[发明专利]粘度控制的液体食品的加工

说明书

技术领域

本发明涉及开环或闭环控制液体食品产品的加工，尤其是果汁或蔬菜汁，其中，在液体食品产品的加工中，后者的粘度必须加以考虑。

背景技术

在液体加工中，这些液体的粘度往往起着重要的作用。举例来说，在传送工序中，粘度由于其影响边界层进程而必须被考虑。工序技术的作用，比如，采用泵的水力运输，传热技术，混合工序，分离技术直到产品灌装，受到了液体粘度的决定性的影响。考虑到粘度在与液体食品产品的加工相关的过程中尤其重要，比如果汁或蔬菜汁，牛奶或啤酒。采用瞬时巴氏灭菌器对液体食品巴氏杀菌中，热交换器，比如加热板或加热管，的尺寸必须考虑待巴氏灭菌的液体食品产品的粘度。如果，由于粘度，热交换器的面积小于成功巴氏灭菌所需面积，则被加工的液体食品产品没有被充分的加热或冷却。

然而，粘度是一个测量值，其只能在加工液体食品产品的装置的工作期间而困难地获得。非牛顿流体，尤其是假塑性介质的粘度的测量是非常困难的，因为这些介质表现出在剪切速率上相对高的粘度依赖性，特别是在相对低的剪切速率下。虽然粘度可以在实验室中（离线）进行测量，例如，采用有不同剪切速率的旋转流变仪，但是当装置正在运行期间处于加工过程中（在线）的液体食品产品的不同剪切速率的粘度的测量值是很难获得的。

现有技术中已知，在高于1000s^-1的相对高的剪切速率下在线测量液体食品产品的粘度。对于高可靠性的牛顿介质，这是可能的，比如，借助于Endress+Hauser GmbH und Co.KG公司的质量流量计（Promass）83I。然而，对于较低的剪切速率和假塑性介质，比如，尤其是果汁或蔬菜汁，无法确定粘度，并且总之，据知，没有对已经确定了粘度的介质加工的装置进行开环或闭环控制。因此，本发明的目的是提供一种控制方法，通过开环或闭环来控制液体食品产品的加工，该液体食品产品考虑到了在生产线上的工作设备上的液体食品产品的粘度，其通常不在测量点或测量设备的剪切速率范围内。

发明内容

根据权利要求1的方法来实现上述目的。所要求保护的通过开环或闭环控制来控制液体食品产品的加工方法，包括步骤：

提供从液体食品产品的粘度对剪切速率的依赖性的数学建模得到的数据;

在测量点测量在预定的剪切速率下待加工的液体食品产品的粘度；和

对应于在测量点测量的粘度和基于已提供的数据，通过开环或闭环控制，来控制位于测量点下游（在生产线上位于测量点下游的）的工作设备上的液体食品产品的加工。

在液体食品产品的加工中，除其他方面以外，工作设备上待加工的液体食品产品的粘度必须被考虑，才能够确保完美的加工。工作设备可以是，例如瞬时巴氏灭菌器，液体食品产品可以是果汁或蔬菜汁。

在生产线上，待加工液体食品产品的粘度在测量点处被测量。然而，为了工作设备的完美操作，它不是在测量点时的相关粘度，而是在工作设备自身上时的粘度。但是，在这里直接的粘度测量是不可能的。另一方面，工作设备上的剪切速率不同于在测量点处的剪切速率。

测量设备还可能不根据当前剪切速率来测量实际粘度，而是在较大程度上偏离的剪切速率范围内实施测量，但通过其固有的测量原则，剪切速率的范围是已知的。

根据本发明，提供一个数据记录，它描述了若干液体食品产品样品的粘度和剪切速率之间的关系。数据记录可包括，例如，一组的粘度对剪切速率的曲线或这些曲线的参数体系。数据还可以包括表征单个液体食品产品的流变参数。测量的待加工液体食品产品的粘度可与已提供的数据相关。例如，某一假塑性模型可被作为基础数据，并被应用到待加工的液体食品产品中。例如，针对某种液体食品产品已存储数据，将某一测量值与在该预先设定的剪切率下的粘度的可比较值匹配，能够获得起自这个测量值的在这个工作设备下的待加工液体食品产品的粘度信息（也比照下面的详细描述）。

粘度的温度依赖性代表了用于表征液体食品产品的数据记录的另一个自由度。

基于这个数据记录和在预定剪切速率下测量的待加工的液体食品产品的粘度，工作设备可被，通过开环或闭环控制，控制。这方面的细节将在下面被描述。总之，本发明的方法的优点在于可以避免在液体食品产品加工中的差错，因为液体食品产品的粘度可被重点考虑，尽管无法在工作设备上直接测量得到该粘度。例如，如果认为这是必须的，可以关闭工作设备。