Nâng cao quy trình xử lý thí điểm thực phẩm và nông nghiệp: Vai trò của kiểm soát độ dốc trong việc ngăn ngừa sụp đổ trong quá trình sấy đông lạnh

Trong giai đoạn R&D quy mô thí điểm của các sản phẩm nông nghiệp đặc sản, trái cây, rau và thực phẩm, tính toàn vẹn cấu trúc và chất lượng ngoại quan của mẫu trực tiếp quyết định tính khả thi của việc thương mại hóa chúng. Khi các nhà nghiên cứu sử dụng công nghệ sấy đông lạnh chân không để xử lý các vật liệu thực phẩm nhạy cảm với nhiệt hoặc phức tạp về cấu trúc, họ thường gặp phải hiện tượng sụp đổ vật liệu, đóng vảy bề mặt hoặc tổn thương mô do biến động nhiệt độ đột ngột. Bài báo này cung cấp hướng dẫn kỹ thuật về ứng dụng kỹ thuật của chức năng kiểm soát độ dốc trong các giai đoạn sấy đông lạnh ở phòng thí nghiệm và quy mô thí điểm.

Điểm đau của ngành: Sốc nhiệt và sụp đổ cấu trúc trong quá trình đông khô thực phẩm quy mô thí điểm

Trong quá trình sấy đông lạnh thực phẩm và nông sản, sự thăng hoa nhanh chóng của độ ẩm đòi hỏi đầu vào năng lượng chính xác. Thiết bị điều khiển truyền thống thường thể hiện sự tăng hoặc giảm nhiệt độ theo bậc khi chuyển đổi giữa các giai đoạn xử lý khác nhau, mang lại những thách thức kỹ thuật đáng kể cho vật liệu:

• Quá nhiệt cục bộ và sụp đổ: Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột và mạnh mẽ dễ dàng phá vỡ thành tế bào của vật liệu thực phẩm vẫn ở trạng thái tinh thể vi mô, dẫn đến sự sụp đổ vật lý của vật liệu.
• Sấy không đều và suy giảm chất lượng: Việc thiếu cơ chế chuyển đổi mượt mà tạo ra ứng suất nhiệt giữa bề mặt và bên trong mẫu, ảnh hưởng đến đặc tính tái hydrat hóa cuối cùng và ngoại quan hình thái.
• Hạn chế trong điều chỉnh tham số: Trong quá trình sấy đông lạnh tự động, nếu tốc độ gia nhiệt/làm mát không thể can thiệp mượt mà, độ chính xác của việc tối ưu hóa quy trình sẽ bị hạn chế nghiêm trọng.

Phân tích kỹ thuật: Thực hành ứng dụng kiểm soát nhiệt độ mượt mà (Kiểm soát độ dốc)

Để giải quyết những điểm đau của ngành, máy sấy đông lạnh chân không quy mô thí điểm hiện đại (như dòng LP-LGJ-50) giới thiệu các cơ chế kiểm soát nhiệt độ mượt mà tiên tiến:

• Kích hoạt và che chắn kiểm soát độ dốc: Khi người dùng đặt "Kiểm soát nhiệt độ mượt mà" thành "Đã bật" trong hệ thống, nhiệt độ trong phần sấy đông lạnh tự động sẽ tăng hoặc giảm mượt mà theo một độ dốc được đặt trước mỗi phút. Nếu chọn "Che chắn", hệ thống sẽ thực thi trực tiếp nhiệt độ mục tiêu của phần hiện tại.
• Loại bỏ ứng suất bậc thang: Thông qua xử lý dựa trên độ dốc, nhiệt truyền từ các khay sang mẫu chuyển đổi theo đường tuyến tính hoặc đường cong có thể kiểm soát, ngăn chặn hiệu quả tổn thương cấu trúc mẫu do thay đổi nhiệt độ đột ngột.
• Tinh chỉnh tối ưu hóa quy trình thí điểm:Trong R&D thực phẩm quy mô thí điểm, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng chức năng này để khám phá chính xác đường cong thăng hoa tối ưu của các sản phẩm nông nghiệp khác nhau dưới tốc độ gia nhiệt cụ thể, cung cấp hỗ trợ tham số quy trình đáng tin cậy và có thể tái lập cho sản xuất quy mô nhỏ tiếp theo.