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。     

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模型的瓶装液态食品巴氏灭菌过程的数值模拟研究

以0.3%CMC溶液为研究对象,基于COMSOL Multiphysics软件建立二维传热模型模拟瓶装液态食品的巴氏灭菌过程。采用无线温度传感器对巴氏灭菌过程中瓶内温度的变化进行验证,发现模型预测的温度变化很好地拟合了所测温度的变化。在此基础上,用COMSOL Multiphysics软件模拟玻璃瓶内的温度分布、速度分布及致死率值。结果:玻璃瓶装液态食品巴氏灭菌过程中存在明显的自然对流现象,最慢加热区(SHZ)在受热过程中逐渐下移,最终位于距离瓶底部0.98 cm处。瓶中液体在加热开始时流动速度最快,达12.89 mm/s,随后逐渐减小,加热1 800 s后降为0.314 mm/s。杀菌结束后最低温度点与杀菌值最小点不在同一处,两点的致死率值变化差异很小。整个玻璃瓶内的最大、最小致死率值相差10.5 min,表明杀菌过程可能存在某些部位杀菌不足,而某些部位过杀菌的现象。     

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。     

罐头食品杀菌时影响微生物耐热性的因素

从污染微生物的种类、数量和热杀菌时的温度、罐头食品的成分、罐头食品的形态等因素研究罐头食品杀菌时微生物的耐热性，以提高罐头食品的杀菌效果。     

火焰杀菌

火焰杀菌机对罐头食品的杀菌是经济和有效的。本文首先系统介绍火焰杀菌全貌,其次介绍火焰杀菌的特殊部分。 当食品进行热杀菌时,它的营养价值、色泽、香味与组织均受到一定的影响。其作用的不同程度取决于:加热的速度、食品在最高温度中时间的长短以及冷却速度。     

冷藏罐装蟹肉杀菌工艺特点的研究

本论文研究了出口冷藏罐装蟹肉巴氏杀菌工艺特性.通过测定杀菌锅与冷却池的热分布及杀菌时罐内冷点处温度值的变化,获得相关的传热曲线.通过分析热穿透数据计算出其F0值的大小,探讨了该杀菌工艺与设备的适用性.研究结果表明该工艺使产品杀菌过度,设备传热效果不佳,极易造成锈罐,急需进行改良.     

高温杀菌冷却速率对食品品质的影响研究

研究食品经高温杀菌后冷却速度对其品质的影响.根据罐头食品杀菌快速冷却的优势理论,应用数值计算方法分析温度场分布及蒸煮强度的变化,采用冰水淋水式反压快速方法,测定其冷却速率的变化及冷却过程中过余热强度对其品质的影响,通过食品质构分析和用电泳测定渗出液中可溶性胶原蛋白的组成变化,并与常温冷却对食品冷却时间和品质影响进行比较,结果表明:食品尺寸大小影响冷却时热穿透时间和冷却效果;对于包装鱼头食品的杀菌,与反压常温水冷却方式相比,冰水淋水式反压冷却时间缩短45.1％,蒸煮强度降低8.5％,鱼肉硬度弹性分别提高12.7％和6.5％,食品渗出液中可溶性胶原蛋白有一定减少.结果表明,冰水淋水式反压冷却对于大尺寸包装高温杀菌食品的品质有一定提高.研究结果对于大尺寸包装的高温杀菌食品具有指导意义和应用价值.     

食品传热研究进展

<正> 前言 罐头食品热杀菌过程中,食品的时温关系对于微生物的热致死来说是最重要的一个因素。因此食品温度的正确计算在罐头食品热杀菌过程计算中起着关键性的作用。虽然用于计算食品温度的数学方法是很不相同的,但它们可以分为三类即经验的,理论的,和半理论的方法。经验方法是利用经验观察到的数学关系的方法。在这个方法中使用了两个十分重要的经验常数,j和f值。理论方法是基于能量平衡方程的解析解或数值解。半理论方法则是上述两种方法的杂交产物。     

浅谈罐头食品杀菌技术研究进展

进入到新世纪以后,我国的社会主义经济建设已经发展到了一个新的阶段,因此我国的各行各业都得到了非常快速的发展,同样我国的食品行业也有着非常迅猛的发展速度。长久以来,罐头食品一直都是我国军用食品的重要组成部分,其具备严格的杀菌程序以及良好的密封性能,所以能够满足军用食品长时间储存的需求。作为食品加工中的核心技术,杀菌技术能够真正的保证罐头食品在存储的过程中不被细菌以及病虫等损害,并且随着我国科学技术水平的不断进步,近些年来我国罐头食品的杀菌技术也取得了全新的进展。文章便对罐头食品中的热杀菌技术、罐头食品中的冷杀菌技术以及罐头食品中的栅栏杀菌技术三个方面的内容进行了详细的分析和探析,从而详细的论述了我国罐头食品行业中的杀菌技术。     

微波高温杀菌装置的特征和应用

在食品的杀菌方面,因杀菌效果和卫生上的原因而普遍采用加热杀菌法。但对粘度高的液体和固体食品,由于完全不存在热对流现象,传热完全依赖于热的传导方式。因此,食品中心部位的升温速度很慢,而色香味、营养成分和口感等质量指标却因经受长时间的加热和受热过度而发生难以避免的变化,质量降低。如果应用微波作为热源,通过提高升温速度作     

Ball公式法与热过程计算

<正> 罐头食品热杀菌过程计算是科学制订热杀菌工艺条件的重要的组成部份。热杀菌过程计算是通过计算热过程的杀菌值,俗称杀菌强度实现的。 Ball(1923)开创了热过程公式计算方法,称之为Ball公式法,为科学制订热杀菌工艺条件奠定了理论基础。半个多世纪以来,Ball公式法被成功地应用于正确制订热杀菌工艺条件,使热杀菌的罐头食品成为最安全的食品。     

