悬浮结晶冷冻浓缩苹果汁的应用基础研究

发布时间：2023-04-21 02:41

　　冷冻浓缩(FC)是一种将溶液中的部分水分冷冻、转化为纯洁的冰晶,然后除去,以达到浓缩溶液的目的,可能成为蒸发浓缩的一种替代方法。本论文以苹果汁为研究对象,探究了冷冻浓缩前后与真空蒸发浓缩前后效果的对比,程序控制离心分离与洗涤分离效果的对比以及智能化冷冻浓缩仪的研发与性能分析测试。基于悬浮式结晶冷冻浓缩(SFC)应用了一台三位一体的智能化多级冷冻浓缩仪。将苹果汁作为研究对象测试了该仪器的性能,在冷却阶段,刮面换热器在第一、二、三级冷冻浓缩的换热系数分别为0.23±0.00 k J·m^-2·℃^-1、0.11±0.02 k J·m^-2·℃^-1和0.22±0.02 k J·m^-2·℃^-1;冷冻阶段的换热系数分别为0.54±0.03 k J·m^-2·℃^-1、0.44±0.02k J·m^-2·℃^-1和0.29±0.01 k J·m^-2·℃^-1

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 常见的溶液浓缩方法
        1.1.1 蒸发浓缩
        1.1.2 膜浓缩
        1.1.3 冷冻浓缩
    1.2 冷冻浓缩技术概况及应用
        1.2.1 冷冻浓缩的原理
        1.2.2 冷冻浓缩的结晶方式
        1.2.3 冷冻浓缩的应用
    1.3 悬浮结晶冷冻浓缩技术研究进展
        1.3.1 悬浮结晶冷冻浓缩设备
        1.3.2 悬浮结晶冷冻浓缩过程
    1.4 苹果汁的营养价值、需求及加工现状
        1.4.1 苹果汁的营养价值及需求
        1.4.2 苹果汁的加工现状
第二章 智能化悬浮结晶冷冻浓缩设备的性能分析、测试和表征
    2.1 系统组成和工作原理
        2.1.1 制冷单元
        2.1.2 刮面换热器、结晶器和洗涤器
        2.1.3 测控单元
        2.1.4 储箱
    2.2 系统特性分析
        2.2.1 刮面换热器及结晶器的传热传质机理
        2.2.2 浓缩比r、分配系数p、回收得率y和结晶率f的数值分析
        2.2.3 系统产冰速率
    2.3 换热系数U的实验测量和表征
    2.4 冷冻浓缩进程的表征
    2.5 实验结果和讨论
        2.5.1 实验测试方法
        2.5.2 果汁冰点下降和刮面换热器的负载电流
        2.5.3 换热系数U和产冰速率w
        2.5.4 刮刀转速的影响
        2.5.5 结晶率与液柱高度关系的验证
            2.5.5.1 苹果汁
            2.5.5.2 海水
    2.6 本章小结
第三章 苹果汁冷冻浓缩与真空蒸发浓缩效果的对比
    3.1 材料与方法
        3.1.1 苹果汁
        3.1.2 化学试剂和分析方法
    3.2 实验设备
        3.2.1 智能化冷冻浓缩仪原型机
        3.2.2 浓缩比r、分配系数p及得率Y的数值分析
        3.2.3 真空旋转蒸发仪
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 果汁浓度上升和冰点下降
        3.3.2 冰晶的形貌
        3.3.3 浓缩比、分配系数及得率
        3.3.4 还原糖、色值和维生素C
        3.3.5 芳香组分
    3.4 本章小结
第四章 悬浮结晶冷冻浓缩苹果汁的全床离心过滤的研究
    4.1 材料和方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 实验过程
            4.1.2.1 三级冷冻浓缩
            4.1.2.2 冰晶堆积床的形成和离心分离
        4.1.3 数值分析和计算
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 冰晶堆积床的形成及果汁的冰点下降
        4.2.2 冰晶与浓缩果汁的离心分离
        4.2.3 离心辅助悬浮结晶冷冻浓缩果汁的评价
        4.2.4 离心过滤数学模型
            4.2.4.1 渗透率和渗透系数
            4.2.4.2 滤布阻力和滤饼比阻
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术成果
致谢



本文编号：3795672