SU1732916A1

SU1732916A1 - Sterilization mode control method

Info

Publication number: SU1732916A1
Application number: SU894676775A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Ферманьян; Александр Семенович Левинсон; Алексей Васильевич Сервианов; Зоя Андреевна Троян; Светлана Павловна Воробьева
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к пищевой промышленности , в частности к способам контрол за операци ми тепловой обработки продуктов, подвергаемых стерилизации в пастеризаторах и автоклавах. Целью изобретени вл етс повышение точности. При осуществлении стерилизации продукта , размещенного в таре, вдоль оси последней на разной высоте располагают отдельные чувствительные элементы датчика температуры. Фиксируют изменение температуры с определенным временным шагом. Устанавливают наименьшее ее значение в каждый момент времени, соответствующее точке наихудшей прогреваемости. Сравнение фактического значени показател летальности с требуемым его значением осуществл ют с учетом значени температуры в точке наихудшей прогреваемости . 1 ил. СО СThe invention relates to the food industry, in particular to methods of controlling the heat treatment operations of products being sterilized in pasteurisers and autoclaves. The aim of the invention is to improve the accuracy. When sterilizing a product placed in a container, along the axis of the latter, separate sensitive elements of a temperature sensor are placed at different heights. They fix the temperature change with a certain time step. Set its smallest value at each point in time, corresponding to the point of worst warming. Comparison of the actual value of the mortality rate with its required value is carried out taking into account the value of the temperature at the point of worst heating. 1 il. WITH S

Description

Изобретение относитс к пищевой промышленности , в частности к способам контрол за операци ми тепловой обработки продукта в пастеризаторах и автоклавах.The invention relates to the food industry, in particular, to methods of controlling the heat treatment operations of a product in pasteurisers and autoclaves.

В таких аппаратах основной контролируемой величиной вл етс степень стерильности конечного продукта, котора должна удовлетвор ть заданным требовани м . Если остаточна зараженность продукта микрофлорой выше допустимого значени , продукт считаетс нестерильным, а процесс стерилизации - не отвечающим требовани м технологии.In such devices, the main controlled value is the degree of sterility of the final product, which must meet the specified requirements. If the residual contamination of the product with microflora is higher than the permissible value, the product is considered non-sterile, and the sterilization process does not meet the requirements of the technology.

В стерилизаторах разрушение микрофлоры осуществл етс путем термического воздействи на продукт. Степень гибели микроорганизмов оцениваетс по показателю летальностиIn sterilizers, the destruction of microflora is carried out by thermal effects on the product. The degree of death of microorganisms is assessed by mortality

т-Тоt-to

tF / 10dr.(1)tF / 10dr. (1)

оabout

где Т - температура продукта в процессе пастеризации, °С;where T is the temperature of the product in the process of pasteurization, ° C;

То, z - посто нные величины, характеризующие термоустойчивость микрофлоры,That, z - constant values characterizing the heat resistance of microflora,

OfOf

JC;JC;

тп - длительность процесса обработки, мин;TP - the duration of the process, min;

F - показатель летальности, уел мин.F - mortality rate, mined min.

Процесс стерилизации считаетс соответствующим требовани м технологии, если выполн етс условиеThe sterilization process is considered to be in accordance with the requirements of the technology, if the condition

Рфакт Рзд(2)Rfact Rzd (2)

Таким образом, контроль за процессом стерилизации сводитс к определению поvi соThus, monitoring the sterilization process is reduced to determining

1ЧЭ1CE

ю оyoo o

казател летальности по формуле (1) и проверке выполнени услови (2).case lethality according to the formula (1) and check the fulfillment of the condition (2).

Дл определени показател летальности необходимо знать закон изменени температуры продукта во времени при его обработке. Так как продукт обрабатываетс в укупоренных банках, то разработаны различные способы определени этой температуры .In order to determine the lethality index, it is necessary to know the law of the temperature variation of the product with time during processing. As the product is processed in a sealed jar, various methods have been developed for determining this temperature.

Известен способ, предусматривающий расчет температуры продукта. При этом ввиду неравномерности температурного пол по объему продукта, рассчитывают температуру наименее прогреваемой точки, так называемой-холодной.The known method involves the calculation of the temperature of the product. In this case, due to the non-uniformity of the temperature field by the volume of the product, the temperature of the least heated point, the so-called cold one, is calculated.

