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單凍熟蝦蒸煮熱分布和產(chǎn)品熱穿透測試與評估

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2010-10-08  來源:食品伙伴網(wǎng)
核心提示:本文介紹了單凍熟蝦蒸煮熱分布和產(chǎn)品熱穿透測試的方法和過程,對如何根據(jù)測試得出的熱分布和熱穿透數(shù)據(jù)及曲線圖進行分析,對蒸煮工藝規(guī)程如何確定評價基準(zhǔn)進行評估驗證,對如何根據(jù)測試的結(jié)果來調(diào)整蒸煮關(guān)鍵限值或改進蒸煮工藝等方面進行了探討。
 
趙桂林 (汕頭出入境檢驗檢疫局515041)
 
摘要:本文介紹了單凍熟蝦蒸煮熱分布和產(chǎn)品熱穿透測試的方法和過程,對如何根據(jù)測試得出的熱分布和熱穿透數(shù)據(jù)及曲線圖進行分析,對蒸煮工藝規(guī)程如何確定評價基準(zhǔn)進行評估驗證,對如何根據(jù)測試的結(jié)果來調(diào)整蒸煮關(guān)鍵限值或改進蒸煮工藝等方面進行了探討。
關(guān)鍵詞:單凍熟蝦 蒸煮 熱分布 熱穿透 測試 評估
 
