实验五 食品冻结温度曲线的测定、干燥及干燥速率测定实验.docVIP

实验五 食品冻结温度曲线的测定 一、实验目的 ? 1. 了解食品材料冻结过程与特性。 2. 掌握冻结过程中温度曲线的测定方法。 3. 观察冻结速率对冻结食品质量的影响。 ? 二、实验原理 ?食品冻结温度曲线是食品在冷却、冻结过程中，食品温度与所经历的时间关系曲线。在食品冷却、冻结的不同温度阶段中，放出的热量是不均衡的。当食品刚被冷却时，食品的温度下降较快，但降至某一温度时，食品中的水分开始冻结，并形成冰晶，这个温度即为食品的冻结点，也称为冰点。当食品继续被冷却时，其冷量主要用来夺取食品中大部分水分冻结成冰时所放出的大量潜热，因此，在较长时间内食品的温度几乎恒定，曲线呈水平状态，这段温度区间通常在－1～－5℃，称为最大冰晶生成带（图1：A－B）（zone of maximum crystallization）。此后，食品温度又快速下降，直至冻结结束。如图1所示。 图1 食品冻结温度曲线 三、实验原理简要图示及相关设备图 ? 四、本实验装置图 五、实验方法?????? 检查温度检测热电耦及计算机采集系统是否正常； 在铜－康铜热电耦上做好标号，以备记录食品材料表面温度和内部不同点处的温度； 启动制冷系统，并设定冻结温度为－25℃； 做好食品试样，并固定热电耦于不同处； 计算机开始记录； 当温度趋于内外一致时，冻结结束； 分析不同材料、不同形状与尺寸的食品材料，其温度曲线的异同。 六、思考题： 为什么要测量食品的冻结温度曲线，对食品冷冻生产有什么意义？ 食品冻结曲线最大冰晶带的时间长短与哪些因素有关？ 解冻时各点温度变化如何？与冻结温度曲线有何异同？ 实验八 干燥及干燥速率测定实验 一、实验目的 ? 1. 了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理。 2. 掌握物料干燥速率曲线的测定方法。 3. 研究风速、气流温度对物料干燥速率曲线的影响。 4. 测定物料在恒定干燥工况下的干燥速率曲线。 ? 二、实验原理 ?干燥操作是采用某种方式将热量传给含水物料，使含水物料中的水分 蒸发分离的操作。干燥操作同时伴有传热和传质，过程比较复杂，目前仍依赖于实验解决干燥问题。 首先要确定湿物料的干燥条件，例如已知干燥要求，当干燥面积一定时，确定所需干燥时间；或干燥时间一定时，确定所需干燥面积。因此必须掌握物料的干燥特性，即干燥速度曲线。将湿物料置于一定的干燥条件下，即有一定湿度、温度和速度的大量热空气流中，测定被干燥物料的质量和温度随时间的变化。 如图1所示，干燥过程可分为三个 阶段： AB为物料预热阶段； BC为恒速干燥阶段； CDE为降速干燥阶段。 在预热阶段，热空气向物料传递热 量，物料温度上升。当物料表面温度达 到湿空气的湿球温度，传递的热量只用 来蒸发物料表面水分，其干燥速率不变， 为恒速干燥阶段，此时物料表面存有液 态水。在物料表面不存在液态水，水分 由物料内部向表面扩散，其扩散速率小 于水分蒸发速率，则物料表面变干，表 面温度开始上升，为降速干燥阶段，最 后物料的含水量达到该空气条件下的平 衡含水量X*。恒速干燥阶段与降速干燥 阶段的交点为临界含水量Xc。 干燥速率即水分汽化速率，可用单 位时间单位干燥面积汽化的水分量表示： kg水/m2·h (1) 式(1)中 U------干燥速率， kg水/m2·h NA----干燥速率， kg水/m2·h W-----汽化的水分量，kg； A-----物料的干燥表面积，m2； Τ------干燥时间，h。 干燥速率也可用单位干物料在单位时间内所汽化的水分量表示： kg水/kg干物料?h (2) 式(2)中 U’------干燥速率， kg水/m2·h; NA’-----干燥速率， kg水/m2·h; X-------干物料含水量，kg水/kg绝干物料； Gc-------干物料质量，kg。 由于，所以 。 以干燥实验曲线图中含水量X对时间的斜率，即得干燥速度曲线，如图2所示。 三、实验原理简要图示及相关设备图 ? 图3 实验原理简要图示和工业中常见设备图 四、本实验装置图 图4 本实验装置装配图 本实验装置中，空气由风机输送经过孔板流量计，通过电加热器后流入干燥室，然后入风机循环使用。电加热器由继电器控制保持空气的温度恒定。干燥室前方配有干湿球温度计，干燥室后也配有温度计，用以测量干燥室内的空气状况。风机出口端的温度计用于测量流径孔板时的空气温度。空气流速由蝶阀4调节。注意整个实验操作中此阀都不能全关闭，否则电加热器就会因空气不流动而过热造成损坏。风机进口端的片式阀控制系统吸入的空气量；出口端的片式阀调节系统外排的废气量。如试样量较多可调节此两阀保持系统内空气温度的恒定。如果试样数不多可不开启。?