Modelling of a high temperature short time pasteurization process

Ibarrola, Julio; Guillén, J.C.; Sandoval, J.; García-Sanz, Mario

doi:10.1016/s0956-7135(98)00016-4

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“…Pasteurization has many different processes: before bottling sterilizing, bottling and sterilizing, rapid hightemperature sterilization, sterilization temperature, fluid heating sterilization, electro thermal sterilization and microwave sterilization and so on. And now has been reported in some literature [1][2][3][4][5] about the process of sterilization for variety of different drinks, at home and abroad. The temperature of sterilization process has great influence on the quality of beer.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Automatic Set of the Temperature of Spray Nozzle for Beer Sterilization Machine by Considering Control Energy Consumption

Yang¹,

Zhang²

2016

Proceedings of the 2016 International Conference on Engineering Science and Management

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Abstract-Now the temperature setting value of the spray nozzle in sterilization machine of each temperature zone always depends on experience, lacking of real theoretical basis, leading high energy consumption problem during the beer sterilization process. To solve this problem, the thesis according to the theory of thermodynamics establishes mathematical model of the temperature of spray nozzle and beer, and establish the optimization target association model of energy consumption and the setting temperature of spray nozzle firstly; then use the minimum difference value of the beer actual PU and the theoretical, and the minimum energy consumption of sterilization machine as the optimization objective, using the multi-objective genetic algorithm to solve the multi-objective optimization problem, and obtain the optimal target value, realize low energy consumption. The theoretical and experimental results show that the proposed model is correct and can effectively reduce the energy consumption.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Automatic Set of the Temperature of Spray Nozzle for Beer Sterilization Machine by Considering Control Energy Consumption

Yang¹,

Zhang²

2016

Proceedings of the 2016 International Conference on Engineering Science and Management

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show abstract

“…O binômio tempo/temperatura de pasteurização depende das características físico-químicas de cada produto. No caso do suco de laranja natural, estudos como os de KIMBALL [7] e CORREA NETO [3] mostraram que a pasteurização a temperaturas relativamente baixas (65,6 o C ou 72 o C) são suficientes para a inativação microbiana, porém são ineficazes para manter a estabilidade do suco em relação a sua turbidez característica, considerada um importante parâmetro de aceitação pelo consumidor. Por este motivo, binômios com temperaturas superiores a 90 o C são usualmente empregados nas indústrias processadoras deste suco.…”

unclassified

“…Independentemente do produto a ser pasteurizado e do binômio utilizado, o imprescindível neste processo é atingir a temperatura de pasteurização e mantê-la durante sua passagem pelo tubo de retenção. Diante deste fato, muitos trabalhos são enfocados para o controle desta temperatura através de diferentes estratégias de controle, como NEGIZ et al [8], SCHLESSER et al [10], IBARROLA et al [6]. Na maioria destes trabalhos, vapor superaquecido foi utilizado como meio aquecedor e o controle da temperatura de pasteurização do produto é realizado pelo controle da vazão deste vapor.…”

unclassified

Avaliação de controles PID adaptativos para um sistema de aquecimento resistivo de água

Berto¹,

Sá²,

Silveira³

2004

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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A pasteurização de fluidos é amplamente utilizada em indústrias alimentícias com o objetivo de proporcionar a desativação enzimática, evitar o crescimento microbiológico e estender a vida-de-prateleira dos alimentos. O processo consiste em aquecer o fluido alimentício até a temperatura de pasteurização e mantê-lo nesta temperatura por um período suficiente para que as reações indesejáveis sejam inativadas e, em seguida, resfriá-lo até sua temperatura de estocagem. O binômio tempo/temperatura de pasteurização depende das características físico-químicas de cada produto. No caso do suco de laranja natural, estudos como os de KIMBALL [7] e CORREA NETO [3] mostraram que a pasteurização a temperaturas relativamente baixas (65,6 o C ou 72 o C) são suficientes para a inativação microbiana, porém são ineficazes para manter a estabilidade do suco em relação a sua turbidez característica, considerada um importante parâmetro de aceitação pelo consumidor. Por este motivo, binômios com temperaturas superiores a 90 o C são usualmente empregados nas indústrias processadoras deste suco. Independentemente do produto a ser pasteurizado e do binômio utilizado, o imprescindível neste processo é atingir a temperatura de pasteurização e mantê-la durante sua passagem pelo tubo de retenção. Diante deste fato, muitos trabalhos são enfocados para o controle desta temperatura através de diferentes estratégias de controle, como NEGIZ et al. [8], SCHLESSER et al. [10], IBARROLA et al. [6]. Na maioria destes trabalhos, vapor superaquecido foi utilizado como meio aquecedor e o controle da temperatura de pasteurização do produto é realizado pelo controle da vazão deste vapor. RESUMOO trabalho consiste na implementação de um controle convencional PID/SISO-feedback para obter um ajuste fino na temperatura de entrada da água de aquecimento em um processo de pasteurização. Para isto utilizou-se uma resistência de 2500 Watts instalada na linha do fluido secundário da seção de aquecimento do pasteurizador e um Pt100 para a medição de sua temperatura. Como o comportamento desta temperatura em função de uma mesma perturbação degrau de potência na resistência é dependente da vazão de trabalho, objetivou-se encontrar um controle único para que a mesma fosse mantida no set-point desejado na faixa de operação de vazão da água do processo (300 a 700L/h). Três sintonias para o controlador adaptativo PID foram testadas: a primeira consistiu na implementação de uma função adaptativa dos parâmetros PID, ajustada através dos valores individuais obtidos para cada vazão de trabalho conforme metodologia da curva de reação do processo; a segunda consistiu em configurar os parâmetros do PID com os valores médios destes calculados individualmente para cada vazão, e a terceira consistiu na sintonia através de uma função adaptativa ajustada pelos parâmetros de sintonia obtidos pela metodologia de Aström & Hägglund. A avaliação do desempenho das sintonias dos controladores adaptativos foi realizada por comparação dos valores dos índices de erro, obtidos por perturbações...