固液混装及纯液体罐头食品呈现转折型加热曲线机理的探讨

<正> 一、前言 罐头食品的加热曲线是将测得的罐内冷点处的温度在半对数坐标纸上对加热时间作图所得到的曲线。它反映了罐头食品的传热特性,是用公式法制定罐头食品杀菌条件的重要依据。加热曲线按其形状不同,一般可分为两种类型即简单型和转折型。 最近已有文章对固液混装罐头汤汁部的加热曲线作了研究,发现汤汁部的加热曲线呈     

套管式杀菌机的应用设计

套管式超高温杀菌机在食品、饮料特别是黏度较大的液态食品上杀菌,效果较好,就此以TGSJJ-10000型套管式超高温杀菌机在番茄酱生产中的应用为例,阐述其设计过程及注意事项。     

食品包装热杀菌过程模型的建立及仿真研究进展

通过计算机模拟技术研究食品热杀菌过程,可得到食品内部的温度、致死率、营养成分等数据变化趋势,从而确定有效的杀菌方案。本文从食品包装的角度,概述包装系统传热控制方程适用性、分析模拟过程误差产生原因,并对不同食品物料状态和包装形式研究进展进行归纳总结,为减少食品过度热杀菌提供理论支持。     

液态食品连续化微波加热过程的仿真模拟

以蒸汽为热源的液态食品传导加热过程中,为了达到杀菌和灭菌的要求,通常存在热量损失严重、管路结焦等问题,而微波凭借其不需要传热介质的介电加热方式,具有从根本上解决此类问题的优势。本研究通过构建多物理场耦合仿真模型,对连续化微波加热设备内部电场分布进行数值解析,探究体积流量、输入功率及微波频率等运行参数对处理过程中流体热响应的影响。通过比较模型计算结果与试验结果的出口平均温度,证实仿真模型的准确性与有效性。研究结果表明,流体热量吸收过程与谐振腔内电场分布紧密相关,电场分布模式决定液态食品加热过程中的温度分布模式,并且高场强区域有利于提高该区域附近的流体升温速率。此外,快速升温区域能够通过流体传热的方式来提升管路内部其它区域的加热效果,体积流量与输入功率的改变间接影响介电加热与流体传热对热响应过程的贡献,微波频率变化直接影响加热效果。通过仿真模拟能够综合考虑上述多种因素,对连续化微波加热过程进行合理预测。本研究对深入了解微波场下流体电磁响应规律,以及推进液态食品热加工过程的微波绿色化替代都具有十分重要的意义。     

罐头食品的杀菌理论与计算

罐头、玻璃罐、软罐头食品等在常温下长期贮藏和流通的容器包装食品,是通过加热处理,杀灭了食品中的微生物而获得贮藏性的。一般由于加热处理,食品的风味受到损害,维生素等营养物质也受到破坏。因此,对食品进行的加热杀菌应该保持在必要的最小限度内。为此,在了解微生物热致死机理的同时,还需要正确掌握杀菌过程中的食品内部的温度变化。以下就目前普遍承认的理论和计算方法作一概述。     

固液混装罐头食品固体中心冷点温度预测

本文探索了固液混装罐头食品的传热特性。应用CS—2型温度信息处理机测定了固液混装罐头食品的固体和汤汁中心冷点温度值。编了计算机程序,计算传热过程的参数j,f值。建立一系列的固体和汤汁冷点处的传热方程和确立罐头食品的固液传热比方程,可预测固体中心温度值,百分误差在允许范围内。本文提出的方法是一种较理想的预测固体中心温度方法,可供制订合理杀菌工艺条件之用。     

叶绿素镁钠盐对液态食品中Staphylococcus aureus的光动力杀菌研究

以叶绿素镁钠盐为光敏剂,研究了其对几种液体食品中金黄色葡萄球菌的光动力杀菌效果。结果表明,叶绿素镁钠盐对几种液态食品中的金黄色葡萄球菌具有很强的杀菌效果,其中以10-5mol/L的叶绿素镁钠盐杀菌效果最佳,10 min金黄色葡萄球菌减少了4.5个对数;随着光照时间的延长,液态食品中的金黄色葡萄球菌的致死率明显增加,特别是在起始10 min内;一般透光性好的食品包装材料对液态食品中金黄色葡萄球菌光动力杀菌效率没有影响,但液态食品的pH对其杀菌效率有一定的影响。对于不同的液态食品,在澄清或酸性的食品中叶绿色镁钠盐的光动力杀菌效果较好,但当食品中含固体颗粒或较浑浊时,其杀菌效率显著降低。     

基于Fluent的黄桃罐头杀菌过程数值模拟及其形状优化

探究食品罐头杀菌作业中的升温过程,研究现有罐头包装尺寸变化对提升杀菌效率及节能降耗的影响程度。使用ANSYS Fluent软件进行流场及温度场进行仿真分析,通过试验验证模拟的可靠性。在此基础上改进黄桃罐头的瓶体形状,提升杀菌效率。结果表明:试验结果与模拟结果升温趋势一致,最大误差为3.5°。罐头底部直径大小与罐内最高流速呈负相关,150 s时,罐头底部直径越小,罐内液体最高流速越高。相同高度与容积条件下,缩小底部直径可以提高杀菌效率,底部直径为52.5 mm的罐头杀菌效果最好,与圆柱罐头相比效率提升10.26%。通过ANSYS Fluent可以准确模拟食品罐头在杀菌过程中的温度场变化。