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冷藏罐装蟹肉巴氏杀菌传热特性1前言我国海域辽阔、江河湖塘众多，淡、海水蟹资源众多。蟹肉营养丰富深受国内外消费者喜爱。有大量个体较小的低质蟹类，由于直接食用不方便所以未能得到充分利用，造成了资源的浪费。近年来，欧美人已愈来愈喜欢蟹制品。蟹肉含有丰富的蛋白质（氨基酸组成齐全）、不饱和脂肪酸（单不饱和脂肪酸MUFA与多不饱和脂肪酸FUFA）和Ga、Mg等人体代谢必需的营养元素。许多研究结果证明，饱和脂肪酸（SFA）有升高血清及肝组织中脂类含量的作用，而MUFA和FUFA则作用相反。梭子蟹蟹肉中还含丰富的二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。DHA在一定程度上可以提高脑的柔软性，抑制脑的老化，可预防老年性痴呆。121当前，许多企业利用我国丰富的低质蟹资源和充足的劳动力，来加工蟹肉罐头，出口欧美，市场非常好，取得了较好的经济效益，与普通蟹肉相比，增值50%以上。目前，在沿海地区已形成为一个较大的产业，据估计年产量达5QQQ多吨。利用无污染的海捕低质蟹来生产绿色食品冷藏罐装蟹肉，其加工成本低，利润高，经济性强。这不但充分利用了我国的低质蟹资源，防止资源的浪费，而且可为国家创取大量外汇。此外，还能解决一部分人的就业问题。141传统的蟹肉罐头的加工其杀菌工艺为高温杀菌。高温处理蟹肉等甲壳类食品，易引起蛋白是变性分解，导致硫化变色，蟹肉颜色过黄，产品品质降低。目前国内许多厂家采用美国的加工工艺：原料验收一原料处理一蒸煮一取肉一挑选一漂洗一装罐一封罐一杀菌（杀菌公式：14078889.5°C）―冷却（13073°C）―包装一成品。其保藏原理为障碍技术，利用巴氏杀菌和低温保藏综合作用来取得长期保藏的效果，从而防止了硫化变色等质量问题，更好的保持了蟹肉的品质。但是在生产过程中缺乏以往的经验可，缺少有关技术人员与技术资料。设备和工艺对中方技术与生产人员来讲是全新的，只能是全盘照搬国外的模式，以致有的产品质量不稳定，不是杀菌不足就是杀菌过度。141171有的产品质量过不了关，主要是微生物指标达不到FDA要求或是蟹肉颜色太黄不符合外商要求。外商对罐装蟹肉的要求为质优、菌低，细菌等微生物指标必须符合FDA标准：10个样本中埃希氏菌、沙门氏菌和葡萄球菌不得检出，大肠杆菌<30个/100g，细菌总数<10万个/克。
在这一加工工艺中，杀菌这一步是关键。目前设备虽然是按美方提供的设计方案，但仍较为简陋，有许多不合理之处，杀菌操作的随意性较大，缺乏科学的依据，从而造成了产品品质的不稳定。因此有必要对杀菌过程中蟹肉罐头的传热特性进行研究，对杀菌锅及冷却池内温度分布以及罐装蟹肉杀菌时冷点处温度的变化值进行测定，来了解和分析该过程罐装蟹肉热穿透的规律及其F.值的大小，判断其与规定F值的差别，并探讨对产品质量可能产生的影响，为今后杀菌工艺及设备的改进提供科学的依据，从而更好的保持罐装蟹肉的色、香、味品质，使其卫生指标全部达到FDA标准。
2试验研究部分2.1试验材料与主要仪器2.1.1试验研究材料厦门某全自动软化水设备食品有限公司生产的蟹肉罐头，罐型为978.产品外销。
