牛肉冷冻干燥过程中能耗需求的动态预测方法研究

冻干食品能最大限度地保持食品的食用品质，但高耗能使其成本高出热风干燥4-8倍。国内外已发表的对冷冻干燥过程的质能关系进行模拟的传热传质模型，对操作参数、物性参数与水分变化关系进行模拟的动力学模型，均未考虑优化操作条件的预测。近年来报道的统计优化模型只考虑操作参数对结果的影响，不考虑过程中各操作变量的动态优化。本课题以干切牛肉为原料，通过条件实验，研究了使冷冻干燥耗能最低所需要的预冻终温、物料厚度；研究了在升华、解析过程中欲实现低能耗对干燥室压强、加热温度的动态需求。建立了干切牛肉低耗能冷冻干燥操作条件动态优化模型，预测冷冻干燥过程的含水率、物料中心温度、物料表面温度、能耗水平的动态值及干燥周期、过程总耗能水平。综合能耗、生产率、生产费用等因素，提出了一种建立最佳生产模式的动态研究方法，为采用不同性能、规模的设备生产冻干肉品时确定优化生产工艺提供参考。