不同類型罐頭食品熱殺菌過(guò)程模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、本文基于COMSOL Multiphysics多物理場(chǎng)軟件和Data Trace無(wú)線溫度傳感器等新型研究手段，采用羧甲基纖維素鈉(CMC)、水和金槍魚(yú)為模擬和仿真研究對(duì)象，分別研究了粘度、罐高徑比與傾斜角、旋轉(zhuǎn)速度對(duì)液態(tài)罐頭食品熱殺菌過(guò)程的影響，以及金槍魚(yú)罐頭熱殺菌中不同熱殺菌條件對(duì)金槍魚(yú)罐頭品質(zhì)的影響，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　1.液態(tài)罐頭食品殺菌過(guò)程中，溫度、速度變化受粘度影響很大。粘度越大，整體受熱越慢、產(chǎn)生的自然對(duì)流效應(yīng)越小

2、。因自然對(duì)流而產(chǎn)生的最慢加熱區(qū)(Slowing Heating Zone，SHZ)在罐內(nèi)不停的移動(dòng)，基本位于10～30％高度處。殺菌過(guò)程中不同位置的致死率差距隨粘度的增加而增大。
　　2.通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)，液態(tài)圓柱罐頭的殺菌時(shí)間隨高徑比與傾斜角的增大先增加后減少，在高徑比為0.75～1時(shí)，殺菌時(shí)間出現(xiàn)最大值。當(dāng)高徑比小于0.75時(shí)，罐體垂直放置殺菌時(shí)間最小;當(dāng)高徑比大于0.75時(shí)，罐體水平放置殺菌時(shí)間最小;高徑比等于0.75時(shí)，罐體垂

3、直放置與水平放置殺菌時(shí)間相近，均為最小。液體罐頭食品在熱殺菌過(guò)程中，自然對(duì)流現(xiàn)象明顯，在SHZ達(dá)到100℃時(shí)，罐體高徑比為0.75，傾斜角為0°時(shí)罐內(nèi)流動(dòng)最為激烈，最大速度為2.83mm/s。高徑比為0.25，傾斜角為45°時(shí)，罐內(nèi)流動(dòng)最為緩慢，最大流速為1.22mm/s。這表明在液態(tài)罐頭食品熱殺菌過(guò)程中改變高徑比與傾斜角可以有效的縮短殺菌時(shí)間，節(jié)約能源。
　　3.金槍魚(yú)罐頭在殺菌過(guò)程中鹵水的質(zhì)量相比金槍魚(yú)較少，但其對(duì)傳熱的影響卻

4、十分明顯。采用殺菌公式（10min-60min-10min/116℃）模擬金槍魚(yú)罐頭的殺菌過(guò)程，得出由于鹵水的流動(dòng)作用，SHZ位于罐中心軸的22.9％～50％之間。金槍魚(yú)罐頭殺菌過(guò)程中中心點(diǎn)的致死率與罐內(nèi)最小致死率十分接近，從工業(yè)應(yīng)用角度來(lái)看，實(shí)際最小致死率點(diǎn)難以精確測(cè)定其溫度變化，故在條件允許下用中心點(diǎn)致死率代替最小致死率。
　　4.通過(guò)對(duì)185g鹽水浸金槍魚(yú)罐頭進(jìn)行熱滲透測(cè)試，獲得罐中心點(diǎn)致死率為8min時(shí)各個(gè)殺菌溫度下的熱滲