2.1.2试验所用的主要仪器设备（1）丹麦Ellab公司生产的CTF84型罐头中心温度测定仪及其配套的直径1mm的热电偶测温头，测温套管与导线等⑶冷却水池（见-2）⑷奔腾I电脑2.2试验研究方法2.2.1产品生产工艺流程原料蟹捕获一加冰冷却一洗涤、去蟹脚一蒸煮一风冷一取肉一漂洗、分级一蟹肉一加冰装塑料罐一浸常温水一装罐一封罐一巴氏杀菌一冷却一装箱一进冷库2.2.2杀菌操作封罐后将罐头放入杀菌篮内，*高5层，每层48罐，每篮共240罐，各层之间垫有竹篾制的垫子，积至两篮后，尽快地将其送入杀菌车间。先向杀菌锅内注入水并加热至90°C左右，用电葫芦将两个杀菌篮依次吊放入杀菌锅热水中，开启底部的加热蒸汽管与压缩空气管，开始计时杀菌。杀菌公式为：140V8889.5°C.加热方式为，以热水为锅内对流传热介质，以高温蒸汽为加热热源，并以压缩空气加强杀菌锅内的热对流。压缩空气与高温蒸汽在进入杀菌锅前进行混合，而后通过杀菌锅底部的压缩空气与热蒸汽混合排气管66（管壁钻有一系列喷孔），进入杀菌锅内，进行加热、对流。杀菌锅内可一次装入两个杀菌篮，杀菌篮尺寸为￠1000X450mm.杀菌篮底板为带有小孔的钢板，小孔直径为d）35mm，共约160个小孔，篮内侧衬有竹蔑制的垫片。
2.2.3冷却操作加热杀菌时间结束后，用电葫芦将杀菌篮依次移入冷却池中进行冷却，采用冰水混合物冷却，用压缩空气来加强对流。冷却终点温度要求产品中心温度<3°C.冷却池结构草图如上图所示（-2）：2.3测试前的准备2.3.1热电偶的安装⑴热分布试验中空罐打孔用专用的空罐打孔器在空罐上打孔，为使试验是热电偶处在空罐中间，打孔位置如-3所示。另外，还要在罐壁偏上部分交叉多打几个孔。
热电偶2.4试验过程2.4.1杀菌锅内热分布试验方法bookmark0杀菌时每次用两个杀菌篮，每篮堆篼5层，每层48罐罐头，分为5圈放；另外根据测温点布置的要求（1）每个杀菌篮沿对角线均分布三个点，（2）每个测温头都应和周围隔开2-3cm不可接触罐壁，（3）两支热电偶测杀菌锅的温度（上下各一个）。
开启CTF84型罐温测定仪预热3Qmin，将各个热电偶布置在个测温点，放入杀菌篮中，接上CTF84型罐温测定仪，在**篮放入杀菌锅的同时测温仪开始记录，每隔0.5min的打印记录一次各测温点的温度，待升温速度变缓时，将测温的时间间隔分别变为lmin、测试结束后将所有数据输入电脑，用EXCEL2000进行数据处理，分析各测温点升降温的均匀性，并找出升温*慢点和降温*慢点。
2.4.2冷却池内热分布试验bookmark1进行冷却池内热分布试验，从而为接下来的热穿透试验做准备，探讨该冷却池结构的合理性，为冷却池的改造提供科学的依**分布点⑵热穿透试验中空罐打孔打孔位置及测温套管的固定如-4所示据，并分析不同冷却方式对冷却效果的影响，确定较佳的冷却方式。
2.4.2.1试验方法冷却方法为直接用电葫芦将杀菌篮移入盛有冰水混合物的冷却池中。记录各测温点在冷却时的温度值。将所测的数据输入电脑。
2.4.3罐装蟹肉杀菌热穿透试验美国产品经销商提供的该杀菌工艺的F值要求为F> 31min，计热穿透试分布S算F值时设定对象菌的Z值为16*F（8.9°C），杀菌基准温度为186T（85.5°C）。为了研究罐装蟹肉杀菌过程中的传热特性，进行热穿透试验，需对罐装蟹肉杀菌时冷点处温度的变化值进行测定，了解和分析该过程罐装蟹肉热穿透的规律及其杀菌F值的大小。
2.4.3.1试验方法蟹肉罐头冷点及测温点分布的确定本试验中所用罐头的罐型为978，蟹肉为固体状物品，且在装罐时装的较满、蟹肉间几乎无空隙，是属于传导传热型的，所以罐头的冷点就在其几何中心处。根据2.4.1所测的热分布结果确定进行热穿透测定的位置如-5所示。
