基于COMSOL Multiphysics的金枪鱼罐头热杀菌过程数值模拟

以COMSOL Multiphysics软件为基础,建立纯传导和固液混合两种模型来模拟金枪鱼罐头的热杀菌过程。通过无线温度传感器检测热杀菌过程中130 g金枪鱼与55 g,4%Na Cl卤水罐头中心温度的变化,结果发现:固液混合模型的预测结果与试验数据十分吻合,而纯传导模型明显低估了罐内温度传递。在此基础上,用固液混合模型模拟工业杀菌条件(10 min-60 min-10 min/116℃)下金枪鱼罐头内的温度分布、速度分布及致死率值,结果发现最慢加热区(SHZ)位于罐高的22.9%~50%之间,最慢冷却区(SCZ)位于罐高的50%~81%处。在升温和降温阶段,罐内液体流速可达4.41 mm/s。杀菌结束时罐内最大与最小致死率值相差4.93 min,而中心点致死率与最小致死率相差很小。本文建立的模型可为金枪鱼罐头的热杀菌优化提供参考。     

轴向旋转对液态罐头食品热杀菌过程的影响

以水、0.85%CMC和2.5%CMC溶液为研究对象,基于COMSOL Multiphysics软件建立三维传热模型模拟液态罐头食品的热杀菌过程。采用无线温度传感器对热杀菌过程中罐内中心温度的变化进行验证,发现模型很好地拟合了罐内中心点温度的变化。在此基础上,模拟罐头在旋转速度为1,2.5,5 r/min的条件下对热杀菌过程的影响。结果表明,相对静止杀菌而言,轴向旋转可有效提高液态罐头食品的传热速率,并且提升效果与液体食品的黏度有关。对于纯水而言,旋转提高效果较小;对于黏度较大的食品,速度很小的旋转即可大幅度缩短杀菌时间。     

高径比与倾斜角对液态圆柱罐头食品热杀菌过程的影响

以0.85%CMC溶液为研究对象,基于COMSOL Multiphysics软件建立三维传热模型来模拟液态罐头食品的热杀菌过程。采用无线温度传感器检测热杀菌过程中罐内CMC溶液中心温度的变化进行验证,发现模型能很好地模拟罐中心点温度的变化。在此基础上,模拟等体积不同高径比与不同倾斜角对热杀菌过程的影响。结果表明,液态圆柱罐头的杀菌时间随高径比与倾斜角的增大先增加后减少,在高径比为0.75~1时,杀菌时间出现大值。当高径比小于0.75时,罐体垂直放置杀菌时间小;当高径比大于0.75时,罐体水平放置杀菌时间小;高径比等于0.75时,罐体垂直放置与水平放置杀菌时间相近。慢加热区(SHZ)达到100℃时,高径比为0.75,倾斜角为0°的罐内流动为激烈,大流速为2.83 mm/s,高径比为0.25,倾斜角为45°时,罐内流动为缓慢,大流速为1.22 mm/s。     

基于COMSOL Multiphysics对含顶隙液态罐头食品热杀菌的模拟研究

基于COMSOL Multiphysics软件,对纯水及1.0%羧甲基纤维素钠溶液的热杀菌过程分别建立了包含及不包含顶隙的2种二维轴对称模型,采用无线温度传感器对比2种模型在罐内相同位置的温度变化曲线以验证模型的准确性。2种模型对温度的模拟值与实测值之间的误差在1.92%~4.89%范围内,且包含顶隙模型的误差更小,表明含顶隙的模型能更好地表征液态罐头食品在热杀菌过程中的物理场变化。以1.0%羧甲基纤维素钠溶液为研究对象,分析2种模型模拟生成的速度场、温度场和致死率场,结果表明,为准确地预测杀菌过程中最小杀菌值出现的位置并进行杀菌工艺的优化,顶隙的影响不可忽略。在含顶隙模型的基础上,对不同顶隙高度及保温温度下1.0%羧甲基纤维素钠罐头内的相对压力进行分析发现,温度越高,顶隙高度越小,罐内相对压力越大。生产厂家可通过模拟仿真的方法得到不同罐头在杀菌工艺中各阶段的压力,以便对杀菌釜压及罐头最大耐压值进行控制,避免出现胀罐或瘪罐等质量问题。     

水的氯化处理

在食品工业中,水的用量很大。由于它直接接触食品,因此它的质量不仅关系着人们的健康,也关系着产品的质量。尤其在罐头厂,水还被大量用来冷却热杀菌后的罐头。在热胀冷缩和罐内外压力差的作用下,在冷却过程中往往由于罐头的瞬时泄漏而把冷却水吸进罐内,对那些卷边结构有隐伤的罐头,这种现象更为普遍,如果水的质量差,就会     