Недостаток этого способа состоит в низкой точности расчета, котора обусловлена большим количеством принимаемых допущений и упрощений ввиду сложности процесса. В частности, обычно допускаетс , что теплообмен в банке осуществл етс только теплопроводностью, граничные услови неизменны, параметры продукта (его состав, начальна температура, степень заполнени )посто нны, вли нием тары пренебрегают. В уравнени х теплопроводности коэффициент температуропроводности вл етс величиной посто нной, соответствующей справочным данным. В реальных услови х все эти пара- метры измен ютс .The disadvantage of this method is the low accuracy of the calculation, which is due to the large number of assumptions and simplifications made due to the complexity of the process. In particular, it is usually assumed that the heat exchange in the bank is carried out only by thermal conductivity, the boundary conditions are unchanged, the parameters of the product (its composition, initial temperature, degree of filling) are constant, the influence of the container is neglected. In thermal conductivity equations, the thermal diffusivity is a constant value corresponding to the reference data. In reality, all these parameters change.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ, по которому температуру продукта определ ют экспериментально путем измерени температуры холодной точки с помощью датчика, помещаемого в эту точку.Closest to the present invention is a method in which the temperature of a product is determined experimentally by measuring the temperature of a cold point with a sensor placed at that point.

Погрешность контрол в этом случае св зана с отсутствием точной информации о положении холодной точки дл различных видов продуктов, тары, способов нагрева. Кроме того, в процессе нагрева при конвекции возможно смещение наименее нагретых слоев продукта, т.е. смещение холодной точки, а также смещение датчика темпера- туры, закрепленного на крышке банки при термической деформации крышки. Характер погрешностей всегда такой, что измеренные значени всегда выше температуры холодной точки, т.е. в процессе контрол получаем завышенные значени температуры продукта, В этом случае, даже если рассчитанное значение показател летальности удовлетвор ет условию (2), его истинное (фактическое) значение всегда меньше и может не соответствовать этому условию.The error of control in this case is due to the lack of accurate information about the position of the cold point for various types of products, containers, heating methods. In addition, in the process of heating during convection, the least heated layers of the product may shift, i.e. displacement of the cold point, as well as displacement of the temperature sensor attached to the can lid during thermal deformation of the cap. The nature of the errors is always such that the measured values are always higher than the temperature of the cold point, i.e. in the process of control, we obtain overestimated values of the product temperature. In this case, even if the calculated value of the mortality rate satisfies condition (2), its true (actual) value is always less and may not correspond to this condition.

Целью изобретени вл етс повышение точности контрол режима стерилизации .The aim of the invention is to improve the accuracy of control of the sterilization regime.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе, предусматривающем измерение в каждый момент времени температуры стерилизуемого в таре продукта в точке наихудшей прогреваемости дл данного его вида в данном виде тары, установление закономерности изменени во времени температуры продукта, определение фактического значени показател летальности и сравнени его с требуемой величиной этого показател при фиксированных параметрах режима стерилизации, точку наихудшей прогреваемости определ ют путем измерени температуры стерилизуемого продукта по всему объему тары, преимущественно вдоль центральной оси тары на различном рассто нии от дна последней, и устанавливают наименьшее ее значение в каждый момент времени соответствующим точке наихудшей прогреваемости.This goal is achieved by the fact that in each method of time the temperature of the product sterilized in the container is measured at the worst heating point for a given type of container, the regularity of the temperature change of the product is determined, the actual value of the lethality is determined and compared with the required value of this indicator with fixed parameters of the sterilization regime, the point of worst heating is determined by measuring the temperature sterilized of the product throughout the entire volume of container, preferably along the central axis of the container at a different distance from the bottom of the latter, and set its smallest value at each time point corresponding warming of the worst.

На чертеже приведены кривые изменени температуры продукта в различных точках по его объему в процессе стерилизации.The drawing shows the curves of changes in the temperature of the product at various points along its volume during the sterilization process.

