冷凍濃縮設(shè)備改進(jìn)及冰晶生長的微觀模擬.pdf

1、冷凍濃縮作為非熱加工技術(shù)，可以最大限度的保留食品原有的生鮮風(fēng)味和營養(yǎng)，其揮發(fā)性芳香成分損失和酶、色素等熱敏性成分的變化極小，其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，將成為食品加工技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，在理論和實(shí)踐應(yīng)用中都有著巨大的潛力。但由于冷凍濃縮產(chǎn)生的冰晶夾帶率比較高且難以分離，未有合適的冷凍濃縮設(shè)備，從而限制了它的推廣與使用。為解決冰晶夾帶問題，國內(nèi)外學(xué)者大多把目光停留在單位冰晶體積的層面上，主要憑經(jīng)驗(yàn)或以實(shí)測(cè)資料為依據(jù)來控制冰晶的生長過程。本文利用相場(chǎng)法從

2、微觀上分析冰晶生長的機(jī)制，探索冰晶組織的形成規(guī)律和控制方法，較為系統(tǒng)地展開對(duì)冷凍濃縮技術(shù)的研究。具體研究工作和主要結(jié)論如下： （1）研制出實(shí)驗(yàn)室用冷凍濃縮設(shè)備。將結(jié)晶罐與生長罐合并，避免冰晶向結(jié)晶罐轉(zhuǎn)移的過程中再次污染的危險(xiǎn)。利用中心排冰法，有效地實(shí)現(xiàn)了大小冰晶的分離，降低了果汁的損失率。 （3）西瓜汁為實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)過15個(gè)小時(shí)，濃度從9（brix）濃縮到46．6（brix），西瓜汁在濃縮過程中，前期果汁的損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

3、后期的損失率，其第1～7小時(shí)冰晶中的可溶性固形物占總損失率的67．7％，第8～10小時(shí)西瓜汁損失率的12％，第11～15小時(shí)冰晶中的可溶性固形物占總損失率的20．3％。在濃縮前期由于冷媒和濃縮液溫差大，冰晶生成量多，后期溫差減小，冰晶生成量少。 （4）推導(dǎo)出結(jié)晶罐總傳熱系數(shù)K=0．195kJ/（㎡·s℃），實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備建設(shè)一條中等規(guī)模的冷凍濃縮設(shè)備，K可作為設(shè)計(jì)結(jié)晶罐傳熱面積的依據(jù)。 （5）冰晶是典型的凝固組織，因其非平衡