Dalam gelombang konsumen yang semakin meningkat, permintaan konsumen untuk produk susu yang dipersonalisasi dan dibedakan terus meningkat.Menambahkan puree dan selai granular ke produk susu yang difermentasi untuk mendapatkan perasaan langsung makan dengan baik dan mengunyah secara bertahap disukai dan diakui oleh konsumen, menjadi kekuatan pendorong baru dan arah untuk pertumbuhan makanan cair.penambahan bahan baku selai ke dalam produk susu yang difermentasi terutama dicapai melalui metode jalur ganda yang sterilSterilisator tabung independen digunakan untuk memproses bahan dasar dan bahan baku selai secara terpisah,dan kemudian mereka dicampur secara online secara aseptik untuk memastikan efisiensi sterilisasi produk yang optimalJam bahan baku termasuk cairan non-Newtonian, dan penurunan tekanan di pipa selama perawatan suhu ultra-tinggi adalah terutama jumlah pipa gesekan penurunan tekanan,penurunan tekanan kecepatan, dan penurunan tekanan statis. viskositas material, aliran sterilisator, diameter pipa, siku, dan faktor lain memiliki dampak yang signifikan pada tekanan sistem.karena perbedaan viskositas yang signifikan di antara berbagai jenis selai, Dalam proses desain produk dan transformasi industri,memilih macet viskositas tinggi cenderung menyebabkan mesin sterilisasi pecah karena peningkatan tekanan sistem dan daya yang tidak cukup dari pompa pakan, sementara memilih selai viskositas rendah sulit untuk memastikan keseragaman partikel dalam proses produksi.pencocokan antara penurunan tekanan sistem mesin sterilisasi dan viskositas bahan jem telah menjadi faktor kunci yang mempengaruhi peluncuran produk dan biaya produksi berikutnya.
Mesin sterilisasi modern tidak hanya dirancang untuk sterilisasi satu jenis bahan, tetapi sering memiliki beberapa penggunaan,yang berarti bahwa beberapa produk dapat disterilkan pada mesin sterilisasi yang samaHal ini membutuhkan proses sterilisasi yang lebih kompleks dalam desain mesin sterilisasi,dengan mempertimbangkan berbagai varietas produksi untuk memenuhi kebutuhan konsumen yang berbeda untuk rasa yang berbedaOleh karena itu, dalam proses meluncurkan produk baru, seringkali perlu memodifikasi sterilisator tabung untuk memenuhi kebutuhan produksi jem dengan viskositas yang berbeda.Untuk memenuhi kelenturan yogurt viskositas tinggi di dalam sterilisasi tabung, menurut rumus perhitungan penurunan tekanan, dapat dicapai dengan mengurangi panjang pipa atau mengurangi arus produksi.Pengaturan pipa mesin sterilisasi dan aliran akan mempengaruhi suhu pemanasan dan waktu pemanasan di dalam mesin sterilisasiOleh karena itu, selama proses renovasi sterilisasi tabung jam,evaluasi kondisi pemanasan jam didasarkan pada memastikan keamanan produk dan mengurangi risiko kualitas yang disebabkan oleh mikroorganisme.
Studi ini membangun model perhitungan penurunan tekanan dan intensitas sterilisasi untuk sistem sterilisasi tabung jam berdasarkan struktur sterilisasi tabung dan rumus fisika dasar.Dengan mendeteksi viskositas dinamis dari 9 jenis selai yang berbeda, intensitas sterilisasi teoritis dan penurunan tekanan dihitung menggunakan model.mengevaluasi penurunan tekanan operasi yang sebenarnya dan kekuatan sterilisasi dari jam dalam sterilisasi tabung, dan menyelesaikan evaluasi kesesuaian dan modifikasi sterilisasi tabung.Studi ini meletakkan dasar teoritis dan dasar ilmiah untuk evaluasi pencocokan jam dan sterilisasi tabung.
Instrumen dan peralatan
Mesin sterilisasi jem
metode
Persiapan untuk konstruksi model
Pilih selai dengan viskositas yang berbeda dan menggunakan sterilisasi UHT untuk sterilisasi.dan waktu pemanasan sterilisasi selama proses sterilisasi untuk membangun model.
Penentuan viskositas dinamis jem
Rheometer rotasi mengukur viskositas selai dengan mengukur torsi rotasi dan kecepatan.perlu untuk mengukur viskositas dinamis dari selai dan memilih model regresi viskositas yang tepat untuk analisisSetelah mendinginkan jam pendingin ke suhu kamar, pilih perlengkapan pengukuran CC27 dan gunakan 79312 rotor paddle anti settling empat bilah,yang cocok untuk mengukur sampel dengan kecenderungan sedimentasi yang mengandung partikel (> 0.1mm). secara merata mengambil sampel selai, mentransfer ke dalam gelas pengukuran perlengkapan pengukuran, dan menambahkannya ke garis skala internal.dan membaca data setiap 15 detikMengukur kurva viskositas dinamis dari selai selama proses pemanasan dari 15 °C sampai 90 °C.
