Στο πλαίσιο του ολοένα και αυξανόμενου κύματος καταναλωτών, η ζήτηση των καταναλωτών για εξατομικευμένα και διαφοροποιημένα γαλακτοκομικά προϊόντα αυξάνεται συνεχώς.Η προσθήκη πουρέ και κόκκων μαρμελάδας στα ζυγισμένα γαλακτοκομικά προϊόντα για να αποκτηθεί η άμεση αίσθηση ότι τρώμε καλά και μασάμε ευνοείται και αναγνωρίζεται σταδιακά από τους καταναλωτές, η οποία γίνεται μια νέα κινητήρια δύναμη και κατεύθυνση για την ανάπτυξη των υγρών τροφίμων.η προσθήκη πρώτων υλών μαρμελάδας σε ζυγισμένα γαλακτοκομικά προϊόντα επιτυγχάνεται κυρίως με τη μέθοδο της αποστειρωμένης διπλής γραμμήςΟι ανεξάρτητοι αποστειρωτές σωλήνων χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία του βασικού υλικού και των πρώτων υλών μαρμελάδας χωριστά.και στη συνέχεια αναμιγνύονται σε απευθείας σύνδεση ασηπτικά για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη αποδοτικότητα αποστείρωσης του προϊόντοςΟι πρώτες ύλες μαλακίας ανήκουν σε μη νευτονικά υγρά, και η πτώση πίεσης στον αγωγό κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας σε υπερυψωμένες θερμοκρασίες είναι κυρίως το άθροισμα της πτώσης πίεσης τριβής του αγωγού,πτώση πίεσης ταχύτηταςΗ ιξώδεςτητα του υλικού, ο ρυθμός ροής του αποστειρωτήρα, η διάμετρος του σωλήνα, οι αγκώνες και άλλοι παράγοντες έχουν σημαντική επίδραση στην πίεση του συστήματος.λόγω σημαντικών διαφορών σε ιξώδες μεταξύ των διαφόρων τύπων μαρμελάδας, Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού προϊόντων και βιομηχανικής μετατροπής,η επιλογή της κολλάρας υψηλής ιξώδους έχει την τάση να προκαλέσει το σπάσιμο της μηχανής αποστείρωσης λόγω της αύξησης της πίεσης του συστήματος και της ανεπαρκούς ισχύος της αντλίας τροφοδοσίας, ενώ η επιλογή μαρμελάδας χαμηλής ιξώδους είναι δύσκολη για να εξασφαλιστεί η ομοιομορφία των σωματιδίων στη διαδικασία παραγωγής.Η αντιστοιχία μεταξύ της πτώσης πίεσης του συστήματος μηχανής αποστείρωσης και της ιξώδους του υλικού μαρμελάδας έχει γίνει ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την κυκλοφορία του προϊόντος και τα επακόλουθα κόστη παραγωγής.
Οι σύγχρονες μηχανές αποστείρωσης δεν έχουν σχεδιαστεί μόνο για την αποστείρωση μιας μόνο ποικιλίας υλικών, αλλά συχνά έχουν πολλαπλές χρήσεις,που σημαίνει ότι πολλά προϊόντα μπορούν να αποστειρωθούν στο ίδιο μηχάνημα αποστείρωσηςΑυτό απαιτεί μια πιο περίπλοκη διαδικασία αποστείρωσης στον σχεδιασμό των μηχανών αποστείρωσης,λαμβάνοντας υπόψη πολλαπλές ποικιλίες παραγωγής για την κάλυψη των αναγκών των διαφόρων καταναλωτών για διαφορετικές γεύσειςΩς εκ τούτου, κατά τη διαδικασία της κυκλοφορίας νέων προϊόντων, είναι συχνά αναγκαίο να τροποποιείται ο σωληναριώδης αποστειρωτής για να καλύψει τις ανάγκες παραγωγής μαρμελάδας με διαφορετικές ιξώδεις.Για να ικανοποιήσει την προσβασιμότητα του γιαουρτιού υψηλής ιξώδους στο εσωτερικό του στειρωτήρα σωλήνα, σύμφωνα με τον τύπο υπολογισμού της πτώσης πίεσης, μπορεί να επιτευχθεί με τη μείωση του μήκους του αγωγού ή τη μείωση της ροής παραγωγής.Η ρύθμιση του αγωγού της μηχανής αποστείρωσης και του ρυθμού ροής θα επηρεάσει τη θερμοκρασία θέρμανσης και τον χρόνο θέρμανσης μέσα στην μηχανή αποστείρωσηςΩς εκ τούτου, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανακαίνισης του αποστειρωτήρα σωλήνα μαρμελάδας,η αξιολόγηση της κατάστασης θέρμανσης της μαρμελάδας βασίζεται στην εξασφάλιση της ασφάλειας του προϊόντος και τη μείωση των κινδύνων ποιότητας που προκαλούνται από μικροοργανισμούς.
