低壓冷卻儲藏設(shè)備性能研究.pdf

1、食品冷鏈系統(tǒng)是以創(chuàng)造并維持果蔬等易腐生鮮農(nóng)產(chǎn)品所需的最佳低溫環(huán)境為核心要求的食品供應(yīng)鏈系統(tǒng)，對冷鏈的各環(huán)節(jié)所需技術(shù)以及設(shè)備穩(wěn)定性的要求較高。預(yù)冷是冷鏈系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)，在果蔬的多種預(yù)冷方式中，真空預(yù)冷的冷卻速率快、冷卻溫度的均勻性好而且整個預(yù)冷過程清潔衛(wèi)生。冷藏是冷鏈系統(tǒng)的另一個重要環(huán)節(jié)，減壓貯藏技術(shù)在理論和技術(shù)上的先進性決定了其在果蔬保鮮方面比傳統(tǒng)冷藏和氣調(diào)貯藏有極其明顯的優(yōu)勢。干燥是果蔬保鮮的另一特殊方式，冰溫真空干燥技術(shù)能夠很好的保

2、存物料的原有風味，最大程度保留物料內(nèi)部原有的營養(yǎng)成分。目前，國內(nèi)外學(xué)者對以上技術(shù)的研究大多是對以上技術(shù)實際效果的研究，而很少對其進行理論研究以及設(shè)備研究。
　　本文首先從水的沸點和汽化潛熱與壓力的關(guān)系入手，分別對真空預(yù)冷、減壓貯藏和冰溫真空干燥技術(shù)進行了理論分析，重點分析了果蔬減壓貯藏的原理和優(yōu)勢，并提出了對果蔬減壓貯藏失水的控制方法。對設(shè)備低壓下的傳熱進行了理論分析，推導(dǎo)出了氣體低壓下的傳熱公式，以及設(shè)備低壓下的輻射換熱公式，并

3、且通過實驗數(shù)據(jù)加以驗證，可為設(shè)備的研究做理論指導(dǎo)。運用分子運動理論對氣體低壓下的傳熱進行理論分析發(fā)現(xiàn)：在低真空下氣體傳熱系數(shù)與壓力無關(guān)，而在高真空下氣體傳熱系數(shù)與壓力成正比。根據(jù)理論分析，本文研究了一臺低壓冷卻儲藏實驗裝置，該裝置可進行果蔬真空預(yù)冷、減壓貯藏和冰溫真空干燥試驗，文中詳細介紹了對設(shè)備真空艙、真空系統(tǒng)、加濕與換氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的研究，以及設(shè)備關(guān)鍵部件的研究與計算分析。
　　對本文所研究的低壓冷卻儲藏實驗裝置真

4、空艙外換熱管的換熱進行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)換熱管的進出口溫差隨著熱流密度和換熱管圈數(shù)的增加而增加，只有換熱管為2圈時進出口溫差才能控制在0.5℃以內(nèi)；換熱管的管間距對換熱管的平均換熱系數(shù)影響很小，但是當流速較高時影響會加大，管間距越小，平均換熱系數(shù)也會變大。對真空艙在不同熱負荷條件下的輻射換熱進行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)艙內(nèi)貨物通過熱輻射對壁面產(chǎn)生的熱流密度沿著艙體長度方向的變化趨勢都是先上升后下降，在壁面的中間位置會出現(xiàn)熱流密度的峰值。此外，熱負

5、荷越大，熱流密度的峰值越明顯，熱流密度沿長度方向的變化趨勢也越明顯。
　　對低壓下傳熱特性進行實驗研究，發(fā)現(xiàn)在實驗條件下，當實驗容器內(nèi)部壓力高于45.3Pa時，壓力對換熱系數(shù)的影響很小，該壓力區(qū)域內(nèi)換熱系數(shù)與壓力無關(guān)，氣體傳熱起主導(dǎo)作用；當實驗容器內(nèi)部壓力低于45.3Pa時，換熱系數(shù)的實驗值隨著壓力的下降急劇下降，氣體由連續(xù)型傳熱向自由分子型傳熱過度，氣體傳熱能力隨著壓力的降低而降低；而當實驗容器內(nèi)部壓力低于0.17Pa時，換熱系