單凍熟蝦作為一種出口量越來越多的深加工即食水產(chǎn)品,其生產(chǎn)的蒸煮工藝是一種相對嚴(yán)格的熱處理,是水產(chǎn)品加工企業(yè)進行安全控制的關(guān)鍵工序,通常是HACCP計劃的關(guān)鍵控制點和HACCP驗證的重要內(nèi)容,也是國內(nèi)外政府食品安全管理部門檢查的重點。蒸煮過程是否科學(xué)合理,應(yīng)通過科學(xué)的測試來確定。從單凍熟蝦的蒸煮工藝來說,對蒸煮機的熱分布和熱穿透性能進行測試確認,進而對蒸煮(熱處理殺菌)工藝規(guī)程進行評估,從而可證實企業(yè)的蒸煮工藝和設(shè)備是否滿足國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范的要求。同時,對經(jīng)評估驗證不符合有關(guān)要求的蒸煮工藝,企業(yè)將可及時利用測試出來的科學(xué)數(shù)據(jù),建立和實施糾正措施,從而確保蒸煮工序的有效性和產(chǎn)品的安全性,為水產(chǎn)加工企業(yè)開拓和擴大其產(chǎn)品的國內(nèi)外市場提供一項重要保證。
1對蒸煮機熱分布、蝦產(chǎn)品熱穿透的測試
1.1描述蝦的蒸煮方式:目前單凍熟蝦的生產(chǎn),普遍是通過蒸煮機的蒸汽對人工去頭、去殼、去腸等前處理過的蝦進行蒸煮,一般采用傳送帶對產(chǎn)品進行連續(xù)加工,蝦產(chǎn)品可以擺放在托盤里或直接擺放在網(wǎng)帶上蒸煮,蒸煮時間一般可以在0.5 ~14 分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)。由于蒸煮機控制系統(tǒng)、隧道空間、蒸汽管分布、蒸汽噴孔直徑、托盤、壓蓋、蝦產(chǎn)品排列方式等不同,對蒸煮機熱分布、蝦產(chǎn)品熱穿透的測試結(jié)果均有不同程度的影響,所以在測試前應(yīng)進行必要的測量和描述。
1.1.1 蒸煮機控制系統(tǒng):應(yīng)記錄控制方式,一般蒸煮機配備自動溫度和電機轉(zhuǎn)速控制器, 蒸煮機溫度通常設(shè)定在100℃,根據(jù)不同產(chǎn)品調(diào)節(jié)控制電機轉(zhuǎn)速的變頻器,通過控制傳送帶運行速度,控制蝦產(chǎn)品加工時間。當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度要求時,自動殺菌控制器會相應(yīng)調(diào)節(jié)控制蒸汽的電磁閥,控制蒸煮機內(nèi)溫度。
1.1.2 蒸煮隧道:應(yīng)測量蒸煮隧道的長度、寬度,蒸煮區(qū)域的實際長度、寬度,高度,傳送帶上條與條間距;對蒸汽進汽管的直徑, 蒸汽分布管的數(shù)量、直徑、長度, 蒸汽噴孔直徑, 每條蒸汽分布管噴孔數(shù)量。若采用網(wǎng)帶上放蝦產(chǎn)品直接進行蒸煮,還應(yīng)記錄網(wǎng)帶孔型,過汽孔大小及過汽量所占比例等。
1.1.3 加工容器描述:應(yīng)記錄用于生產(chǎn)的容器形狀,如為托盤,應(yīng)測量其長 寬高,是否由不銹鋼材料制作,是否在托盤上加壓蓋,壓蓋數(shù)量,托盤底部及壓蓋過汽孔分布是否均勻,孔徑大小,托盤與壓蓋過汽孔數(shù)量, 過汽量分別占多少比例,壓蓋與托盤是否緊密封合。
1.1.4 產(chǎn)品排列方式:一般蝦產(chǎn)品采用平鋪、不重疊、交錯排列,每列之間留有間隔,所有的蝦均經(jīng)由手工排列在托盤里加壓蓋,也有直接排放在網(wǎng)帶上而不必擺放在托盤里,應(yīng)記錄測試時蝦產(chǎn)品的擺放方式。
1.2 校正和調(diào)試測試儀器設(shè)備:一般采用無線系統(tǒng)溫度檢測設(shè)備,目前普遍采用丹麥ELLAB熱檢測設(shè)備,檢測設(shè)備包括:數(shù)據(jù)收集器、無線可存儲數(shù)據(jù)探頭,有單探頭和雙探頭,探頭由電池套管和微型存儲芯片組成。通過計算機數(shù)據(jù)收集程序軟件,可設(shè)置無線探頭每隔5秒或6秒收集蒸煮機及蝦產(chǎn)品中心溫度讀數(shù)一次,并對加工持續(xù)時間進行記錄。無線探頭應(yīng)是經(jīng)校準(zhǔn)且準(zhǔn)確有效,一般在使用前再用已校準(zhǔn)水銀溫度計進行再次校準(zhǔn)。
1.3 測試蒸煮機熱分布:將無線探頭編號,在與傳送帶運送方向垂直的方向上均勻布點,將探頭固定在托盤或網(wǎng)帶上及蒸煮架上,按照工廠預(yù)定的蒸煮程序,將蒸煮機進汽閥門全開,一般設(shè)定蒸煮溫度在100℃,同時啟動控制電機轉(zhuǎn)速的變頻器,使傳送帶運行速度與正常生產(chǎn)時相同,當(dāng)無線探頭被傳送帶從進料口運行至出料口時,即完成了一次熱分布測試。蒸煮機熱分布的測試,應(yīng)分別測試空載熱分布和滿載熱分布兩種情況,空載熱分布測試時,與滿載熱分布測試唯一不同的是托盤或網(wǎng)帶上沒有蝦產(chǎn)品。為確保測試的準(zhǔn)確性,應(yīng)分別重復(fù)測試三次,每次均應(yīng)記錄測試時蒸汽總壓力(Mpa)及蒸煮隧道蒸汽壓力(Mpa)、傳送帶蒸煮機的轉(zhuǎn)速頻率。
1.4 蝦產(chǎn)品熱穿透的測試:將無線探頭順著蝦身的方向,盡量將針頭插到蝦產(chǎn)品的中心位置,其他步驟與蒸煮機熱分布的測試相同。應(yīng)該注意,整個測試應(yīng)是在滿載的情況下,與正常生產(chǎn)情況相同,排放在托盤或網(wǎng)帶上的蝦產(chǎn)品,按照平時生產(chǎn)一樣的情況從進料口不斷的傳送到出料口。測試的蝦產(chǎn)品應(yīng)是同一規(guī)格并連續(xù)同樣測三次,不同規(guī)格的蝦產(chǎn)品應(yīng)分別進行熱穿透測試。蝦產(chǎn)品熱穿透的測試應(yīng)與蒸煮滿載熱分布測試同時進行。
結(jié)果分析和評估
2.1整理數(shù)據(jù)并繪制曲線圖: 分別將對蒸煮機熱分布、各個規(guī)格的蝦產(chǎn)品蒸煮的熱穿透的三次測試所得的數(shù)據(jù)進行整理并繪制曲線圖,看曲線是否重疊,若曲線重疊性好,說明空載熱分布、蝦產(chǎn)品的熱穿透的重現(xiàn)性較好。如圖1為某蒸煮機空載熱分布圖。其曲線的重疊性較高。若三條曲線出現(xiàn)明顯偏離,應(yīng)重新進行測試確認。分別計算升溫的時間(min)、空載熱分布的恒溫階段的持續(xù)時間(s),以及溫度滯后點的位置、蒸煮隧道內(nèi)各檢測點位在同一時刻的最大溫差δmax=(Tmax,t-Tmin,t)max;對各個規(guī)格蝦產(chǎn)品的熱穿透數(shù)據(jù),應(yīng)計算產(chǎn)品達到預(yù)定的內(nèi)部中心溫度的持續(xù)時間。
 
