我国是农业生产大国,有着丰富的水果、蔬菜资源,但由于大部分水果种植在偏远地区,交通不便利,导致果蔬大面积的腐烂、滞销,造成了巨大的损失和浪费。因此,对果蔬进行深加工以延长其保鲜时间,提高产品附加值,具有很大的意义,一方面在很大程度上提高了农民的收入,另一方面也提高了果蔬的利用率。因此,大力开发水果、蔬菜深加工技术具有广阔的市场前景和意义。在果蔬的各种深加工方法中,果蔬膨化是近些年兴起的一种新的果蔬干制方法,膨化食品因其极大限度的保留了果蔬的色、香、味,并且不含有任何的添加剂,赢得了广大消费者的喜爱。本文通过对近儿年来国内外对于果蔬低温高压气流膨化干燥的研究成果进行分析,针对现有的果蔬膨化过程中存在的问题,结合气爆脱壳的原理,提出了一种新的苹果片气流膨化工艺,并对其设备进行了设计计算。将氦气分子量较小的特性利用到苹果片的膨化过程中,利用高压使氦气渗入到苹果片的内部组织结构,保持一段时间后泄压,在压差作用下,氦气迅速喷出,带动苹果片组织结构变化,从而实现苹果片的膨化。设计并搭建了苹果片氦气高压渗透膨化的试验平台,对其膨化过程的可行性进行验证,通过试验证明利用氦气进行苹果片膨化是可行的,并在此基础上进行了单因素试验和正交试验,进一步确定了工艺参数值。通过试验得出,苹果片氦气高压渗透膨化的主要工艺参数值为：预干燥含水率为10%-20%之间,切片厚度为5mm,最佳膨化温度为60℃,最佳加压时间为15min,最佳膨化压力为1.5MPa。根据试验参数值对苹果片氦气高压渗透膨化设备进行设计计算,主要设计了膨化设备的筒体、两端封头、夹套以及各个附件,得出了设备的主要尺寸。在传统的果蔬膨化加热装置的基础上,结合氦气膨化特性,对苹果片氦气高压渗透膨化设备的加热装置进行了设计。换热板代替了传统的换热管,换热板增加了换热面积,提高了传热效率；减少了设备内的有效空间,在一定程度上降低了真空阶段真空泵的负荷,同时减少了氦气的用量,降低了生产成本。生产过程中苹果片氦气高压渗透膨化设备内压力较大,常规的螺栓连接不便于设备的不断开启和关闭,因此在设备的进出物料端封头选用的是三瓣式卡箍快开盲板装置,依据HG/T 20582-2011对卡箍连接装置进行了设计计算和强度校核。利用ANSYS Workbench对苹果片氦气高压渗透膨化设备的主要承压元件进行分析,主要分析了设备筒体、锥形封头以及内部加热装置,得出了其应力分布云图以及变形图。结合分析结果,并考虑到生产成本,最终确定筒体厚度δ=10mm、锥壳厚度δ=12mm、加热板厚度δ=4mm,在生产过程中的最大应力值均小于材料的许用应力值,且变形量较小,满足生产要求。