脱水过程中,不同位置的组织细胞伴随着水分的扩散蒸发,常常会出现细胞收缩、破裂,孔隙形成等不同的微观结构变化。细胞微观结构变化会影响到物料中的水分和温度分布以及物料的品质,因此研究不同位置细胞的微观结构变化规律对提高物料品质具有重要指导意义。微观传输现象控制着整体传输机制,生物脱水过程的传输模型需要考虑热质耦合过程中的细胞水平结构微观性,又由于生物组织具有一定的体积,因此不同位置下的不同微观结构的水分、温度分布不同。然而,考虑脱水过程中微观水平传输现象的研究有限。本文运用显微观察及图像处理技术,研究水分迁移过程中蚕豆样品不同位置细胞形态的变化,并分析0℃和8℃不同位置细胞的尺寸参数（相对直径、相对周长、相对面积,面积）和形状参数（圆度,伸长率）的变化规律。基于实验的基础上,将生物单个独立细胞研究与组织层面研究有机结合,开发一个基于生物食品的非均匀微观结构的模型,以分析预测脱水过程中不同位置的细胞以及细胞间隙的水分含量变化,之后建立脱水过程中的不考虑细胞结构的传热传质模型,研究组织中心至组织边缘这一水分迁移路径上细胞以及细胞间隙的水分含量变化,与考虑细胞结构的传热传质模型结果进行对比分析。利用两种模型预测的水分分布与SEM扫描电镜获得的结果进行了比较,发现三者吻合良好,考虑细胞结构的传热传质模型对脱水过程中的水分迁移预测更加准确,最后基于考虑细胞结构的传热传质模型研究脱水温度、细胞扩散系数和细胞壁扩散系数对水分迁移的影响。主要研究结论如下:（1）脱水过程中,0℃时不同时刻的尺寸参数（相对直径、相对周长、相对面积,面积）的最大值在样品切面五等分的紧靠切面中心的下方位置处取得。8℃时其最大值在样品切面中心处取得。形状参数分布在一个范围内,无显著的规律性变化。0℃时,细胞圆度大体分布在0.85～0.95,细胞伸长率集中分布在1.2～1.8。8℃时,细胞圆度大体分布在0.80～0.90,细胞伸长率集中分布在1.2～1.9。（2）脱水过程中,考虑细胞结构的传热传质模型与不考虑细胞的模型的温度差异较小,但考虑细胞结构的传热传质模型细胞间隙位置的水分含量变化趋势为先增加后减少,不考虑细胞结构的传热传质模型一直减少虑细胞结构的传热传质模型更精准地预测水分变化。（3）脱水温度、细胞壁扩散系数和细胞扩散系数对细胞以及细胞间隙的水分迁移影响并不相同。三者对于组织边缘细胞的水分变化影响并不显著,而在组织其他细胞中,三者数值的增加会加快水分迁移;对细胞间隙来说,温度越高或细胞壁扩散系数越大,细胞间隙内的水分变化越快。细胞扩散系数增加相同数值与减少相同数值对细胞间隙内的水分迁移影响一致。