圖1
2.2 評估蒸煮機的熱分布
對蒸煮機的熱分布的評估,一般應(yīng)分析蒸煮隧道在空載或滿載的情況下,在設(shè)定的蒸汽總壓力(Mpa)條件下,蒸煮隧道經(jīng)過多長時間(min)升溫,所達到的隧道內(nèi)腔溫度(℃)是否達到預(yù)定蒸煮程序所要求的內(nèi)腔溫度,計算恒溫階段的持續(xù)時間(s)是否符合要求,以及溫度滯后點的位置、蒸煮隧道內(nèi)各檢測點位在同一時刻的最大溫差δmax=(Tmax,t-Tmin,t)max。
通過分析蒸煮機熱分布測試曲線圖,可以發(fā)現(xiàn)蒸煮機的熱分布是否均勻。如圖1是一個蒸煮機空載熱分布圖,從曲線的形狀可以判定其蒸煮機箱內(nèi)的空載熱分布均勻度比較高;圖2是另一個蒸煮機滿載熱分布及蝦產(chǎn)品熱穿透測試圖,圖上方為蒸煮機滿載熱分布曲線,其曲線相對平行且重疊,并且曲線的升溫點和降溫點與圖下方的產(chǎn)品熱穿透曲線在同一時刻,因此可以判定其蒸煮機箱內(nèi)的滿載熱分布均勻度是合理的。
 
圖2
圖3是某一個蒸煮機滿載熱分布及蝦產(chǎn)品熱穿透測試圖,雖然其熱分布和熱穿透曲線也基本重疊,但蒸煮箱內(nèi)達到預(yù)定恒溫階段的持續(xù)時間(s)太短,并且兩組曲線的升溫點和降溫點不在同一時刻,蒸煮機內(nèi)的溫度下降以后產(chǎn)品內(nèi)部的中心溫度反而在上升,因此可以判定其蒸煮機箱內(nèi)的滿載熱分布是不合理的。若多次重復(fù)測試后曲線基本一樣,首先應(yīng)重新對無線探頭進行校準(zhǔn),若無線探頭校準(zhǔn)后還出現(xiàn)同樣的問題,說明蒸煮機的設(shè)計不合理。
 