Perhitungan penurunan tekanan dari sistem sterilisasi jem
Penurunan tekanan sistem dari selai setelah melewati pipa mesin sterilisasi terdiri dari tiga bagian, yaitu penurunan tekanan statis Δ Pa,penurunan tekanan kecepatan Δ PN dan penurunan tekanan gesekan Δ Pf. Total penurunan tekanan Δ P = Δ Pa + Δ PN + Δ Metode perhitungan untuk penurunan tekanan yang berbeda dari Pf adalah sebagai berikut:
Dalam persamaan:
Z1- Ketinggian awal pipa, m;
Z2- Tinggi terminal, m;
U1- Kecepatan aliran kemacetan pada awal, m/s;
U2- laju aliran jam terminal, m/s;
U - Kecepatan aliran rata-rata kemacetan di pipa, m/s;
ρ ∆ kepadatan jem, kg/m3;
λ ∆ koefisien gesekan;
L - panjang pipa, m;
D - diameter dalam pipa luar, m;
K - Koefisien resistensi fittings pipa, katup, dll.
Nilai koefisien resistensi untuk aksesori pipa umum dari sterilisator jam tube
Perhitungan intensitas sterilisasi jem
Selama proses sterilisasi sterilisasi, bahan jem terus diproses, dan jem mengalami tiga proses utama: pemanasan, suhu konstan, dan pendinginan di pipa.Analisis dan visualisasi data
Model perhitungan untuk penurunan tekanan dan intensitas sterilisasi dari sterilisasi selai disusun menggunakan bahasa R (versi 4.2.0), dan visualisasi data dijalankan menggunakan paket bahasa R Tidyverse.
Hasil dan Pembahasan
Membuat model perhitungan penurunan tekanan untuk sterilisasi tabung jam
Untuk mengevaluasi nilai penurunan tekanan dari jam viskositas tinggi pada mesin sterilisasi yang ada, penelitian ini membangun model perhitungan penurunan tekanan untuk mesin sterilisasi tabung jam.Informasi pipa dasar dari mesin sterilisasi yang digunakan dalam membangun model ditunjukkan dalam Tabel 2Dibandingkan dengan mesin sterilisasi suhu ultra tinggi susu murni, struktur mesin sterilisasi ini relatif sederhana, dengan total 5 pipa,yang dapat mencapai sterilisasi bahan baku selai dari 8 °C masuk ke 115 °CSelain itu, perbedaan dari mesin sterilisasi susu murni adalah bahwa semua struktur pipa adalah lengan, yaitu,hanya ada satu pipa dalam di dalam pipa luarStruktur ini terutama untuk memenuhi ketahanan dari selai granular di dalam mesin sterilisasi.
Informasi Dasar Mesin Sterilisasi Tabung Suhu Tinggi untuk Jam
Penelitian ini menggunakan selai oat mangga untuk membangun model perhitungan penurunan tekanan. Pertama, viskositas dinamis selai oat mangga diuji. Pada 15 ° C, viskositas selai oat mangga adalah 8000 mPa · s.Ketika suhu selai naik ke 90 °C, viskositas menurun menjadi sekitar 3000m Pa · s, menunjukkan efek suhu yang signifikan pada viskositas selai mangga.penurunan tekanan dari masing-masing bagian pipa sterilisasi dihitung dan diagram skematik peningkatan penurunan tekanan digambarTotal penurunan tekanan di dalam sterilisator tabung untuk oat mangga selai adalah 58 bar.penelitian ini dilakukan tes jalur produksi pada selai oat mangga, dan tekanan total PT10 dan PT31 di dalam pipa mesin sterilisasi mencapai 59 bar.Tekanan perhitungan teoritis dan tekanan proses operasi yang sebenarnya masing-masing 58 bar dan 59 barSecara singkat, model perhitungan penurunan tekanan yang dibangun dalam penelitian ini dapat memprediksi secara akurat penurunan tekanan jem di dalam sterilisator tabung.
