不同類型罐頭食品熱殺菌過程模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、本文基于COMSOL Multiphysics多物理場軟件和Data Trace無線溫度傳感器等新型研究手段，采用羧甲基纖維素鈉(CMC)、水和金槍魚為模擬和仿真研究對象，分別研究了粘度、罐高徑比與傾斜角、旋轉(zhuǎn)速度對液態(tài)罐頭食品熱殺菌過程的影響，以及金槍魚罐頭熱殺菌中不同熱殺菌條件對金槍魚罐頭品質(zhì)的影響，得出以下幾點結(jié)論:
　　1.液態(tài)罐頭食品殺菌過程中，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)生的自然對流效應(yīng)越小

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

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

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