罐头食品杀菌机械设备详解

罐头食品杀菌机械设备，通常是指用于密封罐头加热杀菌的机械设备。这里需要指出，某些容器包装并密封的食品虽不称为罐头，例如，瓶装的饮料和啤酒等，也可常用以下介绍的某些设备进行杀菌。

罐头食品杀菌机械设备，按操作方式可以分为间歇式和连续式两大类。按杀菌操作压力，又可以分为常压杀菌设备和高压杀菌设备。

一、间歇式杀菌设备

间歇式罐头杀菌设备有多种形式，按杀菌锅安装方式分立式和卧式杀菌锅。立式杀菌锅又可分为普通立式杀菌锅和无篮立式杀菌锅；卧式杀菌锅可以分为普通卧式杀菌锅、回转式杀菌锅、浸水式和喷淋式杀菌锅等。

（一）立式杀菌锅

立式杀菌锅容量较小，既可用于常压杀菌，又可用于高压杀菌，一般适用于小规模生产的场合。其外形与结构如图12-1所示，主体由圆柱筒形锅体和锅盖组成。锅盖铰接于锅体边缘，与锅盖相连的平衡锤起开锅省力作用。锅盖和锅体由蝶形螺栓或自锁嵌紧块密封。锅盖上有安全阀、放气阀、冷却水盘管及冷却水接管口（未画出）；锅体上有蒸汽进管、冷水排放管、温度计和压力表。

图12-1 立式杀菌锅外形与结构图

立式杀菌锅通常以半地下形式安装（如图12-2所示）。杀菌篮（如图12-3所示）进出锅通过电动葫芦操作实现。电动葫芦挂于杀菌锅上方的型钢轨道上，使电动葫芦沿型钢移动，就可以实现杀菌篮在平地上装卸。

图12-2 车间内安装的立式杀菌锅

图12-3 杀菌篮

上面已经提到，立式杀菌锅是一种既可用于常压、也可用于高压杀菌的设备。操作过程均采用手动与自动控制结合的方式。以下根据图12-4所示的立式杀菌锅典型管路连接，分别对高压杀菌和常压杀菌过程作简要介绍。

图12-4 立式杀菌锅典型管路连接图

立式杀菌锅用作高压杀菌时，一般用蒸汽作加热介质。杀菌操作过程一般包括：装锅密封、排气升温、保温杀菌、反压冷却、开锅出罐等步骤。具体操作如下：①将要杀菌的罐头装入杀菌篮，吊入杀菌锅；②盖上锅盖并加以密封；开启手动蒸汽阀，同时将锅盖上的泄气阀打开，待泄汽阀出来的气体呈青气（表明内部排出的气体全为蒸汽）后，将泄汽阀和手动蒸汽阀关闭，同时改用由控制器控制的蒸汽薄膜阀供汽；③待锅内压力（温度）升至预定杀菌压力（温度），由调节控制器控制的蒸汽阀会自动闭合，保持锅内温度恒定；④保温杀菌到达预定时间后，将蒸汽薄膜阀关闭，同时打开压缩空气阀和通入锅盖冷却盘管的冷却水阀，通过冷却环管喷嘴朝锅内喷淋冷水，对罐头进行反压冷却；⑤当锅内温度降到一定值后，便可关闭压缩空气阀，同时将溢流阀和锅下方的冷却水阀打开，继续对罐头进行冷却；⑥冷却过程结束后，关闭冷却水阀，便可打开锅盖，将杀菌篮吊出卸罐，同时打开杀菌锅下方的排水阀排尽锅内的冷却水，就此完成一个杀菌周期。

常压杀菌一般采用热水作加热介质对酸性食品进行杀菌。其操作过程一般包括进水预热、装罐升温、保温杀菌、冷却和出锅等步骤。杀菌锅内的水面要求高出最上层罐头至少10cm。锅内的水由蒸汽直接加热。升温时，可开启手动蒸汽阀，但需要注意观察杀菌锅上的温度计，温度达到预定的恒定值后就需要关闭该阀门，改用气动控制。另外需要注意的是，如果罐头为玻璃罐，则预热温度不能过高，以免热冲击导致玻璃瓶破裂。冷却时，需要打开溢流水阀。

进入杀菌锅的蒸汽采用薄膜阀和手动旁路阀两种方式控制。手动阀在每次加热升温时使用，也可在蒸汽薄膜阀失效时全程使用。蒸汽薄膜阀主要用于恒温时供汽调节，由气动温度控制器记录仪控制。图12-4所示控制器，是一种基于气体平衡原理的控制器，它的工作需要经过净化除杂的压缩空气配合，它有两个作用：一是根据设定值调节气动薄膜阀开启度；二是记录杀菌过程的温度和压力。需要指出的是，如今这种气动的温度记录显示和控制器，往往由电子式温度显示控制系统所取代。相应的气动薄膜阀也改用其他与电子控制相配的控制阀。

