国产自制水煮槽改造探索

国产自制水煮槽改造探索 王锦国1   王铁龙2
 摘要：水煮槽在国内主要用于巴氏杀菌的热加工产品，如：蟹肉，冻煮真空杂色蛤等贝类速冻产品。由于其结构简单，因此，国内利用水煮槽进行热加工的企业，其水煮槽主要是由企业自己模仿制造的，因没有统一的结构和设计标准，故各个企业制造出的水煮槽的差异很大。在检查工厂过程中，我们发现企业对这个热加工的CCP点所进行的热分布检测，其结果是绝大多数设备的热分布不均匀。由于热分布不均匀，热加工效果差异很大，这样生产出来的产品就有可能有很大的潜在风险，进而会影响产品的品质，同时也会造成蒸汽的巨大浪费。为了使水煮槽的热分布更加均匀，我们联合相关的机构共同对水煮槽从机械性和技术性方面进行了改造探索。
 关键词：水煮槽  热分布  HACCP  改造探索
 
     水煮槽的热分布是指水煮槽内各个点位的温度分布状况，他要求水煮槽内各个点位都达到预定的灭菌温度才开始灭菌计时。为此，水煮槽的热分布的均匀性受到了广泛的关注。
     根据GMP（生产质量管理规范）和HACCP的要求，生产过程必须经过验证，包括工艺和设备的验证，从而使灭菌设备更加可靠和可信。在东港地区的水煮槽基本上都是企业自己制作的，而且都是互相模仿和抄袭。通过对企业的检查发现，95%以上的热分布都是不均匀的。在杀菌过程中的恒温阶段的同一时刻不同位置最大温差都在2℃以上，同样会造成水煮槽内产品升温时间过长，其最终结果就是实际杀菌时间与企业设定的杀菌时间存在较大的差异。我们通过调查了解发现有的企业由于杀菌不充分造成的微生物超标，有的由于热加工不均匀造成的产品热加工不充分，有的产品热加工过度，进而影响产品的色泽和风味。基于此，我们从水煮槽的机械性和技术性两方面入手进行改造探索。
改造前水煮槽存在的主要问题
 一是水煮槽只有一根蒸汽进气管路，而没有旁通管路。如果进气管的阀门发生问题时，只能是停止生产，修理或更换好阀门以后才能够恢复生产；二是蒸汽扩散管的孔分布不均匀，孔的朝向也是很随意的，其孔数总的横截面积之和和进气管的横截面积之比一般的只有1.2-1.3倍左右，这样就会使蒸汽在水煮槽内的循环分布不均匀，这是造成水煮槽热分布不均匀主要原因之一；三是压力表的分度值过大，不利于平时生产对压力进行有效的监控，造成温度不稳定；四是温度计的分度值也是过大，一般的分度值都是2-4℃之间，这样会造成在监控过程中，温度显示不精确，从而发生较大偏差。五是盛装产品的杀菌筐的孔分布不均，而且孔的大小也是随意的，折算成开孔比率，一般的都是在20%左右；六是没有水循环系统和温度自动控制记录系统，没有循环泵就会使水的循环减速，热量流速减小，没有温度自动控制记录系统，手动操作对进气量控制不及时、进气量大小控制不稳定，自然温度就会引起很大的波动。
改进措施
    影响热分布的因素是比较复杂的，为了使热分布比较均匀，需要从多方面进行考虑。但是，我们对水煮槽的改造主要还是根据L26（美国26号公告），SN/T 0400.6-2005对热力杀菌的相关规定，以及美国FDA联邦法规(21 CFR)的113、114部分和热加工专家协会(IFTPS)的相关知识进行改造探索。
 1.机械性改造
（1）蒸汽管道应该有足够的尺寸，且蒸汽总管压力不低于0.62 Mpa，分管道的压力
不低于0.4Mpa,把进气管改造成为气动薄膜调节阀，在进气管路的相对位置增加进气旁通管路。以保证在设备出现故障的时候，旁通管路也是可以进行有效的供应蒸汽，同样启动薄膜调节阀门可以保障蒸汽进行稳定有效的供应。
