食品真空贮藏温度变化试验结果展示
一、数学模型
假设冷却过程中食品的物性参数不变，为常数；食品表面与环境只有传质换热，忽略对流、导热及辐射换热；食品各向同性。
二、试验结果分析
1、温度变化情况在贮藏环境温度T=1℃，相对湿度=85％一90％，压力P=10 kPa条件下进行试验。所得的试验结果见图2、图3。
从图2可知，食品的表面实际测量得出的曲线与表面理论模拟曲线的形状基本相似，从而验证了理论模拟结果：即在开始阶段食品表面温度下降十分迅速；而随着食品冷却过程的进行，食品的冷却速度逐渐减慢。从图3可看出，食品的中心实际测量得出的曲线与理论模拟曲线的形状基本相似，验证了理论模拟结果：即开始阶段，食品的中心温度几乎处于不变的状态。这主要是由于马铃薯的导热系数小，仅为0．42—1．11 W／m·K，跟不上表面温度的变化速率，随着时间的推移，食品表面和中心之间的温度差变大，传热量增加，中心温度的变化才明显。由图2，图3可知，食品的理论模拟曲线与实际测量得出的曲线两者间始终存在一定偏差。表面温度的模拟与实际测量值之间的差值比中心温度的模拟值与测量值之间的差值大。这主要是由于表面温度的降低除了水分的蒸发之外还存在与环境空气的对流换热，随着温度变化和水分蒸发的变化，这两因素在发生微小的变化，总的综合换热系数是在变化的，而要具体确定变化值与时间的关系不太可能，因此只能用经验公式加上修正值来具体确定与时间的关系；而中心温度的变化只与食品本身的物性参数有关，即本身的导热系数，而导热系数随温度的变化大小有限，所以误差比表面温度误差小。
2、冷却速率情况在贮藏环境温度T=1℃，相对湿度p：85％一90％，压力P分别为10，55 kPa条件下进行试验。所得的试验结果见图4、图5。
由图4、图5可看出，无论是食品的表面还是中心温度，在相同的时刻，食品在贮藏压力为10 kPa的温度始终低于在贮藏压力为55 kPa的温度。试验结果验证了在一定的温度及湿度贮藏条件下，食品的贮藏真空压力越低，食品的冷却速率越快这一理论模拟结果。这主要是由于贮藏环境的压力越低，环境和食品水分的势差就越大，水分扩散就越容易，扩散越快。而食品温度的降低主要是依靠水分潜热的散失，所以在相同的湿度条件下，环境的真空压力越低，食品的温度下降就越快。故食品在10 kPa贮藏压力下的冷却速率要高于在55 kPa下的冷却速率。但是压力不能无限降低，因为压力越低，真空系统密封性要求越严，设备的制造成本就越大，同时果蔬类食品在贮藏罐中也需要一定的氧气和二氧化碳来维持生命。
从图4、图5还可看出，食品的冷却速率在前期较快而后期较慢。这是由于在冷却的初始阶段，食品的水分还呈饱和状态，而贮藏环境的真空度低，因此食品水分和环境水分的势差大，水分的扩散率就大。而随着水分的蒸发扩散，带走的热量较多，所以在开始阶段食品的温降明显。随着时间的推移，贮藏环境的真空度升高，食品水分的饱和度降低，因此两者的势差减少，水分的扩散率降低，所以贮藏后期冷却速率变得缓慢。
3、失重率情况由于试验条件有限，在试验中测量食品总失重来分析其在真空贮藏过程中水分的蒸发量。因为不管食品中的水分是如何变化的，它在一定时刻中的失水量是一定的。所以实际应用中通过称前后的质量的变化来测量食品的失重率。
由表1可看出，马铃薯冷却后质量损失的变化。真空贮藏降温的原理主要是依靠食品内部的水分蒸发来产生冷却效应，这就不可避免过程中食品的质量会减少。在相同的贮藏环境温度和湿度的条件下，贮藏环境压力越低，真空冷却后食品的失水量就越高，因为贮藏压力越低，食品与贮藏环境之间水分蒸发的势差就越大，促使水分蒸发速率越快。尽管食品中其余的挥发性成分也扩散到环境中去，造成了食品的失重，但是食品的失重主要是由失水决定的。食品失水太多，在外观上降低了食品的品质，更重要的是带来很多不利影响，促使果蔬走向衰老变质，缩短贮藏寿命。此外，失水过多还容易引起食品的褐变，影响贮藏的质量。因此，在真空贮藏中，保持室内的较高湿度是保证果蔬类食品品质的关键所在。所以真空贮藏中应有加湿装置，来保证室内的高湿度环境。
三、结论
对马铃薯进行真空贮藏冷却过程的试验结果表明：在真空冷却贮藏过程中，食品的表面与中心温度降低的情况虽有很大的不同，试验测量值与理论计算值能很好的吻合，验证了数学模型的正确性；食品表面温度的变化值在开始阶段显著大于中心温度的变化；在一定温度和湿度的贮藏条件下，食品贮藏压力越低，食品的冷却速率越快，同时食品的失水量就越大。为降低果蔬失水率，可采用增湿的办法，保证贮藏罐里相对湿度接近饱和。食品的真空贮藏技术的研究属于跨食品工程、制冷工程等学科领域，具有强大发展趋势，随着该项技术的不断深入研究与实践，必将在我国的食品工业得到广泛的应用。http://www.zhpct.com
