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电晕放电作用下牛肉解冻的保水特性和机理探讨

批准号:
52067017
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
丁昌江
依托单位:
学科分类:
高电压与放电
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁昌江

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
电晕放电解冻技术是一种新型的非热食品解冻技术,具有非常多的优点,但解冻参数规律不明,解冻机理不清,直接影响解冻工艺和设备的研制,严重限制其应用。本项目根据电晕放电的特性,设计电晕放电解冻装置。利用此装置对牛肉进行解冻处理,测量其电场参数、解冻特性和保水性指标,探讨三者之间的关系和规律。从电晕放电特性和牛肉性质两方面入手对解冻机理进行深入地研究,利用光谱仪和ICCD等手段研究电晕放电的物理机制,对电晕放电作用下非均匀电场和离子风进行理论计算和实验验证;借助扫描电镜和红外扫描等先进手段分析解冻过程中牛肉结构的变化规律,分析与保水性指标之间的关联性,探讨不易流动水向自由流动水的转变机制。从多层次多角度来揭示电晕放电过程中牛肉的解冻机制。此项目为牛肉电晕放电解冻的过程控制和预测提供实验基础和理论依据,为电晕放电解冻技术的拓展应用具有重大的理论指导意义和工程应用价值。
英文摘要
Corona discharge thawing is a relatively new, nonthermal thawing technique of food, and has many advantages. But, it is not a profoundly studied the method of thawing, especially in the thawing mechanism and parameter law. It directly affects the development of thawing process and equipment, and severely limits its application. In this project, according to the corona discharge characteristics, a thawing device is designed. Beef would be thawed in corona discharge system in order to study the electric field parameters, thawing characteristics and water holding capacity indexs. The relationship and law among them would be investigated. The thawing mechanism would be investigated based on the characteristic of the corona discharge and beef. The physical mechanism of corona discharge during thawing was analyzed by ICCD and spectrometer. The inhomogeneous electric field and ionic wind are theoretically calculated and experimentally verified under corona discharge process. By means of scanning electron microscopy and infrared scanning, the changes of beef structure during thawing were analyzed. The relationship between microstructure and water holding index of beef was investigated. And the mechanism of transition from non-flowing water to free flowing water was discussed. This would reveal the thawing discipline of beef in corona discharge system from multi-levels and multi-angles. This work provides the experimental and theoretical foundation for thawing process control and prediction of beef in corona discharge system. It also provides the theoretical foundation and application value for the extensive application of corona discharge thawing.
本项目针对电晕放电解冻技术的缺点进行了研究。首先,全面、系统地研究了电晕放电过程中不同参数对牛肉解冻和品质特性的影响。其次,利用ICCD、数码相机和数字示波器等设备对电晕放电特性进行细致研究。再次,借助扫描电镜,红外光谱,低场核磁共振等手段分析了解冻过程中牛肉微观结构的变化。通过放电特性和牛肉微观结构变化,对电晕放电过程中牛肉解冻机理进行了深入研究。同时作为拓展,进行了牛肉的电晕放电等离子体活化水解冻特性和部分热敏性物料的电晕放电干燥特性研究。. 本项目的重要研究结果包括:(1)在不同电场参数(电压、极距和针间距等)下电晕放电能够很大程度上提高牛肉的解冻速度,很好地保持牛肉的品质特性(色泽,汁液流失率,蒸煮损失率和离心损失率等)。(2)电晕放电多种活性粒子,且随着电压的增加,活性粒子浓度、离子风速度和放电现象逐渐增加;电压波形为正弦波且峰值随着电压的增大而增大。(3)实验发现电晕放电对解冻后牛肉的微观结构产生较大影响。离子风和非均匀电场的共同作用产生了解冻效果,两者对牛肉解冻特性,品质参数和微观结构的影响效果是不相同的。(4)等离子体活化水解冻可以对牛肉进行杀菌,能保持牛肉的纤维结构,提高其持水能力,缓解肉的脂质氧化,减少蛋白质损失,表明了等离子体活化水作为牛肉解冻介质的可行性。电晕放电能够提高大蒜的干燥速度,提高大蒜的理化性质;还可以提升马铃薯片的干燥速度和复水性,对收缩率影响较小,在色泽保持方面具有优势;表明电晕放电在热敏性物料干燥领域具有较大的发展空间。. 本项目为牛肉电晕放电解冻的过程控制和预测提供实验和理论依据;为电晕放电解冻技术更广泛的应用提供实验和理论基础;对于深入理解电晕放电技术技术的参数影响特性和解冻机制有重要的理论意义。
针-板放电等离子体干燥对枸杞多类型功效成分影响及机理研究
  • 批准号:
    12365023
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    31万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    丁昌江
  • 依托单位:
高压电场干燥枸杞机理和数学模型的研究
  • 批准号:
    51467015
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    丁昌江
  • 依托单位:
国内基金
海外基金