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文檔簡介
1、食品冷鏈系統(tǒng)是以創(chuàng)造并維持果蔬等易腐生鮮農(nóng)產(chǎn)品所需的最佳低溫環(huán)境為核心要求的食品供應(yīng)鏈系統(tǒng),對冷鏈的各環(huán)節(jié)所需技術(shù)以及設(shè)備穩(wěn)定性的要求較高。預(yù)冷是冷鏈系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié),在果蔬的多種預(yù)冷方式中,真空預(yù)冷的冷卻速率快、冷卻溫度的均勻性好而且整個預(yù)冷過程清潔衛(wèi)生。冷藏是冷鏈系統(tǒng)的另一個重要環(huán)節(jié),減壓貯藏技術(shù)在理論和技術(shù)上的先進(jìn)性決定了其在果蔬保鮮方面比傳統(tǒng)冷藏和氣調(diào)貯藏有極其明顯的優(yōu)勢。干燥是果蔬保鮮的另一特殊方式,冰溫真空干燥技術(shù)能夠很好的保
2、存物料的原有風(fēng)味,最大程度保留物料內(nèi)部原有的營養(yǎng)成分。目前,國內(nèi)外學(xué)者對以上技術(shù)的研究大多是對以上技術(shù)實際效果的研究,而很少對其進(jìn)行理論研究以及設(shè)備研究。
本文首先從水的沸點和汽化潛熱與壓力的關(guān)系入手,分別對真空預(yù)冷、減壓貯藏和冰溫真空干燥技術(shù)進(jìn)行了理論分析,重點分析了果蔬減壓貯藏的原理和優(yōu)勢,并提出了對果蔬減壓貯藏失水的控制方法。對設(shè)備低壓下的傳熱進(jìn)行了理論分析,推導(dǎo)出了氣體低壓下的傳熱公式,以及設(shè)備低壓下的輻射換熱公式,并
3、且通過實驗數(shù)據(jù)加以驗證,可為設(shè)備的研究做理論指導(dǎo)。運用分子運動理論對氣體低壓下的傳熱進(jìn)行理論分析發(fā)現(xiàn):在低真空下氣體傳熱系數(shù)與壓力無關(guān),而在高真空下氣體傳熱系數(shù)與壓力成正比。根據(jù)理論分析,本文研究了一臺低壓冷卻儲藏實驗裝置,該裝置可進(jìn)行果蔬真空預(yù)冷、減壓貯藏和冰溫真空干燥試驗,文中詳細(xì)介紹了對設(shè)備真空艙、真空系統(tǒng)、加濕與換氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的研究,以及設(shè)備關(guān)鍵部件的研究與計算分析。
對本文所研究的低壓冷卻儲藏實驗裝置真
4、空艙外換熱管的換熱進(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)換熱管的進(jìn)出口溫差隨著熱流密度和換熱管圈數(shù)的增加而增加,只有換熱管為2圈時進(jìn)出口溫差才能控制在0.5℃以內(nèi);換熱管的管間距對換熱管的平均換熱系數(shù)影響很小,但是當(dāng)流速較高時影響會加大,管間距越小,平均換熱系數(shù)也會變大。對真空艙在不同熱負(fù)荷條件下的輻射換熱進(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)艙內(nèi)貨物通過熱輻射對壁面產(chǎn)生的熱流密度沿著艙體長度方向的變化趨勢都是先上升后下降,在壁面的中間位置會出現(xiàn)熱流密度的峰值。此外,熱負(fù)
5、荷越大,熱流密度的峰值越明顯,熱流密度沿長度方向的變化趨勢也越明顯。
對低壓下傳熱特性進(jìn)行實驗研究,發(fā)現(xiàn)在實驗條件下,當(dāng)實驗容器內(nèi)部壓力高于45.3Pa時,壓力對換熱系數(shù)的影響很小,該壓力區(qū)域內(nèi)換熱系數(shù)與壓力無關(guān),氣體傳熱起主導(dǎo)作用;當(dāng)實驗容器內(nèi)部壓力低于45.3Pa時,換熱系數(shù)的實驗值隨著壓力的下降急劇下降,氣體由連續(xù)型傳熱向自由分子型傳熱過度,氣體傳熱能力隨著壓力的降低而降低;而當(dāng)實驗容器內(nèi)部壓力低于0.17Pa時,換熱系
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