[发明专利]用于验证饮料灭菌过程数值仿真的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于验证饮料灭菌过程数值仿真的装置及方法。

背景技术

在食品的各种加工流程中，灭菌是最关键的环节之一，因为灭菌装置的质量优劣会直接影响生产后食品的卫生等级。随着人民生活水平的提高，对饮料灭菌的要求也相应提高。目前，对灭菌的要求是既不能大量破坏饮料中的维生素、蛋白质、益生菌等营养元素，又要保证灭菌的彻底性，使得饮料中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李氏杆菌等对人体有害的菌落总数在一定时间得到有效控制。

常规的加热灭菌方式又分为巴士灭菌、高温短时灭菌和超高温瞬时灭菌，三种灭菌的温度要求分别为60℃～100℃、100℃～150℃和150℃以上，因此不同种类的饮料有各自适合的不同的加热灭菌方式。

为分析灭菌过程饮料内部营养破坏情况，需要在灭菌过程中对灭菌装置内不同位置的温度变化情况进行监测。为克服实际购买原料进行试验存在成本高、浪费大、周期长的缺陷，可以采用灭菌过程的数值仿真对灭菌过程进行仿真模拟。灭菌过程的数值仿真即通过计算机数值计算对饮料灭菌过程进行仿真模拟。但是，在数值仿真的选择中，各项方程、模型网格质量、边界条件等的设置会影响仿真结果。因此，数值仿真方法得出的结果与实际试验结果存在较大误差的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有数值仿真方法得出的结果与实际试验结果存在较大误差的缺陷，提供一种用于验证饮料灭菌过程数值仿真的装置及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于验证饮料灭菌过程数值仿真的装置，其特点在于，其包括一计算机、一与所述计算机连接的温度记录仪、一热电偶和一恒温加热装置；所述恒温加热装置内设有一支架，所述支架上设有一灭菌罐；所述支架上还设有一竖向分布的固定杆，所述灭菌罐的上端面穿设有一空心管，所述空心管固接于所述固定杆；所述热电偶穿设于所述空心管，所述热电偶的一端与所述温度记录仪连接，另一端位于所述灭菌罐的腔体内。

较佳地，所述恒温加热装置为一恒温水浴箱。恒温水浴箱是常用的装置，具有良好的加热性能。

较佳地，所述恒温加热装置为一恒温油浴箱。恒温油浴箱是常用的装置，具有良好的加热性能。

较佳地，所述支架为一钢丝支架。这样，可以使得灭菌罐受热更均匀。

较佳地，所述空心管为一空心塑料管，所述灭菌罐为一不锈钢灭菌罐。不锈钢灭菌罐具有强度高、耐腐蚀的优点。

较佳地，所述空心管与所述灭菌罐之间设有一密封圈。这样，可以提高空心管与灭菌罐之间的密封性。

较佳地，所述空心管通过一固定胶带固接于所述固定杆。这样，空心管可以牢固地与固定杆固定。

一种用于验证饮料灭菌过程数值仿真的方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、采用如权利要求1-8任意一项所述的用于验证饮料灭菌过程数值仿真的装置，在灭菌罐中加入饮料；

S2、启动恒温加热装置，将灭菌罐加热；

S3、启动电机，电机带动灭菌罐旋转，温度记录仪将热电偶检测到的温度传送到计算机；

S4、当灭菌罐灭菌结束，温度记录仪停止监控，从计算机上导出灭菌罐的温度变化数据；

S5、在数值仿真中以与步骤S1-步骤S3相同的条件进行设置并计算，得到灭菌罐的温度变化数据，将该温度变化数据与步骤S4得出的温度变化数据进行比较；

S6、根据步骤S5的数据比较结果，对数值仿真中的数值计算模型进行调整。

本发明的积极进步效果在于：本发明的装置及方法可以验证饮料灭菌过程的数值仿真得出结果的准确性，提高数值仿真得出的结果的准确性，降低了成本，提高了效率。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中的A向视图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1和图2所示，一种用于验证饮料灭菌过程数值仿真的装置，其包括计算机1、与计算机1连接的温度记录仪2、热电偶3和恒温加热装置4；恒温加热装置4内设有支架7，支架7上设有灭菌罐8；支架7上还设有一竖向分布的固定杆5，灭菌罐8的上端面穿设有空心管6，空心管6固接于固定杆5；热电偶3穿设于空心管6，热电偶3的一端与温度记录仪2连接，另一端位于灭菌罐8的腔体内。