В качестве примера реализации способа рассмотрим стерилизацию блочного пюре в пастеризаторе типа PF 10/16. В качестве измерител температуры используют датчик, представл ющий собой стержень, в котором располагаютс 5 чувствительных элементов. В процессе измерени датчик ввод т в тару с продуктом и располагают вертикально, при этом отдельные чувствительные элементы располагаютс по оси банки на разной высоте.As an example of the implementation of the method consider the sterilization of the mashed potatoes in a pasteurizer type PF 10/16. As a temperature meter, a sensor is used, which is a rod in which 5 sensing elements are located. During the measurement, the sensor is introduced into the container with the product and is placed vertically, with the individual sensors located along the can axis at different heights.

Кривые изменени температур каждого чувствительного элемента представлены на чертеже. Из анализа этих кривых видно, что в разные моменты времени наименьшую температуру имеют различные чувствительные элементы, т.е. наблюдаетс смещение наименее прогреваемой точки. Количественна оценка степени повышени точности контрол зависит от базы сравнени . Если, например, в прототипе использовали термометр, расположенный на высоте 15 мм, то погрешность контрол температуры составл ет 7°С в начале процесса, 15- 20°С - в конце процесса и нулева - в середине. Если использовали термометр, расположенный на высоте 50 мм, то эта погрешность составл ет в средней части процесса 4-6°С. Показатель летальности в этом случае отличаетс на 10-15%.The temperature curves of each sensor are shown in the drawing. From the analysis of these curves, it can be seen that at different points in time different sensitive elements have the lowest temperature, i.e. displacement of the least heated point is observed. Quantitative assessment of the degree of control accuracy improvement depends on the base of comparison. If, for example, a thermometer located at a height of 15 mm was used in the prototype, then the temperature control error is 7 ° C at the beginning of the process, 15-20 ° C at the end of the process and zero at the middle. If a thermometer located at a height of 50 mm was used, this error in the middle part of the process is 4-6 ° C. The mortality rate in this case differs by 10-15%.

В предлагаемом способе исключена погрешность , вызванна неточностью определени погашени наименее прогреваемой точки дл данного вида продукта, тары, способа нагрева, исключена погрешность, вызванна неточностью ввода термометра именно в эту точку, а также вследствие смещени термометра при деформаци х крышки банки, а также исключена погрешность, обусловленна наличием смещени наименее прогреваемой точки вследствие механического перемещени отдельных слоев продукта при конвекции. В предлагаемом способе термометр следует за положением точки наихудшей прогреваемости и находит ее независимо от начального положени термометра, смещени термометра или смещени точки наихудшей прогреваемости .The proposed method eliminates the error caused by the inaccuracy in determining the repayment of the least heated point for this type of product, the container, the heating method, eliminates the error caused by the inaccuracy of the thermometer entering it at this point, and also due to the thermometer displacement during deformation of the can lid, , due to the presence of displacement of the least heated point due to the mechanical movement of individual layers of the product during convection. In the proposed method, the thermometer follows the position of the worst heating point and finds it regardless of the initial position of the thermometer, the displacement of the thermometer or the displacement of the worst warming point.

Использование предлагаемого способа позвол ет уменьшить веро тность брака опытной партии консервов при выработке режима стерилизации и, соответственно, снизить затраты на проведение повторной выработки партии консервов, а также снизить брак готовой продукции в услови х промышленного производства.The use of the proposed method allows reducing the likelihood of rejecting an experimental batch of canned food when developing the sterilization regime and, accordingly, reducing the cost of re-producing a batch of canned food, as well as reducing the scrap of finished products under industrial production conditions.

и and

Claims

The invention The method of controlling the mode of sterilization by the magnitude of the lethality index, which involves measuring the temperature of a product sterilized in a container at the time point of the worst temperature for a given type of product in a given type of container, establishing the pattern of change over time

10 product temperature, determining the actual value of the lethality index and comparing it with the required value of this indicator with fixed parameters of the sterilization regime, which differs 15 with the fact that, in order to increase the control accuracy, the worst heating point is determined by measuring the temperature of the sterilized product throughout the entire container, mainly along the central axis 20 of the container at different distances from the bottom of the latter, and establish its smallest value at each time point corresponding to chke warming of the worst.

min

50