罐藏食品是食品工业的重要组成部分。热杀菌是罐藏食品必不可少的加工环节,其通过高温灭活引起食品腐败的微生物,使食品达到商业无菌以实现较长的货架寿命。在实际生产过程中,由于热杀菌设备温度分布不均、罐头冷点位置难以确定,较难进行冷点温度的实时监测,且存在杀菌设备实际温度偏离控制温度等问题,因而无法实现热杀菌过程的精准控制,造成罐藏食品过度杀菌现象,导致食品品质降低及能源的浪费。针对上述问题,本文利用COMSOL Multiphysics软件,分别对含顶隙的液态罐头食品及静止卧式高温杀菌釜进行多物理场仿真,建立并优化了食品冷点温度与杀菌强度的预测模型,在此基础上开发了可应用于热杀菌控制的自动纠偏系统。主要研究成果如下:1.考虑顶部空隙及气液界面处湿空气蒸发冷凝的影响,构建了液态罐头食品热杀菌的二维轴对称模型。利用该模型仿真了热杀菌过程中罐内液体速度、温度及杀菌强度分布,准确确定了冷点位置;利用该模型分析了罐头内压力变化,发现顶隙越小,保温温度越高,压力越大,为此可实现实际热杀菌过程中控制压力的确定,以避免胀罐、瘪听等问题。将模型与无顶隙模型应用于纯水、1.0%CMC溶液的热杀菌,测得冷点温度的模拟值与实测值之间的平均相对误差分别为1.92%与2.55%,表明其可准确反应热杀菌过程中的多物理场变化,且相比较无顶隙模型,含顶隙模型对液态罐头食品热杀菌过程的仿真更为精确。2.基于静止卧式高温杀菌釜和内部罐头食品的多物理场变化,建立了全水喷淋（全喷式）及蒸汽模式下杀菌釜热杀菌过程的三维对称模型。对全喷模式、蒸汽模式的排冷段与线性升温段进行热分布测试,计算模拟温度与实测温度的均方根误差分别为1.97、1.36、0.86℃,验证说明了该模拟体系的可靠性。仿真结果表明,全喷模式、蒸汽模式下,最慢加热区分别位于第一层靠近中轴线处及底部靠近外壁位置处,不同位置的罐头食品内温度分布不同,冷点并非处于罐头的中心,而是向温度较低侧偏移。利用模型分析了蒸汽喷入速度对杀菌釜内温度分布的影响,表明更高的喷入速度能使杀菌釜内热分布更快趋于均匀。3.根据热传递方程,以传递函数的思想,建立了以杀菌釜内杀菌介质温度预测食品冷点温度与杀菌强度（F值）的数学模型。利用无线温度传感器与刺入式杀菌强度测定仪,测定不同包装的午餐肉、八宝粥与CMC溶液冷点温度及F值变化曲线。结果表明杀菌强度的预测值与实际值的偏差均在1.79%以内,说明该模型适用于不同传热性质及不同包装方式的食品。结合CFD仿真,在减少实际热渗透实验次数的情况下简化预测模型中参数确定的步骤,此方法预测的F值与实测值的误差也均在3.42%以内。4.利用单片机开发了可实时预测杀菌强度,并以F值为目标自动调整保温时间、保温温度等工艺参数,对设备实际温度偏离设定值的情况进行纠正的控制系统。在袋装午餐肉内插入杀菌强度测定仪,对比食品冷点温度及F值变化曲线,验证了系统能较准确地预测并实时显示冷点温度及杀菌强度。在金属罐装的1.0%CMC溶液内安放无线热传感器,人为制造保温前期、中期、后期及多次出现温度偏离设定值的情况,系统均能进行自动纠偏操作,使实际杀菌值与设定值的偏差小于1.75%,具有良好的应用效果。该系统具有高可移植性,可通过自主开发的软件进行维护及监测,操作较为简单,有实际应用意义。