随着生活水平的提高,人们愈来愈重视食品的营养状况、质量、绿色、天然等方面,饮食理念有了改变,较推崇食品的感官享受。如何使水果和蔬菜满足现代人们的高质量消费需求就成为食品科技工作者研发的重要任务之一。众所周知,我国水果的总产量很高,但绝大部分以鲜食为主,始终存在“丰产歉收”、“果贱伤农”等问题。因而我国水果存在的首要问题就是如何在保证一定营养的前提下延长保鲜期。将鲜果制成膨化食品就是一种方法,生产膨化食品的方式较多,但存在营养成分单一以及高糖、高脂肪、高盐等问题。对此,本课题提出了一种低温高压渗透膨化制备猕猴桃脆片的技术,以期为果品的干制与膨化技术及设备的发展提供理论依据和技术支撑。本文探究了猕猴桃低温高压渗透膨化机理,对氮气(N2)、二氧化碳(CO2)作为高压介质的工艺分别进行了优化,并开展了猕猴桃低温高压渗透膨化设备的设计。具体的研究内容包括:(1)进行猕猴桃低温高压渗透膨化机理的探究。首先以N2为高压介质,进行猕猴桃低温高压渗透膨化的实验研究,通过单因素实验和响应面交互作用分析探究了不同实验因素(切片厚度、预处理后含水率、抽真空干燥时间、膨化压力和温度)对N2猕猴桃低温高压渗透膨化的影响,得到了猕猴桃较为理想的N2低温高压渗透膨化工艺参数。(2)以CO2为高压介质进行猕猴桃低温高压渗透膨化实验研究,通过单因素实验和响应面交互作用分析探究了不同实验因素(切片厚度、预处理后含水率、抽真空干燥时间、膨化压力和温度、进气时间)对CO2猕猴桃低温高压渗透膨化的影响,得到了猕猴桃较为理想的CO2低温高压渗透膨化工艺参数。此外,对分别在热风干燥和CO2低温高压渗透膨化下的猕猴桃片的内部组织结构作分析对比,实验表明:CO2低温高压渗透膨化制备出的猕猴桃脆片内部具有较大空腔,结构疏松。(3)针对现有设备存在的问题及实验得出的最优工艺参数,设计了一种连续式的低温高压渗透膨化设备,包含膨化罐、真空干燥罐和冷却系统等,针对膨化罐、真空干燥罐,分别设计计算了筒体、封头、支座、夹套、视镜等,该膨化设备能够实现低温高压渗透膨化制备猕猴桃脆片的连续生产。(4)采用ANSYS对所设计的膨化设备进了静力学分析。以设计的连续式低温高压渗透膨化设备为基础,使用SolidWorks创建了三维模型,然后利用ANSYS对设计的筒体、锥形封头和开孔接管区域进行了静力学分析,结果表明设计的设备结构符合生产要求。针对筒体和锥形封头的特点也作了疲劳分析,均在安全范围内。