聊聊蒸汽的那些专业知识（一） —分类、潜在风险与问题
在食品工业，蒸汽作为高效的二次能源，被广泛的用于烹饪、杀菌、干燥、加热等各种工艺过程中。在产生蒸汽的过程中，为了保护锅炉和管道
在食品工业，蒸汽作为高效的二次能源，被广泛的用于烹饪、杀菌、干燥、加热等各种工艺过程中。
在产生蒸汽的过程中，为了保护锅炉和管道往往会添加化学药剂，比如除氧剂、阻垢剂、缓蚀剂，输送过程中碳钢管道存在污垢和铁锈等。
因此蒸汽可能会含有各种化学物质、铁锈和污垢等杂质，给产品带来各种潜在的风险。小编将跟大家一起来看看蒸汽的那些事儿。
1.蒸汽广泛应用于食品工业
在通常的理解中，蒸汽被认为是理想的杀菌和无污染的能量来源，是安全可靠的。目前蒸汽被广泛使用，具体工艺见表1：
比如大家常见的蒸箱结构如下：
2.蒸汽分类
先来认识一下蒸汽，蒸汽特指水蒸汽，作为一种载热介质，广泛应用于加热、加湿、动力驱动、干燥等多个领域。
尽管蒸汽无色无味，但蒸汽的纯度是分等级的。不同等级的蒸汽因品质不同而被应用于不同行业的不同工艺中。
目前，食品工业通常会使用三种不同等级的蒸汽：工业蒸汽（UtilitySteam或BlackSteam）、过滤(烹饪)蒸汽（Steamof Culinary）、洁净蒸汽（CleanSteam）。如图2所示：
注：来自Spirax-SarcoLimited
2.1 工业蒸汽
通常用于换热的应用，由于它含有杂质和其它化学物质，不适合用于和食品直接接触的应用场合。如图3是工业蒸汽产生流程图。
注：来自Spirax-SarcoLimited
工业蒸汽是锅炉产生的蒸汽，也称为“黑蒸汽”。通常锅炉、管道都是碳钢材质（详见图4），给水为软化水，在高温有氧情况下，易发生腐蚀、结垢。
为了保护锅炉和管道往往会添加化学药剂，比如除氧剂、阻垢剂、缓蚀剂，输送过程中碳钢管道存在污垢和铁锈。
注：图片来自网络
工业蒸汽中含有各种化学物质，铁锈、污垢，在食品工业中，当蒸汽与食品或食品接触表面接触时，蒸汽中含有各种污染物会影响产品的口感、品质，同时会给产品生产带来化学风险和物理风险。
2.2 过滤蒸汽
也被称为烹饪蒸汽，通过精密的不锈钢过滤器，消除蒸汽中的杂质。
这种精密的过滤器虽然可以过滤95%的大于2微米的杂质，但是不能过滤小于2微米的杂质。而且无法过滤消除蒸汽中的化学物质。
所以要求锅炉的水处理添加剂满足食品级的要求。同时，过滤器需要定时清洗，否则过滤能力会大幅下降，产生风险。
图5为《3-A卫生标准实施指南3A609-03 烹调用蒸汽产生的方法》管件安装示意图。
1） STEAMMAIN 蒸汽总管道
2） STOPVALVE 截止阀
3） STRAINER过滤器
4*） ENTRAINMENTSEPARATOR 汽水分离器
5*） CONDENSATETRAP 冷凝水疏水器
6） PRESSUREGAUGE 压力表
7） STEAMPRESSURE REGULATING (REDUCING) VALVE 蒸汽调压（减压）阀
8 ）STEAM THROTTLING VALVE(AUTOMATIC OR MANUAL) OR ORIFICE 蒸汽节流阀（自动或手动）或节流孔板
9*）DIFFERENTIALPRESSURE MEASURING DEVICE 压差计
10*）FILTERINGDEVICE 过滤器
11*） STAINLESSSTEEL FROM THIS POINT 过滤器之后的管件均为不锈钢材质
12*）SANITARYPIPING AND FITTINGS FROM THIS POINT 卫生设计
13*）SPRING-LOADEDSANITARY CHECK VALVE 弹簧式卫生止回阀
14*）SANITARYPIPING TO PROCESS EQUIPMENT
15*）SAMPLINGMEANS 取样装置
注*为3-A卫生标准实施指南3A609-03 烹调用蒸汽产生的方法（Methodof Producing Steam of Culinary Quality）中必须配备的。
2.3 洁净蒸汽
通过工业蒸汽对纯水（去离子水或反渗透水，不含任何化学药剂）加热产生的蒸汽，同时洁净蒸汽发生器的材质必须为不锈钢材质，可以避免杂质和化学污染物的风险。
被广泛的使用在食品工业的直接加热、杀菌、清洗、喷射、蒸煮等应用，是食品工业的理想选择。图6为沸腾蒸发式蒸汽发生器工作原理。
注：来自Spirax-SarcoLimited
2.4 蒸汽的比较
不同等级蒸汽特点比较，如表2：
3.蒸汽潜在风险与问题
3.1 蒸汽的潜在风险
蒸汽在食品加工业使用范围比较广。目前由于环保要求，园区的食品厂很少使用自备锅炉生产的蒸汽，而使用热电厂蒸汽。
电厂蒸汽在产生和使用主要考虑发电安全和效率，然后才是加热蒸汽的需求。
为了保护锅炉和管道往往会添加化学药剂，比如除氧剂、阻垢剂、缓蚀剂，输送过程中碳钢管道存在污垢和铁锈。因此蒸汽到达用汽点，会含有各种化学物质、铁锈和污垢等杂质。
通常在食品饮料及乳品的生产工艺中有大量的蒸汽的使用来提高生产效率，但是在某些应用中，这些蒸汽会同物料、物料管道、罐体会直接接触。
在这样的应用中，一般的锅炉蒸汽由于含有锅炉给水化学物、管道水垢、铁锈等污染物质，从而给产品造成污染的风险（见图7）。
随着监管力度加强和竞争越来越激烈，这些潜在风险必将给企业生存带来很大危机，但目前国内未制定关于与产品直接接触或与产品接触面接触蒸汽具体的控制要求。
注：图片来自Spirax-SarcoLimited
3.2过滤器的问题
目前大部分工厂在使用点之前安装Y型过滤器（见下图8-1），该过滤器可排除大的焊渣、铁屑和其它管道垃圾。
图8-1Y型过滤器
“Y”型过滤器在蒸汽和气体系统中要水平安装，过滤室和管道处于同一平面上(见图8-2)，这样可以避免水积聚在过滤室中，以免引起侵蚀并影响热量传递。
图8-3易产生积水。这样的过滤器无法截留尺寸较小的异物。如果直接将该蒸汽与食品或食品接触面接触时，易存在物理和化学的危害。
注：来自Spirax-SarcoLimited
如上就是关于蒸汽的相关专业知识，由于篇幅限制，我们将在下一篇继续分享蒸汽的要求、危害评估和控制措施。希望能够帮助到大家！
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参考文献
1）叶敏.米面制品加工技术 化学工业出版社， 2009.
2）孔保华.肉制品深加工技术 科学出版社，2014. P. 138
3）刘长虹.馒头生产技术 化学工业出版社， 2015. P. 100
4）彭阳生.植物油脂加工实用技术. 金盾出版社, 2003. P. 158
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