[发明专利]饮料杀菌节点温度设定优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种饮料杀菌节点温度设定优化方法，具体地说是多点、多传感器检测饮料杀菌工艺各环节的温度参数的预设参考值的设定方法。

背景技术

饮料料液的杀菌一般采用物理杀菌，超高温瞬时杀菌，简称UHT，是饮料料液的杀菌的常用杀菌方法，将经前处理的饮料料液灌装进包装容器前迅速升温到135℃以上，持续2S-15S后迅速冷却至灌装温度(90℃以下)，在此过程中饮料料液中的微生物及芽孢被杀灭同时钝化生物酶。国内超高温瞬时杀菌设备制造企业很多，很多研究机构和企业一直对超高温瞬时杀菌设备进行优化和改进，其中工艺过程中各节点的最佳温度梯度对杀菌效果、口感与风味稳定性和能耗都会产生显著的影响。环境温度不确定的情况下开环的流量和加热控制无法确保产品质量，而闭环控制需要确定系统的标的参数，如何选取这些标的参数及其预设参考值是关键问题所在。然而饮料的品质参数无法在线检测，更不能用作生产工程的标的参数，所以迫切需要寻找便于在线检测的、能有效反应饮料的品质的标的参数，实现饮料料液杀菌生产过程的最优化运行。

发明内容

本发明的发明目的在于：为解决饮料料液的杀菌系统实现全自动控制，通过饮料杀菌系统的运行数据分析，找出饮料品质与杀菌工艺中各节点温度、流量的关联性，针对不同饮料产品的不同评价指标，计算出不同饮料杀菌工艺各环节的温度理论最佳值，提供给控制系统作为系统参数设置的参考。即,在确保杀菌条件的前提下，通过调节35℃调配液流量Q、循环水流量Q₂、10℃冰水流量Q₁和加热电流I，待系统达到稳定生产状态后，记录饮料第一次预热后温度T_y0、饮料均质后温度T_y1、稳定保持温度T_y2、饮料第三次预热后温度T_y3、超高温加热后温度T_g、饮料杀菌保持温度T、饮料第一冷却后温度T₁、饮料第二冷却后温度T₂、饮料成品温度T₀，同时根据饮料评价体系给饮料品质打分分值D，通过建立联立方程，找到饮料品质分值D与各节点温度之间的因果关系或数值关联性，从而确定饮料杀菌工艺过程中各节点的最佳温度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种饮料杀菌节点温度设定优化方法，包括如下步骤：

(1)分别调整加热电流I、35℃调配液流量Q、循环水流量Q₂、10℃冰水流量Q₁，使这四个变量固定在设定值上，杀菌系统运行足够长时间，待系统达到稳定状态后，观察饮料成品温度T₀、饮料第一冷却后温度T₁、饮料杀菌保持温度T、超高温加热后温度T_g、稳定保持温度T_y2、饮料第二冷却后温度T₂、饮料第三次预热后温度T_y3、饮料均质后温度T_y1、饮料第一次预热后温度T_y0，待这些温度值基本保持恒定不变时记录这些温度值，同时把杀菌后的饮料取样，通过品质评价体系进行评测记录其品质分值D，将上述所有参量值记录到数据表中，完成一组数据的采样；

(2)在确保杀菌条件的前提下，选取三个流量等级调节35℃调配液流量Q、三个流量等级调节循环水流量Q₂、三个流量等级调节10℃冰水流量Q₁、三个流量等级调节加热电流I，总共81种调节状态；

(3)按照步骤(1)的采样方式，完成步骤(2)中提到的81组数据的采样，选择品质分值D最好的五组数据用于建立饮料品质分值D与各节点温度之间对应关系，对饮料成品温度T₀、饮料第一冷却后温度T₁、饮料杀菌保持温度T、超高温加热后温度T_g、稳定保持温度T_y2、饮料第二冷却后温度T₂、饮料第三次预热后温度T_y3、饮料均质后温度T_y1、饮料第一次预热后温度T_y0这九个温度值的81组数据分别取平均值，作为饮料杀菌工艺过程中各节点的最佳温度设定值。

进一步，每天分8个时间点分别采用前述的数据采样方法进行采样，每天调整8次最佳温度设定值，最佳温度设定值取自对应时间点的连续一周品质最优的2组数据取平均值。