（二）无篮立式杀菌锅

无篮式杀菌锅是一种大型、无需杀菌篮的立式杀菌锅，外形如图12-5（1）所示，高约2.4m，直径约为1.83m，容积是普通立式杀菌锅的4～5倍。这种杀菌锅的装卸罐原理如图12-5（2）所示，杀菌锅通常安装在冷却水槽上方，借助于水的缓冲作用，可在无篮条件下安全地从罐顶进入杀菌锅，也可使处于冷却阶段的罐头安全地直接排入下方的冷却水槽中进一步冷却。图12-5（3）所示为一套无篮杀菌锅装置系统，通常将若干只杀菌锅一起安装在缓冲冷却水槽上方，水槽底设有输送罐头的输送带。

图12-5 无篮立式杀菌锅

这种杀菌锅系统的操作过程可以图12-6所示的五锅驼机系统为例说明。

图12-6 无篮式杀菌锅系统操作示意图

（1）进罐 锅内预装一定温度缓冲水，通过输送带将罐头从锅上方投入锅内（罐头在无篮式杀菌锅中是随机排列的），同时打开溢流管口使水溢出。

（2）进罐完毕 当杀菌锅装满时，关闭输送带上的闸阀，通过液压关闭进料口盖，同时关闭溢流阀。

（3）蒸汽将水顶出 从锅顶分配管通入蒸汽，利用蒸汽压力使锅内的水从锅底通过排水管排出（排出的水可以收集，供另外一只杀菌锅使用）。

（4）蒸汽杀菌 随后的杀菌操作过程与上述立式杀菌锅的加压杀菌操作类似，主要经过排气、升温、保温。

（5）冷却和卸罐 冷却为两个阶段，先在锅在进行反压冷却，结束后开始卸罐，使罐头落在下方冷却水槽的输送带上，边输送边在常压下冷却。卸罐有两种方法：第一种方法是使缓冲水槽的水面正好保持在锅底门的下面。锅底门打开后，罐头落入缓冲水道中的输送带上。第二种方法是使缓冲冷却水槽的水位高于杀菌锅底盖，并且需要真空系统配合，这种方法用于大型罐头的卸罐。罐头卸完之后，关闭锅底门，即可进行下一锅的杀菌。

无篮式杀菌系统主要特点如下：①节省劳动力，5台无篮杀菌锅仅需一人操作，其产量相当于9人操作18台四篮式静止高压立式杀菌锅；②节省能源，与普通方式杀菌锅相比，由于单位容积锅体的表面积小，使得热辐射损失少，且无杀菌篮耗热，另外无需要长时间排气而耗汽；③适用性、灵活性大，可以处理所有的标准罐型，可以在高达135℃的各种温度下进行杀菌；④控制装置配置灵活，可根据需要选择配备从普通常规控制到全自动控制所需的检测仪表和控制装置。

（三）卧式杀菌锅

卧式杀菌锅目前仍然是我国罐头行业主要杀菌设备。卧式杀菌锅容量一般比普通立式的大，多用于高压杀菌，不适于常压杀菌。

图12-7所示为一种卧式杀菌锅的外形。这种杀菌锅的主体是由锅体与（铰接于锅体口、水平向开启的）锅门构成的平卧钢筒形耐压容器。被杀菌的罐头在锅内用杀菌笼装载，杀菌笼底一般带有小轮（因此也常称为杀菌车），沿设在锅底的两根平行轨道进出杀菌锅。一般卧式杀菌锅只有一个门，也有些容量大的杀菌锅在锅体两端分设两个门，目的是为了大批量生产时，实现更为方便的进出罐操作。

卧式杀菌锅筒体有直径和长度不同的系列产品，相应的生产能力通常以容积、容纳的杀菌笼数量，或某种型号的罐头数量表示。例如，GT7C5A型和GT7C5B型卧式杀菌锅的容积分别为4.2m³和3.5m³，可分别为容纳4台和3台杀菌笼，每次装776型罐的数量分别为3240罐和2430罐。

卧式杀菌锅可用于不同形式的罐头杀菌，杀菌笼形式也因所载罐头形式不同，或者装卸罐方式不同而异。用于小形刚性罐头的杀菌笼多用敞口的底部带小滑轮的栅栏（或多孔板）方形容器。软罐头要用多层多孔杀菌盘[图12-8（2）]装载，这样可使杀菌蒸汽均匀分布。大规模生产时，杀菌笼可通过导轨架车、装笼台、卸笼台和多台杀菌锅之间周转，这种场合所用的杀菌笼，底板是活动的。

