ข้อมูลด้านคุณคุณสมบัติทาง Rheologyของของเหลว และ residence time ของอาหารเหลวที่มีชิ้นอาหารขนาดใหญ่แขวนลอยอยู่ขณะได้รับความร้อนในกระบวน การ aseptic processing นั้น จำเป็นต่อการออกแบบกระบวนการฆ่าเชื้อเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อาหารที่ปลอดภัย และมีคุณภาพดีอีกด้วย ในอดีตเนื่องจากมีเครื่องมือ และวิธีการทดลองที่ค่อนข้างจำกัด ดังนั้นข้อมูล particle residence time destribution ที่ได้จากการทดลองมักไม่ได้ศึกษาถึงผลกระทบจากคุณสมบัติทาง rheology ของของเหลวในกระบวนการทางความร้อนที่ใช้จริงในทางการค้า ยิ่งกว่านั้นข้อมูล PRTD ส่วนใหญ่ได้จากการทอลองใน holding tube เท่านั้น ไม่ได้ศึกษาผลของ Scraped-surface heat exchanger และการทดลองกระทำที่ความดันบรรยากาศปกติ และอุณหภูมิต่ำกว่า 100oC ใช้ tracer particle เพียงจำนวนเล็กน้อย ทำให้ไม่ได้ข้อมูล PRTD ที่ถูกต้องเพื่อใช้เชิงสถิติของกระบวนการผลิตอกหารปกติได้ ในงานวิจัยนี้จึงจะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทาง rheology ของของเหลวกับ particle residence time โดยได้อาศัยหลักการ tube rheometry สร้างอุปกรณ์เพื่อวัดคุณสมบัติทาง rheology ของของเหลวภาพใต้ความดันและอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ประยุกต์เทคโนโลยี electronic identification เพื่อใช้วัดค่า PRT ในกระบวนการผลิตแบบที่ต่อเนื่องภายใต้ความด้านและอุณหภูมิสูงด้วย Rheometer ที่สร้างขึ้นสามารถวัดคุณสมบัติทาง rheology ของของเหลว ในระบบการผลิตที่มีอุณหภูมิสูงถึง 130oC อัตราแรงเฉือน อยู่ในช่วง 30-250s-1 และสามารถวัดคุณสมบัติดังกล่าวได้อย่างน่าพอใจ ตัวอย่างของเหลวที่ใช้คือสารละลาย Xanthan ที่มี calcium chloride 0.4% การศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิและความเข้มข้นของ xanthan ที่มีต่อคุณสมบัติทาง rheology ที่อุณหภูมิต่ำและสูงกว่า 100oC อัตราแรงเฉือน 30-250 s-1 และความเข้มข้นของ Xanthan 0.5-0.2% พบว่า คุณสมบัติทาง rheology ของสารละลายมีความสัมพันธ์กับทั้งอุณภูมิและความเข้มข้น กล่าวคือที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100oC ผลกระทบของความเข้มข้นมีความสำคัญมากกว่าผลกระทบจากอุณหภูมิ ในทางตรงกันข้ามที่อุณหภูมิสูงกว่า100oC อุณหภูมิมีผลกระทบมากกว่า เมื่ออยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำ สารละลาย xanthan มีพฤติกรรมเป็น pseudoplastic แต่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 110oC มีแนวโน้มเป็น Newtonian ซึ่งพฤติกรรมดังกล่าวทำให้เห็นได้ว่าแบบจำลองที่พัฒนาแล้วของ Turian และ power law model สามารถใช้อธิบายคุณลักษณะ rheology ของสารละลาย xanthan ได้ดีมากในช่วงอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูงกว่า 100oC ภายใต้แรงเฉือนในช่วง 30-200s-1 นอกจากนี้ยังได้ออกแบบและสร้างระบบกระบวนการผลิตวิศวกรรมชีวภาพขึ้น เป็นระบบปิดที่มีการไหลแบบต่อเนื่องขนาดโรงงานต้นแบบ ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์ในการผลิตซึ่งได้แก่ ถังผสม ปั๊ม ระบบท่อ วาล์ว และอุปกรณ์การวัดซึ่งได้แก่ อุปกรณ์วัดอัตราการไหลของผลิตภัณฑ์ และอุปกรณ์วัด PRT อุปกรณ์ดังกล่าวที่ใช้ในระบบกระบวนการผลิต อาจทำจากเหล็กปลอดสนิท ชนิด 316 หรือจากวัสดุที่ใช้ในการแปรรูปอาหาร ระบบที่สร้างขึ้นสามารถใช้กับอาหารที่มีชิ้นวัสดุแขวนลอยขนาดไม่เกิน 16 mm และสามารถปรับอัตราการไหลได้สูงสุด ที่ 6 m3/hr ในงานวิจัยนี้ พบว่าเทคนิค electronic identification สามารถใช้กา PRT ในระบบฆ่าเชื้อที่ใช้ในอุตสาหกรรม ได้ และให้ผลค่อนข้างน่าเชื่อถือ และได้ศึกษาผลกระทบจากตัวแปรต่างๆ ต่อ normalized particle residence time ใน holding tube ใน 2 ระบบ คือ ระบบที่มีการหมุนวน และ ระบบการฆ่าเชื้อที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ จากผลการทดลองที่กระทำทั้งในระบบที่มีการหมุนวนและระบบการฆ่าเชื้อปกติ สามารถยืนยันว่าไม่มีชิ้นวัสดุเคลื่อนที่เร็วเป็น 2 เท่าของความเร็วเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์ และจากการศึกษาสามารยืนว่า การจัดเรียงท่อความเร็วของผลิตภัณฑ์ คุณสมบัติทางกายภาพของชิ้นวัสดุ (ความหนาแน่น รูปทรง มิติ และปริมาณชิ้นวัสดุ) และคุณสมบัติของของเหลว (อุณหภูมิ ความหนาแน่น และคุณสมบัติทาง rheology) มีผลกระทบต่อพฤติกรรมการเคลื่อนที่ ของชิ้นวัสดุในระบบที่มีการไหลแบบต่อเนื่อง เมื่อนำปัจจัยกระบวนการผลิตมาจัดในรูปตัวแปรไร้หน่วย และหาความสัมพันธ์กับ minimum, mean, maximum และ interquartile range particle-to-fluid velocity ratio พบว่ามีความสัมพันธ์กับ generalized tube flow Reynolds number, particle Archimedes number และ dimensionless particle concentration ส่วนลักษณะการกระจายของ NPRT ของชิ้นวัสดุที่วิ่งในท่อพบว่าเป็น normal, log-normal และ gamma distribution model ในการควบคุมกระบวนการผลิตอาหารที่มีการแขวนลอยของชิ้นอาหารขนาดใหญ่ในระบบ ปิดแบบต่อเนื่องต้องการควบคุมให้ชิ้นอาหารแต่ละชิ้นได้รับความร้อนในปริมาณ ที่ใกล้เคียงกัน เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสม่ำเสมอนั้น การกระจาย residence time ของชิ้นอาหารในกระบวนการผลิตควรมีลักษณะแคบ จากผลการทดลองในงานวิจัยนี้พบว่าลักษณะดังกล่าวควรจะผลิตในระบบกระบวนการ ผลิตที่มี holding tube แบบท่อคอยล์ มีปริมาณชิ้นวัสดุมาก มีอัตราการไหลที่สูง และความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของชิ้นวัสดุกับของเหลวต่ำ เนื่องจากในท่อที่มีการจัดเรียงตัวแบบท่อขดทำให้ชิ้นวัสดุกับตัวพาที่เป็น ของเหลวผสมกันได้ดีในส่วนที่โค้งงอ ปริมาณชิ้นวัสดุมาก ทำให้มีการไหลแบบ pack bed ส่งผลให้มี PRTD ที่แคบ การใช้อัตราการไหลสูงช่วยให้ชิ้นวัสดุถูกยกตัวจากพื้นผิวผนังท่อ และแขวนลอยในของเหลว ดังนั้นการผสมกันระหว่างชิ้นวัสดุกับของเหลวเป็นไปได้ดี การที่มีความแตกต่างระหว่างความหนาแนานของชิ้นวัสดุกับของเหลวต่ำก็มีส่วนทำ ให้เกิดแรงยกตัวของชิ้นวัสดุขึ้นอีกด้วย เทคนิคและวิธีการต่างๆ ที่ได้พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้ ดังกล่าวเบื้องต้น สามารถนำไปประยุกต์เพื่อใช้ในการศึกษากระบวนการให้ความร้อนของอาหารเหลวที่ มีชิ้นอาหารขนาดใหญ่แขวนลอยอยู่ได้ แต่อย่างไรก็ตาม ยังควรศึกษาคุณสมบัติ rheology ของอาหารเหลวอื่นเพิ่มเติม ก่อนนำไปใช้ในกระบวนการผลิตจริง