Η παρούσα μελέτη κατασκευάζει ένα μοντέλο υπολογισμού της πτώσης πίεσης και της έντασης αποστείρωσης για το σύστημα αποστείρωσης σωλήνων μαρμελάδας με βάση τη δομή του αποστείρωσης σωλήνων και τους βασικούς φυσικούς τύπους.Με την ανίχνευση της δυναμικής ιξώδους 9 διαφορετικών τύπων μαρμελάδας, η θεωρητική ένταση αποστείρωσης και η πτώση πίεσης υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας το μοντέλο.αξιολογεί την πραγματική πτώση της πίεσης λειτουργίας και την αντοχή αποστείρωσης του μαρμελάου στο αποστειρωτήρα σωλήνων, και να ολοκληρώσει την αξιολόγηση της καταλληλότητας και την τροποποίηση του στειρωτήρα σωλήνα.Η παρούσα μελέτη θέτει το θεωρητικό και επιστημονικό υπόβαθρο για την αξιολόγηση της αντιστοίχισης των αποστειρωτών μαρμελάδας και σωλήνων.
Εργαλεία και εξοπλισμός
Μηχανή αποστείρωσης μαρμελάδας
μέθοδος
Προετοιμασία για κατασκευή μοντέλου
Επιλέξτε μαρμελάδα με διαφορετικές ιξώδεις και χρησιμοποιήστε ένα αποστειρωτή UHT για την αποστείρωση.και χρόνο θέρμανσης του αποστειρωτή κατά τη διαδικασία αποστείρωσης για την κατασκευή μοντέλων.
Καθορισμός της δυναμικής ιξώδους της μαρμελάδας
Το περιστροφικό ρεόμετρο μετρά την ελαστικότητα της μαρμελάδας μετρώντας την ροπή περιστροφής και την ταχύτητα.είναι απαραίτητο να μετρηθεί η δυναμική ιξώδης της μαρμελάδας και να επιλεγεί κατάλληλο μοντέλο παλινδρόμησης ιξώδους για την ανάλυσηΜετά την ψύξη του ψυγείου σε θερμοκρασία δωματίου, επιλέξτε το μετρητή CC27 και χρησιμοποιήστε το 79312 τετράλεπτο αντιεγκαταστατικό ρότορα πεδίδας.που είναι κατάλληλο για τη μέτρηση δειγμάτων με τάση ιζηματοποίησης που περιέχουν σωματίδια (> 0.1mm). Ομοιόμορφα πάρτε ένα δείγμα μαρμελάδας, μεταφέρετε το σε ένα ποτήρι μέτρησης μετρητή και προσθέστε το στην εσωτερική γραμμή κλίμακας.και να διαβάζει τα δεδομένα κάθε 15 δευτερόλεπταΜετρώνται οι δυναμικές καμπύλες ιξώδους της μαρμελάδας κατά τη διαδικασία θέρμανσης από 15 °C έως 90 °C.
Υπολογισμός πτώσης πίεσης του συστήματος αποστείρωσης μαρμελάδας
Η πτώση της πίεσης του συστήματος της μαρμελάδας μετά τη διέλευση από τον αγωγό της μηχανής αποστείρωσης αποτελείται από τρία μέρη, δηλαδή τη στατική πτώση πίεσης Δ Pa,πτώση πίεσης ταχύτητας Δ PN και πτώση πίεσης τριβής Δ PfΣυνολική πτώση πίεσης Δ P= Δ Pa+ Δ PN+ Δ Η μέθοδος υπολογισμού για διαφορετικές πτώσεις πίεσης του Pf είναι η ακόλουθη:
Στην εξίσωση:
Z1- Υψόμετρο της αρχής του αγωγού, m·
Z2- Υψόμετρο τερματικού σταθμού, m·
U1- ταχύτητα ροής συμφόρησης στην αρχή, m/s·
U2- ταχύτητα ροής τερματικού συμφόρησης, m/s·
U - Μέση ταχύτητα ροής της συμφόρησης στον αγωγό, m/s.
