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