灭菌主筒作为灭菌生产线的主要部分，直接关系到灭菌的效果。为了更好的完成 对灭菌生产线主筒部分的设计，实现灭菌主筒与灭菌生产线其他部分的匹配，需要熟 悉整个生产线，确定灭菌相关的原理、灭菌生产线的构成以及灭菌生产线的工作机制。 在此基础上，对灭菌主筒进行总体设计，明确为达到灭菌功能灭菌主筒所应具有的结 构。

2。1 灭菌生产线灭菌原理

采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力 的措施，称为灭菌[5]。灭菌的实质是使食品处于特定温度和特定压力下保持一段时间， 从而使目标微生物高温失活。

在目前的工业生产中，对于液体食品，一般采用高温蒸汽进行灭菌，使其达到满 足卫生安全许可的无菌状态（即不含有可能带来安全隐患的微生物，也不存在具有繁 殖能力的其他微生物）。对于灭菌温度，主要有以下几种方法：

(1) 低温灭菌（又称巴氏灭菌），灭菌条件为 61～63℃/30min，或 72～75℃/15～ 20min。该种灭菌方法可以消灭多数的致病微生物，但是对于其他微生物的消毒能力 就显得差强人意了；

(2) 高温短时灭菌（HTST），灭菌条件为 85～90℃/5～8min，或 95℃/3min， 这种灭菌方法主要是对于偏于静态的含有较少细菌的奶制品和酸性较低的果汁。它具 有灭菌时间短，灭菌效果优良的优点，可以保护产品的品质。目前主要用于灭杀酵母 菌、各种霉菌等；

(3) 超高温瞬时灭菌（UHT），该种，灭菌办法是将物品在短时间内加热到 130℃ 以上的高温，从而对于其中的微生物进行灭菌的工艺[6]。

由于高温短时灭菌具有灭菌效果稳定，操作简单，设备投资小，应用历史悠久等 特点，可广泛用于各类饮料和乳品的灭菌，因而本次设计团队采用高温短时灭菌。

灭菌自动线主要由分为上下料系统、灭菌主筒、控制系统三部分组成。本文负责 主筒部分设计与分析。

2。2  灭菌主筒总体结构设计

2-1 灭菌生产线主视图

2-2 生产线俯视图

灭菌主筒是对进入其中的物品进行预热、加热灭菌和冷却的场所，食品灭菌效果 的好坏主要取决于灭菌主筒设计是否合理。本次团队设计采用高温短时灭菌方法，使 用卧式灭菌锅，待处理的瓶装食品平置于装瓶器中，装瓶器由两侧链条固定，链条通 过电机带动，进而带动瓶筒进出灭菌锅[7]，实现灭菌全流程，生产线总装图见图 2-1、 2-2。

2。2。1  灭菌主筒内部结构文献综述

首先从灭菌的预热、加热、冷却三阶段考虑，灭菌主筒在最前端应该具有预热环 境，主要为水浴预热。在进入灭菌主筒后，先进行加热灭菌，考虑冷却水和蒸汽的密 度，所以主筒上部分为高温蒸汽区。主筒长度较长，为了更方便、更精确的控制蒸汽 区温度，使其保持所需温度，在灭菌主筒上部设有三个进气阀门，同时在主筒内设置 排气阀，通过温度传感器和压力传感器，当灭菌主筒内温度或压力低于设置值时，打 开进气阀门；当主筒内部温度或压力高于设置值时，打开排气阀门；同时为了使主筒 灭菌区温度分布均匀，在主筒尾部设置了风扇，可根据需要控制转速，进而充分均匀

主筒内其他分布。通过上述控制系统，可以准确控制蒸汽灭菌区各部分温度。 其次，在加热灭菌结束后，瓶筒进入冷却环境，冷却主要由冷却水进行。瓶筒在

冷却水中随链条拖动，与冷却水充分接触。主筒下部设置水位传感器和温度传感器， 可以实时检测水温，进而控制下部的进水口和出水口及时补水和排水。