基于趨膚電熱殺菌的物料溫度測量及殺菌效果分析.pdf

1、隨著經濟的快速發(fā)展和人們消費安全意識的提高，香辛料的質量安全問題愈顯重要，對香辛料殺菌及包裝是確保其質量安全的重要環(huán)節(jié)。本文以香辛料為對象，基于趨膚效應電加熱進行殺菌技術研究。主要研究內容如下：
　　1.為了實現固體粉料的輸送，設計了一套密封式殺菌腔，腔內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；物料在腔內由輸送器軸向推送并加熱，實現連續(xù)喂料及殺菌。殺菌腔內通入少量干熱蒸汽輔助并帶走物料加熱產生的多余水分。殺菌后的合

2、格物料進入快冷單元，物料溫度降低到室溫后直接包裝。整個殺菌環(huán)節(jié)在封閉的空間進行，可實行關鍵控制點監(jiān)控。
　　2.編寫了基于LabVIEW溫度采集系統(tǒng)，實現關鍵溫度測量與控制。選用pt100溫度傳感器，FLEX4015熱電阻模塊對電阻信號的采集與轉換以測量腔內溫度控制點溫度。采用數據庫技術管理和組織測得的多通道、多參數數據。利用LabSQL語言和NI公司的LabVIEW DCT附加工具包實現Microsoft Access類型數據庫

3、遠程訪問。
　　3.設備的螺旋機構接通交變電流（電壓<48V，電流<3500A，頻率10-20KHz可調），會產生以磁場為主的電磁場。為此，設計了pt100薄膜鉑電阻加非金屬保護套，結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40dB。通過巴特沃斯低通濾波消除腔內其他部件瞬間高溫的干擾，直接測得物料實際溫度。
　　4.運用了COMSOL建立多孔介質傳熱模型，對趨膚效應熱殺菌過程物料升溫及溫度分布進行仿真模擬，為使

4、香辛料平均溫度達到滅菌溫度殺菌工藝，熱處理時間應不小于180s。根據測得的溫度數據，采用Z值模型，對溫度、時間進行公式積分運算，運用復化梯形積分方法實現在線快速運算顯示并記錄。設定121℃下殺菌時間180s的Z值模型等效時間作為殺菌工藝完成參數。殺菌過程中，將積分運算值與設定的工藝參數對比，當香辛料鄰近出料口時，若積分值大于工藝參數且熱處理時間大于180s，則認定殺菌過程完成，否則，控制出料口使物料從旁路排出。對殺菌后的香辛料進行了微生