In der immer stärker wachsenden Konsumwelle steigt die Nachfrage der Verbraucher nach personalisierten und differenzierten Milchprodukten ständig.Das Hinzufügen von Puree und Granulatmarmelade zu fermentierten Milchprodukten, um ein direktes Gefühl von gutem Essen und Kauen zu erlangen, wird von den Verbrauchern allmählich bevorzugt und anerkannt, wird zu einer neuen treibenden Kraft und Richtung für das Wachstum flüssiger Lebensmittel.die Zugabe von Marmelade-Rohstoffen in fermentierte Milchprodukte erfolgt hauptsächlich durch die sterile Doppellinienmethode. Unabhängige Röhrensterilisatoren werden verwendet, um das Ausgangsmaterial und die Marmeladrohstoffe getrennt zu verarbeiten,und dann werden sie aseptisch online gemischt, um die optimale Sterilisationswirksamkeit des Produkts sicherzustellenJammrohstoffe gehören zu nicht-Newtonschen Flüssigkeiten, und der Druckabfall in der Rohrleitung bei ultrahoher Temperaturbehandlung ist hauptsächlich die Summe des Druckabfalls durch Reibung in der Rohrleitung.GeschwindigkeitsdruckverlustDie Viskosität des Materials, die Durchflussrate des Sterilisators, der Rohrdurchmesser, die Ellbogen und andere Faktoren haben einen erheblichen Einfluss auf den Systemdruck.aufgrund erheblicher Unterschiede in der Viskosität zwischen den verschiedenen Marmeladenarten, Im Prozess der Produktgestaltung und der industriellen Umwandlung,Die Auswahl eines hohen Viskositätsausstoßes kann dazu führen, dass die Sterilisationsmaschine aufgrund des Anstiegs des Systemdrucks und der unzureichenden Leistung der Zuführpumpe zerbricht., ist es zwar schwierig, bei der Auswahl von Marmelade mit geringer Viskosität die Einheitlichkeit der Partikel im Produktionsprozeß zu gewährleisten.Die Übereinstimmung zwischen dem Druckabfall des Sterilisationsmaschinensystems und der Viskosität des Marmelatmaterials ist zu einem Schlüsselfaktor geworden, der die Markteinführung des Produkts und die anschließenden Produktionskosten beeinflusst..
Moderne Sterilisationsmaschinen sind nicht nur für die Sterilisation einer einzigen Materialart konzipiert, sondern haben oft mehrere Anwendungen.Dies bedeutet, dass mehrere Produkte auf derselben Sterilisationsmaschine sterilisiert werden könnenDies erfordert einen komplexeren Sterilisationsprozeß bei der Konstruktion von Sterilisationsmaschinen.unter Berücksichtigung mehrerer Produktionssorten, um den Bedürfnissen verschiedener Verbraucher nach verschiedenen Geschmacksrichtungen gerecht zu werdenDaher ist es bei der Einführung neuer Produkte häufig notwendig, den Rohrsterilisator zu modifizieren, um den Produktionsbedarf von Marmelade mit unterschiedlicher Viskosität zu decken.Um die Durchlässigkeit von Hochviskosität Joghurt im Inneren des Röhrensterilisators zu erfüllen, kann nach der Formel für die Berechnung des Druckabfalls durch Verringerung der Länge der Rohrleitung oder durch Verringerung des Produktionsdurchflusses erreicht werden.Die Anpassung der Sterilisationsmaschine Rohrleitung und Durchfluss wird die Heiztemperatur und die Heizzeit im Inneren der Sterilisationsmaschine beeinflussen, wodurch sich die Wirkung der mikrobiellen Inaktivierung in der Marmelade beeinflusst.die Bewertung des Warmstands der Marmelade beruht auf der Gewährleistung der Produktsicherheit und der Verringerung von Qualitätsrisiken durch Mikroorganismen.
