关于真空冷却实验中的一些问题

近年来,不少有关真空冷却的文章讨论了用小型真空冷却机组进行的实验研究。其中有些论文在实验设计上可能存在问题,包括实验的对象、样品的数量、真空度、样品的失水量等。因此实验所得到的数据和结论,能否用于指导实际的真空冷却,是需要斟酌的。这里从真空冷却的机理出发,介绍了真空冷却的主要应用场合,讨论了真空腔的压力,食品的降温效率和失水量等问题,并给出了水、菠菜、牛肉、面包的最大理论温降和最小理论失水率。     

食品真空冷却的机制、特性与实验装置

本文分析了食品中水蒸汽压、比热容及单位质量失水1%获得温降的计算方法;建立了食品真空冷却过程的传热、传质微分方程与积分方程;分析了真空冷却技术的优点及适用性,并简要介绍了真空冷却实验装置及可深入研究的几个方向     

自然冷却与真空冷却对蛋糕货架期的影响

为考察冷却方法对蛋糕货架期的影响,进行了自然冷却与真空冷却蛋糕的实验研究.比较了经两种方法冷却后,在不同贮藏温度条件(4℃、15℃、25℃、37℃)下,微生物随贮藏时间的变化规律.发现微生物数量随贮藏时间的延长而增加,微生物生长速率随贮藏温度的升高而增大.根据不同贮藏温度条件下蛋糕中微生物随时间的变化,拟合得到微生物生长的动力学初级模型.并运用Arrhenius方程分别建立了蛋糕真空冷却后贮藏过程中菌落总数、霉菌数量与贮藏温度、时间之间动力学二级模型.结合动力学模型,推导出了真空冷却蛋糕的货架期预测模型.研究结果表明,所建立的蛋糕货架期预测模型其预测误差小于12％,可用于预测蛋糕的货架期.     

真空冷却过程中水分迁移的数学模型

从真空冷却的基本理论和基本定义出发,分析了真空冷却过程中产品内部的水分迁移过程,建立了真空条件下水分迁移的数学模型.通过数值模拟得到了产品内部、产品表面水分含量随时间的变化曲线及产品的质量损失随时间的变化曲线.利用文献中的试验数据对模拟结果进行了验证,模拟结果与文献中的试验结果基本一致.这表明数学模型可以用来预测真空冷却过程中产品的水分含量和质量损失,具有一定的理论意义.     

真空冷却过程的机理分析

真空冷却过程是复杂的相变传热传质过程,该过程涉及到扩散、传热、传质和相变等机理.在能量和质量守恒的基础上,经过适当的简化,建立了真空冷却过程中的数学模型.通过对结果分析发现,数值模拟的结果与实验数据吻合很好,误差在5%以内.数学模型可以准确预测真空冷却过程中的温度变化和质量损失,将有助于进一步理解和研究真空冷却机理.     

真空冷却过程中水分蒸发沸腾的数值模拟（Ⅱ）：模型的验证

利用圆柱型的熟肉为实验材料,通过实验验证了真空冷却过程中水分迁移的数学模型。结果发现：产品在70min内从70℃被冷却到5℃。当真空冷却结束时,产品中心和表面的实验温度分别是7．01。c和3．98℃,对应的产品的中心和表面的模拟温度分别是6．97℃和3．78℃。真空冷却实验过程中,产品的平均水分含量从72．60％降到61．03％。模拟过程中,产品的平均水分含量从71．00％降低到62．37％。模拟结果显示真空冷却的质量损失为8．63％,然而实验过程中真空冷却的质量损失为11．57％,其偏差在3％左右。模拟结果与实验结果基本一致,建立的数学模型能够正确地预测真空冷却过程中温度、压力和水分含量的变化过程。     

真空冷却过程中水分蒸发沸腾的数值模拟（Ⅰ）：模型的建立

真空冷却过程是复杂的相变传热传质过程。在真空冷却期间,当真空室内的真空压力低于或者等于熟肉温度对应的饱和压力时,熟肉内部的水分将会沸腾蒸发以产生冷却效应。在能量和质量守恒的基础上,经过适当的简化,建立了真空冷却过程中水分迁移的数学模型。此模型能够预测真空冷却过程中熟肉内部的温度、压力和水分含量分布。     

凝水器对真空冷却效果的影响分析

以水为对象作了多组实验，对真窀冷却机理进行探讨并对盘管热负荷进行了分析，文章指出真空预冷过程中凝水器盘管温度可能升高。研究表明，当凝水器盘管温度很低时可以关闭制冷机以节约能源。     

真空冷却过程中的一些热现象分析研究

对真空冷却过程中一些特殊的温度变化现象进行分析研究,分析了在抽气与复压阶段中真空室内的温度以及以水作为样品的温度变化规律.特别是在复压阶段中,真空室内的温度会高于环境的进气温度.应用变质量系统热力学进行分析,其结果是理论计算值均高于实验值,原因是实际的复压过程是热力与传热的综合过程.     

