蘋果片氦氣高壓滲透膨化試驗(yàn)研究及設(shè)備設(shè)計(jì).pdf

1、我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，有著豐富的水果、蔬菜資源，但由于大部分水果種植在偏遠(yuǎn)地區(qū)，交通不便利，導(dǎo)致果蔬大面積的腐爛、滯銷，造成了巨大的損失和浪費(fèi)。因此，對(duì)果蔬進(jìn)行深加工以延長其保鮮時(shí)間，提高產(chǎn)品附加值，具有很大的意義，一方面在很大程度上提高了農(nóng)民的收入，另一方面也提高了果蔬的利用率。因此，大力開發(fā)水果、蔬菜深加工技術(shù)具有廣闊的市場前景和意義。在果蔬的各種深加工方法中，果蔬膨化是近些年興起的一種新的果蔬干制方法，膨化食品因其極大限度的保留了果

2、蔬的色、香、味，并且不含有任何的添加劑，贏得了廣大消費(fèi)者的喜愛。
　　本文通過對(duì)近幾年來國內(nèi)外對(duì)于果蔬低溫高壓氣流膨化干燥的研究成果進(jìn)行分析，針對(duì)現(xiàn)有的果蔬膨化過程中存在的問題，結(jié)合氣爆脫殼的原理，提出了一種新的蘋果片氣流膨化工藝，并對(duì)其設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。將氦氣分子量較小的特性利用到蘋果片的膨化過程中，利用高壓使氦氣滲入到蘋果片的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，保持一段時(shí)間后泄壓，在壓差作用下，氦氣迅速噴出，帶動(dòng)蘋果片組織結(jié)構(gòu)變化，從而實(shí)現(xiàn)蘋果片

3、的膨化。
　　設(shè)計(jì)并搭建了蘋果片氦氣高壓滲透膨化的試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)其膨化過程的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，通過試驗(yàn)證明利用氦氣進(jìn)行蘋果片膨化是可行的，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，進(jìn)一步確定了工藝參數(shù)值。通過試驗(yàn)得出，蘋果片氦氣高壓滲透膨化的主要工藝參數(shù)值為:預(yù)干燥含水率為10％～20％之間，切片厚度為5mm，最佳膨化溫度為60℃，最佳加壓時(shí)間為15min，最佳膨化壓力為1.5MPa。
　　根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)值對(duì)蘋果片氦氣高壓滲透膨化設(shè)

4、備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，主要設(shè)計(jì)了膨化設(shè)備的簡體、兩端封頭、夾套以及各個(gè)附件，得出了設(shè)備的主要尺寸。在傳統(tǒng)的果蔬膨化加熱裝置的基礎(chǔ)上，結(jié)合氦氣膨化特性，對(duì)蘋果片氦氣高壓滲透膨化設(shè)備的加熱裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。換熱板代替了傳統(tǒng)的換熱管，換熱板增加了換熱面積，提高了傳熱效率;減少了設(shè)備內(nèi)的有效空間，在一定程度上降低了真空階段真空泵的負(fù)荷，同時(shí)減少了氦氣的用量，降低了生產(chǎn)成本。
　　生產(chǎn)過程中蘋果片氦氣高壓滲透膨化設(shè)備內(nèi)壓力較大，常規(guī)的螺栓連接不便于

5、設(shè)備的不斷開啟和關(guān)閉，因此在設(shè)備的進(jìn)出物料端封頭選用的是三瓣式卡箍快開盲板裝置，依據(jù)HG/T20582-2011對(duì)卡箍連接裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核。
　　利用ANSYS Workbench對(duì)蘋果片氦氣高壓滲透膨化設(shè)備的主要承壓元件進(jìn)行分析，主要分析了設(shè)備簡體、錐形封頭以及內(nèi)部加熱裝置，得出了其應(yīng)力分布云圖以及變形圖。結(jié)合分析結(jié)果，并考慮到生產(chǎn)成本，最終確定筒體厚度δ=10mm、錐殼厚度δ=12mm、加熱板厚度δ=4mm，在生產(chǎn)