Diese Studie konstruiert ein Modell zur Berechnung des Druckabfalls und der Sterilisationsintensität für das Jam-Rohr-Sterilisationssystem auf der Grundlage der Struktur des Rohr-Sterilisators und der grundlegenden physikalischen Formeln.Durch die Erfassung der dynamischen Viskosität von 9 verschiedenen Marmeladearten, wurden die theoretische Sterilisationsintensität und der Druckabfall anhand des Modells berechnet.Bewertung des tatsächlichen Betriebsdruckverfalls und der Sterilisationsfestigkeit der Verstopfung im Rohrsterilisator, und die Eignungsbeurteilung und Modifikation des Röhrensterilisators abschließen.Diese Studie legt die theoretische Grundlage und wissenschaftliche Grundlage für die Abgleichsbewertung von Marmelade und Rohrsterilisatoren..
Instrumente und Ausrüstung
Maschine zur Jam-Sterilisation
Methode
Vorbereitung des Modellbaus
Wählen Sie Marmelade mit unterschiedlicher Viskosität aus und verwenden Sie einen UHT-Sterilisator zur Sterilisation.und die Erwärmungszeit des Sterilisators während des Sterilisationsprozesses für den Modellbau.
Bestimmung der dynamischen Viskosität von Marmelade
Das Drehreheometer misst die Viskosität der Marmelade durch Messung des Drehmoments und der Drehgeschwindigkeit.Es ist notwendig, die dynamische Viskosität der Marmelade zu messen und ein geeignetes Viskosität-Regressionsmodell für die Analyse auszuwählen.Nach Abkühlung der gekühlten Marmelade auf Raumtemperatur wählen Sie die Messvorrichtung CC27 aus und verwenden Sie den 79312-Vierblätter-Anti-Settling-Paddel-Rotor.die für die Messung von Partikelproben mit Sedimentationsneigung (> 0) geeignet ist.1 mm) gleichmäßig eine Marmeladeprobe nehmen, sie in eine Messbeutel-Messbecher übertragen und in die innere Skalierungslinie hinzufügen.und alle 15 Sekunden Daten lesenDie dynamische Viskositätskurve der Marmelade wird während des Aufheizprozesses von 15 °C bis 90 °C gemessen.
Berechnung des Druckabfalls der Marmelade-Sterilisationsanlage
Der Druckabfall der Marmelade nach dem Durchgang durch die Sterilisationsmaschinenleitung besteht aus drei Teilen, nämlich dem statischen Druckabfall Δ Pa,Drehzahldruckverlust Δ PN und Reibungsdruckverlust Δ PfDie Berechnungsmethode für unterschiedliche Druckabfälle von Pf ist wie folgt:
In der Gleichung:
Z1- Höhe des Beginns der Rohrleitung, m;
Z2 - Terminalhöhe, m;
U1- Stausströmungsgeschwindigkeit am Anfang, m/s;
U2- Endstopfstrom, m/s;
U - Durchschnittliche Durchflussgeschwindigkeit des Staus in der Rohrleitung, m/s;
ρ· Die Dichte der Marmelade, kg/m3;
λ ′ Reibungskoeffizient;
L - Länge der Leitungen, m;
D - innerer Durchmesser der Außenleitung, m;
K - Widerstandskoeffizient von Rohrverbindungen, Ventilen usw.
Wert des Widerstandskoeffizienten für gängiges Rohrleitungszubehör von Jam-Tube-Sterilisatoren
Berechnung der Sterilisationsintensität von Marmelade
Während des Sterilisationsprozesses des Sterilisators wird das Marmeladematerial kontinuierlich verarbeitet, und der Marmelade durchläuft drei Hauptprozesse: Heizung, konstante Temperatur und Kühlung in der Rohrleitung.Datenanalyse und -visualisierung
Das Berechnungsmodell für den Druckabfall und die Sterilisationsintensität der Marmelade-Sterilisation wurde mit Hilfe der R-Sprache (Version 4) erstellt.2.0), und die Datenvisualisierung wurde mit dem R-Sprachpaket Tidyverse durchgeführt.
