罐头食品热杀菌过程优化的研究进展

目前我国罐头工业普遍存在过度杀菌现象,导致了食品品质的下降。本文介绍了热杀菌过程的常用优化指标,并从品质最优、能耗最小、多目标规划三个方面论述了近年来热杀菌优化的研究现状,同时总结了这一领域所存在的问题。      

热杀菌与非热杀菌特性与方法

简要介绍了食品加工中所涉及的杀菌方法、作用及其特点。     

热杀菌与非热杀菌特性与方法

简要介绍了食品加工中所涉及的杀菌方法、作用及其特点     

计算机模拟及优化技术在罐头食品热杀菌过程中的应用

介绍罐头食品热杀菌过程的计算机模拟及优化原理、方法以及近年来的主要研究进展 ,展望食品工业向自动化时代迈进     

基于COMSOL Multiphysics模型的液态罐头食品热杀菌过程模拟研究

以水和CMC溶液为研究对象,通过无线实时温度传感器检测热杀菌过程中罐中心温度的变化,并以COMSOL Multiphysics软件为基础建立传热模型。对比模拟结果与实际数据发现模型能很好地模拟罐中心点温度的变化。在此基础上,进一步用COMSOL Multiphysics软件模拟整罐空间的温度分布、速度分布及致死率值,得出在50 s与4 000 s时,水的最大流动速度分别为6.36 mm/s和5.05 mm/s,1%CMC溶液的最大流动速度分别为0.394 mm/s与1.124 mm/s,罐内最慢加热区(SHZ)位于罐体高度10%~30%处,与文献一致。杀菌结束时,水的最大、最小致死率值相差0.6min,而1%CMC与2.5%CMC溶液最大、最小致死率相差分别为12.4 min和18.86 min,这表明对于较高黏度的食品应采用旋转杀菌。     

计算机模拟及优化技术在罐头食品热杀菌过程中的应用

介绍罐头食品热杀菌过程的计算机模拟及优化原理、方法以及近年来的主要研究进展,展望食品工业向自动化时代迈进。     

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。     

超高压杀菌保藏罐头食品

罐头工业是我国建国以来发展起来的新兴工业,并已成为食品工业主要行业之一。1949年全国罐头食品的年产量仅484吨。建国以来,随着国民经济的恢复和发展,罐头工业得到迅速的发展,特别是改革开放以来,罐头食品的生产有了迅速的发展。     

食品非热杀菌技术

食品非热杀菌技术系指不使用热能杀死食品中微生物,最大限度保持食品原有营养、质构、色泽和风味的一类新型杀菌技术;该文重点介绍超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、等离子体杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等非热杀菌技术原理、特点及其在食品工业中应用。     

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。     

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。     

罐头食品热力杀菌过程节能减排工艺的研究

节能减排是我国基本国策,也是企业降低生产成本的需要。罐头食品杀菌过程中需要消耗较多的蒸汽和水,该课题利用罐头生产企业原有设备,以最少的投入,研究减少杀菌过程蒸汽量和用水量的新工艺,以降低罐头生产的单位能耗。     

食品微波杀菌新技术的研究进展

阐述了微波技术在食品杀菌中应用的研究进展，讨论了微波杀菌的机理，并展望了微波杀菌技术的发展前景。     

变温杀菌技术在动物源性食品中的应用研究进展

杀菌技术作为重要的食品保藏技术,在动物源性食品加工中必不可少,热杀菌是最经济、应用最为广泛的杀菌技术。不同于高温杀菌和低温杀菌,变温杀菌（variable retort temperature sterilization,VRTS）技术的杀菌温度呈现多阶段性升高的特点,能够缩小食品表面与内部的温差,较好保持食品品质,产品亦可实现常温流通。本文介绍VRTS技术的原理,综述较常使用的计算机模拟软件和数值优化方法以及VRTS在保证动物源性食品货架期、保持其食用品质等方面的应用研究进展,以期为动物源性中式菜肴工业化产品开发提供新的技术思路。     

食品非热力杀菌新技术

综述了国内外食品非热力杀菌的新技术 ,特别介绍了微生物抑制剂、等离子体杀菌、高压脉冲电场杀菌、超高压灭菌技术对杀菌效果的影响因素。这些技术有望部分取代现有的食品热杀菌技术。     

Heat Transfer Analysis of Sterilization of Canned Milk Using Computational Fluid Dynamics Simulations

A uniform and effective heat distribution inside the canned milk is very crucial for achieving effective sterilization. It is extremely difficult to establish the temperature profile inside the canned milk during continuous industrial scale operation. Computational fluid dynamics （CFD） simulation can be a useful tool to determine the temperature distribution of the fluid inside the can during the sterilization process. A CFD model was developed for the sterilization of canned milk at 121 ~C. The simulation results were validated with the experimental measurements of temperatures. The formation and movement of slowest heating zone （SHZ） during the sterilization process was tracked. Moreover, effect of can position （vertical and horizontal） during processing on milk temperature distribution inside the can was also investigated. Higher Grashof and Rayleigh numbers were obtained for vertical positioning of can compared to horizontal can processing. Further, effectiveness of the process was calculated based on F-value and these results reinforced the positive effect of horizontal position of can during the sterilization process.     

果蔬罐头高压杀菌研究

通过对不同压力，时间等参数及包装材料的选择，探讨果蔬罐头高压杀菌替代热力杀菌的可能性，研究结果表明，用６００ＭＰａ杀菌的绿豆芽和糖水梨罐头可达到商业无菌，能长期贮存，感官指标明显优于热力杀菌罐头。     

鲣鱼罐头的变温与恒温杀菌工艺比较

基于F0=20 min的恒温杀菌工艺,本研究提出2 种具有相同F0值的不同变温杀菌工艺,并与恒温杀菌工艺进行比较。对杀菌锅和罐头冷点的温度变化进行实时监测,并记录温度变化曲线用于分析。结果显示,不同杀菌工艺具有不同的温度、时间组合和相同的F0值。较优变温杀菌工艺（105 ℃-115 ℃-120 ℃-125 ℃,每阶段持续2.5 min）与恒温杀菌工艺相比,罐头样品中鱼肉的硬度提升22.8%、弹性提升6.9%、内聚性提升20.5%;罐头样品中汤汁的浊度下降29.41%、粗蛋白含量下降48.13%;罐头样品的挥发性盐基氮值下降了20.14%。肌肉横切面扫描电子显微镜结果显示,变温杀菌工艺对鱼肉组织结构的破坏程度更小。由此可见,采用变温杀菌工艺可以减少鲣鱼罐头因杀菌造成的品质降低。