论文部分内容阅读
伴随着现代科技水平飞速的提升,农产品产量也在不断的提升,不过由于在储存和运输过程中水果和蔬菜的保鲜技术不足,每年因腐烂而导致的损失为30%。果蔬热物性是进行冷藏与加工的重要参数,但现今关于导热系数、比热容等的研究较小。同时存在着预测模型覆盖面较小,数据年份较长不再适用,同时参考值偏差明显等问题。果蔬的品质以及储藏都与其温度有关。当今有许多温度变化的手段可以保持果蔬品质,提高果蔬储藏时间。因此对果蔬内部的传热特点进行模拟及实验验证,研究果蔬贮藏过程组织内部的传热规律,定量分析内部温度场的实时变化。所以,本课题从以下方面做了以下研究:(1)果蔬导热系数的研究选取9种具有代表性的果蔬,用Hot Disk热常数分析仪测量其在-50℃~20℃范围内9种不同温度下的导热系数,分析导热系数随温度的变化规律。同时选取不同含水率(MC)、可溶性固形物(SSC)含量的红富士苹果,茄子对其导热系数进行测定,分析同种果蔬MC、SSC含量对其导热系数的影响,发现随着SSC含量的增加,导热系数变小,而随着MC的增加,导热系数变大。同时建立果蔬MC、SSC、密度与导热系数的线性回归方程,并进行方差分析。(2)柱形果蔬分层传热模型的研究根据果蔬生理结构建立柱形果蔬的分层传热模型,研究其在冷藏过程中内部温度场的变化,用COMSOL软件进行模拟,模拟中果蔬各层热物性参数均为实测。研究发现降温的初期,果蔬表皮附近的组织温度变化迅速,而中心处的组织温度变化较为缓慢,随着时间的增长,内外部的温度逐渐趋近。整个过程中温度逐渐降低,内部温度的降低速度明显滞后于外部。并以茄子试材,通过实验测定验证模型的精度。(3)球形果蔬分层传热模型的研究根据果蔬生理结构建立球形果蔬的分层传热模型,以热空气为处理介质,以苹果为试材,用COMSOL软件模拟了球形果蔬热处理的过程。模拟发现苹果升温的初始时期,表皮附近的组织温度变化迅速,而中心处的组织温度变化较为缓慢,随着时间的增长,苹果内外部的温度逐渐趋近。同时分析了介质流速、物料尺寸、组织热物性差异以及堆码对热处理过程的影响。