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。     

基于计算流体力学技术的橙汁超高温瞬时灭菌工艺优化

分析果汁中常见的细菌,在得出灭菌所需的最低温度(80℃)的基础上,利用FLUENT软件采用二维轴对称模型对橙汁的超高温瞬时灭菌进行模拟计算。对计算流体动力学(CFD)所得优化工艺进行验证实验,误差在9.5%以内,表明CFD对橙汁的超高温灭菌的模拟是可行的。FLUENT模拟得出了不同温度时灭菌的理想时间分别为：135℃(408K)、13s;140℃(413K)、12s;145℃(418K)、12s;150℃(423K)、11s。同时根据卡诺循环,计算超高温瞬时灭菌的机械能耗,135℃(408K)、140℃(413K)、145℃(418K)、150℃(423K)时的单位橙汁的灭菌机械能耗分别为：5856、6550、6709、7953W。根据能耗最低原则,得到了最优化的灭菌工艺为135℃(408K)、13s。     

酱汁鲍鱼硬罐头杀菌工艺及流变学性质研究

目的：确定酱汁鲍鱼硬罐头最佳杀菌工艺,以保证产品安全性及最大限度地保留其营养价值,并进一步描述产品流变特性,为其质量客观评价提供一定的理论依据。方法：通过考察不同杀菌条件(不同F值)对罐头主要品质指标的影响确定最佳杀菌工艺;通过应力松弛试验测定鲍鱼流变特性;通过静态及动态流变试验测定酱汁流变特性。结果：不同杀菌条件对罐头主要品质指标产生明显影响,罐头最佳杀菌工艺为12min-12min-12min/121℃(F121.1℃=3.6min);鲍鱼流变(应力松弛)特性可用二元Maxwell模型很好的描述;酱汁属于非牛顿流体,显示出一定的黏弹性及弱凝胶性质,其流变特性可用Cross方程很好的描述。结论：以F值为指导所确定的罐头最佳杀菌工艺能保证产品安全性并最大限度地保留其营养价值;所描述的产品流变特性可为其质量客观评价提供一定的理论依据。     

高密度CO_2在牛奶杀菌中的应用研究

新鲜牛奶由于其营养丰富很容易腐败变质,所以杀菌是牛奶加工过程中的重要环节。高密度CO2技术作为一种新型的非热力杀菌技术,不仅能够避免传统的热力杀菌所带来的不良热效应,还能保存食品原有的风味和营养,已经受到越来越多的关注。该文对高密度CO2在牛奶杀菌中的应用研究进行了阐述,为牛奶杀菌工艺开辟了新思路。     

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。     

豆浆饮料的微波杀菌特性初步研究

本文在微波加热的条件下,对豆浆饮料的微波杀菌特性进行了初步探讨,研究了加热时间、温度和菌落总数之间的关系,以及功率对豆浆中菌落总数的影响。比较在不同贮藏温度下,微波和传统水浴杀菌豆浆在不同温度贮藏过程中菌落总数的变化情况,同时测量了不同处理样品的总糖、蛋白质和折光率。结果表明:经本文方法制备的豆浆,样品体积为10ml时,其最佳微波杀菌条件为微波功率560W、加热时间22s,使豆浆温度达到75℃;在低温贮藏过程中,微波杀菌样品比传统水浴杀菌样品中的菌落总数生长缓慢,可以延长豆浆饮料的保质期;微波杀菌可以更好地保留豆浆中的营养成分。     

鲜乳超声波除菌技术研究

研究了不同功率、时间的超声波处理鲜乳后的杀菌效果。结果表明,经600W,3min超声波处理的原料乳,杀菌率达93%。并研究了超声波结合巴氏杀菌技术对鲜乳处理后,4℃贮藏条件下牛乳品质变化情况。结果表明,经600W,3min超声波处理的原料乳结合63℃,30min的热处理后,乳品质保持最好,4℃贮藏条件下贮藏期达16d左右。     

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。     

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。     

谷物羊奶的杀菌工艺研究

本文研究了不同杀菌条件对谷物羊奶的影响,比较了巴氏杀菌、高温长时杀菌、高温短时杀菌、超高温瞬时(UHT)杀菌对羊奶的稳定性、口感、香气等感官品质的影响.结果表明,高温短时杀菌,即125℃下保温30 s杀菌,谷物羊奶稳定性最佳、口感清爽、香气浓郁.     

豆薯软罐头质地变化及贮藏动力学研究

为考察豆薯罐头加工适应性、丰富豆薯产品种类,以豆薯为原料,探讨了热烫、杀菌、贮藏对其质构特性的影响。结果显示:热烫处理4 min后豆薯的硬度、凝聚性、咀嚼性、回复性、弹性分别为新鲜豆薯的63.2%、43.9%、17.7%、51.4%、69.8%;预煮和杀菌阶段豆薯质地变软,其硬度、凝聚性、咀嚼性、回复性、弹性分别为处理前的79.5%与74.64%、54.7%与105.33%、18.0%与98.73%、73.0%与105.18%、44.8%与98.19%;在常温或低温下贮藏180 d,豆薯的各项质构指标均较未处理豆薯有所下降。因此通过适当控制上述加工方式和采用低温贮藏可延缓豆薯罐头的软化;此外,将各质构参数进行贮藏动力学分析发现:一级动力学模型能很好的反映其质构变化。     

Computational Fluid Dynamics in the Design and Analysis of Thermal Processes: A Review of Recent Advances

