(二)公式法 公式法最初由 Ball 提出,后来经美国制罐公司热工学研究组简化后,用来计算简单型 和转折型传热曲线上杀菌时间和 F 值,简化虽会引起一些误差但无明显影响。现已列入美 国食品药物管理局有关规定, 在美国得到普遍应用。 公式法是根据罐头在杀菌过程中内容物 温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的加热曲线, 以及杀菌一结束, 冷却水立即进入杀菌锅 进行冷却的曲线才能进行推算并找出答案。它的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时 间,但其缺点是计算较繁,费时,用公式法计算比较费时,尤其是产品传热呈转折型加热曲 线时, 还容易在计算中发生错误, 又要求加热曲线必须呈有规则的简单型加热曲线或转折型 加热曲线,才能求得较正确的结果。 1 标绘加热曲线 计算时首先将罐内冷点温度变化数据与时间绘在半对数坐标纸上,如果所得传热曲线 呈一条直线时为简单加热曲线,如呈二条直线,则为转折型加热曲一线,可求得传热速率 fh(及 f2)和滞后因子 j、μ ,如为转折型加热曲线时,还须绘制冷却曲线,求得 X、fc,计 算时需有 Fi 表、f/u:logg图和 r:logg图。 2 杀菌值(F0 值)和杀菌时间计算 各符号含义介绍: Z——热力杀菌时对象菌的热力致死时间曲线的斜率(min) ,也即对温度变化时热力致 死时间相应变化或致死速率的估量。低酸性食品按 Z=10℃肉毒杆菌计算;酸性食品在低于 100℃杀菌时可按 Z=8℃计算。 fh——加热曲线中直线部分的斜率,机横跨一个对数周期所需要的时间(min) 。在转折 型加热曲线中转折点前第一条加热曲线部分的斜率也为 fh。 f2——加热曲线中转折点后第二条曲线的斜率(min) 。 j——在半对数坐标纸上加热曲线呈直线前加热时间的滞后因子, j ? RT——杀菌或杀菌锅温度(℃) 。 IT——罐头食品初温(℃) ,杀菌锅进蒸汽前容器内装食品的平均温度。 RT ? I ?T ? jI 。 ? RT ? IT I I ?T ? ——假初温,它处于横坐标上按 58%升温时间标定的点引出的垂直线和加热曲线 直线部分延长线相交的交点上,该交点视为假起始点。如升温时间为 15min,它处于和 15 ×0.58=8.7min 一点引出的垂直线的交点上。 X——转折型加热曲线中第一条直线从 42%升温时间包括在内的假起始点到它转折点 的加热时间(min) 。 fc——半对数冷却曲线中直线部分的斜率(min) 。 Cw——冷却水温度(℃) 。 B——理论加热时间(min) ,即 42%升温时间+杀菌时间。 tp——从杀菌锅升温到达杀菌温度时开始直至蒸汽关闭和冷却开始时止的间隔时间,它 为实际杀菌时间(min) ,tp=B—0.42×升温时间(min) 。 CUT——升温时间(Come-up time) ,从杀菌锅进蒸汽一直到杀菌锅升温到杀菌温度时 止的相隔时间(min) 。 I——初温和杀菌锅温度差值(℃) ,即 I=RT—IT。 g——杀菌温度和终止杀菌(停止进汽)时罐内食品测点温度间的差值(℃) 。 m+g——杀菌温度和冷却水温度间的差值(℃) ,即 RT—Cw。m+g=100℃时 f/u:log g和 r:logg相关图对 m+g=70~110℃也适用。 F——在基准温度中杀死一定数量对象菌所需要热处理的时间 (min) , 即该菌的杀菌值。 低酸性食品的基准温度常用 121.1℃。 Fi——在任何其他致死温度时和 121.1℃时热处理一分钟相当的时间(min) 。此即 F121.1 ? 1 时Fi ? 1 121.1 ? T log?1 ( ) Li Z U——实际杀菌过程中罐内测点上在各致死温度时接受的热致死量累积值以杀菌(锅) 温度所需杀菌时间表示之。测点上累积热致死量应和对象菌在基准温度时所需 F 值相等。 即 U=FFi r——加热杀菌时全部杀菌值(F)中加热部分所占比例,在一定 Z 和 m+g 条件下,r 为 log g 或 g 的对应值。 t0.1——杀菌温度和食品测点温度间差值为 0.1℃时,从“校正零点”或“假初温”算起 的加热杀菌时间(min) 。 tu——食品测定温度瞬间到达 g=0.1℃后继续加热杀菌时间(min) ,即 B—t0.1=tu。 现用示例进行计算。 (1)简单型加热曲线 净重 284 克整清水马蹄罐头以 10—45/115℃杀菌,罐头内容物初温为 13℃,罐头冷却 用水温 16℃,求该产品的杀菌强度 F0 值? 根据罐头冷点温度测定记录标绘加热曲线(图 2—10) ,其曲线呈一直线,属于简单加 热曲线。由曲线求得 fh=6.0,j=0.9314。