静电场对冷冻食品冰晶生长影响的相场法模拟

摘要

目的:探究外加静电场对食品冷冻过程中冰晶生长的影响规律。方法:基于相场法中经典的Kobayashi模型,将电场自由能密度引入相场模型,采用有限差分法五点差分格式离散偏微分方程,编程实现了冰晶生长的模拟及可视化。结果:模拟结果和其他模拟结果以及试验结果呈现的冰晶组织特征一致,冰晶形态具有典型的六重对称性;随着电场强度的增加,冰晶的主枝生长速率和成核生长都受到了抑制。结论:在食物的速冻保鲜过程中,外加一定的电场强度,会减少大冰晶的生成,最大限度地保留食品的品质和风味。