聊聊蒸汽的那些專業(yè)知識(shí)（一） —分類、潛在風(fēng)險(xiǎn)與問題

發(fā)布時(shí)間：2023-06-13 22:39:27

在食品工業(yè)，蒸汽作為高效的二次能源，被廣泛的用于烹飪、殺菌、干燥、加熱等各種工藝過程中。在產(chǎn)生蒸汽的過程中，為了保護(hù)鍋爐和管道

在食品工業(yè)，蒸汽作為高效的二次能源，被廣泛的用于烹飪、殺菌、干燥、加熱等各種工藝過程中。

在產(chǎn)生蒸汽的過程中，為了保護(hù)鍋爐和管道往往會(huì)添加化學(xué)藥劑，比如除氧劑、阻垢劑、緩蝕劑，輸送過程中碳鋼管道存在污垢和鐵銹等。

因此蒸汽可能會(huì)含有各種化學(xué)物質(zhì)、鐵銹和污垢等雜質(zhì)，給產(chǎn)品帶來(lái)各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)。小編將跟大家一起來(lái)看看蒸汽的那些事兒。

1.蒸汽廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)

在通常的理解中，蒸汽被認(rèn)為是理想的殺菌和無(wú)污染的能量來(lái)源，是安全可靠的。目前蒸汽被廣泛使用，具體工藝見表1：

表1蒸汽在食品行業(yè)的應(yīng)用

比如大家常見的蒸箱結(jié)構(gòu)如下：

圖1常見蒸箱結(jié)構(gòu)圖

2.蒸汽分類

先來(lái)認(rèn)識(shí)一下蒸汽，蒸汽特指水蒸汽，作為一種載熱介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于加熱、加濕、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、干燥等多個(gè)領(lǐng)域。

盡管蒸汽無(wú)色無(wú)味，但蒸汽的純度是分等級(jí)的。不同等級(jí)的蒸汽因品質(zhì)不同而被應(yīng)用于不同行業(yè)的不同工藝中。

目前，食品工業(yè)通常會(huì)使用三種不同等級(jí)的蒸汽：工業(yè)蒸汽（UtilitySteam或BlackSteam）、過濾(烹飪)蒸汽（Steamof Culinary）、潔凈蒸汽（CleanSteam）。如圖2所示：

圖2蒸汽分類

注：來(lái)自Spirax-SarcoLimited

2.1 工業(yè)蒸汽

通常用于換熱的應(yīng)用，由于它含有雜質(zhì)和其它化學(xué)物質(zhì)，不適合用于和食品直接接觸的應(yīng)用場(chǎng)合。如圖3是工業(yè)蒸汽產(chǎn)生流程圖。

圖3工業(yè)蒸汽產(chǎn)生流程圖

注：來(lái)自Spirax-SarcoLimited

工業(yè)蒸汽是鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，也稱為“黑蒸汽”。通常鍋爐、管道都是碳鋼材質(zhì)（詳見圖4），給水為軟化水，在高溫有氧情況下，易發(fā)生腐蝕、結(jié)垢。

為了保護(hù)鍋爐和管道往往會(huì)添加化學(xué)藥劑，比如除氧劑、阻垢劑、緩蝕劑，輸送過程中碳鋼管道存在污垢和鐵銹。

圖4 碳鋼管道

注：圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)蒸汽中含有各種化學(xué)物質(zhì)，鐵銹、污垢，在食品工業(yè)中，當(dāng)蒸汽與食品或食品接觸表面接觸時(shí)，蒸汽中含有各種污染物會(huì)影響產(chǎn)品的口感、品質(zhì)，同時(shí)會(huì)給產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)和物理風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 過濾蒸汽

也被稱為烹飪蒸汽，通過精密的不銹鋼過濾器，消除蒸汽中的雜質(zhì)。

這種精密的過濾器雖然可以過濾95%的大于2微米的雜質(zhì)，但是不能過濾小于2微米的雜質(zhì)。而且無(wú)法過濾消除蒸汽中的化學(xué)物質(zhì)。

所以要求鍋爐的水處理添加劑滿足食品級(jí)的要求。同時(shí)，過濾器需要定時(shí)清洗，否則過濾能力會(huì)大幅下降，產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