快捷食品真空冷却的对比实验研究

真空冷却是一种快速有效的冷却方法。通过真空冷却实验研究,讨论了蔬菜与其半成品真空冷却的异同,并对其影响因素进行了分析。结果发现:西葫芦表皮质硬,水分不易蒸发,不适合真空冷却;韭菜叶部较根部比表面积大、冷却速率大;快捷食品汤料含量比较多,水分易于蒸发,冷却速率比较快,为了防止产品温度低于0℃,应控制最佳冷却时间;韭菜538 g、炒西葫芦628 g、韭菜鸡蛋547 g的最佳冷却时间分别为19 min、8 min、7 min。     

带汤汁熟食品真空预冷飞溅现象分析及防止研究

真空预冷带汤汁熟食品时,会发生汤汁飞溅现象。为防止飞溅,选取番茄蛋汤作为研究对象,分别采用分段式降压法和回压法进行实验并与自动式降压法进行了对比,发现两种方法均可有效防止沸腾飞溅的发生,使失水率减少38%,但冷却时间也会相对延长。     

真空冷却过程中气体温度变化特性的研究

为了研究真空冷却过程中真空室内气体温度的变化特性，以水为实验对象，在真空室内布置了压力及多个温度测点，进行多组真空冷却实验，从而测得在抽真空和复压过程中真空室内的压力和各点的气体温度值。研究表明，当真空室内压力发生变化时，真空室内气体温度的变化具有某些特征，并且气体温度还受容器壁温、水温等的影响，本文针对这些特征进行了相关实验及理论分析，并得到了相似的变化规律。     

果蔬真空冰温测量的实验研究

对两大第三代农产品保鲜技术——冰温保鲜和真空保鲜加以结合,提出了真空冰温保鲜技术概念,而实现这一技术的关键是需要准确测量出真空压力下果蔬的冰温.针对西红柿和辣椒两种果蔬在不同真空压力下的冰点温度进行了大量测量实验研究,分别测出常压、0.08MPa、0.06MPa、0.04MPa压力下两种果蔬的冰温实验值,进而得到各自的冰点温度曲线及拟合公式.实验结果表明贮藏压力的不同对两种果蔬的冰温变化趋势有不同的影响.     

液体真空冷却过程中失水及浓度变化问题研究

研究真空冷却过程中失水与液体质量之间的关系以及二元溶液的浓度变化问题.以上海理工大学能源与动力工程学院自行研制的真空冷却装置为试验平台,选取不同的水质量和容器形状进行试验以研究其对失水率的影响,另外选取不同浓度的蔗糖溶液研究真空冷却对二元溶液浓度的影响.为便于比较,提出相对失水率、相对高度,相对浓度的概念.试验结果表明,当容器内液位增加时,失水率随之增加,并且变化趋势越来越明显;采用较高的窄口容器可明显降低失水,相对失水率最低仅为1.08,实际失水非常接近理论失水;蔗糖溶液经真空冷却后浓度会有所升高,但变化不大.     

真空冷却中的气体温度变化特性研究

为了研究真空冷却过程中温度与压力的变化关系以及在抽空与回气时对温度的影响,采用自制的食品真空冷却试验台,以水为对象对冷却过程中及冷却结束后复压过程中真空室内不同位置点的气体温度变化情况进行了多组实验,通过对实时反馈的温度、压力等相关模拟量变化情况进行比较分析,发现真空室内气体随压力、水温等发生变化,真空室内气体温度会出现反复,特别是在真空复压过程中气体温度较之环境温度要高出很多。     

冷阱温度对蒸煮肉制品真空冷却效果的影响

真空冷却技术具有降温速度快、运行能耗低等优点,在食品冷链中得到了应用并迅速发展。本文以蒸煮肉制品为研究对象,开展蒸煮肉制品真空冷却效果实验,分析不同冷阱温度对冷却速率、质量变化和真空室内压力对冷却效果的影响。结果表明:不同的冷阱温度对蒸煮肉制品冷却速率、冷却前后的质量变化,以及对冷却过程中真空室内的压力产生不同的影响。另外,并非冷阱温度越低冷却效果越好,实验对比了冷阱温度为-15℃、-25℃和-35℃下的真空冷却过程,冷阱温度的最佳值为-25℃,冷却时间最少为320s。     

不同真空预冷处理条件对鸡毛菜品质的影响

为完善对蔬菜真空预冷机理的研究,选取叶菜类蔬菜——鸡毛菜为研究对象,研究了在相同贮藏条件下,不同真空预冷处理条件对鸡毛菜品质的影响.选择4℃、6℃、8℃三种预冷终温进行比较,得出了真空预冷过程中鸡毛菜温度、真空室压力随时间的变化规律以及贮藏过程中鸡毛菜品质的变化规律,并探讨了不同预冷终温对鸡毛菜质量、质构、色差和过氧化物酶活性的影响.实验结果表明,不同预冷终温对鸡毛菜品质的影响差异显著.当预冷终温为4℃时,鸡毛菜在储藏末期(8d)的综合品质更好:失重率为12.56％;菜梗硬度变化率为30.77％、菜叶硬度变化率为19.04％;色差ΔEab值及POD值均与对照组差异显著.与对照组相比,真空预冷能够很好地起到保鲜鸡毛菜的作用.     

卷心菜真空冷却过程的CFD传热传质模拟

有效的真空预冷模拟能减少实验投入,缩短试验周期,具有重要的理论意义和现实意义。综合考虑了非稳态传热和质量守恒,建立了球形果蔬真空冷却的温度和质量数学模型,并以卷心菜为例进行了模拟和实验。实验结果表明,模拟数据与实验数据较吻合,温度误差在4%以内,质量损失误差在6.5%以内,说明该数学模型可用来模拟真空冷却过程,对实际应用具有一定的指导意义。