爆炒等油传热烹饪是中式烹饪工艺中独具特色且应用最广泛的烹饪方式,其过程剧烈短促,品质变化快,非稳态特征显著,难以通过传统分析手段描述整个烹饪过程中的动态品质变化,因而无法对整体烹饪工艺进行优化和预测,所以需要构建一种可以同时模拟温度及各组分全局变化的模型。目前针对中式烹饪已构建的数学模型,忽略了烹饪过程中食品多颗粒和油温变化。而在实际爆炒烹饪过程中油温是影响烹饪品质变化的关键参数,食品往往是多颗粒的,忽略这两个因素使模型偏离了实际。为研究整个爆炒过程中传递特征以及烹饪品质的变化规律,本文在考虑收缩的多孔介质热/质传递数学模型基础上,以颗粒群中平均特性的单颗粒为模拟对象,基于能量守恒原理,添加考虑整个烹饪体系的油温热平衡方程作为边界条件,结合多孔介质理论、非稳态传热原理、达西定律,构建了烹饪爆炒过程热/质传递全局数学模型。利用已构建的烹饪过程热/质传递全局数学模型对猪里脊肉爆炒过程开展数值模拟,获取爆炒过程中的油温变化历史、猪里脊肉温度分布和水分含量分布。首先通过Smooth函数拟合实测油温历史,再利用LSTD及相关系数法验证模拟的油温曲线与拟合油温曲线的差异,结果表明两条曲线吻合度较好。对于猪里脊肉中心温度历史的验证,应用TTIs技术手段结合数值模拟对比了实测的剩余酶活与计算的剩余酶活的差异,确定了不同初始加热油温、不同油料比处理猪里脊肉的计算酶活与实测酶活之间的最大误差为3.12%,满足烹饪工艺的计算要求。在此基础上,根据数学上解的唯一性定理推导出模拟的猪里脊肉中心温度历史与实测的中心温度历史一致。接着验证了不同加热油温、不同油料比、不同加热功率下模拟得到的平均水分含量与实际试验测量值,得到不同加热油温、不同油料比、不同加热功率下水分含量的绝对误差平均值分别为0.0110、0.0144、0.0061。综合以上结果,验证了全局数学模型的可靠性。结合动力学原理,利用已验证的烹饪过程热/质传递全局数学模型,模拟计算了初始加热油温、加热功率和油料比对油炒猪里脊肉品质的影响。以代表水分含量的体积平均过热值Ov最小、代表维生素B1保持率的体积平均保持率Q/Q0avg最高和代表表面颜色的表面过热值Os最小为目标函数,以猪里脊肉的终点成熟值为限制函数,对油炒猪里脊肉的初始加热油温进行模拟优化,获得了最优初始加热油温为100℃。同时,模拟计算了加热功率、油料比对猪里脊肉品质的影响,得到加热功率越大和高油料比对烹饪品质的保持越好。以上结论证明了烹饪优化原理、成熟值理论的合理性。