低温载冷剂制备及食物浸渍式冷冻过程中传热性能研究

低温载冷剂制备及食物浸渍式冷冻过程中传热性能研究低温载冷剂制备及食物浸渍式冷冻过程中传热性能研究

摘要：本文通过实验研究低温载冷剂的制备，以及在食物浸渍式冷冻过程中传热性能的分析。实验采用地沟式热泵系统制备了两种不同性质的低温载冷剂：一种为30%的乙二醇水溶液，另一种为40%的甘油水溶液。通过测量不同载冷剂在不同温度下的蒸气压和密度等物理参数，验证了所制备的低温载冷剂的性质。接着，采用该载冷剂对不同食材（包括牛肉、鱼肉和蔬菜）进行浸渍式冷冻实验，在不同冷冻时间内记录其温度变化，并对冷冻过程中的传热性能进行研究。结果表明，甘油水溶液可以更好地维持食材的质量和口感，但乙二醇水溶液的制备成本更低。此外，随着冷冻时间的增长，传热系数逐渐降低，且不同食材的传热性能存在差异。

关键词：低温载冷剂；浸渍式冷冻；传热性能；甘油水溶液；乙二醇水溶在现代食品加工业中，冷冻是一个非常重要的加工技术，可保持食品的质量和口感，并延长保质期。浸渍式冷冻是一种常见的冷冻方法，其原理是将食品浸泡在低温载冷剂中，通过传热将食品的温度降低到所需温度。因此，低温载冷剂和传热性能是影响浸渍式冷冻效果的重要因素。

本研究采用地沟式热泵系统制备了30%的乙二醇水溶液和40%的甘油水溶液，并通过测量其在不同温度下的蒸气压和密度等物理参数，验证了所制备低温载冷剂的性质。实验结果表明，甘油水溶液具有更好的冷却效果，可以更好地维持食材的质量和口感。但是，由于甘油的成本较高，乙二醇水溶液是更经济的选择。

接着，我们采用所制备的低温载冷剂对不同食材（包括牛肉、鱼肉和蔬菜）进行浸渍式冷冻实验，并记录不同冷冻时间内食材的温度变化。实验结果表明，随着冷冻时间的增长，传热系数逐渐降低。这是因为冷冻开始时，食材与低温载冷剂之间的温差较大，传热速度较快。但随着冷却过程的进行，温差逐渐减小，传热速度也逐渐降低。

此外，不同食材的传热性能也存在差异。实验结果表明，牛肉的传热速度最快，而蔬菜的传热速度最慢。这是因为不同食材的物理性质不同，导致其与低温载冷剂之间的传热过程存在差异。

综上所述，本研究成功制备了两种不同性质的低温载冷剂，并通过实验研究了它们在浸渍式冷冻过程中的传热性能。这些结果对于选择适合不同食材的低温载冷剂和优化浸渍式冷冻工艺具有重要意义在实际应用中，除了低温载冷剂和传热性能，还有其他因素也会影响浸渍式冷冻效果。其中一个重要因素是浸冻时间。实验结果表明，随着浸冻时间的增加，食材的质量会逐渐下降。这是因为长时间的冷冻会导致食材中的水分结冰，形成冰晶。这些冰晶会破坏食材的细胞结构，使得食材质量下降。

另一个影响浸冻式冷冻效果的因素是浸冻温度。实验结果表明，低温载冷剂的温度越低，食材的冷冻速度越快，但同时也会引起冻伤等问题。因此，在选择浸冻温度时，需要综合考虑浸冻时间、低温载冷剂的性质以及食材的特点。

此外，还有一些其他的因素也会影响浸冻式冷冻效果。例如，食材的形态、大小和厚度等都会影响它与低温载冷剂之间的传热过程。因此，在实际应用中，需要根据食材的特点选择合适的浸冻方式，以达到最佳的冷冻效果。

总之，浸冻式冷冻是当前冷冻技术中一种常用的方法，其冷冻效果受到多种因素的影响。本研究通过制备不同性质的低温载冷剂，并通过实验研究了其在浸冻式冷冻过程中的传热性能，为选择适合不同食材的低温载冷剂和优化浸冻式冷冻工艺提供了参考同时，浸冻式冷冻还需要考虑食品的排列。食品排列方式不同会导致传热效果、冷冻速度、冷冻质量的变化。一般来说，食品不宜紧密排列，以免传热受阻，使得冷冻速度变慢。同时，食品的尽量平铺，可以提高低温载冷剂的传热效率，缩短浸冻时间，使得食品的冷冻效果更好。

此外，浸冻式冷冻过程中，冷冻室内的温度也需要保持稳定。温度过高会导致低温载冷剂失去冷却效果，影响传热性能；温度过低则容易导致冷冻器械的故障。因此，在实际应用中，需要根据食材的特点和冷冻器械的性能，确定合适的浸冻温度和控制参数，以确保浸冻式冷冻效果的稳定和可靠。

总之，浸冻式冷冻是一种应用广泛的冷冻方法，其效果受到多种因素的影响。为了获得最佳的冷冻效果，需要综合考虑低温载冷剂的性质、食材的特点、浸冻时间、浸冻温度以及冷冻室的控制参数等多个因素。通过合理选择和优化这些参数，可以实现浸冻式冷冻的高效、稳定和可靠综上所述，浸冻式冷冻是一种重要的食品冷冻方法，其效果的优劣受到多种因素的影响。