The design of thermal processes in the food industry has undergone great developments in the last two decades due to the availability of cheap computer power alongside advanced modelling techniques such as computational fluid dynamics (CFD). CFD uses numerical algorithms to solve the non-linear partial differential equations of fluid mechanics and heat transfer so that the complex mechanisms that govern many food-processing systems can be resolved. In thermal processing applications, CFD can be used to build three-dimensional models that are both spatially and temporally representative of a physical system to produce solutions with high levels of physical realism without the heavy costs associated with experimental analyses. Therefore, CFD is playing an ever growing role in the development of optimization of conventional as well as the development of new thermal processes in the food industry. This paper discusses the fundamental aspects involved in developing CFD solutions and forms a state-of-the-art review on various CFD applications in conventional as well as novel thermal processes. The challenges facing CFD modellers of thermal processes are also discussed. From this review it is evident that present-day CFD software, with its rich tapestries of mathematical physics, numerical methods and visualization techniques, is currently recognized as a formidable and pervasive technology which can permit comprehensive analyses of thermal processing.     

Changes in the Profile of Volatiles of Canned Coconut Milk during Storage

The alteration of the profile of volatiles of canned coconut milk was monitored during storage at ambient temperature. Canned coconut milk was thermally processed (121 °C for 5 min), and then stored at ambient temperature (32 to 35 °C) for 6 mo. Volatile compounds were assessed monthly using direct solvent extraction (diethyl ether), followed by high‐vacuum distillation and gas chromatography‐mass spectrometry analysis. Six groups of compounds consisting of alcohols, aldehydes, ketones, acids, esters, lactones, and others were identified. Two stages of major changes in profile of volatiles were observed. The 1st occurred after 2 mo as indicated by a high abundance of alcohols, acids, and lactones. The 2nd was observed after 5 mo and corresponded to a large increase in lactones, short‐chain free fatty acids, 3‐methyl‐2(5H)‐furanone, and phenol. Acetic and butyric acids observed after 5 mo could contribute to the potential of off‐odor development in the product as indicated by their high odor activity values. Lactones increased approximately 10‐fold. Identification of 3‐methyl‐2(5H)‐furanone indicated that Maillard reaction had occurred in conjunction with the development of a coconut, toffee‐like, and caramel odor.     

CMC对花生蛋白奶乳浊稳定性影响的研究

本文通过三个层次来研究得出CMC对花生蛋白奶乳浊稳定性作用及影响机理。通过离心沉淀率、脂肪上浮率从宏观方面判断CMC对蛋白质乳浊体系稳定性的影响；通过显微照相从微观结构的变化来判断CMC对蛋白质乳浊体系稳定性的影响；通过pH值、黏度、电导率的变化辅助判断CMC对蛋白质乳浊体系稳定性的影响。     

常见热杀菌方式对关中羊乳品质的影响

采用5种常用热杀菌方式处理关中羊乳,即低温长时巴氏杀菌(65 ℃/30 min)、高温短时巴氏杀菌(72 ℃/15 s)、超巴氏杀菌(95 ℃/5 min)、高温高压灭菌(121 ℃/20 min)和超高温瞬时灭菌(137 ℃/7 s),在测定蛋白沉淀率、酒精稳定性、pH、红度值、粘度和脂肪球变化基础上,结合内源荧光光谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析,探究热杀菌处理对关中羊乳品质的影响。结果表明,高温高压灭菌羊乳蛋白沉淀率最高、酒精稳定性最差、pH明显下降、红度值明显增大,但5种杀菌方式对粘度没有显著影响(p>0.05);羊乳脂肪球经巴氏杀菌和超巴氏杀菌后,表观直径略微增大,而高温高压灭菌和超高温瞬时灭菌,尤其是高温高压灭菌则导致其明显变小;荧光光谱表明,高温高压灭菌羊乳蛋白结构改变最大,内源荧光强度剧烈升高;电泳显示,巴氏杀菌(65 ℃/30 min和72 ℃/15 s)对羊乳酪蛋白和乳清蛋白影响较小,超巴氏杀菌(95 ℃/5 min)乳清蛋白开始变性、聚集或部分降解,高温高压灭菌和超高温瞬时灭菌,尤其是高温高压灭菌则使乳清蛋白明显降解甚至消失,酪蛋白出现聚集和解聚。结果表明,高温高压灭菌和超高温瞬时灭菌,尤其是高温高压灭菌对关中羊乳品质影响较大,超巴氏杀菌影响次之,而巴氏杀菌则对其影响较小。     

软罐头食品的杀菌

必须采用正确的杀菌方式,杀灭软罐头中的微生物,保证产品的贮藏安全和产品质量.探讨了软罐头食品中的微生物及其对微生物的控制、杀菌工艺条件的确定方法等问题.     

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。     

紫外线对牛乳杀菌效果的研究

研究紫外线在牛乳杀菌中,照射时间、照射距离、牛乳厚度以及温度四个因素与杀菌率之间的关系。通过正交实验得出各因素的最佳工艺组合参数,发现照射时间和牛乳厚度影响杀菌率最为显著;紫外线照射可使牛乳中维生素Ｄ增加。     

高压脉冲电场非热杀菌技术对原料乳的预处理

针对国内原料乳质量低下这一问题,运用高压脉冲电场非热杀菌技术对原料乳进行预处理。发现原料乳的细菌总数随电场强度、脉冲数、初始温度的增加而降低,随流速的增加而升高。当出口温度为常温20℃,电场强度E=50kv/cm,脉冲频率为1000Hz,流速为20ml/min时,能使其菌落总数降低2.6个数量级,从四级原料乳提升至一级原料乳,且不改变其营养结构和风味。