斯特林制冷循环对奶油品质的影响机理研究

传统的奶油生产过程是原料降温和搅拌分步进行，耗时长，能耗高。申请人在日本筑波大学攻读博士学位期间利用斯特林制冷循环将奶油生产过程中的降温和搅拌工序同步进行，实现了奶油的快速制作，开发出了斯特林制冷试验台，但如何降低斯特林制冷循环的能量消耗，提高奶油品质有待进一步研究。本项目通过研究斯特林制冷循环制作过程与传统制作过程中能量传递、消耗和利用率变化等规律，研究奶油与制冷设备之间以及制冷剂与回热器之间的能量传递，建立冷热端温度、制冷剂压力等参数与能量消耗之间的模型；研究斯特林制冷循环对奶油物性参数的影响，建立奶油的粘弹性力学模型；研究两过程制得的奶油的热参数之间的差异，进行能弹性和熵弹性的分析；研究两过程制得的奶油的色差，对光物性进行测定和分析，建立奶油水分、脂肪含量与光密度差之间的模型，进而阐明斯特林制冷循环对能量转移和奶油品质的影响规律，为斯特林制冷技术应用于食品加工领域提供理论和试验依据。

本项目研究了斯特林制冷循环工作过程中制冷剂压力随动力机运行频率、制冷剂体积的变化规律，讨论了动力机运行频率和制冷剂体积对能量传递效率的影响，建立了相关数学模型。在讨论斯特林循环制冷试验台制冷效果的影响因素的基础上，研究了斯特林制冷循环对奶油物性参数的影响，讨论了斯特林制冷循环制作过程与传统制作过程制得的奶油的水分、脂肪含量、色差、DSC热参数、延展性、坚实度等物性参数的差异，说明了斯特林制冷循环对能量转移和奶油品质的影响，为斯特林制冷技术应用于食品加工领域提供理论和试验依据。