随着经济的快速发展和人们消费安全意识的提高,香辛料的质量安全问题愈显重要,对香辛料杀菌及包装是确保其质量安全的重要环节。本文以香辛料为对象,基于趋肤效应电加热进行杀菌技术研究。主要研究内容如下:1.为了实现固体粉料的输送,设计了一套密封式杀菌腔,腔内安装带有刮板的无轴螺旋叶片,螺旋叶片由高频低压电源加热;物料在腔内由输送器轴向推送并加热,实现连续喂料及杀菌。杀菌腔内通入少量干热蒸汽辅助并带走物料加热产生的多余水分。杀菌后的合格物料进入快冷单元,物料温度降低到室温后直接包装。整个杀菌环节在封闭的空间进行,可实行关键控制点监控。2.编写了基于LabVIEW温度采集系统,实现关键温度测量与控制。选用pt100温度传感器,FLEX4015热电阻模块对电阻信号的采集与转换以测量腔内温度控制点温度。采用数据库技术管理和组织测得的多通道、多参数数据。利用LabSQL语言和NI公司的LabVIEW DCT附加工具包实现Microsoft Access类型数据库远程访问。3.设备的螺旋机构接通交变电流(电压<48V,电流<3500A,频率10-20KHz可调),会产生以磁场为主的电磁场。为此,设计了pt100薄膜铂电阻加非金属保护套,结合屏蔽罩以减少和消除电磁干扰。自制的屏蔽罩屏蔽效能可达40dB。通过巴特沃斯低通滤波消除腔内其他部件瞬间高温的干扰,直接测得物料实际温度。4.运用了COMSOL建立多孔介质传热模型,对趋肤效应热杀菌过程物料升温及温度分布进行仿真模拟,为使香辛料平均温度达到灭菌温度杀菌工艺,热处理时间应不小于180s。根据测得的温度数据,采用Z值模型,对温度、时间进行公式积分运算,运用复化梯形积分方法实现在线快速运算显示并记录。设定121℃下杀菌时间180s的Z值模型等效时间作为杀菌工艺完成参数。杀菌过程中,将积分运算值与设定的工艺参数对比,当香辛料邻近出料口时,若积分值大于工艺参数且热处理时间大于180s,则认定杀菌过程完成,否则,控制出料口使物料从旁路排出。对杀菌后的香辛料进行了微生物菌落总数检测,研究发现杀菌处理后的香辛料达到了绿色香辛料杀菌的行业标准。5.对杀菌前后的香辛料进行固相微萃取,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定杀菌前后挥发性物质的含量,结果显示在设定的杀菌参数杀菌后的辣椒粉中起挥发性烯类和醛类物质相对含量之和上升了4.34%,其中烯类物质相对含量降低了5.72%,醛类物质上升10.06%。说明适当的热处理对于香辛料香气更为浓郁,且其他化学成分变化较小。