Ergebnisse und Diskussion
Erstellung eines Modells für die Berechnung des Druckabfalls für den Sperrrohrsterilisator
Um den Druckabfallwert von Hochviskositätsstickereien in bestehenden Sterilisationsmaschinen zu bewerten, wurde in dieser Studie ein Druckabfallberechnungsmodell für Stickereien mit Schläuche konstruiert.Die Grundinformationen über die bei der Erstellung des Modells verwendete Sterilisationsmaschine sind in Tabelle 2 dargestellt.Verglichen mit der reinen Milch-Ultra-Hochtemperatur-Sterilisationsmaschine ist die Struktur dieser Sterilisationsmaschine relativ einfach, mit insgesamt 5 Rohrleitungen.mit einer Sterilisationsleistung von 8 °C bei Einlass bis 115 °C für MarmeladeDer Unterschied zu reinmilchsterilisierenden Maschinen besteht zudem darin, daß alle Rohrleitungsstrukturen Hülsen sind, d. h.Es gibt nur ein inneres Rohr innerhalb des äußeren RohresDiese Struktur dient hauptsächlich der Durchfahrbarkeit von granularer Marmelade im Inneren der Sterilisationsmaschine.
Grundlegende Informationen über die Hochtemperatur-Rohr-Sterilisationsmaschine für Marmelade
In dieser Studie wurde Mangobraschmarmelade verwendet, um ein Modell für die Berechnung des Druckabfalls zu konstruieren. Zuerst wurde die dynamische Viskosität von Mangobraschmarmelade getestet. Bei 15 °C beträgt die Viskosität von Mangobraschmarmelade 8000 mPa · s.Wenn die Marmelatemperatur auf 90 °C steigt, sinkt die Viskosität auf etwa 3000 m Pa · s, was auf einen signifikanten Einfluss der Temperatur auf die Viskosität der Mango-Marmelade hindeutet.Der Druckabfall jedes Rohrleitungsbereichs des Sterilisators wurde berechnet und ein schematisches Diagramm für den Druckabfallanstieg erstellt.Der Druckabfall im Rohrsterilisator für Mango Hafermarmelade betrug 58 bar.in dieser Studie wurden Produktionslinienversuche mit Mangobratmarmelade durchgeführt., und der Gesamtdruck der Druckmessgeräte PT10 und PT31 in der Sterilisationsmaschinenleitung erreichte 59 bar.Der theoretische Berechnungsdruck und der tatsächliche Betriebsprozessdruck liegen bei 58 bar bzw. 59 bar.Das in dieser Studie konstruierte Modell zur Berechnung des Druckabfalls kann den Druckabfall von Marmelade im Inneren des Rohrsterilisators genau vorhersagen.
Konstruktion und Validierung eines Modells für Druckabfall für den Sperrrohrsterilisator
a. Dynamische Viskositätskurve von Mango-Hafermarmelade; b. Die tatsächliche Funktionsweise und Theorie von Mango-Hafermarmelade in Marmelade-Sterilisatoren; c. Berechnung des Druckabfalls; d.Vergleich des theoretischen und tatsächlichen Druckabfalls
Erstellung eines Modells für die Berechnung der Sterilisationsintensität von Marmeladensterilisatoren
Die Herstellungstechnologie der für die Verarbeitung von Fruchtrohstoffen verwendeten Marmelade kann ein wichtiger Kontrollpunkt sein, der die Qualität des Endprodukts beeinflusst.Das Konzept der Lebensmittelsicherheit besteht darin, dass, wenn sie entsprechend den entsprechenden Zwecken zubereitet und/oder verzehrt werden,Bei den Rohrwärmetauschern sind die Kosten geringer als bei den Plattenwärmetauschern, wobei die erstere jedoch eine geringere Wärmetauschfläche pro Rohrlänge besitzt.Daher, ist die Länge der Rohrwärmetauscher eine notwendige Voraussetzung für die Gewährleistung der Wärmeübertragung.Die Berechnung des Wärmebehandlungsprozesses hängt von der Inaktivierung der Mikroorganismen innerhalb eines bestimmten Zeitraums und Temperaturbereichs ab.Die Zeit, die erforderlich ist, um die mikrobielle Population bei konstanter Temperatur um das Zehnfache zu reduzieren, wird als D-Wert des Prozesses bezeichnet.der einen quantitativen Indikator für die Wärmebeständigkeit mikrobieller Zellen oder Sporen liefert. Verfahren zur Quantifizierung der Sterilisationsfestigkeit von Lebensmittelrohstoffen auf der Grundlage des Vielfachen des D-Wertes unter Referenztemperatur, auch als F-Wert unter Referenzbedingungen bekannt.Wir berechneten die Wärmeübertragung Fläche der Jam Tube SterilisatorUm die mikrobielle Sicherheit der Sterilisationsmaschine bei der Verarbeitung von Marmelade zu bewerten,Diese Studie verwendete das zuvor konstruierte Sterilisationsintensitätsberechnungsmodell zur Berechnung der Sterilisationsintensität der Marmeladungssterilisationsmaschine.Bei einer Sterilisationstemperatur von 107 °C, einer Referenztemperatur von 90 °C beträgt der Durchfluss der Sterilisationsmaschine 2 Kubikmeter pro Stunde.und die Sterilisationsintensität beträgt insgesamt 170 Minuten.