圖3
 
2.3 評估蝦產(chǎn)品的熱穿透
2.3.1確定評價標(biāo)準(zhǔn):目標(biāo)病原體的選擇是關(guān)鍵的,確定目標(biāo)病原體的破壞程度也是關(guān)鍵的。蒸煮的目的之一就是消除將要進行有氧包裝的產(chǎn)品中的病原體的營養(yǎng)細胞(或降低到可接受的水平)而不是其芽孢,目標(biāo)病原體一般選擇有最強耐熱性且不能形成芽孢的食源性病原體----單核細胞增生李斯特氏菌。選擇蒸煮對目標(biāo)病原體的破壞程度,一般對其污染水平的6級對數(shù)下降是合適的。
2.3.2評估驗證:蒸煮工藝過程的時間和溫度是使蝦產(chǎn)品達到既定的內(nèi)部溫度的能力,根據(jù)對不同規(guī)格的蝦產(chǎn)品分別進行的熱穿透測試數(shù)據(jù),在參考美國FDA“水產(chǎn)品危害及控制指南”第三版中關(guān)于單核細胞增生李斯特氏菌的滅活的數(shù)據(jù)(P279,表 #A-3),結(jié)合水產(chǎn)加工廠對蒸煮工藝的要求,對熱穿透測試的數(shù)據(jù)進行分析,選擇合適的滅菌溫度和時間作為評價基準(zhǔn)。可按表#A-3提供的不同組合的時間/溫度去和測試結(jié)果進行對比,也可拿測試結(jié)果的產(chǎn)品中心溫度去查表#A-3對應(yīng)的作用時間進行比較。
 