苏氨酸发酵罐内不同搅拌桨组合下流场模拟

针对目前工业大型苏氨酸发酵罐搅拌设备在设计过程中依赖传统经验的现状,课题组基于CFD技术模拟了发酵罐内不同搅拌桨组合下的搅拌流场,根据模拟试验结果,为设计提供数据支持。从模拟结果中提取了罐内底桨处的流速大小分布情况,同时研究了罐内特征线上的流速分布情况;利用Patch方法,研究了搅拌流场的混合时间,试验给出了搅拌桨功率,结合二者分析了搅拌桨组合的混合效率。结果表明上3层搅拌桨选用3斜直叶桨,底层桨选用6叶前抛物线式圆盘涡轮桨的搅拌组合为较优组合。模拟试验结果及分析为苏氨酸发酵罐搅拌器的设计提供了参考。     

罐体电阻焊缝内补涂装置设计探讨

一、罐体电阻焊缝内补涂 的目的要求 罐头容器一般多采用镀锡薄板加工而成的。当用这种容器来包装含有蛋白质的(如鱼、贝、肉类)食品时,在热力杀菌过程中蛋白质会分解而产生硫化物,使罐内壁产生硫化斑或硫化铁,从而使食品受到污染;当用来包装水果食品时,一些有颜色的水果在罐内二价亚锡离子的作用下,会使水果颜色减退;当用来包     

午餐肉罐头杀菌条件的探讨

397克午餐肉传热曲线斜率f_h为66,j值为1.32。采用鲍尔公式计算的结果,若加热温度为112℃,118℃,121℃,125℃,130℃时,要使罐内中心点F值达到3,在离罐壁15mm处的F值分别为12.99,36.38,52.46,130.01,334.3,通过实罐试验,采用130℃高温短时杀菌的罐头因受热过度,有脂肪析出,弹性也差。本试验说明,午餐肉罐头采用116—118℃的杀菌条件为宜。     

基于三场耦合的脉冲电场杀菌系统的工作过程仿真

脉冲电场(Pulsed Electric Field,PEF)杀菌是将脉冲电压施加到处理室的两极,产生电场对食品物料进行杀菌的过程,在整个过程中,处理室中的电场强度与温度分布是影响系统杀菌效果以及食品质量的两个关键因素。作者在建立同场处理室的三维模型的基础上,根据电场、流场、温度场理论,建立了脉冲电场杀菌系统三场耦合的数学模型,模拟在脉冲电压V、脉宽τ、频率f、流速υ和温度T等条件下,NaCl溶液的流体特性、温度分布以及处理室中的电场分布,得出了同场处理室几何尺寸与温度和电场分布的关系,为优化处理室结构,改善杀菌效果提供重要依据。     

防止3公斤蘑菇罐头产生突角和瘪听的杀菌工艺的探讨

<正> 3公斤蘑菇罐头在生产过程中,经热力排气或真空封口后,再经杀菌冷却,往往容易发生突角和瘪听等质量问题。造成突角和瘪听的原因很多,但归根结蒂是由于杀菌冷却过程中的罐内外压力不相平衡而造成的。 如果P罐内压力—P罐外压力>P临界压力差,则产生突角。 如果P罐外压力—P罐内压力相似文献   

罐头食品热杀菌工艺仿真平台设计与开发

热杀菌是影响罐头食品营养品质和安全性最重要的一个环节,其工艺参数的开发也是罐头食品开发中时间、成本、人力投入最多的步骤之一。本文集成运用了计算流体力学、传热学、微生物学、食品营养学等多学科知识,基于有限元数值仿真技术,设计开发了一款罐头食品热杀菌工艺仿真平台,有效地解决了产品热杀菌工艺参数开发周期长、成本大等难题,为进一步探索热杀菌工艺参数最优化自动分析提供了技术基础。     

罐头杀菌值简单计算方法的探讨

本论文以平板型罐头食品为研究对象,探讨热杀菌过程中心部分杀菌值的简单计算方法。通常推算杀菌值就需要对温度的数值进行积分,或利用计算机软件来进行计算分析,比较困难和复杂。本研究首先利用数学解析计算出中心温度,再利用积分方法计算出杀菌值后,建立中心温度和杀菌值的函数关系式。通过函数关系式来推算杀菌值,比较简单易行。表达式以杀菌温度和Z值作为参数,推导出不同杀菌温度和Z值时杀菌值的表达式关系,不通过积分就可以通过简单的函数式来表达。将通过函数表达式求得的杀菌值和通过积分求得的杀菌值进行比较的结果表明误差在1 min以内,实现了杀菌值的简便计算。此方法便简单易行。有利于杀菌工艺的优化,对罐头食品的品质管理具有重要意义。     

食品金属罐中14种双酚类物质迁移量的同时测定及杀菌过程对其迁移的影响

为了调查国内食品金属罐中双酚类物质的迁移水平,本文建立了同时测定食品金属罐中14种双酚类物质迁移量的高效液相色谱法,并研究了杀菌过程对双酚类物质迁移的影响及食品金属罐中双酚类物质的迁移规律.结果表明,14种双酚类物质在4种食品模拟物(4％体积乙酸、10％体积乙醇、50％体积乙醇和异辛烷)中线性关系良好,加标回收率为83...     

