高温熟食品真空冷却的理论与实验研究

【摘要】真空冷却是一种通过低压下水分汽化带走热量，从而达到快速降温的方法。近几年来，该技术在食品冷却中的应用越来越广泛。本文使用VCH-50M型熟食品真空速冷机，进行高温熟食品真空冷却的理论与实验研究。具体的研究内容及结论如下：1.真空环境的数值模拟：建立了抽真空过程的传热、传质的数学模型，并考虑了真空室的泄露对抽真空过程的影响。使用ANSYS软件对抽真空过程进行了非稳态模拟，并进行实验验证。结果发现：压力在100000pa~1000pa的降压过程中压力差异百分比最大值为9.2%。表明该模型对于真空冷却过程中压力的变化能够预测和指导，为后面食品真空冷却过程模拟奠定了基础。本文还分析了抽真空过程中压力场的变化为：以抽气口为中心的圆弧，从内到外压力逐渐降低。真空室内部压力差值很小，说明压力场分布较均匀。2食品真空冷却的数值模拟首先建立了多孔性食品真空冷却过程的低压汽化模型，使用ANSYS软件完成了食品真空冷却非稳态过程的模拟。在此基础上，分析了模拟值和实验值存在差异的可能原因，并提出了真空冷却过程的一些基本的规律：降温过程中，食品中心到表面直线方向上温度逐渐降低，该方向上温度梯度最大。最后对冷却过程中质量的损失和温度分布情况进行了分析。3食品真空冷却的实验以3kg馒头为实验对象，分别进行自然冷却、冷风冷却和真空冷却的实验，在冷风冷却过程中分别2m/s和4m/s的风速。实验结束后对质量损失、质构、色差、和微生物的含量进行检测。得到如下结论：1、三种冷却方式中真空冷却用时900s，耗能0.59kw/h；冷风冷却用时1500s，耗能0.083kw/h；自然冷却用时2100s，并且真空冷却过程中，中心温度高于表面温度。2、风冷冷却中，冷却到相同终温，4m/s风速要比2m/s少用900s。3、三种冷却均有质量的损失，其中真空冷却损失量最大。4、在硬度、黏性、咀嚼性等方面，真空冷却大于冷风冷却，冷风冷却大于自然冷却。5、真空冷却后的馒头色泽亮度值最低为76.35。6、真空冷却后的微生物含量最少，保存天数最长。
【作者】郭雪；
【导师】邹同华；
【作者基本信息】天津商业大学，制冷及低温工程，2013，硕士
【关键词】真空冷却；面食制品；品质；微生物；

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