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蔬菜真空预冷理论与试验研究

丁伟华  
【摘要】: 从八十年代中期开始,真空预冷技术在我国的应用和研究工作广泛展开。真空预冷技术除了应用于蔬菜产地预冷,还应用于肉类食品、烘焙食品、水产品、花卉等的真空冷却。真空制冷技术因为具有以下技术特点:保证品质,冷却速度快,制冷均匀,干净卫生,能量利用系数高等,从而得到广泛应用。 蔬菜真空预冷过程中的热质传递分析一直是研究的重点。本文视蔬菜为多孔介质,利用多孔介质理论分析了其热质迁移输运机制。不同的蔬菜具有不同的物性和平衡含水率。从非平衡态热动力学和相平衡的角度,推出了非饱和多孔介质的热湿迁移的数学控制方程,根据本文所研究的对象,对该控制方程进行了简化,建立了蔬菜热湿迁移的一维非线性数学模型,并给出了求解该数学模型的定解条件。最后对模型的求解给出了数值求解方法的思路。此模型充分考虑了蔬菜多孔介质内部传热传质之间的耦合效应,有助于真空预冷过程中热质传递的机理分析。 以白菜、卷心菜、土豆、萝卜等为真空预冷对象进行了实验。对实验所得数据进行了图像处理和分析,并对真空压力、预冷初温、终温、洒水等因素的影响作了进一步讨论。通过对食品冷却过程进行试验分析,可知压力越低,食品失水速度越快。压力一方面是决定水分蒸发的制约因素,另一方面也是决定物料内部水分向外迁移速度的决定因素。预冷初温和终温对食品预冷过程中的温降趋势几乎没有什么影响。食品物性不同,不同的食品其冷却速率和失重情况是不一样的。另外,蔬菜表面洒水对食品预冷过程有较大的影响。食品表面自由水越多,水分蒸发速度越快,冷却速度越快。因此,在实际真空预冷过程中,应根据不同的物料物性,确定相应的预冷压力和适当的喷水量,以达到最好的预冷效果,保证预冷物的品质要求。


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