图12-7 卧式杀菌锅外形图

图12-8 装在小车上的杀菌笼

卧式杀菌锅内的导轨高于其底座，因此为了使杀菌笼顺利进出，必须采取适当措施。通常有两种做法。第一种做法是降低杀菌锅安放位置，使锅内导轨刚好与锅的车间地坪持平，然后通过辅助轨道将车间地平上的杀菌笼引入到杀菌锅内导轨。第二种措施目前较常采用，是如图12-8所示将杀菌笼（盘）置于另一辆小车或可移动轨道架上，使小车或轨道架与安装在车间平面上的杀菌锅体内的轨道对接，使杀菌车方便地进出杀菌锅。

卧式杀菌锅的管路连接如图12-9所示。加热杀菌用的多孔蒸汽长管位于杀菌锅的下方；冷却用的多孔冷却水长管位于锅的上方。此外，锅体上方还外接压缩空气管、排气管、安全阀、温度计、压力表以及温度传感器等的接口，锅体下方有设有排水管口，锅体的侧面还装有玻璃式液位计，以供冷却时观察冷却水液位。

图12-9 卧式杀菌锅管路连接图

卧式杀菌锅的高压杀菌操作过程基本与立式杀菌锅的高压杀菌操作相似，主要包括装锅、升温排气、恒温杀菌、反压冷却和卸锅等阶段。

（1）装锅 可通过小车或可移动台架将杀菌笼道入杀菌锅内的轨道，随后关闭杀菌锅门。

（2）升温排气 同时打开锅体上部的排气管和泄气管阀门，打开蒸汽阀门，通入蒸汽对锅内罐头加热升温，并将锅内不凝性气体排出。升温时间和排气时间均以通入蒸汽时开始计时。一般包括排气在内的升温时间范围在10～25min。

（3）恒温杀菌 当锅内温度达到预定的杀菌温度时，即关闭排气阀，泄气阀继续打开，使锅内的加热蒸汽部分外泄，以促进加热蒸汽在锅内流动，使锅内各部分的温度均匀一致。由温度控制记录仪通过蒸汽调节阀V2控制进入的蒸汽流量，保持杀菌阶段杀菌温度的均匀一致，并记录杀菌温度和时间。为避免有些罐头产品在杀菌过程中受热后出胀罐变形，可利用压缩空气增加锅内压力，进行反压控制。

（4）反压冷却 一般可分为两个阶段。第一阶段为反压冷却阶段，首先关闭相关蒸汽阀，随即先打开压缩空气阀V5使压缩空气进行锅内，随后打开冷却水阀V4，使冷却水通过分布管对锅内进行喷淋冷却。随着冷却水在锅内积累，水位逐步升高，罐头中心温度逐渐下降，需逐渐降低锅内压缩空气的压力，使罐头内外压力平衡，避免因过高锅内压力造成瘪罐废品。第二阶段为常压冷却阶段：随着锅内水位升高，罐头中心温度进一步降低，可关闭压缩空气进气阀V5，同时打开排气管阀、水管截止阀V6，及溢流管截止阀V7，使冷却水同时从锅顶部喷水管和底部蒸汽分配管进入锅内，并由溢流管排出，形成冷却水的环流，进一步降低罐头温度。如此继续几分钟后，可关闭截止阀V6，打开排水阀V8，使冷却水仅从顶部进入锅内，从底部排出，达到更均匀的冷却效果。

（5）卸锅 当罐头中心温度达到45℃以下，即可关闭进水阀V5，停止进水。打开锅门，待水流尽后，便可将杀菌车从锅内推出，转移到指定位置卸罐。

卧式杀菌锅用蒸汽作介质进行杀菌的最大特点是升温降温迅速、锅内温度分布均匀。因此较适用于罐型不太大的金属罐头的反压杀菌。

对于玻璃瓶或软罐头之类的产品，不宜用蒸汽直接进行杀菌，因为热（冷）冲击作用会造成包装材料（玻璃瓶、包装袋）的破损。因而，对于这类产品，通常以水为介质进行杀菌，以避免以上问题。然而，普通卧式杀菌锅用水作介质进行杀菌会引出一系列需要解决的问题。首先，水自身的升温降温需要增加额外的热能和冷却时间，从而延长杀菌操作期；其次，如果冷却时将过热水全部排掉则带走了大量的热量；最后，锅内的温度分布不如蒸汽那样很均匀。因此，普通卧式杀菌锅用水作介质，需要锅体内外增加适当的辅助装置，并配以适当的管路连接，实现热水的回收使用，并使锅内罐头和热水温度分布均匀。这样既可节约热量，又能缩短加热和冷却时间。普通的卧式杀菌锅配上这些外围设备及相应管阀以后，操作起来会较复杂，因此，往往还需要与自动控制相结合，以实现程控化操作。

