ABSTRACT

Data based mechanistic modeling approach was developed to predict particle temperature during pasteurization of liquid/particulate canned food. Fish balls in CMC solutions were filled in a 307x203 can as the examples of liquid/particulate canned food. During the experiments, step input of hot water was applied while particle temperature was recorded. The simplified refined instrument variable (SRIV) algorithm was used as the model parameter identification tool to obtain the best model order and parameters. A transfer function in form  from the dynamic response of particle temperature from heating medium with high coefficient of determination, low standard error, and low in YIC explained the heat exchange in a system. The measured data and the model providing a physically meaningful parameter related to both heat transfer coefficient from heating medium to liquid, and from liquid to particle could be used for  predicting of particle temperature and calculating F value during pasteurization process.

Keywords: Modeling, pasteurization, thermal processing

Title: Data based mechanistic modeling approach for predicting particle temperature in liquid/particulate canned foods during pasteurization process

TóM TắT

Mô hình hộp đen chứa tham số vật lý có ý nghĩa được phát triển cho mục tiêu phỏng đoán nhiệt độ của vật thể rắn trong đồ hộp chứa vật thể rắn trong dung dịch. Chả cá viên trong môi trường có độ nhớt khác nhau (nồng độ CMC khác nhau) được sử dụng đại diện cho đồ hộp lỏng chứa cấu tử rắn trong quá trình mô hình hóa. Trong quá trình thí nghiệm, thí nghiệm ?bước? được thực hiện với nhiệt độ nước gia nhiệt thay đổi từ 50^oC đến 80^oC, dữ liệu nhiệt độ môi trường gia nhiệt và nhiệt độ của chả cá viên được ghi nhận trong quá trình thí nghiệm được sử dụng trong việc mô hình hóa. Hàm truyền ghi nhận có dạng trong đó các tham số được tính toán từ thuật toán SRIV (the simplified refined instrument variable) có độ chính xác cao và có thể sử dụng biểu thị cho quá trình truyền nhiệt từ môi trường gia nhiệt đến sản phẩm. Hàm truyền ghi nhận chứa tham số vật lý có ý nghĩa trong tham số b₀. Tham số b₀ chứa cả hai hệ số truyền nhiệt bề mặt từ môi trường gia nhiệt đến dung dịch và từ dung dịch đến chả cá viên. Chính vì vậy, có thể sử dụng hàm truyền vừa tìm được cho việc phỏng đoán nhiệt độ các vật thể rắn trong đồ hộp dung dịch có chứa các vật thể lơ lững nhằm kiểm soát thời gian chết nhiệt, giúp chế biến sản phẩm an toàn và tiết kiệm năng lượng.

Từ khóa: mô hình hóa, thanh trùng, chế biến nhiệt