基于移动网格的烹饪过程数值模拟及成熟智能识别

发布时间：2021-03-02 05:14

　　中式烹饪是中国十多亿国民的主要饮食形式,2019年全国餐饮收入达到了46721亿元。有必要对中式烹饪开展系统、深入地研究,把握烹饪过程传热与品质变化的内在原理,以推进烹饪科学的进步及烹饪的自动化、标准化。其中,爆炒工艺是中式烹饪操作工艺中最为常用具有代表性的一种方式。该工艺具有大火炒制、持续蒸发强烈、搅拌剧烈、加工时间短以秒计算的特点,是最为复杂、难控制的油传热中式烹饪操作工艺。同时,食品原料常为内部充满多种液体相的多孔介质。在烹饪过程中,搅拌等烹饪操作使原料空间位置发生变化,原料内外将发生热/质传递过程、相变过程,同时收缩现象将改变原料体积、孔隙率、渗透率等物性参数,进而改变食品原料颗粒内部的热/质传递机制,使得爆炒烹饪过程具有显著的非稳态特征。鉴于此,难以通过传统定位分析方法获取颗粒烹饪收缩时内部全局温度和水分含量数据,使得针对食品原料的烹饪成熟过程研究难以开展。而在西方食品科学领域,食品热处理的数值模拟技术一直是研究热点。相较传统定位分析方法,数值模拟技术更能满足同时获得烹饪过程中颗粒食品各组分全局温度和水分变化这一需求。因此,应选择数值模拟技术作为爆炒等中式烹饪热处理热/质传递... 

【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 中式烹饪科学研究的重要性
    1.2 中式烹饪研究现状
    1.3 收缩在中式烹饪数值模拟研究中的重要性
    1.4 考虑收缩的烹饪过程数值模拟研究现状
        1.4.1 收缩现象机理
        1.4.2 原料收缩现象的数学描述方法
        1.4.3 收缩中边界移动问题的求解方法-移动网格
    1.5 深度学习在烹饪领域中的应用及研究现状
    1.6 当前需解决问题
        1.6.1 收缩的数学描述方法
        1.6.2 收缩数学模型的耦合及求解方法
        1.6.3 如何保证耦合后数学模型的可靠性
        1.6.4 如何构建烹饪过程中食品原料成熟识别分类方法
    1.7 研究目的与意义
    1.8 主要研究内容
    1.9 研究体系图
第2章 考虑收缩的热/质传递数学模型构建
    2.1 理论基础
        2.1.1 烹饪成熟动力学原理
        2.1.2 移动网格的方法原理
        2.1.3 原料收缩现象建模角度
    2.2 快速烹饪过程原料收缩现象分析
        2.2.1 原料收缩对结构和物性参数的影响
    2.3 考虑原料收缩现象的热/质传递模型构建
        2.3.1 前期数学模型
        2.3.2 引入收缩过程
    2.4 讨论
    2.5 本章小结
第3章 考虑收缩的数学模型验证及应用
    3.1 材料试剂与仪器设备
        3.1.1 材料和试剂
        3.1.2 仪器和设备
    3.2 试验方法
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 模型验证的统计学指标
    3.3 多物理场描述
        3.3.1 几何模型构建及网格划分
        3.3.2 控制方程
        3.3.3 定解条件
        3.3.4 模型求解
    3.4 模型应用结果与分析
        3.4.1 爆炒过程的各项变化
        3.4.2 火候控制对成熟、品质的影响
    3.5 模型验证
        3.5.1 中心温度历史
        3.5.2 平均水分含量
        3.5.3 平均收缩率
    3.6 讨论
    3.7 本章小结
第4章 猪肉片中心成熟值智能识别分类方法初探
    4.1 理论基础
        4.1.1 成熟值理论适用于深度学习数据集制备的原理
        4.1.2 卷积神经网络
        4.1.3 迁移学习
    4.2 试验模型与方法
        4.2.1 数据采集
        4.2.2 模型架构
        4.2.3 Soft Max分类器
        4.2.4 模型验证方法
    4.3 试验设计与运行环境
    4.4 试验结果分析
    4.5 模型的部署
        4.5.1 模型转换
        4.5.2 应用程序的开发
        4.5.3 应用程序识别结果
    4.6 讨论
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究创新与难点
    5.2 研究总结
    5.3 应用前景
    5.4 理论学习探索过程
致谢
参考文献
附录 A 前期数学模型
附录 B 符号表
附录 C 计算程序
    1 曲线相似比较MATLAB代码
    2 视频截图Python代码
    3 模型转换Shell代码
攻读硕士研究生期间研究成果
在校期间参与项目
题注


【参考文献】：
期刊论文
[1]食品物料的收缩变形特性及其对干燥过程的影响[J]. 范小平,王雅君,邹子爵,向红,缪丽华,应旦阳.  食品工业. 2018(09)
[2]基于CFD数值模拟的豆腐干软罐头杀菌工艺优化[J]. 王磊,邓力,李慧超,彭静,何聪颖,徐嘉.  农业工程学报. 2017(21)
[3]猪里脊肉烹饪终点成熟值的测定[J]. 闫勇,邓力,何腊平,李慧超,李静鹏,李文馨.  农业工程学报. 2014(12)
[4]烹饪传热学及动力学数据采集分析系统的研制[J]. 周杰,邓力,闫勇,李慧超.  农业工程学报. 2013(23)
[5]炒的烹饪过程数值模拟与优化及其技术特征和参数的分析[J]. 邓力.  农业工程学报. 2013(05)
[6]烹饪过程动力学函数、优化模型及火候定义[J]. 邓力.  农业工程学报. 2013(04)
[7]中式烹饪热/质传递过程数学模型的构建[J]. 邓力.  农业工程学报. 2013(03)
[8]液体-颗粒食品无菌工艺的研究进展[J]. 邓力,金征宇.  农业工程学报. 2004(05)

博士论文
[1]固体食品流态化超高温杀菌技术研究[D]. 邓力.江南大学 2006

硕士论文
[1]中式烹饪油炒火候原理初探[D]. 徐嘉.贵州大学 2019
[2]油传热烹饪过程的数值模拟及实验研究[D]. 余冰妍.贵州大学 2019
[3]基于计算流体动力学的肉制品热处理工艺优化[D]. 王磊.贵州大学 2018
[4]爆炒烹饪的CFD数值模拟及功率测定研究[D]. 崔俊.贵州大学 2017
[5]烹饪TTIs的构建及应用研究[D]. 黄德龙.贵州大学 2016



本文编号：3058678