柱狀蔬菜真空預冷的理論與實驗研究.pdf

1、針對目前國內外對蔬菜真空預冷機理研究不夠完善的現狀，本文選取柱狀蔬菜為研究對象，提出以輻射換熱和水分蒸發(fā)作為模型的重要邊界條件，建立了柱狀蔬菜真空預冷的熱質傳遞模型。選取芹菜為模擬對象，以控制容積積分法對數學模型進行了離散化處理，利用MATIAB進行了數值模擬，得到了柱狀蔬菜在真空預冷的過程中內部溫度場和質量隨時間的變化規(guī)律，同時得到了真空室壓力隨時間的變化曲線。建立了真空預冷實驗臺，采用羅茨水環(huán)機組取代傳統(tǒng)的旋片式真空泵，由真空表讀出

2、并記錄真空室壓力，使用Agilent 34970A數據采集儀實時記錄并存儲蔬菜溫度，并通過電子秤測量蔬菜的質量。選取具有代表性的圓柱形蔬菜(菠菜、芹菜、白菜和胡蘿卜)進行真空預冷實驗，并與已有的球形蔬菜(卷心菜)的實驗結果進行了比較。 實驗結果表明，柱狀蔬菜的冷卻效果和球形蔬菜相比大致相當，在相同的冷卻條件下，蔬菜的冷卻效果主要取決于表面積與體積的比值以及表皮厚薄，因而葉菜類蔬菜的冷卻效果要明顯好于根果類蔬菜。而同為葉菜類蔬菜，

3、真空預冷效果則主要取決于蔬菜結構的緊湊程度，即葉子包裹的緊密程度。數值模擬結果與實驗結果比較可以發(fā)現，模擬的壓力與實測的壓力在降壓過程中的變化趨勢是一致的，而且誤差相對較小，數值模擬的真空室最終壓力是613Pa，而實驗測量值為660Pa；冷卻終了時，芹菜的中心溫度、表面溫度和平均溫度的測量值分別為3.23℃、1.76℃和2.5℃，而模擬結果的中心溫度、表面溫度和平均溫度的數值則分別為1.14℃、0.78℃和0.99℃；在整個冷卻過程中，