实际上，已经有以水作杀菌介质的专用杀菌机械设备，以下要介绍这类杀菌设备。

（四）浸水式与淋水式杀菌机

以水作传热介质的杀菌机可以分为浸水式杀菌机和淋水式杀菌机两类。

1.浸水式杀菌机

这种杀菌机是利用与杀菌温度对应的热水作介质，使罐头类食品浸于其中进行杀菌的一种设备。图12-10所示为一种浸水式杀菌机的外形，主体由上下两只卧式高压容器组成，安装在上方的是预热水贮罐，安装在下方的为杀菌锅。贮水罐和杀菌锅之间有管道连接，并安装了控制阀门。热水罐中的预热水通过管道流入杀菌锅，杀菌时通过循环泵使热水在杀菌锅内循环，使锅内温度分布均匀。在杀菌结束时，热水回流入贮水罐。袋装软罐头在杀菌锅内，需用专门（置于架车托盘结构件上）的多孔盘装，托盘之间须留有一定间隙，以形成热水流动通道。

浸水式杀菌机主要优点：①罐头在杀菌和冷却的开始阶段所受的热冲击较小，故较适宜于玻璃瓶罐和软罐头的杀菌；②节能。浸水式杀菌机在杀菌结束后，热水可以回收为下一次杀菌使用。其主要不足是杀菌锅内温度均匀性可能因循环水流向的不均匀而受到影响。针对这种不足，出现了下面介绍的回转杀菌机。

2.淋水式杀菌机

淋水式杀菌机以热水喷淋方式对罐头进行杀菌和冷却，这种杀菌机最早由法国巴里坎公司在20世纪80年代开发。图12-11所示为一种淋水式杀菌机的外形。主要由卧式锅体、热交换器、循环水泵，管路和各种阀门，以及自动控制系统构成。

图12-10 浸水式杀菌机外形

图12-11 淋水式杀菌机外形

淋水式杀菌机的工作原理可通过图12-12来说明。整个杀菌过程中，利用贮存在杀菌锅底部的少量（可容纳4辆杀菌车的杀菌锅存水量约400L）热水作为杀菌传热用水，通过大流量热水离心泵进行高速循环，流经板式热交换器进行热交换后，进入杀菌锅内上部的水分配器，均匀喷淋在需要杀菌的产品上。在加热、杀菌、冷却过程中所使用的循环水均为同一水体，热交换器也为同一个，只是热交换器另一侧的介质在变化。在加热与杀菌过程中，循环水由热交换器的蒸汽加热，从而提供罐头升温维持恒温所需的热量，在冷却工序中，循环水被冷却水降温。该机的调压和调温控制是完全独立的，其中调压控制通过向锅内注入或排出压缩空气实现。淋水式杀菌锅的温度、压力和时间由程序控制器控制，操作过程完全自动化。

值得一提的是，所示的水分配管，实际上多数杀菌机如图12-13所示，水分配管分两侧以侧喷方式喷水（图12-14），这样可以缩短热水流程，使罐头受热更为均匀，这种方式尤其适用于袋装食品的杀菌。

图12-12 淋水式杀菌机工作原理示意图

图12-13 设在两侧的水分配管

图12-14 侧向水平喷淋示意

淋水式杀菌机可用于果蔬类、肉类、鱼类、方便食品等的高温杀菌，其包装容器可以是马口铁罐、铝罐、玻璃罐和蒸煮袋等。

淋水式杀菌锅的特点：①由于采用高速喷淋对产品进行加热、杀菌和冷却，温度分布均匀，提高了杀菌效果，改善了产品质量；②杀菌与冷却采用同一水体，产品无二次污染的危险；③采用同一间壁式换热器，循环水温度无突变，消除了热冲击造成的产品质量的降低及包装容器的破损；④温度与压力为独立控制，易准确控制；⑤设备结构简单，维修方便；⑥水消耗量少。

（五）回转杀菌机

回转式杀菌机是一类使被杀菌物在杀菌锅内以适当形式回转的杀菌设备，既可以蒸汽为加热介质，也可用热水作加热介质。这类杀菌机主要用于改善某些罐头内部传热条件，也可改善以水为介质杀菌时锅内温度分布均匀性。目前使用最多的间歇式回转杀菌机有浸水式、淋水式和轨道式回转杀菌机。

1.浸水式回转杀菌机

浸水式回转杀菌机的整体结构与操作过程基本与静置浸水杀菌机的相同，只是增加了一套使杀菌笼在锅内绕轴旋转的装置。回转速度范围为5～36r/min，可根据产品的特点进行选择。

在这种回转式杀菌机中，圆形刚性罐头顶头竖放在杀菌笼中（图12-15），这样在回转时有利于罐头内容物的搅动。层与层之间的罐头应放置（耐热塑料板制成的多孔）隔板，以便水流可以在杀菌篮内自由流动，有利于温度均匀分布。对于软包装袋或半硬质容器，除了层与层之间需要多孔隔板以外，还需使不同层之间产品保持一定间距的多孔性支承结构件，以保证水流畅通。