Bewertung der dynamischen Viskosität und des theoretischen Druckabfalls von Marmelade
Die Validierung eines Modells wird in der Regel als Prozess definiert, bei dem festgestellt wird, inwieweit das Modell eine genaue Darstellung realer Daten aus der Perspektive seiner beabsichtigten Verwendung ist.Zur Bewertung der Genauigkeit der theoretischen Berechnungsmodelle für Druckabfall und SterilisationsfestigkeitDiese Studie untersuchte die Viskosität von Marmelade, die bei Raumtemperatur 9 Arten flüssiger Milcherzeugnisse zugesetzt wurde.Partikel enthaltend/partikelfrei (oder hohe Viskosität/niedrige Viskosität)Der Korrelationskoeffizientenbereich zwischen Viskosität und Temperatur für 9 Marmeladearten beträgt -0,75~-1, was darauf hindeutet, daß die Temperatur einen erheblichen Einfluß auf die Viskosität der Marmelade hat.die Glatzheit und der Korrelationskoeffizient der dynamischen Viskositätskurve von Marmelade mit Partikeln sind relativ geringDie Viskosität von 7 # Passion Fruchtmarmelade ist die niedrigste.mit einer Viskosität von weniger als 100 m Pa · s bei 20 °C, und die höchste Viskosität der 4 # Probe beträgt 10000 m Pa · s bei 20 °C.Der signifikante Viskositätsausfall zwischen den beiden Marmeladearten kann bei der Sterilisation zu Druckveränderungen führen.Es kann festgestellt werden, daß der theoretische Druckverlustbereich von neun Arten von Marmelade während des gleichen Zeitflusses innerhalb der Sterilisationsmaschine 8,0 bar bis 83,0 bar beträgt.Da die maximale Drucklast des Rohrleitungsbaus der Sterilisationsmaschine 50 bar nicht überschreitet, ist es notwendig, die Viskosität der Marmelade zu reduzieren oder die Marmeladrohrsterilisationsmaschine zu ändern.
Dynamische Viskosität und theoretischer Druckabfallwert der Marmelade
(a) 9 Arten von Marmelade; (b) 9 Arten von Marmeladynamischer Viskosität; (c) Theoretischer Betriebsdruckverlust für 9 Arten von Marmelade
Versuchsproduktion und Ausrüstungsumwandlung von Hochviskositätsaffeln
Bei dieser Studie wurde der Sperrrohr-Sterilisator modifiziert, um den Druckabfall während des Sperrsterilisationsprozesses zu reduzieren.Der statische Druckabfall Δ Pa ist hauptsächlich auf den Höhenunterschied zwischen dem Ein- und Ausgang der Sterilisationsmaschine zurückzuführen., die für die Anbindung von Vor- und Nachgelagerten ausgelegt ist und nicht umwandelbar ist.Aufgrund der gleichbleibenden Durchflussrate am Ein- und Ausgang der Sterilisationsmaschine, die Geschwindigkeit und den Druckabfall.
Shanghai Beyond Machinery ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Marmeladungssterilisatoren.Wir teilen fortschrittliche Technologien und reiche Erfahrungen mit unseren KundenKontaktieren Sie uns jetzt, um die neuesten Entwurfslösungen und Angebote für Marmeladungssterilisatoren zu erhalten.