提高含湿食品冻干升华干燥效率的实验研究

摘要

本文实验研究的主要内容是提高含湿食品冻干过程升华干燥速率,实验研究所选用的材料主要是青鱼、猪肉、牛肉、茄子和萝卜,所采用的提高升华干燥速率的方法是翻转异位法和打孔引导法。
　　翻转异位法的主要内容是研究试件冷冻后翻转与否对升华干燥效率的影响。本实验采用冷冻干燥机板层进行冷冻,在冷冻过程中,水分会向试件底层迁移,造成试件中冰分分布的不均匀,试件中,从上部到下部冰量逐渐升高,而在升华干燥阶段升华界面是从试件上部向底部移动即水气从试件顶部逸出,这样存在于试件底部的大量的水分逸出试件的行程变得很长,于是严重影响了升华干燥的速率。本实验正是在此原理基础上展开,通过翻转异位法协同冻结和升华干燥二阶段的湿迁移,探究冻结后反转对冷冻干燥效率的影响。不仅如此,考虑到其他一些实验条件例如试件厚度,初始含湿量,箱体真空度以及不同的冻结速率条件都会影响实验的效果,所以在进行翻转异位法实验的时候加入了这些条件,来综合考察翻转异位法的效果和使用条件。实验结果显示,在60％初始含湿量,6～8mm厚度,30℃即慢速冻结并且控制干燥箱真空度在50Pa可以达到很好的实验效果,在升华干燥中获得较高的升华干燥速率。
　　不只是冻结和升华干燥阶段的水分迁移的不一致性会影响冻干效率,有效的升华干燥面积对升华干燥效率的影响同样不可忽略。打孔引导法正是针对有效升华面积的增加来考察其对升华干燥效率的影响。打孔会增加试件的有效升华面积,有效升华面积的增加使得水分逸出的通道数量增多,水分逸出变得更容易从而提高试件升华干燥的效率;不仅如此,在增加面积相等的情况下,打孔的数量的多少会影响升华干燥的速率,因为孔数量的多少影响水分逸出通道的长短,从而影响水气逸出的速率进而影响升华干燥的效率,同样考虑到其他条件如试件种类和厚度的影响,将这些因素加入到实验中来综合考察实验效果,而且引入了传质传热系数来量化考察打孔引导法的效果。10mm厚度青鱼片,打孔数从1增加到4时,升华干燥速率提升比例从7.25%增加到了15.42%,打孔表面积相同条件下,打一个打孔时升华干燥速率只提升8.16%而打10个小孔条件下提升比例是16.38%。

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第一章 引言

1.1冷冻干燥技术概述

1.2食品真空冷冻干燥的发展和应用

1.3 食品冷冻干燥主要存在的问题

1.4本课题研究内容及解决的问题

第二章 提高含湿食品冷冻干燥效率的理论分析和解决方案

2.1影响含湿食品冻干效率因素分析。

2.2提高含湿食品冻干升华干燥效率的解决方案。

2.3小结

第三章 实验研究翻转异位法对升华干燥速率的影响

3.1翻转异位法的提出

3.2实验方案和测试方法

3.3实验结果与讨论

3.4结论

第四章 不同打孔表面积的打孔引导法提高升华干燥速率的实验研究

4.1实验方案和测试方法

4.2打孔表面积不同的打孔引导法的实验结果及讨论

4.3厚度对不同表面积打孔引导法的影响

4.4试件种类对不同表面积打孔引导法的影响

4.5小结

第五章 不同打孔方式的打孔引导法提高升华干燥速率的实验研究

5.1实验方案和测试方法

5.2实验结果与讨论

5.3厚度对不同打孔方式打孔引导法的影响

5.4试件种类的影响

5.5结果讨论

第六章 结论和展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果论文