杀菌技术的作用机制及在食品领域中的应用

杀菌是食品加工中保障食品安全的重要环节,高效杀菌同时又能最大限度保留食品原有的营养成分和色香味的杀菌技术成为食品科学领域的研究热点。该文综述了热杀菌技术、非热物理杀菌技术及化学杀菌技术的基本原理、特点及在食品表面与包装材料、果蔬肉类保鲜等领域应用研究进展,为杀菌技术在食品工业微生物污染控制与预防中的广泛应用提供参考,旨在提高食品的安全性和市场竞争力。     

杀菌技术的作用机制及在食品领域中的应用

杀菌是食品加工中保障食品安全的重要环节,高效杀菌同时又能最大限度保留食品原有的营养成分和色香味的杀菌技术成为食品科学领域的研究热点。该文综述了热杀菌技术、非热物理杀菌技术及化学杀菌技术的基本原理、特点及在食品表面与包装材料、果蔬肉类保鲜等领域应用研究进展,为杀菌技术在食品工业微生物污染控制与预防中的广泛应用提供参考,旨在提高食品的安全性和市场竞争力。     

基于CFD技术的橙汁巴氏高温灭菌及冷却工艺研究

为了对橙汁灭菌及冷却工艺进行精确的研究,确保果汁品质的同时达到降低生产能耗、缩短生产时间的目的,在分析得到果汁中常见细菌灭杀温度及试验验证模型可靠性的基础上,对罐装橙汁高温灭菌及冷却工艺进行模拟计算。结果表明,在兼顾时间和能耗的原则下,最优灭菌工艺为95℃、1 020s,最优冷却工艺为10℃、720s。     

Linear Model for Predicting Transient Temperature during Sterilization of a Food Product

The thermal behavior of a conductive canned food during retorting was represented using an input-output linear system, with a finite order N, and a time-delay. The input of the system was the retort temperature, the output was the temperature at the thermal center of the can. This model was applied for a typical sterilization process composed of two isothermal steps. The can internal temperature was expressed as a sum of N exponential terms in which appeared the constant holding retort temperatures, the come-up and come-down times and N pairs of heat penetration parameters identified in a preliminary experiment. The model was tested on a potato mash packed in metal cans processed in a vertical still retort. Temperatures estimated by the model agreed closely with those measured during thermal processing.     

Simulation of heat transfer for solid–liquid food mixtures in cans and model validation under pasteurization conditions

During processing of canned mixtures of solid–liquid foods, conduction and convection occur simultaneously. The literature lacks in a complete simulation study where a large number of solids are dispersed in the liquid phase, e.g. canned peas. Therefore, the objectives of this study were to determine temperature changes inside a can containing solid–liquid food mixtures. For this purpose, dispersed stationary solids (canned peas in water) in a 2D (axi-symmetrical) configuration were applied. Ansys V11 (Ansys Inc., Canonsburg, PA) was used to solve continuity, energy and momentum equations. For experiments, canned pea samples were prepared in 500 g cans, and heating process was conducted in a retort under pasteurization conditions at ≈98 °C. Temperature changes were measured using needle type thermocouples, and simulation results were validated against experimental data. This study is expected to be a significant contribution to the literature for further optimization studies and to form basis of an industrial project to improve canning process of solid–liquid mixtures.     

微波杀菌对草莓罐头的杀菌效果研究

目的研究微波杀菌对草莓罐头的杀菌效果。方法微波功率800 W的条件下对草莓罐头微波杀菌,分别处理1、3、5、7、9 min,应用Weibull模型对草莓罐头的杀菌效果进行拟合。结果随着微波杀菌时间的延长,杀菌效果增强,微波杀菌处理7 min时可全部杀死霉菌和酵母,Weibull模型动力学曲线的决定系数r2大于0.9800,?2、RMSE的值分别小于0.0300和0.0800,拟合效果较好。结论微波杀菌方法快速、简便、高效,对草莓罐头的杀菌效果较好。     

低温等离子体处理对鲜参切片的杀菌效果及表面色泽的影响

目的 探讨低温等离子体处理对鲜参切片表面微生物的杀菌效果,以及对鲜参切片表面色泽的影响,获得优化杀菌工艺条件,为鲜人参的保鲜贮藏提供新方法。方法 首先,以鲜参切片表面微生物的杀菌率为指标,考察放电电源功率(W)、等离子体处理时间(min)、气体流速(cm3/min)三个因素的杀菌效果,然后根据单因素试验的结果,应用三因素三水平响应面优化试验设计,获得最佳杀菌工艺,并测定低温等离子体处理鲜参切片的色泽变化。结果 低温等离子体处理鲜参切片的最佳杀菌工艺条件为：放电电源功率340 W、等离子体处理时间4.7 min、气体流速10 cm3/min,在此条件下的杀菌率为99.89%;影响因素的显著性大小顺序为: 等离子体处理时间>放电电源功率>气体流速,且鲜切参片经低温等离子体处理后色泽无明显变化。与酸性氧化电位水杀菌相比,低温等离子体处理的杀菌率提高了5.3%, 杀菌时间缩短了57%, 杀菌效果更好。结论：低温等离子体处理对鲜参切片表面微生物的杀菌效果显著,低温等离子体处理可以作为一种更高效、更省时的非热杀菌方法。