了一個(gè)排氣規(guī)程是溫度至少110℃，時(shí)間至少10分鐘，結(jié)果工廠在操作時(shí)，為了完成這個(gè)排氣規(guī)程，竟不斷地關(guān)小蒸汽閥以等待10分鐘的時(shí)間到達(dá)，殺菌操作工抱怨當(dāng)時(shí)某一次熱分布測試時(shí)，有一個(gè)閥門忘記關(guān)閉，所以花了較長時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)“升溫時(shí)間”，這是非常不科學(xué)的。所謂升溫時(shí)間其實(shí)包括了從通入蒸汽時(shí)間開始，包括了排氣階段，再升溫至殺菌溫度的總的時(shí)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(huì)影響到升溫時(shí)間，所以用一個(gè)小的“水罐頭”的熱分布測試為工廠制訂升溫時(shí)間是極不科學(xué)的。升溫時(shí)間應(yīng)該由實(shí)際產(chǎn)品內(nèi)容物來測試，其實(shí)升溫時(shí)間可由產(chǎn)品熱穿透測試來分析，不應(yīng)該有一個(gè)“萬能”的升溫時(shí)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(diǎn)溫度的數(shù)據(jù)計(jì)算食品的殺菌強(qiáng)度以是驗(yàn)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(diǎn)”位置作熱穿透測試。表面上聽起來似乎是有道理的，但事實(shí)上在實(shí)際操作時(shí)是很難去放在殺菌鍋的“冷點(diǎn)”位置上的。假如知道殺菌鍋有冷點(diǎn)的話，首先應(yīng)該消除該冷點(diǎn)，更不應(yīng)該讓有“冷點(diǎn)”的殺菌鍋投入生產(chǎn)運(yùn)行。實(shí)踐證明，提出熱穿透測試位置在“冷點(diǎn)”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(gè)要點(diǎn)：
* 產(chǎn)品包裝容器的大?。ǔ叽纾?；
* 產(chǎn)品初溫（℃）
* 熱力殺菌溫度（℃）
* 熱力殺菌時(shí)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⒕鷱?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(jià)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(bào)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(dòng)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(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)延長時(shí)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(gè)保健品的工廠的產(chǎn)品向美國出口，按美國要求要填報(bào)殺菌規(guī)程, 在填報(bào)過程中，發(fā)現(xiàn)每次殺菌的溫度與時(shí)間是不同的，即實(shí)際上它是等于沒有殺菌規(guī)程，有的是小電腦每次自動(dòng)變更的溫度與時(shí)間，有些產(chǎn)品本身的風(fēng)味對溫度與時(shí)間有其特定的要求，而這種自動(dòng)補(bǔ)償型的控制器會(huì)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(shí)例和分析是本機(jī)構(gòu)基于對數(shù)千臺(tái)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。
