ABSTRACT

A data-based mechanistic modeling approach was developed to online predicting of product temperature during heating of canned food. Fish paste and minced meat were used as material for model development. Step input of heating medium from 60 to 115^oC was applied while product temperature was recorded by using thermocouples type T. The simplified refined instrument variable (SRIV) algorithm was used as the model parameter identification tool to obtain the best model order and parameters. A first order transfer function from the dynamic response of product temperature from heating medium with high coefficient of determination and low standard error explained the heat exchange in a system. By model compacting, the measured data and the model providing a physically meaningful parameter related to a heat transfer coefficient from heating medium to product could be used for online predicting of product temperature during heat treatment.

Keywords: Modeling, sterilization, thermal processing

Title: Data based mechanistic modeling approach for predicting product temperature during sterilization process

TóM TắT

Mô hình hộp đen có chứa tham số vật lý có ý nghĩa được sử dụng cho việc phỏng đoán trực tuyến nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ môi trường gia nhiệt trong các quá trình chế biến nhiệt độ cao thực phẩm chứa trong bao bì. Thí nghiệm ?bước? được thực hiện với nhiệt độ môi trường gia nhiệt được nâng từ 60^oC tới 115^oC. Nhiệt độ của 2 loại thực phẩm dạng rắn dẫn nhiệt hoàn toàn và sản phẩm dạng rắn dẫn nhiệt không hoàn toàn chứa trong bao bì và môi trường được ghi nhận bằng các cảm biến loại T kết nối với máy tính thông qua bộ chuyển đổi tín hiệu. Thuật toán "simplified refined instrument variable" (SRIV) được lựa chọn cho việc xác định các tham số của mô hình. Kết quả hàm truyền bậc 1 thu nhận từ dữ liệu động nhiệt độ môi trường và sản phẩm trong thời gian xử lý nhiệt có hệ số tương quan cao, sai số thấp được lựa chọn. Đồng dạng hàm truyền, tham số tìm được trong hàm truyền có chứa tham số vật lý liên quan đến hệ số truyền nhiệt bề mặt có khả năng sử dụng trong phỏng đoán nhiệt độ sản phẩm trong quá trình gia nhiệt.

Từ khóa: Mô hình hóa, chế biến nhiệt, tiệt trùng