【摘 要】
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鲜枸杞作为鲜食果蔬,比干制枸杞营养更丰富口感更佳,而广受消费者的青睐,其需求量逐年增加,然而鲜枸杞水分含量高,且皮薄易损,采后温度较高生理活跃,易软化、萎蔫等,常温下鲜枸杞保鲜期只有2~3d,亟需行之有效的方法进行快速降温,而真空预冷以冷却效率高效和节能卫生等特性在果蔬采后加工方面得到关注,但高失水率和冷却不均等现象限制了其应用的广泛性,为了推动真空冷却技术在果蔬保鲜领域的发展,需对其预冷效果进行
【基金项目】
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宁夏回族自治区重点研发计划重大专项“宁夏特色果蔬冷链关键技术装备研发与示范”课题一“宁夏特色果蔬冷链过程品质变化与控制技术装备研究”子课1“宁夏特色果蔬冷链过程品质变化与控制技术”(项目编号:2018BCF01001,项目经费:65.56万元,执行期:2018年1月至2021年12月);
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鲜枸杞作为鲜食果蔬,比干制枸杞营养更丰富口感更佳,而广受消费者的青睐,其需求量逐年增加,然而鲜枸杞水分含量高,且皮薄易损,采后温度较高生理活跃,易软化、萎蔫等,常温下鲜枸杞保鲜期只有2~3d,亟需行之有效的方法进行快速降温,而真空预冷以冷却效率高效和节能卫生等特性在果蔬采后加工方面得到关注,但高失水率和冷却不均等现象限制了其应用的广泛性,为了推动真空冷却技术在果蔬保鲜领域的发展,需对其预冷效果进行优化。因此,本文以鲜枸杞为研究对象,采用真空预冷、数值模拟和酸性氧化电位水等技术,围绕鲜枸杞真空冷却机理,即果蔬与预冷流场的热质交换进行探究,以期为鲜枸杞预冷效果的提高和真空预冷技术的优化提供理论参考。主要研究成果如下:(1)真空预冷下鲜枸杞单果传热传质数值模型的建立。利用测量数据和已知公式对鲜枸杞的热物性参数进行计算,建立鲜枸杞单果的椭球体几何模型,根据真空预冷参数构建其热质传递的物理模型及数学模型,选取预冷终压为700-800 Pa对鲜枸杞单果进行预冷并记录其数据,并把上述的参数和模型输入的数值模拟软件中,得到仿真图像和模拟数据,对实验和模拟数据对比分析。结果表明,数值模拟能良好,预冷时长约为1100 s,中心温度模拟值与实验值之间的温度差在2.65℃以内,最大误差为11.76%,表皮处温度模拟值与实验值之间的温度差在2.54℃之间,最大误差为14.20%。(2)真空预冷下盒装鲜枸杞传热传质数值模型的建立。采用不同预冷终压(600-700 Pa、700-800 Pa、800-900 Pa)对盒装鲜枸杞进行真空预冷,其温度在不同终压下变化总趋势相似,中心处预冷终温分别约为3.52℃、5.17℃、8.61℃,外部处预冷终温分别约为4.89℃、7.02℃、9.73℃,其失水率分别为1.75%、1.38%、1.25%,综合考虑后选取预冷终压为700-800 Pa对盒装鲜枸杞热质传递进行数值模拟。结果表明,模拟准确性较好,预冷时长约950 s,中心温度的模拟与实验温度差在1.59℃之内,其最大误差为13.11%,表皮温度的模拟与实验温度差在1.93℃范围内,其最大误差为12.82%。(3)酸性氧化电位水处理后鲜枸杞传热传质数值模型的建立。采用酸性氧化电位水(EOW)对盒装鲜枸杞浸泡处理,而后设置不同预冷终压为(600-700 Pa、700-800 Pa、800-900 Pa)对其真空预冷,其温度变化总趋势相似,中心处预冷终温分别为3.71℃、6.84℃、8.80℃,外部处预冷终温分别为2.46℃、5.88℃、7.46℃,失水率分别为0.29%、0.28%、0.26%。综合考虑后选取终压700-800 Pa下对其热质传递进行数值模拟。结果表明,模拟准确性较好,预冷时长约850 s,中心温度的模拟与实验的最大温度差约1.12℃,其最大误差为7.50%,表皮温度的模拟与实验的最大温度差约2.57℃,其最大误差为12.62%。
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