图12-15 罐头在杀菌笼中的头顶头固定方式

浸水式回转杀菌机有以下特点：

（1）杀菌锅温度分布均匀性好 由于杀菌笼回转具有搅拌作用，再加上热水由泵强制循环，锅内热水形成强烈的涡流，使锅内温度分布更加均匀，同时提高了罐外传热效率。不同搅拌与循环方式时锅内热水温度分布状况如图12-16所示。

图12-16 不同搅拌与循环方式时锅内热水温度分布状况

（2）缩短杀菌周期 通过比较发现，对同样的罐头，回转式的杀菌时间为静置式的四分之一（图12-17）。这种杀菌机使之所以可使杀菌时间大大缩短，原因是杀菌篮以适当速度回转，可产生罐头的“摇动效应”（图12-18），从而使传热效率得以提高。这对于内容物为流体或半流体的罐头效果更为明显，另外，罐头有一定顶隙才能使罐头在翻转时产生“摇动效应”，但过大顶隙会在罐头内形成气袋而产生假胖听现象。

图12-17 罐头回转速度与杀菌时间的关系

（3）产品质量好且稳定 对于肉类罐头，其翻转可防止油脂和胶冻的析出；对于高黏度、半流体和热敏性食品，不会产生因罐壁处的局部过热而形成黏结现象。

（4）节能 过热水在不降温情况下回收并重复利用，大幅度减少了蒸汽消耗量，从而降低运行费用。第二次杀菌开始，其热量主要消耗在补偿锅体对空气的对流和辐射损失及罐头的升温。因而反复使用的次数越多，两者消耗蒸汽量的差额就会越大，其优越性就更加明显。(www.xing528.com)

图12-18 罐头内容物在回转过程中的搅拌状况

（5）提高产品的成品率 这种设备杀菌锅的压力由贮水锅的压力维持。而贮水锅的压力由压力调节器随时加以控制和调整，因而压力的变化很小。在加压冷却过程中，可以根据不同杀菌对象采用不同时间的加压冷却方式，可使压力随时间有规律地递减。这对袋装食品、大听罐头、螺旋盖玻璃罐、铝制罐及易开罐等的杀菌特别有利，可防止包装容器的变形、破损等事故发生。

回转式杀菌设备的主要缺点是：操作要求较高；杀菌锅内有回转体，因而减少了有效容积；热水循环可能使锅体结垢，因而用水必须处理，增加了处理水的装置的投资。

2.淋水式回转杀菌机

淋水式回转杀菌机是浸水式回转杀菌机的改进型，如图12-19所示，杀菌锅内主要有（使杀菌笼回转的）转鼓、使转鼓平稳运行的托轮、沿内壁安装的喷淋水管及以循环水汇集池等。

图12-19 淋水式回转杀菌机内部结构

淋水回转式杀菌系统流程如图12-20所示。贮水罐的水可以预热到所需杀菌温度以上，如150℃。与浸水式相比，贮水罐的容积要小得多，因此要预热的水量很少，大大节省了热能。杀菌时也用压缩空气产生所需要的反压，因此，许多对压力敏感的包装容器均可用这种设备进行杀菌。

杀菌开始时，预热水从贮水锅中流入下面的杀菌锅中。由于锅内原有的空气可作反压空气保留在锅，所以不必如浸水式杀菌锅那样进水时要排气。这样可以节省因排气造成的热量损失。锅内的反压，也由程序控制引入压缩空气实现，既可在升温过程中逐步产生，也可以一开始就加到所要求的压力。如果杀菌笼在进水时就开始回转，则更有利于温度的均匀分布。

图12-20 淋水回转式杀菌系统流程图

杀菌锅的进水时间一般仅为30s，进水之后使可开始升温杀菌。水的循环和杀菌锅的回转使水、蒸汽和压缩空气充分混合成为一体。因此，对流加热食品传热十分迅速而且均匀，短时间内就可使产品受到所需F₀值的杀菌强度。

热压杀菌结束后的冷却分两个阶段。第一阶段冷却时，冷却水由泵吸入口进入循环系统，这样可防止罐头容器受到热冲击。此阶段冷却时间很短，一般仅需几分钟，因为在杀菌锅充满水之后，只有少量的水需要返回贮水锅。

当贮水罐内水位升到一定的位置时，便开始进入第二阶段的冷却。此阶段，部分冷却水开始从溢流管排出。由于第一阶段的冷却已大大降低了杀菌锅温度，因此整个冷却过程的时间是很短的。

