导　　师： 高文宏

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着冷冻食品工业持续发展,冷冻食品需求日益增长,消费者对冷冻食品质量的要求也不断提高。冷冻食品的质量主要取决于冷冻过程中冰核产生和冰晶成长的情况,可通过冷冻技术来控制。已有研究发现超声波、磁场、电场等物理场对冷冻过程有影响。这些物理场可影响水和水溶液的过冷温度以及冰晶成长的速率,从而对冰晶形态有一定的影响。目前,静电场冷冻的研究较少,其影响也没有比较完整的结论,开展相关研究有助于为这一领域的基础研究提供实验数据及参考。本文将研究静电场对水和稀溶液冷冻过程的影响。本文采用实验研究的方法,自行设计和搭建了静电场辅助冷冻实验台,选择去离子水、葡萄糖稀溶液、蔗糖稀溶液和氯化钠稀溶液作为研究对象。在样品冷冻过程中施加不同强度的静电场,并采集实验数据。实验涉及五个电场条件,分别对应外加电压为0、4、6、8、10 kV。本文主要研究静电场对样品冰核产生和冰晶成长的影响,以过冷温度和相变时间为参数进行比较。实验结果表明,静电场对去离子水、葡萄糖稀溶液、蔗糖稀溶液和氯化钠稀溶液的影响效果均有不同。静电场对水分子的影响可分为分子转动可动性受限的不利影响和系统整体有序性增强的有利影响,导致仅当电场条件为外加电压8 kV时,去离子水过冷温度上升2.96℃,起晶时间缩短32.2%,静电场影响有利于冰核产生。对于葡萄糖稀溶液和蔗糖稀溶液,静电场影响与溶液浓度有关。随着溶液浓度增加,糖分子水合层影响冰核产生的程度先增后减,则静电场影响程度先减后增。因此,对于5 g/L、50 g/L和150 g/L葡萄糖溶液,以及5 g/L和150 g/L蔗糖溶液,较高强度静电场有利于冰核产生。对于氯化钠稀溶液,随着溶液浓度增加,离子对冰核产生和冰晶生长的影响都呈现多极值变化。静电场对0.1 mol/k

关 键 词： 静电场 过冷 成核 结晶 溶液

领　　域： []