用于在食品加工期间缓解不希望的温度变化的系统和方法
【专利说明】用于在食品加工期间缓解不希望的溫度变化的系统和方法
【背景技术】
[0001] 本发明一般地设及食品技术。更具体地说，本发明设及用于缓解在食品的无菌处 理期间当从循环水过渡到食品时发生的温度变化的系统和方法。
[0002] 无菌地处理食品的方法是公知的。但是，该些方法可能并非始终针对生产效率和/ 或最终产品质量提供最佳结果。例如，在无菌处理期间，通常使用水加热食品，而水通过蒸 汽来加热。然而在加工食品之前，使用水对系统进行化学清理和漂洗。水然后在系统中循 环W保持系统的无菌性。当到达适合将食品引入系统的时间时，食品槽阀口被打开并且最 初的水/食品界面开始穿过系统。但是该界面导致系统中的突然温度降低，此降低能够导 致失去食品的无菌性。在此方面，存在一个在水/食品界面处不能被超过的温度最小值，否 则系统易于失去无菌性，该导致处理终止和重复执行系统杀菌程序。因此对于无菌处理而 言，失去无菌性能够是及时、低效、成本高昂的问题。
[0003] 进一步地，大幅温度变化（温度减小或增加）能够导致产品质量管理问题。例如， 如果水/食品界面在加工期间的任何点处经历大幅温度超调，则食品可能被"烧焦"或变 质，使得食品质量无法再被接受。在上述失去无菌性的情况下，将中止加工并丢弃最终产 品。因此，对于此类加工而言，无法接受的产品质量也可W是代价高昂的问题。
[0004] 因而，需要一种能够缓解可在食品无菌处理期间发生的温度变化的生产过程。
【发明内容】
[0005] 在本发明中，提供了用于生产无菌食品的系统和方法。在一个实施例中，提供了 用于生产食品的系统，所述系统包括；至少一个热交换器，其包括加热介质；至少一个食品 槽；至少一个蒸汽源，其具有蒸汽阀；计算机，其具有计算机处理器；W及计算机可读介质， 其可被所述计算机存取并且其中包含软件程序，所述软件程序被编程为导致所述计算机处 理器自动控制所述蒸汽阀W从第一位置移动到第二计算的位置，W便保持所述加热介质的 温度，使得所述温度在所述热交换器中的循环水到食品过渡期间足W保持所述食品的无菌 性。
[0006] 在一个实施例中，所述系统包括将所述食品槽连接到所述热交换器的管道系统。 在另一实施例中，所述系统包括第二热交换器。所述系统还可包括将所述热交换器连接到 所述第二热交换器的管道系统。
[0007] 在一个实施例中，所述蒸汽源被连接到加热介质加热器，W便所述蒸汽源向所述 加热介质加热器提供蒸汽W加热所述加热介质。
[000引在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器打开所述食品槽 的阀口W启动所述系统的控制，从而开始生产所述食品的生产过程。
[0009] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算循环水/ 食品界面在所述系统内的预定位置处的停留时间。所述停留时间可被计算为RT(S)= ((Vp (gal))今（FIp (gal/min)) *60s/min。
[0010] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为将控制变量设定为0,其中所述控制变量 选自包括W下项的组；（i)在循环水/食品界面到达所述热交换器之前从所述热交换器排 出的加热介质的一次性温度测量（"T/')，（ii)指示加热所述食品的难度的值（"DDV")， (iii)等于所排出的加热介质的最大测量温度的中间温度值（"ITV")，（iv)指示解决水/ 食品分离导致的温度扰乱所需的蒸汽阀位置增量的值（"ISVL")，或（V)上述项的组合。
[0011] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器连续计算在循 环水/食品界面到达所述热交换器之前从所述热交换器排出的加热介质的移动平均温度 ("Tave")。
[0012] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算第一计时常 数，所述第一计时常数表示在所述生产过程中计算加热所述热交换器中的所述食品的难度 ("DDV")的最佳时间。
[0013] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器测量并存储在循 环水/食品界面到达所述热交换器之前从所述热交换器排出的加热介质的温度（"T/')， 其中在所述生产过程中用于计算加热所述热交换器中的食品的难度（"DDV")的最佳时间 时存储所述温度。
[0014] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算当所述食品 经过所述热交换器时从所述热交换器排出的所述加热介质的温度的变化率（"Slope")。
[0015] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器根据W下公式计 算中间温度值（"ITV"):
[0016] (i)((在水/食品界面从第一预定时间到第二预定时间经过所述热交换器时介质 排出温度的最高值）-(Ts)),如果〉0;或者
[0017] (ii)0,如果（（在水/食品界面从第一预定时间到第二预定时间经过所述热交换 器时介质排出温度的最高值）-(Ts)) <0。
[0018] 在一个实施例中，所述第一预定时间是所述生产过程中用于计算加热所述热交换 器中的所述食品的难度（"DDV")的最佳时间。