Konstruksi dan validasi model penurunan tekanan untuk sterilisasi tabung jam
a. kurva viskositas dinamis dari jam oat mangga; b. operasi dan teori sebenarnya dari oat mangga dalam sterilisator tabung jam; c. Perhitungan penurunan tekanan; d.Perbandingan penurunan tekanan teoritis dan aktual
Menetapkan model perhitungan intensitas sterilisasi untuk sterilisator tabung jam
Teknologi produksi selai yang digunakan untuk mengolah bahan baku buah dapat menjadi titik kontrol utama yang mempengaruhi kualitas produk akhir.Konsep keselamatan makanan adalah bahwa jika disiapkan dan/atau dikonsumsi sesuai dengan tujuan yang tepat, makanan tidak akan menyebabkan bahaya bagi konsumen. penukar panas tabung memiliki biaya yang lebih rendah daripada penukar panas piring, tetapi yang pertama memiliki luas permukaan penukar panas yang lebih rendah per satuan panjang tabung.Oleh karena itu, panjang penukar panas tabung adalah kondisi yang diperlukan untuk memastikan transfer panas.Perhitungan proses pengolahan panas tergantung pada inaktivasi mikroorganisme dalam rentang waktu dan suhu tertentuWaktu yang dibutuhkan untuk mengurangi populasi mikroba 10 kali pada suhu konstan disebut nilai D dari proses,yang memberikan indikator kuantitatif dari ketahanan panas sel atau spora mikrobaProses untuk mengukur kekuatan sterilisasi bahan baku makanan berdasarkan kelipatan dari nilai D pada suhu referensi, juga dikenal sebagai nilai F pada kondisi referensi.Kami menghitung area transfer panas dari jam sterilisator tabungUntuk mengevaluasi keamanan mikroba mesin sterilisasi selama pengolahan selai,studi ini menggunakan model perhitungan intensitas sterilisasi yang dibangun sebelumnya untuk menghitung intensitas sterilisasi dari jam tabung mesin sterilisasiKetika suhu sterilisasi adalah 107 °C, suhu acuan adalah 90 °C, laju aliran mesin sterilisasi adalah 2 meter kubik per jam,dan intensitas sterilisasi keseluruhan adalah 170 menit.
Evaluasi viskositas dinamis dan penurunan tekanan teoretis dari selai
Validasi model biasanya didefinisikan sebagai proses menentukan sejauh mana model merupakan representasi akurat dari data nyata dari perspektif penggunaan yang dimaksudkan.Untuk mengevaluasi keakuratan model perhitungan teoritis untuk penurunan tekanan dan kekuatan sterilisasi, penelitian ini menguji viskositas selai yang ditambahkan ke 9 jenis produk susu cair pada suhu kamar. selai ini dapat dibagi dalam dua kelompok berdasarkan karakteristik mereka:mengandung partikel/tidak mengandung partikel (atau viskositas tinggi/viscositas rendah). rentang koefisien korelasi antara viskositas dan suhu untuk 9 jenis selai adalah -0.75 ~ -1, menunjukkan bahwa suhu memiliki dampak yang signifikan pada viskositas selai.Koefisien kelancaran dan korelasi kurva viskositas dinamis dari selai yang mengandung partikel relatif rendah, karena kekuatan kompresi yang tidak merata dari partikel yang tidak teratur dalam perlengkapan viskometer selama proses pengujian viskositas.dengan viskositas kurang dari 100m Pa · s pada 20 °C, dan viskositas tertinggi sampel 4 # adalah 10000m Pa · s pada 20 °C.Perbedaan viskositas yang signifikan antara dua jenis selai dapat menyebabkan perbedaan penurunan tekanan selama proses sterilisasiHal ini dapat dilihat bahwa rentang penurunan tekanan teoritis dari sembilan jenis jam selama proses aliran waktu yang sama di dalam mesin sterilisasi adalah 8.0 bar untuk 83.0 bar.Mengingat bahwa kapasitas tekanan maksimum dari desain pipa mesin sterilisasi tidak melebihi 50 bar, perlu mengurangi viskositas selai atau memodifikasi mesin sterilisasi tabung selai.
Viskositas dinamis dan nilai penurunan tekanan teoretis dari selai
(a) 9 jenis penampilan selai; (b) 9 jenis viskositas dinamis selai; (c) penurunan tekanan operasi teoretis untuk 9 jenis selai
Produksi uji coba dan transformasi peralatan dari selai viskositas tinggi
Penelitian ini memodifikasi sterilisator tabung jam untuk mengurangi penurunan tekanan selama proses sterilisasi jam.penurunan tekanan statis Δ Pa terutama berasal dari perbedaan tinggi antara masuk dan keluar dari mesin sterilisasi, yang dirancang untuk memenuhi konektivitas peralatan hulu dan hilir dan tidak memiliki kelayakan transformasi.Karena aliran yang konsisten di masuk dan keluar dari mesin sterilisasi, penurunan kecepatan dan tekanan.
Shanghai Beyond Machinery mengkhususkan diri dalam merancang dan memproduksi sterilisator tabung jem. Pelanggan kami berada di seluruh dunia, dan mereka telah mencapai kesuksesan yang luar biasa di berbagai bidang.Kami berbagi teknologi canggih dan pengalaman yang kaya dengan klien kamiHubungi kami sekarang untuk mendapatkan solusi desain terbaru dan penawaran untuk sterilisator tabung selai.