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“…Como a temperatura na saída do tubo deve ter uma variação muito pequena para evitar que o produto tenha de retornar ao tanque de alimentação (perda de energia e incremento no custo do processamento) ou que ele seja sobre-processado (perda de qualidade), o projeto e o controle do processo são fundamentais (Ibarrola et al, 2002).…”

Section: Distribuição Do Tempo De Residência Dos Tubos De Retençãounclassified

Distribuição do tempo de residência em processo de pasteurização com trocador de calor a placas.

Gutierrez¹,

Carla²

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AGRADECIMENTOSAgradeço primeiramente a toda minha família, por todo o amor e apoio incondicional em todos os momentos da minha vida.Agradeço especialmente ao professor Dr. Jorge Andrey Wilhelms Gut, meu orientador, por todos os valiosos ensinamentos, seu otimismo, dedicação e paciência. Muito obrigada!! À professora Dra. Carmen Cecília Tadini pelas importantes contribuições no desenvolvimento da pesquisa.A todo o pessoal do LEA -Laboratório de Engenharia de Alimentos da USPViviane, Cinthia, Nathalia, Vanessa, Eduardo, Tatiana Matuda, Diana, Helena, Anita e Ivan pela acolhida, por toda a colaboração prestada e os bons momentos compartilhados no transcurso deste tempo.A meus queridos amigos Manuel, Litzy, Edwin, Tatiana Tribess, e Yoel, pelo carinho, incentivo e amizade.À FAPESP pelo auxilio financeiro ao projeto e CAPES pela bolsa concedida.A todos que direta ou indiretamente colaboraram na execução deste trabalho, meus sinceros agradecimentos. i RESUMO É apresentado um estudo de distribuição do tempo de residência nas etapas de um processo de pasteurização contínuo por trocador de calor a placas (aquecimento, resfriamento, regeneração e retenção). Para o estudo experimental, foi adotada a técnica condutimétrica usando cloreto de sódio em solução aquosa como traçador.Foram verificadas as influências da vazão, da configuração do trocador de calor a placas (número de passes para o arranjo em série) e do tipo de tubo de retenção (tubo em "S" e tubo helicoidal). Modelos de distribuição foram usados para representar o comportamento experimental (dispersão axial, tanques em série, laminar modificado, combinado PFR+CSTR). Este estudo foi aplicado para as condições de pasteurização HTST de leite, visando a futura implementação de uma modelagem matemática rigorosa do processo, para otimização do projeto e operação do processo.Palavras-chave: Distribuição de tempo de residência. Pasteurização contínua.Trocador de calor a placas. Modelagem matemática.ii ABSTRACT It is presented a study of residence time distribution in the steps of a process of continuous pasteurization by plate heat exchanger (heating, cooling, regeneration and holding). For the experimental study, it was adopted a conductimetric technique using sodium chloride in aqueous solution as a tracer. It was also studied the influence of the flow rate, the configuration of the plate heat exchanger (number of passes in series arrangement) and the type of holding tube ("S"-shaped tube and helicoidal tube). Distribution models were used for representing the experimental behavior (axial dispersion, tank in series, modified laminar, combined PFR+CSTR).This study was applied for the conditions of HTST pasteurization of milk, targeting the future implementation of a rigorous mathematical modeling of the process, which can be applied for the process operation and optimization of the project design.

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Modelling of a high temperature short time pasteurization process

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Automatic Set of the Temperature of Spray Nozzle for Beer Sterilization Machine by Considering Control Energy Consumption

Automatic Set of the Temperature of Spray Nozzle for Beer Sterilization Machine by Considering Control Energy Consumption

Avaliação de controles PID adaptativos para um sistema de aquecimento resistivo de água

Distribuição do tempo de residência em processo de pasteurização com trocador de calor a placas.

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