冷却阶段结束，杀菌锅便开始排水，同时贮水锅也可以用蒸汽重新加热升温，为下一锅的杀菌做准备。当杀菌笼从杀菌锅中取出后，即可开始新一轮的杀菌操作。

虽然淋水式杀菌有一定的局限性，但是有许多产品适合采用这种方法杀菌。由于头顶头回转结合使用了蒸汽—水—压缩空气三位一体的加热介质，即使是高黏度产品，也容易实现高温短时杀菌，因此可以获得好的产品质量，同时节省时间、蒸汽和水。

与浸水式回转杀菌相比，淋水式回转杀菌机运行时，罐头容器缺乏浮力，这使容器增加了应力，同时由于压缩空气的存在，金属容器及杀菌锅本体易发生重氧化。因此，有必要使用阻蚀剂。同样由于机内缺乏浮力，锅内的转鼓必须非常坚固，而且回转时需要防止振动。

3.轨道式回转杀菌机

轨道式回转杀菌机是一种高温短时、摇动式、全自动罐头杀菌设备。这种设备专门为大罐型圆形金属罐头设计。最适宜用来对自然对流难以加热和冷却的食品（如糊状玉米、真空包装的整条玉米、茄汁鱼类、豆类、布丁、沙司和汤类等）进行杀菌。这种杀菌机以蒸汽为加热介质，可以施加反压。

轨道式杀菌机的主体由耐压的壳体和可以回转的内、外筒体构成。罐头不用杀菌篮装，而是夹于内外筒之间的圆环内。内筒的外壁上有条形板，进入杀菌锅的罐头处在条形板中间，外筒的内壁上有带动罐头回转、使其由入口端向口端前移的T形螺旋轨道（见图12-21）。

图12-21 轨道回转杀菌机的罐头排列

轨道式杀菌机的两端各有一只大型气动闸阀，分别用于进罐和出罐。在罐头装入（同时有罐头离开）杀菌机时，外筒与壳体锁定，内筒回转使罐头沿着壳体前进。在进罐时，罐头轨道上的自动停罐装置将罐头送至进罐阀，罐头通过回转阀门进入杀菌机，并自动进入内筒壁的条形板中间。当内筒回转计数器和停罐计数器显示一定罐数时，停止进罐。在进罐和出罐过程中有一个安全装置保证未经杀菌的（刚进入杀菌机的）罐头不会从出口端卸出。

这种杀菌机虽然进出罐同时进行，但杀菌不是连续的。进出锅完毕后，要将（内筒体和带T形条钢螺旋的）两只筒体结合在一起将罐头固定，并密闭锅后，再进行杀菌。杀菌同时带动罐头一起回转。轨道回转杀菌机回转体的轴线与装内罐头轴线是平行的。回转一圈罐头顶隙气泡的运动情形如图12-22所示。

图12-22 内筒回转一周罐头顶隙气泡对内容物的搅动情形

整个杀菌过程由全自动数字程序控制器控制。对程序控制器预先设定了排气、升温、加压，杀菌和冷却工艺参数。所有的操作步骤由自动程序控制，并由控制器监测温度、压力和时间。

二、连续式杀菌设备

连续式杀菌设备是内部具有连续运送罐头装置的杀菌设备，并有相应的连续进出罐装置。一般这种杀菌设备分成几个区段，连续通过这些区段的罐头食品依次受到预热、杀菌和冷却等工序处理。

连续式杀菌机的生产能力大，一般直接配置于连续包装机之后，产品包装、封口后直接送入杀菌机进行杀菌。各种类型和包装形式的罐头食品只要达到足够大的生产规模，均可以考虑采用适当的连续杀菌设备进行杀菌。

连续式杀菌设备可以分为常压式和加压式两大类，分别用于酸性和低酸性食品的杀菌。

（一）常压连续杀菌机

常压连续杀菌机的杀菌温度不超100℃，因此，不需要严格的密封机构，设备结构简单。常压连续杀菌机，按运载链的层数可分为单层式和多层式；按加热和冷却的方式分为浸水式和淋水式。

1.淋水式常压连续杀菌机

淋水式常压连续杀菌机多为单层式。典型的这种杀菌机外形如图12-23所示。主体为内有一条产品运载输送链带穿过的隧道结构，隧道输送带两端有进出罐的外围输送带相联。

竖立的待杀菌罐（瓶）物料由隧道入口处的拨罐器从外围输送带拨到隧道输送链带上，罐头随输送链带经过隧道时，先后经过热水（蒸汽）喷射加热杀菌区和喷淋冷水冷却区。在整个过程中，产品与输送链处于相对静止状态而同步移动。

对于玻璃瓶装的产品，为了避免热应力集中造成瓶子破损，加热区和冷却区要分成多个段，以使得加热时最大温差不超过20～50℃，冷却时最大温差不超过20℃。采用热水加热时一般包括预热段1、预热段2、加热段、预冷段、冷却段、最终冷却段等多个工作段。

