柱狀蔬菜真空預(yù)冷的理論與實驗研究.pdf

1、針對目前國內(nèi)外對蔬菜真空預(yù)冷機(jī)理研究不夠完善的現(xiàn)狀，本文選取柱狀蔬菜為研究對象，提出以輻射換熱和水分蒸發(fā)作為模型的重要邊界條件，建立了柱狀蔬菜真空預(yù)冷的熱質(zhì)傳遞模型。選取芹菜為模擬對象，以控制容積積分法對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了離散化處理，利用MATIAB進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了柱狀蔬菜在真空預(yù)冷的過程中內(nèi)部溫度場和質(zhì)量隨時間的變化規(guī)律，同時得到了真空室壓力隨時間的變化曲線。建立了真空預(yù)冷實驗臺，采用羅茨水環(huán)機(jī)組取代傳統(tǒng)的旋片式真空泵，由真空表讀出

2、并記錄真空室壓力，使用Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀實時記錄并存儲蔬菜溫度，并通過電子秤測量蔬菜的質(zhì)量。選取具有代表性的圓柱形蔬菜(菠菜、芹菜、白菜和胡蘿卜)進(jìn)行真空預(yù)冷實驗，并與已有的球形蔬菜(卷心菜)的實驗結(jié)果進(jìn)行了比較。 實驗結(jié)果表明，柱狀蔬菜的冷卻效果和球形蔬菜相比大致相當(dāng)，在相同的冷卻條件下，蔬菜的冷卻效果主要取決于表面積與體積的比值以及表皮厚薄，因而葉菜類蔬菜的冷卻效果要明顯好于根果類蔬菜。而同為葉菜類蔬菜，

3、真空預(yù)冷效果則主要取決于蔬菜結(jié)構(gòu)的緊湊程度，即葉子包裹的緊密程度。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較可以發(fā)現(xiàn)，模擬的壓力與實測的壓力在降壓過程中的變化趨勢是一致的，而且誤差相對較小，數(shù)值模擬的真空室最終壓力是613Pa，而實驗測量值為660Pa；冷卻終了時，芹菜的中心溫度、表面溫度和平均溫度的測量值分別為3.23℃、1.76℃和2.5℃，而模擬結(jié)果的中心溫度、表面溫度和平均溫度的數(shù)值則分別為1.14℃、0.78℃和0.99℃；在整個冷卻過程中，