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球形果蔬差压通风预冷技术优化研究

王琪  
【摘要】:苹果、黄金梨、西红柿、柑橘等一些球形果蔬在人们日常饮食中占据了重要地位,为人体提供了所需的维生素、矿物质和微量元素等,是人类身体健康的重要保障。预冷是保持果蔬鲜度、延长其货架寿命的重要措施。相对于水预冷、冰预冷和真空预冷等其他预冷方式,差压预冷具有预冷速度快、预冷均匀度高、投资和运行费用较低等优点,因此近年来受到国内外研究者的关注。 本文,建立了球形果蔬单体的二维数学模型和箱装果蔬的三维数学模型,采用数值方法进行了计算模拟;以黄金梨为球形果蔬的代表,建立了果蔬差压通风预冷实验台,对不同工况下黄金梨的预冷过程进行了实验测试。实验研究了不同送风温度、送风速度、包装箱开孔方式、开孔面积及箱内黄金梨摆放方式等对黄金梨差压预冷降温速度和降温均匀性的影响,并从7/8冷却时间、冷却均匀性及冷却能耗等方便进行了优化分析。 研究表明,温度越低预冷效果越佳,温度在0~1℃和2~3℃两个温度段中,预冷效果比较接近,1~2℃温度段中预冷效果差别在10%左右,1℃为最适宜冷风送风温度;对于不同冷风送风速度,随着风速的增大,降温速率随之增加,当风速增大到2m/s,单一参数风速的增加带来的降温速率逐渐减弱;综合降温效果和风机能耗的变化,风速1.5m/s左右为最佳冷风送风速度;对于不同包装箱开孔方式,椭圆形开孔冷却速度较快,圆形开孔均匀性较好,键槽形开孔的冷却速度和冷却均匀性都比较差,对于包装箱开孔面积,孔径在45mm左右,开孔率在12%~16%之间为最宜开孔大小;通过对平行和交叉两种果蔬摆放方式的测试比较表明,交叉摆放方式降温速度快,但是冷风来流方向的温度梯度较大,降温的均匀性较差。平行排列方式的箱内各处流场均匀,降温均匀性好。结合降温速度和果蔬的装箱容量考虑,平行摆放方式最为经济实用。


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