ρ ∆ημότητα μαρμελάδας, kg/m3·
λ· συντελεστής τριβής·
L - μήκος αγωγού, m·
D - Εσωτερική διάμετρος εξωτερικού αγωγού, m·
Κ - Συντελεστής αντίστασης των σωλήνων, βαλβίδων κ.λπ.
Αξία του συντελεστή αντίστασης για κοινά εξαρτήματα σωλήνων αποστειρωτών σωλήνων μαρμελάδας
Υπολογισμός της έντασης αποστείρωσης της μαρμελάδας
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποστείρωσης του αποστειρωτή, το υλικό μαρμελάδας επεξεργάζεται συνεχώς και το μαρμελάδι υποβάλλεται σε τρεις κύριες διαδικασίες: θέρμανση, σταθερή θερμοκρασία και ψύξη στον αγωγό.Ανάλυση και οπτικοποίηση δεδομένων
Το μοντέλο υπολογισμού για την πτώση πίεσης και την ένταση αποστείρωσης της αποστείρωσης μαρμελάδας συντάχθηκε χρησιμοποιώντας τη γλώσσα R (έκδοση 4.2.0), και η οπτικοποίηση των δεδομένων εκτελέστηκε χρησιμοποιώντας το πακέτο Tidyverse της γλώσσας R.
Αποτελέσματα και συζήτηση
Καθορισμός μοντέλου υπολογισμού πτώσης πίεσης για αποστειρωτήρα σωλήνων μαρμελάδας
Για να αξιολογηθεί η τιμή πτώσης πίεσης της ζαμάτας υψηλής ιξώδους σε υπάρχουσες μηχανές αποστείρωσης, η παρούσα μελέτη κατασκεύασε ένα μοντέλο υπολογισμού πτώσης πίεσης για μηχανές αποστείρωσης σωλήνων ζαμάτας.Οι βασικές πληροφορίες για τον αγωγό της μηχανής αποστείρωσης που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του μοντέλου παρουσιάζονται στον πίνακα 2Σε σύγκριση με το μηχάνημα αποστείρωσης καθαρού γάλακτος σε υπερυψηλή θερμοκρασία, η δομή αυτού του μηχανήματος αποστείρωσης είναι σχετικά απλή, με συνολικά 5 σωλήνες,που μπορεί να επιτύχει αποστείρωση πρώτων υλών μαρμελάδας από 8 °C εισόδου έως 115 °CΕπιπλέον, η διαφορά από τις μηχανές αποστείρωσης καθαρού γάλακτος είναι ότι όλες οι δομές αγωγών είναι μανίκες, δηλαδή,υπάρχει μόνο ένας εσωτερικός σωλήνας μέσα στον εξωτερικό σωλήναΗ δομή αυτή προορίζεται κυρίως για να ικανοποιήσει την προσβασιμότητα της κόκκινης μαρμελάδας στο εσωτερικό της μηχανής αποστείρωσης.
Βασικές πληροφορίες για τη μηχανή υψηλής θερμοκρασίας σωληνοειδούς αποστείρωσης για μαρμελάδα
Η μελέτη αυτή χρησιμοποίησε μαρμελάδα αμύγδαλης για να κατασκευάσει ένα μοντέλο υπολογισμού πτώσης πίεσης.Όταν η θερμοκρασία της μαρμελάδας αυξάνεται στους 90 °C, η ιξώδης στάθμη μειώνεται σε περίπου 3000m Pa · s, γεγονός που δείχνει σημαντική επίδραση της θερμοκρασίας στην ιξώδητητα της μαρμελάδας μανγκό.υπολογίστηκε η πτώση πίεσης κάθε τμήματος αγωγού του αποστειρωτή και σχεδιάστηκε ένα σχηματικό διάγραμμα αύξησης της πτώσης πίεσηςΗ συνολική πτώση πίεσης μέσα στο σωληνωτό αποστειρωτήρα για μαρμελάδα βρώμης μάνγκο ήταν 58 bar.η παρούσα μελέτη διενήργησε δοκιμές παραγωγής με μαρμελάδα βρώμης μάνγκο, και η συνολική πίεση των μετρητών πίεσης PT10 και PT31 στο εσωτερικό του αγωγού της μηχανής αποστείρωσης έφτασε τα 59bar.Η θεωρητική πίεση υπολογισμού και η πραγματική πίεση λειτουργίας είναι 58 bar και 59 bar αντίστοιχα.Συνοπτικά, το μοντέλο υπολογισμού της πτώσης πίεσης που κατασκευάστηκε στην παρούσα μελέτη μπορεί να προβλέψει με ακρίβεια την πτώση πίεσης της μαρμελάδας στο εσωτερικό του σωληνωτού αποστειρωτή.
