В условиях растущей потребительской волны спрос потребителей на индивидуальные и дифференцированные молочные продукты постоянно растет.Добавление пюре и гранулированного варенья к ферментированным молочным продуктам для получения непосредственного ощущения хорошего питания и жевания постепенно приобретает популярность и признается потребителями, становясь новой движущей силой и направлением для роста жидких продуктов питания.добавление сырьевого сырья варенья в ферментированные молочные продукты в основном осуществляется с помощью стерильного метода двойной линии.Независимые трубные стерилизаторы используются для обработки основного материала и вареного сырья отдельно.и затем они смешиваются онлайн асептически, чтобы обеспечить оптимальную эффективность стерилизации продукта; сырье Jam относится к не-Ньютоновским жидкостям, и падение давления в трубопроводе при обработке на сверхвысокой температуре в основном составляет сумму падения давления от трения трубопровода,падение давления скоростиВискозность материала, скорость потока стерилизатора, диаметр трубы, локти и другие факторы оказывают значительное влияние на давление системы.из-за значительных различий в вязкости между различными видами вареньяВ процессе разработки продукта и промышленной трансформациивыбор высокой вязкости пробка склонна к тому, что стерилизационная машина ломается из-за увеличения давления системы и недостаточной мощности насоса питания, в то время как выбор слабой вязкости варенья затрудняет обеспечение однородности частиц в процессе производства.соответствие между падением давления системы стерилизационной машины и вязкостью консервированного материала стало ключевым фактором, влияющим на запуск продукта и последующие затраты на производство.
Современные стерилизационные машины не только предназначены для стерилизации одного вида материалов, но часто имеют множество применений,что означает, что несколько продуктов могут быть стерилизованы на одной и той же стерилизационной машинеЭто требует более сложного процесса стерилизации при проектировании стерилизационных машин.с учетом множества производственных сортов для удовлетворения потребностей различных потребителей в различных вкусахПоэтому в процессе выпуска новых продуктов часто необходимо модифицировать трубчатый стерилизатор для удовлетворения потребностей в производстве варенья с различной вязкостью.Для удовлетворения пропускной способности йогурта высокой вязкости внутри трубки стерилизатора, согласно формуле расчета падения давления, это может быть достигнуто путем уменьшения длины трубопровода или уменьшения скорости потока производства.Настройка трубопровода стерилизационной машины и скорость потока повлияет на температуру нагрева и время нагрева внутри стерилизационной машины, что влияет на эффект микробной инактивации в варенье.оценка состояния нагрева варки основана на обеспечении безопасности продукции и снижении рисков качества, вызванных микроорганизмами..
В данном исследовании построена модель расчета падения давления и интенсивности стерилизации для системы стерилизатора пробирки на основе структуры стерилизатора пробирки и основных физических формул.Выявлением динамической вязкости 9 различных видов варенья, теоретическая интенсивность стерилизации и падение давления были рассчитаны с использованием модели.оценить фактическое падение рабочего давления и стерилизационную прочность консервирования в трубке стерилизатора, и завершить оценку пригодности и модификацию трубчатого стерилизатора.Данное исследование создает теоретическую основу и научную основу для оценки соответствия стерилизатора с трубкой..
Инструменты и оборудование
Машины для стерилизации варенья
метод
Подготовка к моделированию
Выберите варенье с различной вязкостью и используйте стерилизатор UHT для стерилизации.и время нагрева стерилизатора во время процесса стерилизации для моделирования.
Определение динамической вязкости варенья
Ротационный реометр измеряет вязкость варены путем измерения крутящего момента и скорости.необходимо измерить динамическую вязкость варенья и выбрать для анализа соответствующую модель регрессии вязкости.После охлаждения охлажденного варенья до комнатной температуры выберите измерительный прибор CC27 и используйте четырехлопастый антиосадочный ротор 79312.который подходит для измерения образцов с тенденцией к осаждению, содержащих твердые частицы (> 0.1 мм). равномерно взять образец варенья, перенести его в измерение фиксатор измерения чашки, и добавить его к внутренней шкале линии. установить предварительную стрижку на 1 минуту, установить скорость стрижки на 100s-1,и читать данные каждые 15 секундИзмерить динамическую кривую вязкости конфеты во время нагрева от 15 до 90 °C.