图12-23 淋水式常压连续杀菌机

这种设备的特点是，结构简单，性能可靠、生产能力大，并且通常可以根据工艺要求进行调节。适合于内容物流动性良好的瓶装产品的常压杀菌。其缺点是占地面积较大，长度可达27m以上。

2.浸水式常压连续杀菌机

浸水式常压连续杀菌机，也称为水浴式常压连续杀菌机。这类杀菌机主要部件是若干只冷热水槽和一条或多条与水槽相配的链式输送带。根据水槽的布置，这类杀菌机可以分为单层式和多层式的两种类型。

图12-24所示为典型的单层浸水式常压连续杀菌机外形，它由一只杀菌热水槽和一只冷却水槽及一条输送链构成。每只水槽带有一套由循环水泵驱动的循环水路，使槽内水流与罐头行进方向呈逆流，并有一定的相对速度，以提高水与罐头之间的传热速率。输送罐头的链带，既可是多孔刮板式输送带，也可是钢条链带。待杀菌罐头由人工（或机械辅助）卧放在输送带刮板或钢条之间，因此，罐头长轴向与输送带行走方向垂直。输送链的速度可以根据杀菌要求进行变速调整，从而调整罐头在杀菌的杀菌和冷却时间。

图12-24 单层常压连续杀菌机外形

这种杀菌机由于输送带行动平稳，既可用于金属圆罐，也可用于玻璃瓶圆罐的常压杀菌。由于结构简单，目前广泛用于水果罐头之类酸性食品的杀菌。

多层式浸水式常压连续杀菌机的层数一般为3～5层。可根据生产量、杀菌时间要求及车间面积、工艺布置的需要进行选择。每一层设一水槽，用于装温度不同的热水或冷却水。虽然多层式杀菌机因水槽层叠可以减少设备的占地面积，但由于罐头转移的需要，每槽两端均需设置转向机构，并且只能用于圆形金属罐的杀菌，因此，目前国内基本上不再使用。

（二）高压连续杀菌机

高压连续杀菌机是用于100℃以上（相应的压力高于大气压力）条件下连续杀菌的设备，因此，为了使杀菌设备在高压状态下连续对罐头产品进行杀菌，需要有专门的进出罐装置，因而加压连续杀菌机的结构比常压连续杀菌机要复杂得多。

常见的高压连续杀菌设备有回转式、静水压式和水封式三种。

1.回转式高压连续杀菌机

回转式连续杀菌机一般由2～3个（作杀菌锅和冷却锅用的）卧式压力锅、进罐阀、出罐阀、转罐阀、驱动装置及自动控制系统等构成。图12-25所示为由两个杀菌锅和一个冷却锅构成的高压回转连续杀菌机的外形。大多数连续回转杀菌锅的锅体直径为147cm，长度为3.35～11.28m。实际长度由杀菌时间、生产速度和罐型大小决定。

图12-25 回转式高压连续杀菌机外形

不论是杀菌锅还是冷却锅，均有机构使罐头按一定速度从锅体的一端移动到另一端。圆筒形锅体内壁上固定有由T形钢卷成的螺旋槽。转鼓上有条形挡板。转鼓的转动和锅体内壁螺旋槽的引导使得罐头可从锅体的一端运动到另一端。这与间歇式轨道回转杀菌机的进出罐的情形类似（参见图12-21）。但不同的是连续式杀菌机的T形钢螺旋一直固定在锅体壁。

回转式杀菌机的进罐阀是特殊设计的，可以防止蒸汽泄漏（图12-26）。罐头在温度不同的锅体间转移，也需要借助于特殊的装置——转罐阀（图12-27所示）。罐头从冷却锅卸出也要借助于类似于进罐阀的装置。

图12-26 进罐阀

图12-27 转罐阀

罐头在回转式杀菌锅沿锅筒转动情形如图12-28所示，其运动状态包括：在杀菌锅顶部，因落在旋转架内而不与锅体内壁接触，罐头仅随旋转架一起公转；在锅侧处，罐头除随回转架公转外，做少量自转（滑动短距离）；在锅底处，因罐头与锅体内壁有一定的接触压力，可使其做自由滚动，从而在此区域既有公转，又有自转。罐头的自转及公转运动引起的内容物搅动效应显著提高了传热效率。

图12-28 回转杀菌锅内罐头转动情形

这种设备的优点是可在高温（127～138℃）和回转状态下连续进行杀菌和冷却操作，杀菌时间短，食品品质的均一性好，且蒸汽消耗少。其缺点是设备庞大、结构复杂、初期投资费用大、维护保养困难、罐型适用范围小、通用性差，同时罐头的滚动易造成罐头封口线处镀锡层的磨损而引起生锈，影响外观质量。另外，这种设备只适合于大中型罐头食品厂大批量生产之用。