Κατασκευή και επικύρωση μοντέλου πτώσης πίεσης για αποστειρωτήρα σωλήνων μαρμελάδας
α. Δυναμική καμπύλη ιξώδους του ζαμπόν από βρώμη μάνγκο. β. Η πραγματική λειτουργία και η θεωρία του ζαμπόν από μάνγκο σε αποστειρωτές σωλήνων ζαμπόν. γ. Υπολογισμός πτώσης πίεσης. δ.Σύγκριση θεωρητικής και πραγματικής πτώσης πίεσης
Καθορισμός μοντέλου υπολογισμού της έντασης αποστείρωσης για αποστείρωτες σωλήνων μαρμελάδας
Η τεχνολογία παραγωγής μαρμελάδας που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία πρώτων υλών φρούτων μπορεί να αποτελέσει βασικό σημείο ελέγχου που επηρεάζει την ποιότητα του τελικού προϊόντος.Η έννοια της ασφάλειας των τροφίμων είναι ότι, εάν παρασκευάζονται ή/και καταναλώνονται σύμφωνα με τους κατάλληλους σκοπούς,Οι σωληνωτικοί εναλλάκτες θερμότητας έχουν χαμηλότερο κόστος από τους θερμοανταλλάκτες πλάκας, αλλά οι πρώτοι έχουν χαμηλότερη επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας ανά μονάδα μήκους σωλήνων.Συνεπώς, το μήκος των σωλήνων ανταλλακτών θερμότητας είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την εξασφάλιση της μεταφοράς θερμότητας.Ο υπολογισμός της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας εξαρτάται από την αδρανοποίηση των μικροοργανισμών εντός συγκεκριμένου χρονικού και θερμοκρασιακού εύρους.Ο χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί ο πληθυσμός μικροβίων κατά 10 φορές σε σταθερή θερμοκρασία ονομάζεται τιμή D της διαδικασίας.που παρέχει ποσοτικό δείκτη της θερμοαντοχής των μικροβιακών κυττάρων ή σπόρωνΗ μέθοδος ποσοτικοποίησης της ανθεκτικότητας στην αποστείρωση των πρώτων υλών τροφίμων με βάση το πολλαπλάσιο της τιμής D σε θερμοκρασία αναφοράς, γνωστή επίσης ως τιμή F σε συνθήκες αναφοράς.Υπολογίσαμε την περιοχή μεταφοράς θερμότητας του αποστειρωτή σωλήνα μαρμελάδαΓια την αξιολόγηση της μικροβιακής ασφάλειας της μηχανής αποστείρωσης κατά την επεξεργασία μαρμελάδας,Αυτή η μελέτη χρησιμοποίησε το μοντέλο υπολογισμού της έντασης αποστείρωσης που κατασκευάστηκε νωρίτερα για τον υπολογισμό της έντασης αποστείρωσης της μηχανής αποστείρωσης σωλήνων μαρμελάδαςΌταν η θερμοκρασία αποστείρωσης είναι 107 °C, η θερμοκρασία αναφοράς είναι 90 °C, ο ρυθμός ροής της μηχανής αποστείρωσης είναι 2 κυβικά μέτρα ανά ώρα,και η συνολική ένταση της αποστείρωσης είναι 170 λεπτά.
