果蔬減壓冷藏理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、果蔬的減壓冷藏可分為真空預(yù)冷和低壓貯藏兩個(gè)階段。相對(duì)于傳統(tǒng)的冷卻方式而言，真空預(yù)冷具有降溫速率快、冷卻溫度均勻且在整個(gè)預(yù)冷過(guò)程中無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；相對(duì)于普通冷藏、冰溫貯藏及氣調(diào)貯藏而言，低壓貯藏的果蔬離開(kāi)貯藏環(huán)境之后其恢復(fù)常態(tài)和后熟的過(guò)程比較緩慢，因此可有效延長(zhǎng)果蔬的貨架期。然而制約減壓冷藏技術(shù)得以普遍應(yīng)用的瓶頸在于設(shè)備生產(chǎn)工藝難度大、運(yùn)行成本費(fèi)用高等問(wèn)題，因此探討改善減壓冷藏系統(tǒng)的運(yùn)行工況、提高果蔬的貯藏品質(zhì)，從而有效地降低投入產(chǎn)出比，對(duì)

2、減壓冷藏的推廣普及有著重要意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)果蔬的熱物性進(jìn)行理論分析，得出了果蔬的熱物性參數(shù)是其自身組分、壓力、溫度的函數(shù)，然而在溫度變化不大的區(qū)域內(nèi)，果蔬的熱物性參數(shù)隨壓力、溫度的變化不大。在一定貯藏溫度區(qū)域內(nèi)，對(duì)于含水量達(dá)到80％的果蔬而言，其物性參數(shù)可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為是水分和其他組分的函數(shù)。⑵利用相平衡熱力學(xué)推導(dǎo)出了貯藏環(huán)境及果蔬中水分化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式，且得知果蔬的水分活度影響著果蔬的水分化學(xué)勢(shì)。并且分析得到影響

3、果蔬水分蒸發(fā)的因素包括真空艙壓力、捕集器溫度、果蔬表面活度、氣液交界面的狀態(tài)、果蔬種類(lèi)等。⑶對(duì)果蔬的真空預(yù)冷建立了物理模型和數(shù)學(xué)模型，理論分析了果蔬內(nèi)部水分遷移、果蔬表面水分?jǐn)U散的過(guò)程。通過(guò)對(duì)果蔬表面?zhèn)髻|(zhì)阻力層的分析，得知在果蔬的真空預(yù)冷過(guò)程中果蔬表面水蒸氣擴(kuò)散量與其表面?zhèn)髻|(zhì)阻力層的厚度成反比，與果蔬表皮溫度的平方根成正比，并且有果蔬表面水蒸氣分壓是水分?jǐn)U散量的增函數(shù)，而貯藏環(huán)境中水蒸氣分壓與貯藏環(huán)境壓力是水分?jǐn)U散量的減函數(shù)。因此，提高

4、果蔬的冷卻速率即增大果蔬表面水分的蒸發(fā)量，可以通過(guò)降低貯藏環(huán)境壓力，或是降低貯藏環(huán)境中水蒸氣分壓，或是減小邊界層厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。⑷對(duì)多功能果蔬保鮮裝置的系統(tǒng)構(gòu)成做了詳細(xì)介紹，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了真空系統(tǒng)中真空泵選型的正確性，以及驗(yàn)證了進(jìn)氣加濕管道直徑及長(zhǎng)度的正確性。通過(guò)草莓的低壓貯藏實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了貯藏環(huán)境中壓力、溫度、相對(duì)濕度的穩(wěn)定性。⑸對(duì)草莓分別在預(yù)冷壓力為0.5kPa、0.8kPa、1.0kPa下進(jìn)行真空預(yù)冷實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明預(yù)冷壓力越低，

5、草莓的冷卻速率越快，失水率越低，草莓在0.5kPa預(yù)冷壓力下的冷卻速率是1.0kPa下的5.1倍，預(yù)冷完成時(shí)后者失水率是前者的2倍，并且當(dāng)艙內(nèi)壓力維持恒定不變時(shí)，草莓溫度下降極為緩慢；經(jīng)過(guò)0.5kPa真空預(yù)冷之后的草莓其呼吸強(qiáng)度比不預(yù)冷的草莓要降低53.8%；預(yù)冷前后草莓的可溶性固形物含量基本不變，且與冷卻壓力無(wú)關(guān)；真空預(yù)冷過(guò)程中草莓表皮降溫速率始終高于草莓1/4;處及草莓中心處降溫速率。⑹進(jìn)行了草莓的低壓貯藏實(shí)驗(yàn)，在低壓貯藏階段草莓的

6、干耗非常小，并且草莓自身溫度波動(dòng)也很小，驗(yàn)證了在低壓貯藏階段果蔬與貯藏環(huán)境不再進(jìn)行質(zhì)熱交換的結(jié)論；通過(guò)與冰溫貯藏實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，低壓貯藏10天后草莓的感官評(píng)價(jià)、色差、呼吸強(qiáng)度、硬度、失重率以及貨架期分別為5.6分、42.1、22.1 mgCO2/(kg·h)、0.47N、2.0%、3天，而冰溫貯藏10天后相對(duì)應(yīng)的各指標(biāo)值分別為5分、53.3、35.9 mgCO2/(kg·h)、0.42N、3.8%、2天，從兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比可知，若僅考慮草