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果蔬冷藏工艺与品质衰变理论与实验研究

作　者: 谭晶莹
导　师: 杨昭
学　校: 天津大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 恒温恒湿冷库强制通风预冷无量纲模型冷藏品质衰变模型冷藏工艺优化
分类号: TS255.3
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 483次
引　用: 3次
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内容摘要

果蔬冷链是果蔬保鲜的系统统工程,冷链系统的合理性直接影响果蔬的采后损失程度。本文对冷链系统的两个核心环节预冷及冷藏进行了探讨,详细研究了两个环节的传热传质现象,果蔬品质的衰变及冷藏工艺的优化。主要内容和结论如下:1恒温恒湿冷库性能测试及分析对变频降温与全频降温进行了实验研究,发现变频降温到目标温度所需时间较长,但降温过程平稳,波幅小。研究了气流分布装置对库内温度场的影响,发现孔板均流方式对库内温度场的影响优于传统的单一风机送风、一托二和夹套送风方式;此外,对库门开启对库内热环境的冲击进行了分析,并提出了预防措施。2果蔬强制通风预冷方式的实验研究实验研究了湿冷气流温度、湿冷气流速度、湿冷气流相对湿度及预冷床空隙率等因素对苹果及黄瓜预冷过程的影响。结果发现,1.5m/s的湿冷气流速度为苹果和黄瓜的理想操作参数。在不致发生冷害及冻害的前提下,采用低温高湿(80%RH以上)湿冷气流对苹果和黄瓜进行预冷能取得良好的效果。当湿冷气流的速度达到1.5m/s以上时,空隙率的改变对预冷时间的影响不大,可考虑适当增加果蔬处理量;而湿冷气流的速度为0.75m/s以下,空隙率减小会明显增加预冷时间,因此如增加预冷的果蔬量,会明显降低预冷效率。3预冷过程热、质耦合传递理论研究建立了类球形果蔬和类圆柱形果蔬预冷过程的传热传质的无量纲数学模型,研究了果蔬内部温度场的分布及一些关键因素(如雷诺数)对预冷过程的影响。得出了预冷类球形果蔬最佳操作雷诺数为7931左右,类圆柱形果蔬最佳操作雷诺数为2787左右。4果蔬贮藏过程中果蔬品质衰变模型及贮藏工艺优化的研究应用传质原理分析了荷兰黄瓜内部的传质现象。应用生化反应线性动力学模型和指数动力学模型对8种贮藏工艺条件下荷兰黄瓜的三种关键品质指标(水分、糖度及硬度)的衰变实验数据进行了拟合分析,得出了各贮藏工艺条件下荷兰黄瓜三种品质指标的衰变方程式。比较了分析了各贮藏处理方法的保鲜原理,得出预冷(以2℃、95%RH及风速为1.5m/s的湿冷气流将黄瓜预冷到4℃)或预热处理(置于39℃、95%RH及风速为1.5m/s的恒温恒湿箱中,热空气处理2~4小时)+保鲜袋包装冷藏为荷兰黄瓜的最佳贮藏工艺。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-23
  1.1 果蔬预冷及冷藏的重要性与意义  8-10
  1.2 果蔬预冷及贮藏技术简介  10-16
    1.2.1 果蔬预冷技术简介  10-14
    1.2.2 果蔬的贮藏技术  14-16
  1.3 强制通风预冷技术的应用与研究现状  16-19
    1.3.1 国内应用及研究现状  16-17
    1.3.2 国外研究动态  17-19
  1.4 果蔬贮藏过程品质衰变研究  19-21
  1.5 本文研究内容、意义和方法  21-22
  1.6 本章小结  22-23
第二章实验装置性能及果蔬强制通风预冷实验研究  23-45
  2.1 实验装置简介  23-27
    2.1.1 预冷系统  23
    2.1.2 湿冷空气生产调节系统  23-27
    2.1.3 控制系统  27
  2.2 恒温恒湿冷库预冷及冷藏特征性能研究  27-33
    2.2.1 系统降温特性分析  27-30
    2.2.2 系统内部温度场分布  30-32
    2.2.3 库门开启对库内温度场的影响  32-33
  2.3 预冷实验目的及实验方案设计  33-38
    2.3.1 实验目的  33
    2.3.2 实验材料与方案  33-35
    2.3.3 数据采集系统  35-36
    2.3.4 测试点的布置  36-37
    2.3.5 试验工况条件  37
    2.3.6 评价指标  37-38
  2.4 实验结果分析  38-43
    2.4.1 不同高度层面水果层温度分布及同一果蔬内部预冷过程中温度分布  38-39
    2.4.2 湿冷气流风速对预冷时间的影响  39-40
    2.4.3 湿冷气流相对湿度对预冷时间的影响  40-41
    2.4.4 果蔬堆放层数对预冷时间的影响  41
    2.4.5 湿冷气流初始温度对预冷时间的影响  41-42
    2.4.6 空隙率对预冷时间的影响  42-43
  2.5 本章小结  43-45
第三章果蔬强制通风预冷过程传热传质机理研究  45-72
  3.1 果蔬强制通风预冷传热传质物理模型  45-46
  3.2 果蔬强制通风预冷过程传热传质数学模型  46-52
    3.2.1 果蔬的传热传质方程  47-50
    3.2.2 冷空气的传热传质方程  50-51
    3.2.3 果蔬表面对流传热传质系数的计算  51-52
  3.3 模型的求解  52-63
    3.3.1 数值求解方法概要  52-54
    3.3.2 果蔬预冷过程方程有限容积法求解  54-63
  3.4 结果与讨论  63-70
    3.4.1 预冷过程湿冷空气沿预冷床高度方向变化分析  63-64
    3.4.2 不同处理床层果蔬温度分布及同一果蔬内部预冷过程中温度分布  64-65
    3.4.3 Reynolds数对预冷时间的影响  65-66
    3.4.4 空隙率对预冷时间的影响  66-67
    3.4.5 含湿量对预冷时间的影响  67-68
    3.4.6 果蔬堆放层数对预冷时间的影响  68-69
    3.4.7 果蔬呼吸热对预冷时间的影响  69
    3.4.8 计算结果与实验结果误差分析  69-70
  3.5 本章小结  70-72
第四章荷兰黄瓜贮藏特性及其影响因素研究  72-100
  4.1 实验材料、仪器与方法  73-74
    4.1.1 实验材料  73
    4.1.2 测试指标、实验仪器  73
    4.1.3 贮藏方法  73-74
  4.2 实验数据拟合模型探讨分析  74-80
    4.2.1 黄瓜品质衰变模型选择与分析  74-77
    4.2.2 衰变速率与贮藏环境的关系及衰变难易程度的评定  77-80
  4.3 结果与分析  80-98
    4.3.1 果蔬恒温恒湿环境传质分析及不同处理方法对荷兰黄瓜失水的影响  80-85
    4.3.2 不同处理方法对荷兰黄瓜糖度(可溶性固形物)的影响  85-89
    4.3.3 不同处理方法对黄瓜贮藏过程中硬度的影响  89-92
    4.3.4 不同处理方法对黄瓜储藏过程中表观质量的影响  92-98
  4.4 本章小结  98-100
第五章结论与展望  100-103
  5.1 结论  100-101
  5.2 本文的主要创新之处  101-102
  5.3 展望  102-103
参考文献  103-113
发表论文和参加科研情况说明  113-114
致谢  114

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