高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，高温域变温热处理技术及拟量信号转换、逻辑控制、PLC程序和F值控制与计算软件等技术集成，配合可开度和开始时间可精确控制蒸汽比例阀及全数字化矢量控制变频器对循环泵电机转速的精确控制，杀菌的升降温速度快、温度控制精确度高、温度分布均匀度好，实现在高温域的脉动变温控制。
【专利说明】高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动控制系统，特别涉及一种高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统。
【背景技术】
[0002]热水喷淋杀菌是目前普遍采用的对包装食品进行热杀菌的技术。其温度的变化或者是采用一次性升温的方法，达到一定的温度后，维持一定的时间，达到杀死微生物的目的后，再降低温度，终止杀菌过程。这种热杀菌技术虽然可以有效地杀死食品中的微生物，但是被杀菌的食品，特别是食品的表面在杀菌的一开始就承受高温处理，食品的食用品质、感官品质及营养品质均受到严重破坏。或者采取多阶段升温的方式杀菌，使高温域的时间段大大缩短，被杀菌食品所承受的热量随之减少。这无疑对被杀菌食品的食用品质、感官品质及营养品质得以极大的改善，但是这种方法一般只适合于对体积较小或食品包装物厚度低于3cm的广品的杀囷。
[0003]对于大块食物，如整鸡、整鸭、肘子、烤羊腿和粽子等产品来说，短时间的高温域达不到完全杀死微生物的效果，或以Ftl值为尺度来衡量，也难以达到保证商业无菌状态的F。值为4的水平。为此，有必要寻求一种既能够达到商业无菌状态，又不致食品的食用品质、感官品质及营养品质得以破坏的热处理方式，而在此热处理方式中，实现高温域的温度波动控制及温度和压力的控制极为重要。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，包括:
[0005]第一温度传感器，其设置在杀菌釜内，用于检测所述杀菌釜内的当前食品中心温度，在杀菌釜内设置有至多6只第一温度传感器，
[0006]处理器，其为PLC控制器，用于控制热水供给设备向所述杀菌釜供应热水以进行杀菌，并记录杀菌时长，所述处理器还与所述第一温度传感器连接，用于接收所述第一温度传感器的当前食品中心温度，每30秒记录一次，并结合在当前食品中心温度下的杀菌时长，计算当前杀菌处理的实际F值；在实际F值达到预定F值时，所述处理器用于控制所述杀菌设备停止工作。
[0007]F值的概念来源于高温高压杀菌技术的理论。食品中的微生物在高温高压的条件下，承受的热量越多，被杀死的时间也越短。这里的实际F值按照下式计算:
【权利要求】
1.一种高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，包括:第一温度传感器，其设置在杀菌釜内，用于检测所述杀菌釜内的当前食品中心温度；处理器，其用于控制热水供给设备向所述杀菌釜供应热水以进行杀菌，并记录杀菌时长，所述处理器还与所述第一温度传感器连接，用于接收所述第一温度传感器的当前食品中心温度，并结合在当前食品中心温度下的杀菌时长，计算当前杀菌处理的实际F值；在实际F值达到预定F值时，所述处理器用于控制所述杀菌设备停止工作。
2.如权利要求1所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 至少一个蒸汽比例阀，其设置在热蒸汽发生设备和热交换设备之间，所述热交换设备用于进行水和热蒸汽的热交换并对水进行加热，所述热水供应设备包括热水泵和所述热交换设备，所述热水泵设置在所述热交换设备和杀菌釜之间，用于将所述热交换设备的热水供应至所述杀菌釜，所述蒸汽比例阀用于调节进入所述热交换设备中的热蒸汽量； 第二温度传感器，其设置在热交换设备的出口侧，用于检测热水的温度； 所述处理器与所述第二温度传感器连接，用于接收所述第二温度传感器的温度信号，并控制所述至少一个蒸汽比例阀调节热蒸汽量以使热水达到预定温度。
3.如权利要求2所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 存储器，其用存储食物名称和杀菌程序，所述杀菌程序又包括依次执行的至少一个步骤，每个步骤对应有预定温度和预定时间，所述杀菌程序还包括整个杀菌程序所对应的预定F值； 所述处理器还用于从所述存储器内调取一个杀菌程序并执行。
4.如权利要求3所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 排气阀，其设置在所述杀菌釜上； 所述存储器还用于存储热水的温度与压力的关系； 所述处理器还用于从所述存储器调取热水的温度与压力的关系，依据当前热水的温度确定所述杀菌釜内的当前压力，并控制所述排气阀开启。
5.如权利要求3所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 压力传感器，其设置在所述杀菌釜内部，用于检测所述杀菌釜内部的当前压力； 所述杀菌程序的每个步骤中还包括预定压力； 所述处理器还与所述压力传感器连接，用于接收所述压力传感器的当前压力信号，所述处理器用于控制所述排气阀排气直至当前压力达到预定压力。
6.如权利要求3至5中任一项所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 人机交互设备，其用于接收用户输入的食物产品名称和杀菌程序的输入模块，所述人机交互设备还用于将用户输入的食物产品名称和杀菌程序存储于所述存储器内，所述人机交互设备还包括用于将所述处理器正在执行的杀菌程序显示出来的显示模块。
7.如权利要求6所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 上限水位检测器，其设置在热水罐内，所述热水罐与所述杀菌釜通过一热水回收泵连通； 所述存储器还用于存储所述热水罐的预设上限水位； 所述处理器还与所述上限水位检测器连接，用于接收所述上限水位检测器的当前上限水位信号并与预设上限水位进行比较，当当前上限水位达到预设上限水位时，所述处理器用于生成提示信息并显示于显示模块。
8.如权利要求6所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，还包括: 变频器，其连接在所述热水泵上，用于调节所述热水泵向所述杀菌釜所供应的热水量; 所述处理器与所述变频 器连接，用于控制所述变频器以调节所述热水泵向所述杀菌釜供应的热水量。
9.如权利要求6所述的高温脉动热水喷淋杀菌设备自动控制系统，其特征在于，所述处理器还用于生成所述杀菌釜内的温度和时间曲线、杀菌釜内的温度和压力曲线以及每个杀菌程序的实际F值并显示于所述显示模块。
【文档编号】A23L1/015GK104013068SQ201410189739
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】张泓, 胡宏海, 黄峰, 张春江, 张雪, 刘倩楠, 陈文波, 路立立, 徐芬, 郭昕 申请人:中国农业科学院农产品加工研究所