预制菜猪里脊冷冻和解冻传热传质特性研究

作     者：周志男 

作者单位：哈尔滨商业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：甄仌

授予年度：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：预制菜 猪里脊 冷冻实验 解冻实验 传热传质 数值模拟 

摘      要：预制菜作为近两年突然兴起的食品,在冷冻和解冻方面的研究还不完善,而冷冻和解冻过程对预制菜的品质有极大影响。本文对预制菜的冷冻和解冻过程的传热传质进行研究,对今后预制菜生产具有指导意义。 本文对预制菜冷冻和解冻基础理论进行分析,得到预制菜在冷冻和解冻后品质的变化。通过实验的方法测量冷冻和解冻先后pH的变化和电导率的变化。用仿真模拟软件模拟不同冷冻温度,不同冷冻风速和不同含水率下的冻结时间。对解冻过程的模拟通过改变解冻温度和含水率的方法进行研究,得到不同的解冻温度曲线。 关于预制菜内部冰晶生长做了理论研究,通过微观,介观,宏观的角度分析冰晶的解冻过程。研究冷冻过程和解冻过程预制菜风味、质构,保水性营养成分等变化,对预制菜冷冻和解冻过程品质变化进行分析。把成熟值理论引入到冷冻过程和解冻过程,得到冷冻成熟值和解冻成熟值的计算公式。 通过冷冻和解冻实验,研究解冻前后预制菜猪里脊的pH和电导率的变化规律。冷冻前猪里脊pH为6.46,冷冻温度为253.15K、248.15K、243.15K冷冻后的pH分别为6.25、6.27和6.31,猪里脊冷冻后pH值降低,冷冻温度越低pH越接近初始值;猪里脊解冻前pH6.25,解冻温度为298.15K、303.15K和308.15K解冻后的pH分别为6.10、6.07和6.03,猪里脊解冻以后pH值降低,解冻温度越低越接近初始值;猪里脊冷冻前电导率为1060μS/cm,冷冻温度为253.15K、248.15K、243.15K冷冻后的电导率分别为1081μS/cm、1077μS/cm和1076μS/cm,冷冻后电导率升高,冷冻温度越低越接近初始值;猪里脊解冻前电导率为1081μS/cm,解冻温度为298.15K、303.15K和308.15K解冻后的电导率分别为1152μS/cm、1157μS/cm和1160μS/cm,解冻后电导率升高,解冻温度越低和初始电导率越接近。pH和电导率与初始值越接近,预制菜品质变化越小,低冷冻温度和低解冻温度越都更利于保存预制菜的品质。 使用CFD软件建立物理模型,计算预制菜猪里脊的比热容、含水率、热导率、密度、等热物性参数物性参数和温度的变化关系,对预制菜的冷冻过程和解冻过程进行模拟,改变冷冻过程的冷冻温度,冷冻风速和猪里脊含水率进行模拟,改变解冻过程的解冻温度和猪里脊含水率进行模拟。更新求解器,研究预制菜猪里脊的表面温度和中心温度随时间变化的规律。得到结论冷冻温度为238.15K,235.15K和228.15K时,冻结时间分别为1613s,1425s和1276s。风速为4m/s、5m/s和6m/s时,冻结时间分别为1732s,1636s和1568s。含水率为65%和75%时,冻结时间为1760s和2020s。解冻温度为293.15K,288.15K和283.15K时,解冻时间为1736s,2208s和3116s。含水率为65%和75%时,解冻时间为1364s和1568s。