午餐肉定量裝罐機(jī)罐裝食物如何優(yōu)化設(shè)計(jì)？罐形、方向、流變特性與加熱效率

 研討背景： 

 液態(tài)罐裝食物在熱處理進(jìn)程中的傳熱首要是通過(guò)對(duì)流和傳導(dǎo)進(jìn)行的。在自在對(duì)流狀態(tài)下，罐的幾許形狀對(duì)發(fā)生的傳熱特性有明顯影響。因此，許多研討都重視研討容器中液體食物的加熱。    

食物加工的生產(chǎn)形式多種多樣，有固體食物、液體食物，也有非均質(zhì)混合物。通常這種液體和非均質(zhì)懸浮液產(chǎn)品在性質(zhì)上是非牛頓的，它們的熱處理（包括巴氏滅菌、滅菌等）往往比空氣和水等牛頓的同類產(chǎn)品更具挑戰(zhàn)性。在非牛頓液體食物的熱加工進(jìn)程中，人們對(duì)食物罐的不同幾許形狀對(duì)其加熱特性的影響知之甚少。     

研討目標(biāo)：  

本文首要試圖說(shuō)明食物罐的形狀（圓柱形與橢圓形）和方向（筆直與水平之間的傾斜）對(duì)非牛頓液體食物加熱特性的影響。      

研討辦法： 

 設(shè)定不同幾許形狀和方向的食物罐，數(shù)值求解加熱進(jìn)程的瞬態(tài)連續(xù)性、動(dòng)量和能量方程，模仿加熱進(jìn)程的活動(dòng)和傳熱特性。      

研討結(jié)果：  

關(guān)于具有固定特性的流體來(lái)說(shuō)，食物罐的幾許形狀和方向?qū)�加熱特性有明顯影響。跟著液體逐漸升溫，對(duì)流強(qiáng)度跟著溫度驅(qū)動(dòng)力的減小而減弱，終究當(dāng)罐內(nèi)各處的溫度一致時(shí)完全停止。對(duì)流主導(dǎo)階段中，活動(dòng)速度矢量、速度等值線和滅菌時(shí)刻受罐幾許形狀的影響較大，例如，在筆直方向，十分高的圓柱形罐（A = 2, S = 1）需求最長(zhǎng)的滅菌時(shí)刻。但是，將其對(duì)準(zhǔn)水平方向可削減約16%的滅菌時(shí)刻，假如長(zhǎng)寬比S由1改為0.5（圓柱形改為橢圓形），滅菌時(shí)刻可進(jìn)一步縮短22%，罐的傾斜度（A= 0.5）會(huì)添加滅菌時(shí)刻。加熱最慢區(qū)域的位置、形狀和大小也可以通過(guò)等溫線來(lái)確定。      

研討結(jié)論：     

本文研討了非牛頓液體食物在自在對(duì)流狀態(tài)下的加熱問(wèn)題。研討人員發(fā)現(xiàn)，罐的幾許形狀和方向?qū)σ后w食物加熱速率的影響是明顯的，而與液體的剪切速率相關(guān)的行為無(wú)關(guān)。本研討為工藝優(yōu)化供給了必定的理論基礎(chǔ)，依據(jù)產(chǎn)品的流變特性，罐裝食物的方向或幾許形狀在縮短加工時(shí)刻和提高致死值方面具有潛在的優(yōu)勢(shì)，在不同食物定制容器設(shè)計(jì)方面具有很大的潛力。

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