自加热食品加热过程中温度分布及传热优化研究

摘要

本文主要针对自加热食品缺乏食用评价指标，加热过程中温度分布不均匀、加热效率低等问题进行了研究。建立了快速评价自加热食品食用品质的方法;优化了加热条件。
　　通过M值法和主成分分析法确定自加热米饭的评价指标，分别为甜味、清香味、结构紧密、颗粒感、有光泽、弹性、有嚼劲。这7个指标代表了米饭的外观、风味、色泽及口感等全部特征。通过相关性分析，甜味和清香味呈正相关，弹性和有嚼劲呈正相关。因此，选取有光泽、结构紧密、甜味、有嚼劲、颗粒感这5个方面作为评价自加热米饭食用品质的指标。
　　通过Duncan多重比较和配对T检验得知，自加热米饭在加热过程中，温度分布关于食品几何中心对称。且与热源直接接触处温度最高，两片热源间处温度次之，位于食品边缘处温度最低。
　　研究单层加热和多层（5层）加热两种不同情况，测定了放热效率和加热效率。结果表明:加水量、热源间距、接触面积比的增大，有助于提高热源放热效率和加热效率，但增大程度存在差异。加水量对加热效率和放热效率的影响最显著。当加水量较少时，热源不能充分反应;当增大加水量后，热源将水汽化，通过热对流等方式将热量传递至食品温度低的部分;当加水量过多时，水将热源包裹，形成类似于“水包油”的结构，此时，热源放出的热量主要传递至周围水，降低了加热效率。多层加热过程中，温度整体分布存在一定的规律性。位于加热装置中间层处的食品温度最高，位于加热装置底层处的食品温度次之，而位于加热装置顶层处的食品温度最低。通过单因素及响应面实验，单因素试验结果表明，当加水量为132g，热源间距为35mm，接触面积比为64％时，单层加热效果为52.77％;响应面试验结果表明加水量和热源间距对加热效率的影响显著;通过回归分析建立了数学模型方程，具有较好的拟合程度，根据模型方程进行改进，得到最佳的加热条件:加水量3.60/g，热源间距35.50/mm，接触面积比62.30/％。模型的验证结果表明加热效率达到71.37％，和模型的预测值(72.24±0.14％)有较好的一致性。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 自加热技术的概述

1．2 自加热技术的发展历程

1．3 研究动态

1．4 方便食品和方便米饭的概述

1．5 本课题的研究意义及内容

1．5．1 研究意义

1．5．2 主要内容

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验原料

2．1．2 主要试剂

2．1．3 主要仪器设备

2．2 实验方法

2．2．1 方便米饭的制作

2．2．2 自加热米饭食用品质评价指标筛选实验方法

2．2．3 原料米饭主要成分的测定

2．2．4 加热实验中温度的测定

2．2．5 热源放热量和食品吸热量的测定

2．2．6 加热效率和放热效率的测定

2．2．7 数据处理与统计分析

2．3 实验内容

2．3．1 大米品种优劣的筛选及自热米饭感官评价指标的确定

2．3．2 单层加热试验加热条件优化实验

2．3．3 多层加热实验

2．3．4 多层自加热食品加热试验条件的优化实验

3 结果与讨论

3．1 自热米饭感官评价分析

3．2 食品理化指标分析

3．2．1 原料和米饭主要成分分析

3．2．2 米饭理化指标测定

3．3 食品几何位置对称点温度分析

3．4 加水量对热源和食品的影响

3．4．1 不同加水量条件下热源最大放热量的测定

3．4．2 不同加水量对加热试验的影响

3．5 不同水源对热源和食品的影响

3．6 热源相对间距对热源和食品的影响

3．7 热源与食品接触面积比对加热效果的影响

3．8 正交试验

3．8．1 验证实验

3．9 多层加热试验

3．10 多层加热装置加热条件单因素实验

3．10．1 加水量实验

3．10．2 热源相对间距实验

3．10．3 接触面积比实验

3．11 响应面优化试验

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表的论文

致谢