基于趨膚電熱殺菌的物料溫度測(cè)量及殺菌效果分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們消費(fèi)安全意識(shí)的提高，香辛料的質(zhì)量安全問題愈顯重要，對(duì)香辛料殺菌及包裝是確保其質(zhì)量安全的重要環(huán)節(jié)。本文以香辛料為對(duì)象，基于趨膚效應(yīng)電加熱進(jìn)行殺菌技術(shù)研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.為了實(shí)現(xiàn)固體粉料的輸送，設(shè)計(jì)了一套密封式殺菌腔，腔內(nèi)安裝帶有刮板的無軸螺旋葉片，螺旋葉片由高頻低壓電源加熱；物料在腔內(nèi)由輸送器軸向推送并加熱，實(shí)現(xiàn)連續(xù)喂料及殺菌。殺菌腔內(nèi)通入少量干熱蒸汽輔助并帶走物料加熱產(chǎn)生的多余水分。殺菌后的合

2、格物料進(jìn)入快冷單元，物料溫度降低到室溫后直接包裝。整個(gè)殺菌環(huán)節(jié)在封閉的空間進(jìn)行，可實(shí)行關(guān)鍵控制點(diǎn)監(jiān)控。
　　2.編寫了基于LabVIEW溫度采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵溫度測(cè)量與控制。選用pt100溫度傳感器，F(xiàn)LEX4015熱電阻模塊對(duì)電阻信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換以測(cè)量腔內(nèi)溫度控制點(diǎn)溫度。采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理和組織測(cè)得的多通道、多參數(shù)數(shù)據(jù)。利用LabSQL語言和NI公司的LabVIEW DCT附加工具包實(shí)現(xiàn)Microsoft Access類型數(shù)據(jù)庫

3、遠(yuǎn)程訪問。
　　3.設(shè)備的螺旋機(jī)構(gòu)接通交變電流（電壓<48V，電流<3500A，頻率10-20KHz可調(diào)），會(huì)產(chǎn)生以磁場(chǎng)為主的電磁場(chǎng)。為此，設(shè)計(jì)了pt100薄膜鉑電阻加非金屬保護(hù)套，結(jié)合屏蔽罩以減少和消除電磁干擾。自制的屏蔽罩屏蔽效能可達(dá)40dB。通過巴特沃斯低通濾波消除腔內(nèi)其他部件瞬間高溫的干擾，直接測(cè)得物料實(shí)際溫度。
　　4.運(yùn)用了COMSOL建立多孔介質(zhì)傳熱模型，對(duì)趨膚效應(yīng)熱殺菌過程物料升溫及溫度分布進(jìn)行仿真模擬，為使

4、香辛料平均溫度達(dá)到滅菌溫度殺菌工藝，熱處理時(shí)間應(yīng)不小于180s。根據(jù)測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)，采用Z值模型，對(duì)溫度、時(shí)間進(jìn)行公式積分運(yùn)算，運(yùn)用復(fù)化梯形積分方法實(shí)現(xiàn)在線快速運(yùn)算顯示并記錄。設(shè)定121℃下殺菌時(shí)間180s的Z值模型等效時(shí)間作為殺菌工藝完成參數(shù)。殺菌過程中，將積分運(yùn)算值與設(shè)定的工藝參數(shù)對(duì)比，當(dāng)香辛料鄰近出料口時(shí)，若積分值大于工藝參數(shù)且熱處理時(shí)間大于180s，則認(rèn)定殺菌過程完成，否則，控制出料口使物料從旁路排出。對(duì)殺菌后的香辛料進(jìn)行了微生