Расчет падения давления системы стерилизации варенья
Падение давления в системе варенья после прохождения через трубопровод стерилизационной машины состоит из трех частей, а именно, падение статического давления Δ Pa,падение давления на скорости Δ PN и падение давления на трение Δ PfОбщее падение давления Δ P= Δ Pa+ Δ PN+ Δ Метод расчета для различных падений давления Pf следующий:
В уравнении:
Z1- Высота начала трубопровода, м;
Z2-высота терминала, м;
U1- скорость потока пробок в начале, м/с;
U2- скорость потока терминальной пробки, м/с;
U - средняя скорость потока пробок в трубопроводе, м/с;
ρ ∆ Плотность конфеты, кг/м3;
λ ∆ коэффициент трения;
L - длина трубопровода, м;
D - внутренний диаметр наружного трубопровода, м;
K - коэффициент сопротивления трубных фитингов, клапанов и т.д.
Значение коэффициента сопротивления для обычных трубопроводных аксессуаров стерилизаторов с джем-трубками
Расчет интенсивности стерилизации варенья
Во время процесса стерилизации стерилизатора материал варки непрерывно обрабатывается, и варка проходит три основных процесса: нагрев, постоянная температура и охлаждение в трубопроводе.Анализ и визуализация данных
Модель расчета падения давления и интенсивности стерилизации стерилизации варенья была составлена с использованием языка R (версия 4.2.0), а визуализация данных была выполнена с использованием пакета языка R Tidyverse.
Результаты и обсуждение
Установление модели расчета падения давления для стерилизатора с трубкой с джем
Для того чтобы оценить значение падения давления высокой вязкости в существующих машинах стерилизации, в данном исследовании была построена модель расчета падения давления для машин стерилизации с трубкой с вискозностью.Основная информация о трубопроводе стерилизационной машины, используемой при построении модели, показана в таблице 2По сравнению с машиной сверхвысокотемпературной стерилизации чистого молока, конструкция этой машины относительно проста, в общей сложности 5 труб.который может достичь стерилизации сырья варенья от 8 °C входа до 115 °CКроме того, отличие от машин для стерилизации чистого молока заключается в том, что все трубопроводы имеют рукава, то естьвнутри внешней трубы есть только одна внутренняя труба.Эта структура предназначена в основном для удовлетворения пропускной способности гранулированного варенья внутри стерилизационной машины.
Основная информация о высокотемпературной трубчатой стерилизационной машине для варки
В этом исследовании использовалось овсяное варенье манго для построения модели расчета падения давления. Во-первых, была проверена динамическая вязкость овсяного варенья манго. При 15 ° C вязкость овсяного варенья манго составляет 8000 мПа · с.Когда температура варенья поднимается до 90 °C, вязкость уменьшается примерно до 3000 м Па · с, что указывает на значительное влияние температуры на вязкость мармеладного манго.было рассчитано падение давления на каждом участке трубопровода стерилизатора, и была составлена схема повышения падения давленияОбщее падение давления внутри трубчатого стерилизатора для манго овсяного варенья составило 58 бар.В данном исследовании проводились испытания производственных линий на овсяном варенье манго., и общее давление приборами PT10 и PT31 внутри трубопровода стерилизационной машины достигло 59 бар.Теоретическое расчетное давление и фактическое давление процесса работы составляют 58 бар и 59 бар соответственно.В целом, модель расчета падения давления, построенная в данном исследовании, может точно предсказать падение давления варки внутри трубчатого стерилизатора.
