《超高壓加工過程熱特性與溫度場模擬的研究》是依託浙江大學，由李建平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超高壓加工過程熱特性與溫度場模擬的研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：李建平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
農產品物料（食品或生物材料）的超高壓加工是一項發展迅速的國際前沿新技術。超高壓加工時，在高壓腔內壓力是各向均勻的，但熱特性與溫度場卻不斷變化，對超高壓加工有很複雜的影響。由於能耐超高壓的測試設備欠缺，使得農產品超高壓加工相關基礎數據有限，成為影響超高壓加工新技術套用的一個重要瓶頸。本項目將：(1)通過建立能在超高壓下(≤1500MPa)工作的多點溫度測試系統，測量物料的絕熱壓縮升溫、高壓腔內溫度場變化；(2)測量不同物料在超高壓下(≤700MPa)的熱傳導、熱擴散、比熱參數；(3)建立超高壓加工熱動態系統數學模型，用實測數據作參數標定與模型驗證，進行系統模擬和溫度場調控研究；(4)探索專門針對超高壓加工過程的壓力-熱和傳熱新模型, 強化超高壓加工的理論基礎。通過項目的研究，取得超高壓加工過程的基礎數據與模型，以提高農產品超高壓加工的品質，提升我國超高壓技術的研究與套用水平。
結題摘要
超高壓加工是一項農產品加工新技術，實現殺滅微生物或者提高農產品品質。超高壓加工過程中農產品物料的熱特性與溫度場分布是超高壓加工這項新技術研究的熱點與難點問題。目前國內的超高壓設備功能不夠完善，缺乏能在超高壓下有效工作的溫度檢測與調控設備，制約了超高壓加工過程中農產品物料熱特性的研究。項目針對這些問題進行了深入的研究。通過在現有超高壓設備上加裝溫度檢測與控制裝置，實現了超高壓下的多點溫度監控。測定不同農產品物料在不同處理條件下的絕熱壓縮升溫值，研究並分析了農產品的成分組成、處理壓力和初始溫度對其絕熱壓縮升溫值的影響，結果發現:脂肪類物料的絕熱壓縮升溫值（7.3~10.7℃/100MPa）較其他高含水率物料的（2.6~4.0℃/100MPa）要高，且隨壓力的增大而減小，高含水率物料的絕熱壓縮升溫值隨初始溫度的升高表現出增大的趨勢，而脂肪類物料的變化則不明顯；採用雙針熱線法在不同壓力和溫度條件下檢測了不同農產品物料的熱傳導係數、熱擴散係數和比熱等熱特性參數, 結果發現：所測農產品物料的熱傳導率和熱擴散率隨著壓力的增大而增大，而其比熱隨壓力的增大而減小；提出了農產品物料超高壓下的絕熱壓縮升溫值、熱特性參數關於處理壓力和溫度的函式關係，並擬合得到了預測模型。使用這些模型可以較好地預測超高壓加工過程中的溫度變化，並加以準確調控，提升超高壓加工（殺菌）的品質。超高壓協同熱效應殺滅牛奶中大腸桿菌的研究表明合理利用超高壓過程中的熱效應能減少使用壓力，進而可以有效地降低超高壓產品的生產成本。通過此項目的研究，取得了超高壓加工過程的基礎數據與模型，有助於提升我國超高壓技術的研究與套用水平。