2.静水压连续杀菌机

静水压杀菌机是通过水柱压力维持蒸汽室压力的一种立式连续高压杀菌机。主要由进出罐装置、静水压升温柱、杀菌室、降温水柱和冷却系统等构成。

图12-29所示为一种静水压杀菌机的外形，其流程如图12-30所示。由输送带送来的罐头，在进入杀菌机前，头尾衔接，排成一列，由推进器按一定数量自行送至用输送链牵引的载罐器。然后，顺序通过升温柱、杀菌柱（蒸汽室）、降温柱和冷却段，最后由卸罐装置卸出。杀菌后的成品罐头到达卸罐处时，载罐器自动张开释放罐头，由输送带送往仓库。进、出罐端在杀菌机的同一侧，出罐位于进罐的下方（图12-31）。

图12-29 静水压杀菌机外形

图12-30 静水压杀菌机流程图

杀菌时间可通过控制输送链速度进行调节。输送装置可设置成多条独立运行的输送链（输送链的根数有1根、2根和3根三种形式），分别挂接不同罐型的载罐器，使得可在同一杀菌温度环境中分别处理不同规格及杀菌时间的产品，大幅度提高了设备的通用性和灵活性。

图12-31 杀菌机罐头进出口处的罐头排列

提升区段是容器输送链从进罐处上升到升温水柱入口的一段。在此区段内，容器暴露在空气中，未受到加热。

升温水柱在杀菌设备内部，是输送链进入蒸汽室前必须通过的一段水柱。在此段水柱中，罐头自上而下得到加热。升温水柱中的水温单独控制，自上而下温度逐渐升高，变化范围一般为16～102℃。

蒸汽室（杀菌室）内与杀菌温度（如121℃，或低于这个值的温度）对应的饱和蒸汽空间高度由其下面的水平面高度与升温水柱（或降温水柱）的水平高度之差决定。因此，可通过对此二水柱液位的控制，来控制杀菌室的温度。输送链条的运行回路在蒸汽室内的停留时间也与此二水柱液位有关。

降温（卸罐）水柱与升温（进罐）水柱的液位相同，此液位对蒸汽杀菌室的蒸汽压力起平衡作用。

静水压连续杀菌机适用于大批量生产的各种蔬菜和肉类罐头的高压杀菌，可以每日三班生产。它的主要优点：①生产量大，每分钟可杀菌500～3000罐；②自动化程度高，杀菌、冷却，甚至包括洗罐，仅需一人操作就可；③节能，与一般杀菌锅比，可节省蒸汽量50%以上，节省冷却水70%以上；④通用性好，适用于各种材质和大小的包装容器，如马口铁罐、玻璃瓶和软包装袋；⑤食品容器在运动中受热，温度稳定，无压力、温度突变，避免罐变形，产品质量好。该设备的缺点：设备庞大（外形尺寸大于8m×3m×18m）、一次性投资较大、结构较复杂，以及检修维护困难。

3.水封式连续杀菌机

图12-32所示为一种水封式连续杀菌设备的结构示意图。主要由高压杀菌—冷却罐、常压冷却槽、（带罐头传送器的）输送链、水封阀及进出罐机构等组成。高压杀菌—冷却罐由中间隔板分为上下两室，上室为蒸汽杀菌室，下室为高压水冷却室。带有罐头传送器的输送链，穿过上下两室构成循环链。室外冷却水槽的输送链也带有传送器。

图12-32 水封式连续杀菌机

这种杀菌设备的工作原理如下：由供罐装置转动到输送链载罐器的罐头，经过鼓形阀进入高压杀菌室，在此，在载罐器输送链经数次折返杀菌后，穿过隔板进入加压冷却室。加压冷却后的罐头再次从鼓形阀排出，进入常压冷却水槽。罐头在这里仍然保持自身的滚转，以达到快速冷却的目的。当冷却至中心温度40℃ 左右时，罐头从自动排罐装置排出。从而完成整个杀菌冷却的过程。鼓形阀结构如图12-33所示，由于其浸没在水中，因此又称为水封阀。鼓形阀可以保证罐头进出而不改变杀菌—冷却罐内的压力。

图12-33 鼓形阀结构示意图

输送链载罐器下部设一条平板链（或导轨），平板链运动方向与载罐器运动方向相反，由于两者间的摩擦力使罐头随载罐器回转，回转速度因产品不同而异，一般为10～30r/min。若不需回转，则可去掉载罐器下面的导轨，或使平板链与载罐器运动方向一致并保持相同线速度。通过改变罐头回转速度，可调节罐头的传热速率。因此，在调换品种时，不改变杀菌时间，而改变罐头回转速度，也可调节杀菌强度。