Δυναμική ελαστικότητα και θεωρητική πτώση πίεσης της μαρμελάδας
Η επικύρωση ενός μοντέλου ορίζεται συνήθως ως η διαδικασία προσδιορισμού του βαθμού στον οποίο το μοντέλο είναι μια ακριβής αναπαράσταση πραγματικών δεδομένων από την άποψη της προβλεπόμενης χρήσης του.Για την αξιολόγηση της ακρίβειας των θεωρητικών μοντέλων υπολογισμού για την πτώση της πίεσης και την αντοχή αποστείρωσης, η μελέτη αυτή εξέτασε την ιξώδητητα της μαρμελάδας που προστίθεται σε 9 είδη υγρών γαλακτοκομικών προϊόντων σε θερμοκρασία δωματίου.που περιέχουν σωματίδια/δεν περιέχουν σωματίδια (ή υψηλής ιξώδους/χαμηλής ιξώδους)Το εύρος συντελεστή συσχέτισης μεταξύ ιξώδους και θερμοκρασίας για 9 τύπους μαρμελάδας είναι -0,75~-1, γεγονός που υποδηλώνει ότι η θερμοκρασία έχει σημαντική επίδραση στη ιξώδες της μαρμελάδας.ο συντελεστής ομαλότητας και συσχέτισης της δυναμικής καμπύλης ιξώδους της μαρμελάδας που περιέχει σωματίδια είναι σχετικά χαμηλός, λόγω της άνισης δύναμης συμπίεσης των ακανόνιστων σωματιδίων στον ιξώμετρο κατά τη διάρκεια της δοκιμής ιξώδους.με ιξώδες λιγότερο από 100m Pa · s σε θερμοκρασία 20 °C, και η υψηλότερη ιξώδες του δείγματος 4 # είναι 10000m Pa · s σε θερμοκρασία 20 °C.Η σημαντική διαφορά ιξώδους μεταξύ δύο τύπων μαρμελάδας μπορεί να οδηγήσει σε διαφορές πτώσης πίεσης κατά τη διαδικασία αποστείρωσηςΜπορεί να παρατηρηθεί ότι το θεωρητικό εύρος πτώσης πίεσης εννέα τύπων μαρμελάδων κατά τη διάρκεια της ίδιας διαδικασίας ροής εντός της μηχανής αποστείρωσης είναι 8,0 bar έως 83,0 bar.Εφόσον η μέγιστη αντοχή υπό πίεση του σχεδιασμού αγωγών της μηχανής αποστείρωσης δεν υπερβαίνει τους 50bar, είναι απαραίτητο να μειωθεί η ιξώδες του μαρμελάου ή να τροποποιηθεί η μηχανή αποστείρωσης σωλήνων μαρμελάου.
Δυναμική ελαστικότητα και θεωρητική τιμή πτώσης πίεσης της μαρμελάδας
(α) 9 τύποι εμφάνισης μαρμελάδας, (β) 9 τύποι δυναμικής ιξώδους μαρμελάδας, (γ) θεωρητική πτώση της λειτουργικής πίεσης για 9 τύπους μαρμελάδας
Δοκιμαστική παραγωγή και μετατροπή εξοπλισμού ζαμάνης υψηλής ιξώδους
Η μελέτη αυτή τροποποίησε τον αποστειρωτή σωλήνα μαρμελάδας για να μειώσει την πτώση πίεσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποστείρωσης μαρμελάδας.η στατική πτώση πίεσης Δ Pa οφείλεται κυρίως στη διαφορά ύψους μεταξύ της εισόδου και της εξόδου της μηχανής αποστείρωσης, η οποία έχει σχεδιαστεί για να ανταποκρίνεται στη συνδεσιμότητα των προγενέστερων και μεταγενέστερων εξοπλισμούς και δεν έχει τη δυνατότητα μετατροπής.Λόγω της σταθερής ροής στην είσοδο και την έξοδο της μηχανής αποστείρωσης, η ταχύτητα και η πτώση της πίεσης.
Η Shanghai Beyond Machinery ειδικεύεται στο σχεδιασμό και την κατασκευή αποστειρωτών σωλήνων μαρμελάδας.Μοιραζόμαστε προηγμένη τεχνολογία και πλούσια εμπειρία με τους πελάτες μαςΕπικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να λάβετε τις τελευταίες λύσεις σχεδιασμού και προσφορές για αποστειρωτές σωλήνων μαρμελάδας.