如圖2所示,在蒸煮機進汽閥門全開,在蒸煮隧道內(nèi)環(huán)境溫度達到99℃的條件下,51-60(只/磅)規(guī)格蝦仁產(chǎn)品中心溫度相對低點(LC3)達到73℃以上時的持續(xù)時間為54s,根據(jù)表 #A-3 提供的對于一定范圍的蒸煮溫度以單核細胞增生李斯特氏菌為目標(biāo)病原體的6D 處理的時間,產(chǎn)品內(nèi)部中心溫度為73℃,對應(yīng)的滅菌時間應(yīng)為48秒,而上述產(chǎn)品達到73℃的持續(xù)時間是54s,能確保蝦產(chǎn)品達到要求的滅菌要求,因此可證明該蒸煮工藝過程是符合要求的。
又如,選擇75℃(應(yīng)持續(xù)24秒)作為評價基準(zhǔn),若某31-40(只/磅)規(guī)格蝦仁在不低于99℃的加工溫度下,其產(chǎn)品內(nèi)部中心溫度經(jīng)測試到達≥75℃時的加工時間為135秒,則保持其產(chǎn)品內(nèi)部中心溫度≥75℃的時間應(yīng)不少于24秒,即在相同的加工溫度下,總的加工時間應(yīng)不少于159秒。通過比較產(chǎn)品熱穿透數(shù)據(jù)則可評估該蒸煮工藝是否達到要求。
3 幾點討論
3.1測試結(jié)果的重現(xiàn)性是關(guān)鍵:不管是測試蒸煮空載熱分布和滿載熱分布,還是測試產(chǎn)品熱穿透,在工廠預(yù)定的蒸煮工藝過程中,假如設(shè)備和儀器調(diào)試穩(wěn)定且校準(zhǔn)良好,三次重復(fù)測試的結(jié)果必須有相當(dāng)高的重現(xiàn)性,其結(jié)果才是可靠的;若重現(xiàn)性較差,說明操作有誤,或是設(shè)備和儀器不穩(wěn)定,或是無線探頭沒校準(zhǔn)好,特別是當(dāng)蒸汽壓不穩(wěn)定時,對測度結(jié)果的重現(xiàn)性影響更大。若測式結(jié)果經(jīng)評估驗證符合要求,則今后實際生產(chǎn)時,應(yīng)當(dāng)按照測試時設(shè)定的蒸汽總壓、蒸煮溫度等相同的條件下進行生產(chǎn),才能確保產(chǎn)品符合要求。所以,當(dāng)某個規(guī)格的熟蝦產(chǎn)品其熱加工工藝等條件或參數(shù)有變動,即其具體的蒸煮隧道、蒸煮工藝、蒸煮容器、蒸汽分布管、蒸汽孔大小、蒸汽壓等蒸煮的條件發(fā)生變化時,對其蒸煮熱分布和產(chǎn)品熱穿透的情況應(yīng)進行重新檢測。
3.2 根據(jù)測試結(jié)果設(shè)置蒸煮關(guān)鍵限值:蒸煮過程的關(guān)鍵因素包括:蒸煮過程的時間和溫度、影響產(chǎn)品加熱速率的產(chǎn)品的初始溫度及產(chǎn)品大小。對一個具體的單凍熟蝦加工廠而言,蝦產(chǎn)品在蒸煮前一般為加冰水保存,其初溫變化不大,在規(guī)格已定的情況下,蒸煮關(guān)鍵限值只須控制蒸煮過程的時間和溫度。單凍熟蝦的生產(chǎn)一般為連續(xù)蒸煮,蒸煮時間/傳送帶轉(zhuǎn)速、蒸汽溫度一般作為關(guān)鍵因素來控制,產(chǎn)品的內(nèi)部溫度由于在蒸煮過程中,每個時間單位不同而不適合作關(guān)鍵限值。
對蒸煮步驟,必須確定一個控制加工過程的最大或最小的特征值,以便控制危害。如果設(shè)置了較嚴(yán)格的 CL 值,結(jié)果就會出現(xiàn)實際上沒有發(fā)生影響安全的問題就要采取糾偏行動。另一方面,如果設(shè)置了較寬松的 CL 值,會導(dǎo)致不安全產(chǎn)品流到消費者手中。例如,某蝦仁31-40只/磅規(guī)格,要求在蒸煮溫度≥99℃時,的蒸煮時間T≥159秒,由于對傳送帶轉(zhuǎn)速的監(jiān)控比對蒸煮時間的監(jiān)控更易于操作,普遍將傳送帶轉(zhuǎn)速作為關(guān)鍵控制點。因此,在已測的蒸煮區(qū)域的實際長度L為6.2米,傳動輪半徑R為3.5厘米,則可根據(jù)下式算出轉(zhuǎn)速V(轉(zhuǎn)/分)。
由V×T×2πR=L      則V=10.64轉(zhuǎn)/分
即該規(guī)格蝦仁蒸煮的關(guān)鍵限值為:蒸煮溫度≥99℃,傳送帶轉(zhuǎn)速≤10.64轉(zhuǎn)/分。
3.3 根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整蒸煮工藝:加工廠一般都希望既能建立一套科學(xué)的蒸煮程序以消除病原體或使其數(shù)量減少到可接受的水平,又希望能正確設(shè)計和操作蒸煮設(shè)備,以使每個單位產(chǎn)品接受到最低限度的熱處理,使產(chǎn)品的失水率較低而又能保持固有的商業(yè)品質(zhì)。因此,可通過測試的結(jié)果來進調(diào)整蒸煮工藝來達到上述目的。
例如,51-60規(guī)格養(yǎng)殖單凍熟蝦產(chǎn)品的在某蒸煮機的蒸煮工藝過程中,產(chǎn)品內(nèi)部溫度達到75℃的持續(xù)時間是55秒,查表#A-3知道其有效滅菌時間比規(guī)定6D時間24秒長了31秒,因此,可通過調(diào)快蒸煮機傳送帶的轉(zhuǎn)速,在符合要求的范圍內(nèi)合理減少蝦產(chǎn)品的蒸煮時間,使產(chǎn)品既能保證蒸煮滅菌的要求,又能減少失水率,達到商業(yè)上的需要。另如,經(jīng)測試,某規(guī)格蝦產(chǎn)品在某具體蒸煮工藝過程中,產(chǎn)品內(nèi)部溫度在某一要求溫度的持續(xù)時間不夠,比規(guī)定的6D時間短,則可通過調(diào)慢蒸煮機傳送帶的轉(zhuǎn)速,來達到有效滅菌要求;也可通過增加蒸汽分布管的數(shù)量、增加蒸汽噴孔數(shù)量及大小等方法來加快產(chǎn)品的升溫,從而增加滅菌的持續(xù)時間,來達到有效的滅菌溫度和時間。當(dāng)然,蒸煮工藝改進以后,應(yīng)重新進行測試評估才能確定其符合性和有效性。
 
參考文獻:
[1] 程方等編 水產(chǎn)品HACCP實施指南 福建人民出版社 2003
[2] 王鳳清等編 中國出口食品衛(wèi)生注冊管理指南 中國對外經(jīng)濟貿(mào)易出版社 2000


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編輯:foodvip

 

 

 
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