圖5為《3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南3A609-03 烹調(diào)用蒸汽產(chǎn)生的方法》管件安裝示意圖。

圖5來(lái)自3A609-03

1） STEAMMAIN 蒸汽總管道

2） STOPVALVE 截止閥

3） STRAINER過濾器

4*） ENTRAINMENTSEPARATOR 汽水分離器

5*） CONDENSATETRAP 冷凝水疏水器

6） PRESSUREGAUGE 壓力表

7） STEAMPRESSURE REGULATING (REDUCING) VALVE 蒸汽調(diào)壓（減壓）閥

8 ）STEAM THROTTLING VALVE(AUTOMATIC OR MANUAL) OR ORIFICE 蒸汽節(jié)流閥（自動(dòng)或手動(dòng)）或節(jié)流孔板

9*）DIFFERENTIALPRESSURE MEASURING DEVICE 壓差計(jì)

10*）FILTERINGDEVICE 過濾器

11*） STAINLESSSTEEL FROM THIS POINT 過濾器之后的管件均為不銹鋼材質(zhì)

12*）SANITARYPIPING AND FITTINGS FROM THIS POINT 衛(wèi)生設(shè)計(jì)

13*）SPRING-LOADEDSANITARY CHECK VALVE 彈簧式衛(wèi)生止回閥

14*）SANITARYPIPING TO PROCESS EQUIPMENT

15*）SAMPLINGMEANS 取樣裝置

注*為3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南3A609-03 烹調(diào)用蒸汽產(chǎn)生的方法（Methodof Producing Steam of Culinary Quality）中必須配備的。

2.3 潔凈蒸汽

通過工業(yè)蒸汽對(duì)純水（去離子水或反滲透水，不含任何化學(xué)藥劑）加熱產(chǎn)生的蒸汽，同時(shí)潔凈蒸汽發(fā)生器的材質(zhì)必須為不銹鋼材質(zhì)，可以避免雜質(zhì)和化學(xué)污染物的風(fēng)險(xiǎn)。

被廣泛的使用在食品工業(yè)的直接加熱、殺菌、清洗、噴射、蒸煮等應(yīng)用，是食品工業(yè)的理想選擇。圖6為沸騰蒸發(fā)式蒸汽發(fā)生器工作原理。

圖6沸騰蒸發(fā)式蒸汽發(fā)生器工作原理

注：來(lái)自Spirax-SarcoLimited

2.4 蒸汽的比較

不同等級(jí)蒸汽特點(diǎn)比較，如表2：

表2不同等級(jí)蒸汽的比較

3.蒸汽潛在風(fēng)險(xiǎn)與問題

3.1 蒸汽的潛在風(fēng)險(xiǎn)

蒸汽在食品加工業(yè)使用范圍比較廣。目前由于環(huán)保要求，園區(qū)的食品廠很少使用自備鍋爐生產(chǎn)的蒸汽，而使用熱電廠蒸汽。

電廠蒸汽在產(chǎn)生和使用主要考慮發(fā)電安全和效率，然后才是加熱蒸汽的需求。

為了保護(hù)鍋爐和管道往往會(huì)添加化學(xué)藥劑，比如除氧劑、阻垢劑、緩蝕劑，輸送過程中碳鋼管道存在污垢和鐵銹。因此蒸汽到達(dá)用汽點(diǎn)，會(huì)含有各種化學(xué)物質(zhì)、鐵銹和污垢等雜質(zhì)。

通常在食品飲料及乳品的生產(chǎn)工藝中有大量的蒸汽的使用來(lái)提高生產(chǎn)效率，但是在某些應(yīng)用中，這些蒸汽會(huì)同物料、物料管道、罐體會(huì)直接接觸。

在這樣的應(yīng)用中，一般的鍋爐蒸汽由于含有鍋爐給水化學(xué)物、管道水垢、鐵銹等污染物質(zhì)，從而給產(chǎn)品造成污染的風(fēng)險(xiǎn)（見圖7）。

隨著監(jiān)管力度加強(qiáng)和競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，這些潛在風(fēng)險(xiǎn)必將給企業(yè)生存帶來(lái)很大危機(jī)，但目前國(guó)內(nèi)未制定關(guān)于與產(chǎn)品直接接觸或與產(chǎn)品接觸面接觸蒸汽具體的控制要求。