Конструкция и проверка модели снижения давления для стерилизатора с пробкой
a. Динамическая кривая вязкости варенья манго; b. Фактическая работа и теория варенья манго в стерилизаторах с мармеладными трубками; c. Расчет падения давления; d.Сравнение теоретического и фактического падения давления
Создание модели расчета интенсивности стерилизации для стерилизаторов с трубкой с джем
Технология производства варенья, используемого для переработки фруктового сырья, может быть ключевой контрольной точкой, влияющей на качество конечного продукта.Понятие безопасности пищевых продуктов заключается в том, что если они приготовлены и/или потребляются в соответствии с соответствующими целями,Трубчатые теплообменники имеют более низкую стоимость, чем пластинчатые теплообменники, но первые имеют более низкую площадь поверхности теплообмена на единицу длины труб.Поэтому, длина трубных теплообменников является необходимым условием для обеспечения теплопередачи.Расчет процесса тепловой обработки зависит от инактивации микроорганизмов в определенном временном и температурном диапазонеВремя, необходимое для уменьшения микробной популяции в 10 раз при постоянной температуре, называется D-значением процесса.который обеспечивает количественный показатель теплостойкости клеток или споров микробовПроцесс количественного определения стерилизационной прочности пищевого сырья на основе кратного значения D при базовой температуре, также известного как значение F при базовых условиях.Мы рассчитали площадь теплопередачи стерилизатора пробиркиЧтобы оценить микробную безопасность машины стерилизации во время обработки варенья,В данном исследовании использовалась модель расчета интенсивности стерилизации, построенная ранее для расчета интенсивности стерилизации машины стерилизации сливочной трубки.Когда температура стерилизации составляет 107 °C, эталонная температура составляет 90 °C, скорость потока стерилизационной машины составляет 2 кубических метра в час,и общая интенсивность стерилизации 170 минут.
Оценка динамической вязкости и теоретического падения давления варенья
Валидация модели обычно определяется как процесс определения того, в какой степени модель является точным представлением реальных данных с точки зрения предполагаемого использования.Оценка точности теоретических моделей расчетов по снижению давления и стерилизационной прочностиВ данном исследовании была проверена вязкость варенья, добавляемого в девять видов жидких молочных продуктов при комнатной температуре.содержащие частицы/не содержащие частиц (или с высокой или низкой вязкостью)Коэффициент корреляции между вязкостью и температурой для 9 типов конфеты составляет -0,75~-1, что указывает на то, что температура оказывает значительное влияние на вязкость конфеты.коэффициент гладкости и корреляции динамической кривой вязкости джем, содержащего частицы, относительно низкий, из-за неравномерной силы сжатия нерегулярных частиц в вискометре при испытании вязкости.с вязкостью менее 100 м Pa · s при 20 °C, и наибольшая вязкость 4 # пробы составляет 10000 м Па · с при 20 °C.Значительная разница в вязкости между двумя типами варенья может привести к снижению давления во время процесса стерилизацииМожно увидеть, что теоретический диапазон падения давления девяти типов консервов в течение одного и того же процесса потока внутри стерилизационной машины составляет от 8,0 бар до 83,0 бар.Принимая во внимание, что максимальная несущая способность трубопровода стерилизационной машины не превышает 50 бар, необходимо уменьшить вязкость конфеты или изменить машину стерилизации конфеты.
Динамическая вязкость и теоретическое значение падения давления варенья
(а) 9 типов внешнего вида варенья; (b) 9 типов динамической вязкости варенья; (c) теоретическое снижение рабочего давления для 9 типов варенья
Испытательное производство и трансформация оборудования высоковязкой консервировки
В этом исследовании был модифицирован стерилизатор с трубкой для уменьшения падения давления во время процесса стерилизации.Падение статического давления Δ Pa происходит главным образом от разницы в высоте между входом и выходом стерилизационной машины., которая предназначена для подключения оборудования вверх по течению и вниз по течению и не имеет возможности преобразования.Из-за постоянного потока на входе и выходе стерилизационной машины, скорость и давление падают.
Компания Shanghai Beyond Machinery специализируется на разработке и производстве стерилизаторов для сварных труб. Наши клиенты расположены по всему миру, и они добились замечательных успехов в разных областях.Мы делимся передовыми технологиями и богатым опытом с нашими клиентамиСвяжитесь с нами сейчас, чтобы получить новейшие дизайнерские решения и предложения для стерилизаторов с трубкой варки.