以柱狀白菜為研究對象，建立了熱質遷移數學模型，并對該模型采用實驗的方法加以驗證。在設定真空壓力狀況下，就真空室內的壓力變化，白菜自身溫度變化，真空室內相對濕度變化以及白菜質量損失情況，模擬與試驗進行了對比，其結果相接近。文章分析了試驗過程參數變化的機理及誤差產生的原因，模型對柱狀蔬菜真空預冷的理論研究有參考價值。

　　真空預冷就是通過在真空條件下,使食品中的自由水迅速在真空室內以較低的溫度蒸發,水蒸發吸熱,在沒有外界熱源的情況下, 食品自身溫度降低而產生制冷效果的。真空預冷技術冷卻速度快, 能延長食品的貯藏時間和貨架壽命,消除異味, 改善食品質量, 操作方便, 而且不受食品外部形狀的限制。上世紀中葉，真空預冷技術就已經開始在日本，美國等國家的冷藏運輸環節中發揮作用，大大促進了其低溫冷藏鏈的發展。真空技術網也曾經做過相關的報道。我國真空預冷技術起步較晚，從八十年代中期才開始進行真空預冷技術和設備的研究工作，但是發展十分迅速，尤其是在東南沿海的許多城市。目前真空預冷保鮮技術廣泛應于蔬菜、鮮花、食用菌、水果等新鮮果蔬原料及制品的采后及時保鮮處理。國內外關于這方面的研究很多，也建立了很多數學模型，但是許多模型對描述傳熱過程比較準確，描述傳質過程誤差較大，主要問題是在傳質過程要發生氣液相變，而且壓力在不斷地下降，是典型的非穩態過程。

　　柱狀白菜是北方冬季的主要蔬菜作物，新鮮白菜采收后,其呼吸作用、蒸發作用及其他許多生理變化通常會加速產品老化、萎凋及黃化；受環境溫度的影響,水分大量蒸發,自身的營養和水分持續消耗,迅速萎焉,鮮度降低,使貨架期大大縮短。為了克服上述問題,在進入流通之前,需對白菜進行真空預冷處理。但真空預冷會造成白菜失水。失水會對白菜的質量存在一定的負面影響。深入研究真空冷卻過程中的熱質遷移具有重要的理論意義和實際意義。作者從理論上分析了柱狀白菜在真空冷卻條件下其內部熱質遷移過程,建立了熱質遷移數學模型，并通過實驗與仿真對比，驗證模型的正確性。

1、白菜熱質數學模型的建立及實驗驗證

　　白菜為圓柱形，在建立傳熱傳質模型時,對其做以下假定：傳熱是非穩態的；白菜的徑向換熱率遠大于其它方向；白菜各向同性；試驗初始時刻，白菜的溫度和水分是均一的；白菜的熱物性是常數（熱導率，熱擴散率和比熱）。

1.1、數學模型的建立

　　結合白菜特點，假設白菜為直徑D=100 mm，高h=200 mm 的一個圓柱體,如下圖所示。

圖1 白菜物理模型簡圖

3、結論

　　白菜是一種適合真空預冷的理想蔬菜，白菜真空預冷的過程實際上就是白菜自身熱質遷移的過程，是依靠在真空狀態下白菜自身水分的吸熱蒸發而降溫，并通過熱傳導方式將溫度趨于一致的過程。本文以白菜作為柱狀蔬菜的典型代表，建立了真空預冷的熱質遷移模型，并通過實驗的方式，分析了柱狀蔬菜白菜在真空預冷實驗過程中，真空壓力，白菜溫度及真空室內相對濕度和白菜質量損失的情況，驗證了模型與實際情況基本相吻合。但該數學模型存在誤差, 這主要是因為：在模擬的過程中忽略了熱輻射的影響，適當考慮熱輻射的影響因素，將會減少與實驗的誤差，提高模擬的準確性；所建立的柱狀模型，質地均勻，整體一致，但事實上白菜葉部與根部情況及芯部與外部情況差別很大，所以實驗結果與仿真結果存在偏差，可以采用試驗的方式進一步修正模型中的相關實驗參數，如水份擴散系數D等；試驗中，測點位置的選擇及探針的形狀對實驗數據也會有一定的影響，探針插入白菜中對白菜細胞有一定的破壞作用，探針周圍的水分比其他位置多，這就增加了自由水的存在，影響測試的真實準確性。