Technical Papers and Presentations

射频变温压差膨化是一种新型的无油膨化技术，目前已被应用到原切薯片制备过程中。薯片膨化过程中涉及了质量、动量、能量运输以及材料的大体积形变。开发出能够描述热量和水分传输、快速蒸发和大变形的基本模型，有助于了解并优化影响膨化过程的各个因素。本研究结合COMSOL软件中固体传热、固体力学、射频磁场等模块进行了耦合分析。我们采用电磁热多物理场来耦合电流与固体传热模块，研究了不同环境与设备参数对薯片加热的影响；通过吸湿膨胀多物理场，水分变化的稀物质传递模块与固体力学模块中的结构变化相耦合，利用空气中水分输送来模拟环境气氛的变化；在膨化变形过程的瞬态模拟中，我们结合了实验获得的初始水分含量与射频加热稳态温度分布结果，通过吸湿膨胀多物理场和水分输送，得到了薯片在泄压过程中的形状变化、应力分布以及水分输运过程。根据膨化过程中薯片的升温速率、加热均匀性和体积膨胀情况对该模型进行了验证，结果表明两者吻合良好。通过对膨化薯片的显微 CT图像进行三维重建，确定了膨化薯片中气体孔隙率的发展情况，其结果与模型的预测结果相吻合。该研究给射频变温压差膨化过程中品质变化及该技术的发展提供理论指导。