试论解冻食品高压低温处理过程基础学报

论文导读：
摘要：近年来,高压技术越来越广泛地运用于食品的杀菌、储藏和功能性食品的开发。食品的高压低温处理技术具有节能、环保及保鲜的特征,越来越受到广大食品探讨者的关注。目前针对高压低温处理技术的基础探讨还不够深入,高压低温处理机理的认识尚不建全面,某些现象尚不能给出合理的解释,这将在一定程度上阻碍了高压低温处理技术的开发与运用。本论文自行设计了一套高压低温实验装置,使用高压低温协同意义,选择具有代表性的植物源食品和动物源食品进行了高压冻结、解冻实验探讨；并通过对食品在高压冻结和解冻历程中的相行为的模拟计算,对高压冻结和解冻历程中的热力学特性有了深入的认识。本文的主要探讨工作及所形成的主要结果与结论如下：(1)自行设计并组建了一套食品高压低温处理装置。该装置设计温度-40℃,设计压力700MPa。使用该装置进行了食品的高压低温冻结与解冻实验探讨。实验探讨对象从马铃薯、薯蓣和白萝卜为典型代表的植物源食品,从鱼肉、猪肉和羊肉为典型代表的动物源食品。(2)对于水的压力辅助冻结和压力转移冻结的实验,探讨了水在高压意义下的过冷和亚稳态现象,为正确设计食品的高压冻结和解冻历程提供了依据。(3)对食品的压力辅助冻结和转移冻结历程进行了实验探讨,揭示了食品相变平台时间与冻结效果的联系。食品在压力辅助冻结历程随操作压力增多,相变平台时间延长,冰晶尺寸增大,组织结构破坏较大；而在压力转移冻结历程随操作压力的增多,相变平台时间缩短,冻结速度加速,组织结构保存完整。结果表明：压力辅助冻结历程不适宜于食品储藏,而压力转移冻结历程在食品储藏历程中具有独特优势；同时通过压力辅助冻结实验分析了不同样品在高压下亚稳态现象的规律,以而能更好地确定转移冻结实验的过冷度。(4)从处理历程中样品的相变平台时间及处理后的汁液损失率、微观组织和质地状况为指标,考察不同冻结和解冻历程对食品的处理效果。压力辅助解冻能有效减少相变时间、降低汁液损失和保护食品解冻品质；压力转移冻结与压力辅助解冻的组合处理模式,更有助于保护食品的质量,减少汁液损失率及营养流失,提升食品颜色、口感和风味；确定了不同样品最佳冻结与解冻工艺。(5)从有限长圆柱为探讨对象,选用从把相变历程的潜热释放转化为显热容为特征的显热容法统一模型,模拟了猪肉在常压和高压下的解冻历程,考察了相变点降低、潜热降低从及样品尺寸等对于相变时间的影响。结果表明：压力辅助解冻能够明显缩短相变时间,潜热降低能一定程度上缩短相变时间,但相变点降低导致的温差加大是相变时间缩短的主要因素；随着样品尺寸增大,相变时间延长,压力导致的缩短效应随样品尺寸的增多更加明显：解冻时间与处理压力之间具有二次联系。(6)使用焓的连续性,选择焓模型模拟探讨了样品压力转移冻结历程相行为,预测了不同冻结压力下相变平台时间、冻结时间及瞬时冰率。结果表明：在压力转移冻结历程中,随压力的升高冻结时间及相变平台时间缩短,操作时间随预冷温度的降低而延长：瞬时冰率随释放压力的增多而增大。关键词：食品论文超高压论文冻结与解冻论文显热容法论文焓法论文
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Abstract6-11
引言11-13
1 文献综述13-26

1.1 食品超高压技术进展13

1.2 典型的高压冻结与解冻历程13-14

1.3 食品高压低温冻结技术进展14-17

1.4 食品高压解冻技术17-20

1.5 食品高压低温处理历程模拟办法20-21

1.6 压力冻结历程数值模拟21-24

1.7 压力解冻历程数值模拟24-26

2 水的高压冻结特性26-39

2.1 引言26-28

2.2 水的冻结实验28-30

2.1 高压低温冻结实验装置28-30

2.2 冻结办法30

2.3 实验结果与分析30-37

2.3.1 水的常压冻结30-31

2.3.2 水的压力辅助冻结31-34

2.3.3 水的压力转移冻结34-37

2.3.4 水冻结历程的过冷现象37

2.4 小结37-39

3 食品高压低温冻结实验探讨39-68

3.1 引言39-40

3.2 材料和办法40-41

3.

2.1 实验材料与设备40

3.

2.2 冻结历程40

3.2.3 微观论文导读：解冻时间及相变平台时间分析88-914.3.5高压冻结与解冻对食品质地的影响91-994.3.6高压解冻对汁液损失的影响99-1034.3.7高压解冻对微观组织的影响103-1064.4小结106-1085食品高压低温历程模拟108-1245.1引言1085.2模型假设108-1095.3数学模型109-1125.3.1焓法模型109-1105.3.2显热容法模型110-1115.3.3压力转变引
组织检测办法40-41

3.

2.4 统计分析41

3 实验结果与分析41-67

3.1 常压冻结历程分析41-45

3.2 力辅助冻结历程和冻结时间45-52

3.3 力转移冻结冻结历程和冻结时间52-61

3.4 组织分析61-67

3.4 小结67-68

4 食品高压解冻实验探讨68-108

4.1 引言68

4.2 材料和办法68-71

4.

2.1 实验原料68-69

4.

2.2 解冻历程69-70

4.

2.3 检测办法70-71

4.3 实验结果与分析71-106
4.

3.1 压力介质在P-PAT历程的热效应71-72

4.

3.2 植物源食品的解冻历程分析72-80

4.

3.3 动物源食品的解冻历程分析80-88

4.

3.4 解冻时间及相变平台时间分析88-91

4.

3.5 高压冻结与解冻对食品质地的影响91-99

4.

3.6 高压解冻对汁液损失的影响99-103

4.

3.7 高压解冻对微观组织的影响103-106

4.4 小结106-108
5 食品高压低温历程模拟108-124

5.1 引言108

5.2 模型假设108-109

5.3 数学模型109-112

5.

3.1 焓法模型109-110

5.

3.2 显热容法模型110-111

5.

3.3 压力转变引起的温度变化111

5.

3.4 网格划分111-112

5.4 高压下热力学性质的确定112-116
5.

4.1 焓值的确定112-113

5.

4.2 热传导系数的确定113-114

5.

4.3 相变点的确定114

5.

4.4 相变平台起始温度的确定114

5.

4.5 瞬时冰率的计算114-115

5.

4.6 高压下潜热值的计算115-116

5.

4.7 平均相变温度的确定116

5.5 计算结果116-122

5.1 总表观热传递系数的预测116-117

5.2 常压冻结模拟结果117

5.3 压力转移冻结历程模拟结果117-119

5.4 潜热值的确定119

5.5 潜热降低对压力辅助解冻相变时间的影响119-120

5.6 相变点降低与潜热降低组合意义120-121

5.7 样品大小的影响121-122

5.6 小结122-124

6 总结与展望124-127

6.1 总结124-126

6.2 展望126-127

创新点摘要127-128
参考文献128-136
致谢136-137
作者介绍137
攻读博士学位期间科研项目及科研成果137-138