草莓干冰喷射速冻过程的数值模拟与优化

• Published in: 农业工程学报 Vol. 37; no. 1; pp. 306 - 314
• Main Authors: 宁静红, 赵延峰, 孙朝阳
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 天津商业大学天津市制冷技术重点实验室,天津 300134 2021
• Subjects: 草莓; 数值模拟; 冷冻; 优化; 干冰喷射
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.036

TB61; 为了有效提高速冻后草莓的品质,该研究提出干冰喷射速冻草莓的方法,设计了干冰喷射速冻草莓的速冻间和干冰喷射装置,利用Comsol软件对速冻间内干冰喷射草莓速冻过程的温度场、速度场和压力场进行模拟,研究了不同干冰喷入速度(0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50 m/s),喷入口半径(18、20、23、25、30 mm),以及干冰喷入速度为0.20、0.30 m/s时模型内干冰体积分数变化对草莓速冻效果的影响.结果表明:随着干冰入口半径的增加和干冰喷入速度的提高,草莓会更快的冻结.在入口半径为25 mm,流速为0.30 m/s情况下,可以高效实现草莓速冻.对干冰速冻草莓降温性能进行分析,并与现有液氮喷淋速冻草莓降温性能进行比较,结果表明:干冰速冻草莓通过最大冰晶带和草莓完全冻结的时间分别减少63.9％和41.7％,草莓能最大限度地保持原有的新鲜状态和营养成分.对优化的结果进行试验验证,草莓表面温度和中心温度达到标准时误差分别为3.70％和6.03％,草莓干冰速冻前后的品质指标均优于草莓速冻标准.研究结果为进一步开发节能环保的干冰速冻草莓装置提供参考.