 （2）进气管路应该从水煮槽底部进入，水煮槽内蒸汽扩散管的长度应该和水煮槽的长度相同，扩散管路上面应该有大约直径为4-4.5mm的小孔，且小孔的数量应使所有小孔的横截面积之和和进气管的横截面之比在1.5-2.0之间，通过大量的试验我们得出，这个最佳的比例应该是1.6-1.8之间，且小孔的方向应该是斜向上，这些孔应该是均匀分布的。如果是有两排孔的话，这两排孔的朝向应该与扩散管中轴线之间成为90°夹角，如果是三排孔的扩散管，中间一排应该是竖直向上，左右两侧应该是分别斜上方，这左右两排孔的要求同上面两排孔的要求是一样的。
 （3）更换合适比例的压力表和温度计，对于压力表，每一个水煮槽的进气管路上必须安装一支便于读数的压力计。压力表的范围为0～0.25MPa，每刻度为0.014MPa或以下。对于温度计，由于水煮槽的加工条件比较特殊，一般的都是使用圆盘式的温度计，要求便于读数，范围最好在40℃-110℃之间（一般的使用水煮槽进行热加工的产品的温度要求都是小于100℃），分度值最好是不超过1℃，表盘直径最好是使用直径为15mm或以上。
 （4）水煮槽中用于装载产品的杀菌篮筐必须有足够多的孔，用金属片或者其他适合的材料制成。这些装置各边的小孔数目及其尺寸虽然没有明确的要求，但无效的底板打孔不能被采用，原因是它们可能会妨碍水煮槽内热分布情况。当打了孔的金属片或是其他材料被放在底部时,孔的尺寸与孔距之间的比例约为1:2，同样这个比例也是适合侧面开孔的，一般的杀菌装置必须有足够的开孔比率，从实验室中得出结论，最好使用的开孔比率大于等于30%，这样才能够保证热水的循环通畅。
 (5）在水煮槽的左右两侧各增加一个水循环泵，在侧壁靠近中上部安装一根水泵进水管，在靠近底部安装一根水扩散管，上面有小孔，其孔大小、分布等要求和进气扩散管的孔的大小、分布是一样的，这样水从上面进去到水泵里面，从下部喷射出来，就形成了一个循环系统，使水充分流动交换，这样就会增加水温度的均匀性。
（6）在水煮槽一侧的墙体上增加温度自动控制记录系统，用来提供每一个水煮槽热加
工时的温度与时间的长久记录。在杀菌温度上下5.6℃的范围内，图表刻度每格不得超过1.1℃。在杀菌温度上下11.2℃范围内，每25.4mm范围刻度不得超过30.6℃。这时的记录仪与气动薄膜调节阀相结合作为记录-控制装置。这样就会通过自动系统来控制水的温度，从而来实现温度偏差较小，也同样可以达到节能的目的。
 2．技术性改造
（1）温度计的探头位置和自动控制系统的探头位置应是放在一起或是相近的位置，这
个位置应是通过热分布实验得出的水煮槽内温度相对低点的位置，这一点就是探头需要放置的位置，通过控制温度相对低点的位置，从而使得产品的热加工更为充分。
（2）在每次杀菌进水之前，要检查蒸汽扩散管和水扩散管的孔是否有堵塞的情况；另
外在每次杀菌前都应该通入1-3分钟的蒸汽以保障管路畅通。
 （3）杀菌过程中盛装产品的杀菌篮筐的上缘与水煮槽内水的上平面的距离应该大于等
于15mm，这样就会减小由于水表面蒸发造成温度偏低的现象。
 三，改进后验证
 改进后的水煮槽性能是否达到预期的目标，对此，我们从福建东山、山东潍坊、河北保定三个不同地区的三家企业进行了改进，改进后的水煮槽进行了热分布测试。
 测试过程是在正常加工、水煮槽满载的情况下进行的，对每个水煮槽进行了三次热分布测试，从检测的结果来看，升温时间比改造前节省了大约20-40秒，恒温阶段同一时刻不同位置的最大温差一般只有0.5-0.7℃。通过热力杀菌权威机构的测试和评估，证明我们的改造是成功、有效的。
 四，结论
   改造后的水煮槽不仅满足GMP 的规范，而且使HACCP体系中杀菌过程(CCP)的控制更加有效，同时改造后的水煮槽有自动记录装置，可以为企业平时自检自控、有关部门监督检查留下大量的记录资料，同样也为企业节省了大量的蒸汽、减少了操作人员，节约了大量的成本。下一步，我们将这一成果逐步在东港地区全面推广。