试验操作过程将测温套管固定在罐壁中间处，装罐、密封。经测温套管内孔插入测温头，将测温点固定在各对应的冷点位置，放入杀菌篮中，接上CTF84型罐温测定仪，将杀菌篮放入杀菌锅，同时开始测温。开始时记录温度的时间间隔为Q.5rain，等升温速度变缓时，将测温的时间间隔分别变为lmin、2min、5min.杀菌结束后进行冷却之前将测温的时间间隔分3结果与讨论3.1杀菌锅热分布测试3.1.1杀菌锅热分布测试结果⑴由上图可以看出，杀菌篮放入杀菌锅热水中后，在三分钟之内各处的温度都可接近杀菌68锅的温度。未出现严重滞后的温度带。
⑵监控杀菌锅热电偶温度计的温度值在整个杀菌过程都高于杀菌锅温度。说明该杀菌锅热电偶安装位置不合理。
杀菌锅内温度波动较显著。由于本杀菌工艺采取的是以蒸汽加热的热水为传热介质，借助锅底的压缩空气来加强对流。这会形成大量气泡，影响传热的稳定性。
3.2冷却阶段热分布测试3.2.1冷却开始阶段热分布测试结果从右图中可以看出，先放入的杀菌篮降温速度比第二篮慢，在4（TC附近有一停滞。待第二篮放入后才继续降温。这与冷却操作时加冰量增加快慢有关。
3.2.2冷却过程热分布测试结果分析上图曲线可以发现冷却内篮内温度波动显著。下层杀菌篮内的温度要高于上层的杀菌篮，*大可相差。8°C以上。这种情况与冰密度小，浮在水面上，同时下方的压缩空气无规律地上升使冷却水流动不稳定有关。如能改为泵循环冷却可改善冷却效果。
3.3热穿透测试透测试结果（1）在该杀菌工艺中，杀菌前产品的初温比较低（5°C），其升温要求要尽量迅速。冷却终点要求低于3°C.传热过程温度跨度大。产品的热穿透曲线表明该种产品的传热速度是十分缓慢的。整个杀菌过程耗时接近5个小时。因此研究如何改善传热缩短杀菌时间很有必要。
⑵现有杀菌过程中受热程度*低的罐头的F.值已达106.5x11，是规定值的三倍以上。这不但造成了生产成本的增加，更重要的是降低了产品的质量。因而应考虑建立HACCP体系，从原料开始控制微生物的污染，从而尽可能地减少杀菌前的初菌数，缩短杀菌时间。
⑶此类罐装蟹肉可以考虑采用塑料罐包装，这样就可以用微波对蟹肉罐头进行预加热，使罐内冷点处的温度升至规定杀菌温度88-89.5°C，再移入88-89.5°C的热水中继续杀菌，从而缩短杀菌的升温时间。
⑷该产品还可考虑采用无菌包装技术。将蟹肉在装罐前集中杀菌，用平板冷却机快速冷却之后进行无菌包装。这样可减少杀菌时间，节约能耗，并得到质量更稳定的产品。
3.4产品杀菌的F.值3.4.1据所测的数反渗透设备厂家据求得各阶段的F.值，如表1所示：表1产品冷点在不同阶段F.值累积升温阶段恒温阶段冷却阶段合计所占比例％（1）在不同的时间段F.值的累计值占总的F.值的比例各不相同（如表1所示），由表中数据可看出，升温阶段与恒温阶段的F.值的累计值占总的值的比例较大，在冷却阶段F.值的累计值占总的F.值的比例*小。
⑵该工艺产品*低的F.值为106.5min.这大大超出了该加工工艺的规定值（F>大约是规定值的三倍。这不但造成了生产成本的增加，更重要的是降低了产品的质量。因而可以适当缩短杀菌的相对恒温时间，从而降低F.值，减少生产成本，提高产品质量。
4结论4.1该杀菌锅的热点偶温度计安装的位置不正确，不能真实地反映杀菌锅的温度。
4.2冷却池构造、冷却工艺与操作不合理，造成冷却时温度分布不均，温度波动显著。上下部分有着较大差别，下面一篮的冷却速度大都慢于上面一篮。
4.3在该产品杀菌过程中，升温阶段、恒温阶段与冷却阶段所获得的F.值比例分别为16%、4.4试验表明，该杀菌工艺使产品获得的*小F.值为106.5min，大大超出了经销商的规定31min），是规定值的三倍以上。在保证产品原料质量的情况下，可以适当缩短杀菌时间。
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