中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)產(chǎn)品種類繁多,果品總產(chǎn)量居世界第一,其中香蕉的保質(zhì)期短,容易腐爛且不易運(yùn)輸,每年因保存不當(dāng)造成大量浪費(fèi)。干燥被認(rèn)為是延長(zhǎng)香蕉儲(chǔ)存時(shí)間的好方法。早期運(yùn)用自然能源（太陽能或風(fēng)能等）對(duì)香蕉片進(jìn)行自然干燥,其能耗較低,但生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量較差,且受限于季節(jié)和氣候條件。然而,人工干燥技術(shù)不受氣候限制,且干燥時(shí)間短。目前,常采用的香蕉干燥方法有:油炸、熱風(fēng)干燥、微波干燥等,但都存在著產(chǎn)品形態(tài)差、風(fēng)味差及營(yíng)養(yǎng)成分嚴(yán)重流失的質(zhì)量問題。在果蔬干燥領(lǐng)域中,真空冷凍干燥（簡(jiǎn)稱凍干）被認(rèn)為是獲得優(yōu)質(zhì)干制品的最佳方法,但存在能耗高的缺點(diǎn),因此,開展凍干香蕉兼顧能耗和品質(zhì)的減損研究具有重要意義。為提高香蕉真空冷凍干燥效率,在獲取香蕉各物性參數(shù)的基礎(chǔ)之上,采用FLUENT數(shù)值模擬軟件對(duì)香蕉預(yù)凍過程傳熱特性進(jìn)行研究,為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)凍時(shí)間提供參考;同時(shí),分析真空冷凍干燥機(jī)理,研究了真空冷凍干燥工藝參數(shù)對(duì)干燥時(shí)間及產(chǎn)品品質(zhì)的影響,通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)得出干燥時(shí)間短、能耗低、品質(zhì)優(yōu)的最佳工藝參數(shù)組合。本文主要研究工作及研究成果如下:（1）通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究,確定了香蕉熱物性參數(shù),為其預(yù)凍過程數(shù)值... 

【文章來源】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水的三相圖

哈爾濱商業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-2-真空冷凍干燥（簡(jiǎn)稱凍干）是在低溫環(huán)境中將濕物料凍結(jié)至其共晶點(diǎn)溫度以下，使物料內(nèi)部的自由水完全固化成冰，然后在一定的壓力下，通過對(duì)已固化的物料加熱，使冰晶直接升華為水蒸氣而被除去，從而獲得干燥制品的技術(shù)[6-7]。其機(jī)理是依據(jù)水的三相變化，即在不同溫度條件下，水存在氣、液、固3種狀態(tài)，在一定壓力條件下，對(duì)固態(tài)冰加熱，可使其直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，水的三相圖如圖1-1所示[8]。OA表示水蒸氣與冰兩相共存時(shí)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系、OB表示冰與水兩相共存時(shí)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系、OC表示水與水蒸氣兩相共存時(shí)壓強(qiáng)與溫度之間的關(guān)系[9]。其中，三條曲線的交點(diǎn)O為固、液、汽三相共存的狀態(tài)點(diǎn)，稱為三相點(diǎn)，其所對(duì)應(yīng)的溫度為273.16K，壓力為611Pa。若冰的壓力維持在低于611Pa，并持續(xù)加熱，冰就會(huì)不經(jīng)過液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)，這個(gè)過程稱為升華過程，真空冷凍干燥技術(shù)就是應(yīng)用該原理，物料首先在低溫環(huán)境下凍結(jié)成固態(tài)，然后在真空狀態(tài)下使水分由固態(tài)升華為氣態(tài)，最終使物料脫水，從而獲得脫水干制品。圖1-1水的三相圖（2）真空冷凍干燥工藝的基本過程為：預(yù)凍過程、升華干燥過程、解析干燥過程，其具體的工藝流程如圖1-2所示。圖1-2真空冷凍干燥工藝流程圖a.預(yù)凍過程凍結(jié)濕物料是真空冷凍干燥的預(yù)備操作，因此也被稱為預(yù)凍。在此過程中，將物料放入凍干室或其他冷凍設(shè)備內(nèi)，使其自由水完全固化，通過預(yù)凍，可使物料在干燥后保

哈爾濱商業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-10-2香蕉熱物性的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究真空冷凍干燥（簡(jiǎn)稱凍干）共有三個(gè)步驟，分別為預(yù)凍、升華干燥、解析干燥。首先，將香蕉冷凍至其共晶點(diǎn)溫度以下，使其內(nèi)部自由水完全凍結(jié)，此階段為預(yù)凍。預(yù)凍結(jié)束后進(jìn)行升華干燥，此時(shí)擱板溫度升高，且凍干室內(nèi)維持低壓狀態(tài)，目的是為冰晶升華提供熱量及動(dòng)力，該階段能夠去除香蕉內(nèi)部的自由水。最后階段的解析干燥能夠去除香蕉內(nèi)部的結(jié)合水，最終將含水率控制在5%以下。在香蕉的真空冷凍干燥過程中，香蕉的物性參數(shù)貫穿始終。因此，計(jì)算及測(cè)定香蕉的物性參具有重要意義。2.1實(shí)驗(yàn)材料及儀器實(shí)驗(yàn)材料為無機(jī)械損傷的新鮮香蕉，購(gòu)買于當(dāng)?shù)厥谐?shí)驗(yàn)中所用到的儀器如下：（1）差示掃描量熱儀：德國(guó)耐馳公司型號(hào)：DSC204F1溫度范圍：–180~700℃溫度誤差<±0.1℃熱焓偏差：±0.1%（2）精密電子天平：美國(guó)華志公司型號(hào)：PTX-FA1004測(cè)量范圍：0~100g讀數(shù)精度：0.1mg線性誤差：±0.2mg（3）導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x：西安夏溪電子科技有限公司型號(hào)：TC3000E測(cè)量范圍：0.001~10W/(m·K)準(zhǔn)確度：±3%測(cè)量時(shí)間：1~20s（4）真空干燥箱：上海南榮實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司型號(hào)：DZX6020B控溫范圍：RT+10℃~250℃真空度<60Pa溫度波動(dòng)性：±1℃上述實(shí)驗(yàn)儀器如圖2-1至2-4所示。圖2-1德國(guó)NETZSCHDSC204F1實(shí)驗(yàn)裝置圖2-2電子天平

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]凍干保存中相變傳熱過程的數(shù)值仿真研究[D]. 馬青.電子科技大學(xué) 2018
[3]黃秋葵真空冷凍干燥的工藝研究[D]. 董秀麗.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]對(duì)蝦冷凍過程的溫度分析及其數(shù)值模擬[D]. 楊小梅.浙江大學(xué) 2014
[5]紙質(zhì)文獻(xiàn)水溶液脫酸保護(hù)中真空冷凍干燥試驗(yàn)研究[D]. 詹艷平.南京師范大學(xué) 2014
[6]大容量人血小板冷凍干燥保存的研究[D]. 周正.浙江大學(xué) 2012
[7]低能耗真空冷凍干燥技術(shù)與過程參數(shù)的研究[D]. 姚智華.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3619772