水产品微波杀菌试验装置研制

摘要

随着微波杀菌技术的发展，微波在杀菌过程中暴露出来的问题逐渐受到人们的关注。在采用微波对食品进行加热杀菌时，食品受热不均匀，导致食品的加工质量和杀菌效果降低，严重制约微波杀菌技术在食品行业的应用。针对这一问题，科学家们提出了多种行之有效的方式以改善微波加热的不均匀性问题，湿式微波杀菌就是其中之一。湿式微波杀菌利用微波和热水共同作用，加工后的食品有更长的货架期，且能保留食品原有的风味和营养。该项技术在国外获得了重大突破，曾前后两次获得美国食品和药物管理局（FDA）的官方认证，但在国内该项技术还处在起始研究阶段。针对这一现状，提出研制一种应用于水产品的微波杀菌试验装置，为进一步研究湿式微波杀菌技术奠定基础。装置具体研制过程如下：
　　（1）试验装置设计方案的确定。依据微波杀菌工艺要求确定试验装置整体设计方案，建立微波和热力共同加热部分的分析模型，由麦克斯韦方程组计算某一功率和频率下微波谐振腔中的电场分布，依据电场分布和材料的介电损耗计算得出电磁场耗散功率，再结合导热微分方程计算出谐振腔内的温度分布，确定谐振腔设计参数；
　　（2）微波谐振腔设计。计算谐振腔工作载荷，设计谐振腔，并对其进行结构分析、密封分析，依据分析结果优化改进谐振腔，最终设计出具有良好磁场加热能力、良好机械性能、良好密封性能的微波谐振腔；
　　（3）谐振腔调速系统设计。确定系统整体设计方案，设计自张紧机构，进行输送带热分析以及传动轮动力特性研究，设计旋转密封机构，计算传动轮受到的阻力力矩，并完成系统运动的控制设计；
　　（4）装置试验。进行鱼糜杀菌试验，检验装置对食品的加热性能，并得到合理的鱼糜杀菌试验操作流程。

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1引言

1.1选题背景和研究意义

1.2国内外研究现状和发展动态

1.3研究内容及研究方式

2试验装置设计方案

2.1整体设计方案

2.2谐振腔内部温度场数值模拟

2.3本章小结

3微波谐振腔设计

3.1谐振腔结构设计

3.2谐振腔静密封分析

3.3谐振腔水压试验

3.4本章小结

4谐振腔调速系统设计

4.1谐振腔调速系统整体方案

4.2自张紧装置设计

4.3传动轮动力学特性研究

4.4传动轴旋转动密封结构设计

4.5 步进电机的PLC运动控制

4.6本章小结

5装置试验及其结果分析

5.1TrackSense Pro 无线数据记录系统介绍

5.2鱼糜杀菌试验

5.3本章小结

6结论与展望

参考文献

致谢

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