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摘要
为保证屋顶纸盒无菌灌装机中包装材料无菌性，该研究采用质量分数为2%过氧化氢溶液雾化气溶胶对纸盒内表面进行灭菌，并基于纸盒灭菌过程建立数值模型并进行工艺优化。分析空气助力喷嘴雾化系统原理，结合计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）与欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）模型设置雾化连续相与分散相，得到不同雾化时间及雾化空气压力条件下溶液液滴直径、喷雾形状；通过实际条件下雾化形状对比，验证得到建立模型模拟结果与实际条件间误差较小（<15%），模型具有可靠性。在此基础上，建立纸盒灭菌过程数值模型，结合空气助力喷嘴雾化模拟与包装材料壁面液膜模型，分析250、500、1 000m L规格屋顶纸盒灭菌灭菌剂气溶胶覆盖均匀性。250m L纸盒存在底面过度灭菌、溶液覆盖残留量大，而1 000 mL纸盒存在底面灭菌不足、溶液接触量小等问题。通过调整喷雾高度、雾化空气压力等喷嘴雾化参数，优化纸盒灭菌工艺。250m L纸盒增加喷雾高度至50mm,1 000m L纸盒增加空气压力至200 kPa可使溶液分布均匀，改善灭菌效果，为屋顶纸盒灌装机包装材料过氧化氢气溶胶灭菌参数设置提供依据。
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