果蔬高压脉冲电场预处理及低能耗冻干工艺

　　本书内容涉及现代农业工程新技术、农产品加工新技术、农业生物力学等研究应用领域，阐述高压脉冲电场在农产品加工中的应用，低能耗真空冷冻干燥新技术，果蔬等植物生物力学性质的相关基础研究及理论分析。所讲技术处于新技术应用基础研究前沿，具有一定的先进性。 主要内容包括：高压脉冲电场与真空冷冻干燥技术在果蔬加工中的应用、果蔬真空冷冻干燥加工工艺研究、果蔬高压脉冲电场预处理参数优化与作用机理研究、高压脉冲电场预处理对果蔬冻干加工过程的影响、果蔬介电特性的研究与应用、高压脉冲电场对果蔬生物力学性质的影响、高压脉冲电场对果蔬品质的影响。 本书可供农业院校、农业类科研院所的科研人员和师生参考使用。

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第一章高压脉冲电场与真空冷冻干燥技术在果蔬加工中的应用/001
第一节真空冷冻干燥技术在果蔬干燥加工中的应用001
一、冷冻干燥的基本原理001
二、冷冻干燥的基本过程002
三、真空冷冻干燥技术在果蔬干燥加工中的应用研究003
第二节高压脉冲电场技术在果蔬加工中的应用005
一、高压脉冲电场对物料细胞作用机理方面的研究006
二、高压脉冲电场预处理在干燥加工中的应用006

第二章果蔬真空冷冻干燥加工工艺研究/007
第一节果蔬冻干参数对真空冷冻干燥加工能耗的影响008
一、物性参数008
二、试验分析010
三、过程参数对冻干能耗影响的研究022
第二节果蔬真空冷冻干燥过程模型与传热传质机理研究036
一、升华干燥阶段的传热传质036
二、解析干燥阶段的传热传质037
三、冷冻干燥过程数学模型的研究现状及进展037
四、一般果蔬物料冻结模型的建立041
五、无相变降温阶段的模型及定解条件041
六、冻结阶段的模型与定解条件042
七、再降温过程的模型方程与定解条件043
八、几种常见形状物料的冻结模型043
九、冻结模型的求解049
十、一般果蔬物料升华-解析模型的建立——升华干燥过程的数学模型055
十一、解析干燥过程的数学模型059
十二、几种常见形状物料的升华-解析模型060
十三、真空冷冻干燥过程的Stefan（斯忒藩）问题069
第三节果蔬真空冷冻干燥水分在线监测系统研究076
一、测量系统的环境条件及设计要求077
二、称量部分的性能测试及误差分析083
第四节运用图像处理技术在线监测真空冻干果蔬含水率086
一、颜色测量技术及其应用研究进展086
二、纹理特征分析技术及其研究进展087
三、应用颜色测量与分析技术实时监测果蔬冻干含水率087
四、应用纹理分析技术实时监测果蔬冻干含水率102
五、图像纹理特征值与样本含水率相关性分析109

第三章果蔬高压脉冲电场预处理参数优化与作用机理研究/124
第一节高压脉冲电场预处理果蔬介电特性与脱水特性相关性研究124
一、高压脉冲电场预处理工艺参数124
二、高压脉冲电场预处理技术在果蔬干燥中的应用125
三、农业物料介电特性概念及测量125
四、电磁场参数对农业物料介电特性的影响126
五、温度对农业物料介电特性的影响126
六、外形参数对农业物料介电特性的影响126
七、水与离子行为对农业物料介电特性的影响127
八、高压脉冲电场预处理果蔬介电特性与脱水特性相关性试验研究127
第二节高压脉冲电场预处理果蔬干燥温度对介电特性的影响134
一、试验材料与方法134
二、试验结果与分析136
第三节高压脉冲电场预处理对果蔬介电、脱水特性影响机理分析143
一、高压脉冲电场预处理对果蔬介电特性影响机理分析143
二、高压脉冲电场预处理对果蔬脱水特性影响机理分析146

第四章高压脉冲电场预处理对果蔬冻干加工过程的影响/147
第一节高压脉冲电场对果蔬冻干细胞结构及冻干速率的作用效应147
第二节基于格子玻耳兹曼(Boltzmann)方法分析果蔬真空冷冻干燥速率158
一、格子Boltzmann方法简介158
二、果蔬真空冷冻干燥过程模型的建立159
三、模型的验证161
第三节高压脉冲电场对果蔬冻结过程及其冰晶形成的影响164
一、高压脉冲电场对果蔬冻结过程及其微结构与品质的影响164
二、不同高压脉冲电场处理对果蔬冻结速度的影响166
三、不同高压脉冲电场处理对果蔬成核的影响167
四、不同高压脉冲电场处理对解冻果蔬品质的影响168
五、不同高压脉冲电场处理对果蔬解冻后质构的影响169
六、高压脉冲电场对果蔬微观结构的影响169
七、高压脉冲电场预处理果蔬低能耗冻干工艺研究170

第五章果蔬介电特性的研究与应用/182
第一节果蔬介电特性检测及可调探针式电极的设计与试验182
一、果蔬介电特性与电学模型的建立182
二、可调探针式电极参数对苹果介电参数测量的影响试验184
三、４针型探针式电极参数对苹果介电特性测量结果的影响189
第二节果蔬冻干过程含水率无线监测系统设计与试验196
一、系统设计总述196
二、测量装置设计197
三、电容传感器设计197
四、温度传感器设计199
五、ZigBee终端节点设计200
六、收发器设计201
七、上位机软件设计201
八、果蔬无线检测装置性能评估实验201

第六章高压脉冲电场对果蔬生物力学性质的影响/203
第一节对果蔬宏观力学性质的影响203
一、果蔬宏观力学性质试验方案及设计203
二、果蔬剪切性质试验研究206
三、果蔬硬度试验研究211
四、果蔬压缩力学性质试验研究213
五、压痕法测试果蔬力学性质的试验方法研究219
第二节对果蔬细观力学性质的影响227
一、高压脉冲电场预处理果蔬细观结构变形试验研究227
二、高压脉冲电场预处理对果蔬细观力学性质的影响228
第三节对果蔬黏弹性及动态力学性质的影响235
一、蠕变实验235
二、高压脉冲电场预处理果蔬动态黏弹性力学性质试验研究240
三、脉冲电场预处理液态状果蔬流变性质试验研究247

第七章高压脉冲电场对果蔬品质的影响/257
第一节高压脉冲电场作用于果蔬对主要营养成分的影响257
一、果蔬营养素含量的测定试验257
二、模型的建立258
第二节高压脉冲电场作用于果蔬对外观及感官品质的影响261
一、果蔬物性的测定试验262
二、模型的建立与分析263

结语/267

参考文献/268