[0019] 在一个实施例中，所述第二预定时间是所述生产过程中用于将所述蒸汽阀从所述 第二位置移回所述第一位置的最佳时间。
[0020] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算加热所述热 交换器中的所述食品的难度（"孤V")。孤V被计算为孤V=ITV*Slope化ned(调谐斜 率）。
[0021] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算第二计时常 数，所述第二计时常数表示在所述生产过程中将所述蒸汽阀从所述第一位置移到所述第二 位置的最佳时间。
[0022] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算解决由水/ 食品分离导致的任何温度扰乱所需的最小蒸汽阀位置增量（"ISVLmi。"）。
[0023] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算蒸汽阀位置 增量（"IS化")，所述增量被计算为IS化=((食品通过所述系统的流速-设定了调谐常 数时的食品流速）*ISVLmJ+DDV。
[0024] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算所述蒸汽阀 的第二位置（"CVP")，所述第二位置被计算为CVP=(所述蒸汽阀的所述第一位置）+IS化。
[0025] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算第=计时常 数，所述第=计时常数表示在所述生产过程中将所述蒸汽阀从所述第二位置移到所述第一 位置的最佳时间。
[0026] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算第四计时常 数，所述第四计时常数表示在所述生产过程中将所述蒸汽阀从所述第二位置移到标准控制 位置的最佳时间。
[0027] 在一个实施例中，所述蒸汽阀的所述第二位置向所述加热介质提供在所述热交换 器中的所述循环水到食品过渡期间足W保持所述食品的无菌性的蒸汽量。
[002引在一个实施例中，所述蒸汽阀被配置为从所述第二位置返回到所述第一位置W防 止当所述食品在所述热交换器中完全置换循环水时突然的食品温度增加。
[0029] 在另一实施例中，提供了用于生产食品的系统。所述系统包括：至少一个热交换 器，其包括加热介质；至少一个食品槽；至少一个蒸汽源，其具有蒸汽阀；计算机，其具有计 算机处理器；W及计算机可读介质，其可被所述计算机存取并且其中包含软件程序，所述软 件程序被编程为导致所述计算机处理器自动控制所述蒸汽阀从第一计算的位置移到第二 位置，W便保持所述加热介质的温度，使得当所述食品在所述热交换器中完全置换循环水 时，所述温度足W防止所述热交换器中的所述食品的过热。
[0030] 在一个实施例中，所述系统进一步包括将所述食品槽连接到所述热交换器的管道 系统。
[0031] 在一个实施例中，所述系统进一步包括第二热交换器。所述系统还可包括将所述 热交换器连接到所述第二热交换器的管道系统。
[0032] 在一个实施例中，所述蒸汽源被连接到加热介质加热器，使得所述蒸汽源向所述 加热介质加热器提供蒸汽W加热所述加热介质。
[0033] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器打开所述食品槽 的阀口W启动所述系统的控制，从而开始生产所述食品的生产过程。
[0034] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算循环水/ 食品界面在所述系统内的预定位置处的停留时间。所述停留时间可被计算为RT(S)= ((Vp(gal)) (FIp(gal/min))*60s/min。
[0035] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为将控制变量设定为0,其中所述控制变量 选自包括W下项的组；（i)在循环水/食品界面到达所述热交换器之前从所述热交换器排 出的加热介质的一次性温度测量（"T/')，（ii)指示加热所述食品的难度的值（"DDV")， (iii)等于所排出的加热介质的最大测量温度的中间温度值（"ITV")，（iv)指示解决由水 /食品分离导致的温度扰乱所需的蒸汽阀位置增量的值（"ISVL")，或（V)上述项的组合。
[0036] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器连续计算在循 环水/食品界面到达所述热交换器之前从所述热交换器排出的加热介质的移动平均温度 ("Tave")。
[0037]在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算第一计时常 数，所述第一计时常数表示在所述生产过程中计算加热所述热交换器中的所述食品的难度 ("DDV")的最佳时间。
[003引在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器测量并存储在循 环水/食品界面到达所述热交换器之前从所述热交换器排出的加热介质的温度（"T/')， 其中在所述生产过程中计算加热所述热交换器中的所述食品的难度（"DDV")的最佳时间 时存储该温度。
[0039] 在一个实施例中，所述软件程序被编程为导致所述计算机处理器计算当所述食品 经过所述热交