目前有四种应用较广的送风冻结装置,现分述如下。
隧道式冻结装置目前我国速冻加工中使用最多的是这种冻结装置。使用性能好坏差别较大,主要问题是隧道中各点的冻结均匀性,因为供冷比较容易,但把冷量均匀地分配到每个冻品上就比较困难。由于送风冻结以冷风作冷却介质,在冻品表面的风速不均匀引起的传热差异就很明显。如悬挂的胴体因大小及悬挂位置的变化导致气流流经的断面经常随之变动。气流断面的变化使流经这里的风速改变,造成冻结不均匀。目前研究人员都在探索使隧道式冻结器内风速均匀的措施。隧道式冻结装置的优点是使用时食品形状不受限制。由于食品是在吊轨上传送,故劳动强度小,库房周转快,还可以实现连续速冻。蒸发器的融霜采用热氨和水同时进行,故融霜时间短。所使用的风机大都是轴流式。这种冻结装置的总耗冷量比管架式高,它的基建费较高。冻结时间依冻品种类、包装状况而不同,一般8——15h。
传送带式连续冻结装置典型的传送带式连续冻结装置常用不锈钢制的网状传送带,在-40——-35^的冷风下进行冻结。风的流向可跟食品平行、垂直、顺向或逆向。传送带移动速度可根据冻结时间进行调节。蒸发器有融霜装置。有的传送带底部与一组冷冻板(蒸发器)相紧贴,上部为冷风机,一般下部传送带冷风温度为-4(TC,上部冷风温度为-35%;。厚度1.5cm的食品12min即可冻好,厚4cm的食品也只需41min。
螺旋带式连续冻结装置由于传送带式占地面积大就将传送带做成螺旋面向上盘旋的形式,即形成螺旋式冻结装置。该装置中间是个转筒,传送带的一边紧靠在转筒上借摩擦力及传送带传动机构的动力,使传送带随着转筒一起运动。传送带是网状,冻品置在上面。带由下部进人,上部传出,而冷风则由上部吹下,下部排出。冷风与冻品呈逆向对流换热。厚2.11的冻品40111;11就能冻到-18丈。这种装置的特点是体积小,在同样传送带面积下仅一般传送带装置体积的25%,功率较高,干耗比隧道式要小。但它在小量、间歇生产时耗电量大、成本高,使用时应尽量避免。
悬浮冻结装置悬浮冻结方法适用于小食品的单体速冻,属于半流态化冻结。某些小颗粒食品如青豆、草莓、小虾、油炸马铃薯条等,食用时需一个个分开。以往用盘装冻结,药品冷库冻成一块,食用时分粒很麻烦。悬浮冻结装置使这些食品彼此不黏结在一起而冻结。该装置是使用高速冷风从下往上吹,把冻结物吹起,形成悬浮状态,在彼此不相黏结情况下完成冻结。一般蒸发温度-40^以下,垂直向上的风速6——8m/s。冻结食品间风速5——7m/s0在5——10min之内能使食品冻到-181。由于把食品吹成悬浮状态需要很大的气流速度,故被冻结物的大小受到一定限制。这种装置一般由冻结隧道和多孔带组成。把食品从进料口置于带上,通过多台风机把经过蒸发器的冷风强制地由下向上吹向食品。食品被急速冻结,同时靠风力自动向前移动,不会成堆。冻结的食品由滑槽连续排出,故作业是连续化的。但这种装置也有结霜问题,故必须定期融霜。
浸溃冻结
浸渍冻结法是将食品直接与温度很低的液体冷媒接触,从而实现快速冻结的一种方法。由于食品与液体冷媒直接接触,它们之间的传热效果非常好。例如,盐水冷媒静止时,传热系数A=233W/(m2-K);盐水冷媒流动时,i=233+1420IFW/(m2.K),这里W7是冷媒的流速(m/s)。
液体冷媒低温的获得主要是基于溶液与纯冰的相互热作用原理。例如,有一浓盐溶液,在0T时加进一些冰块后就变成含有盐溶液和冰的半冻状态。因为它的冻结点降低到0T以下,这时溶液的温度(0°C)在它的冻结点以上,因此必然出现融解现象,吸收了溶液中的热量使它的温度下降,直到所有的冰块融完,或达到盐溶液的冻结点为止。产生这种现象的原因是:①盐类溶解过程中需吸收热量(称为溶解热),假如外界不供给热量,它就只能吸取溶液中的热量,使溶液的温度降低;②当盐类溶液冻结时,有一些纯粹的溶剂析出,盐类溶液在半冻结状态时,一部分水已被析出成冰,这时它一定包含着冰和浓度较大的溶液;③盐类溶液的冻结点由于溶液浓度增大而降低。
从上可知,溶剂可以达到的最低温度就是最后溶液的冻结点。所以最后溶液的浓度越大,效果越好。实际应用中一般直接把盐类掺人碎冰块中,成为浓度很大的溶液。在冰块中加入氯化钙或氯化钠,是最常见的冷冻剂。除了这两种外,还有乙醇等不冻液。从理论上讲,通常氯化钠浓度为23%时,可以得到-21.It的低温,而氯化钠浓度为23%时,正好是其低共熔点,因而-21.lt实际上是氯化钠所能达到的最低冻结温度。另外67%浓度甘油与水的混合液可达-46.7T的低温,而60%浓度丙二醇与水的混合液在-51T时还不冻结。
用盐水作冷媒用来冻鱼,在20世纪20年代已有应用,但由于设备易腐蚀及鱼体直接在盐水中冻结会导致鱼体变色,因此其应用受到一定限制。20世纪70年代法国研究出一种由玻璃钢制成的盐水冻结设备,避免了腐蚀,并在速冻前对产品进行包装,使产品与盐水隔绝,使这种传统的方法又获得新生。据介绍,该设备冻结速度很快,在盐水温度-20--191时,对每千克25——40条的沙丁鱼,从初温4T冻至-13T,仅需15min。它实现了IQF,可以进行连续性生产,无干耗,操作人员少。
盐水浸渍冻结方法的另一限制是不能用于冻结未包装的食品,因为盐会渗入到食品的内部使其带有咸味,影响食品原有风味,目前盐水法只用于海产品的速冻。目前略甜的甘油-冰水混合液速冻仅适用于水果,而带辛辣味的丙二醇只能用于带包装食品的速冻。
生鲜食品的速冻新技术研究范例——冻结红薯片的玻璃化冻藏冻结红薯片在冷冻加工和贮藏过程中会出现各种质量问题,如发生褐变、出现干耗和解冻后组织坍塌等,虽然利用化学方法可以防止冷冻红薯片的褐变,但冻结过程中出现的干耗和解冻后的组织塌陷的问题并不能解决,因此还有必要采取一定的方法来防止这些问题。
本研究探讨冻结红薯片的玻璃化保藏方法,因本研究实例采用的是商用冰柜,因此研究结果具有一定的应用前景。为便于比较更为了突出玻璃化保藏的优越性,文中设计几种不同的保藏方法进行了比较。
食品的玻璃化转变温度与食品原料中的成分有很大的关系,其中与水分含量的关系较大。冻结红薯片的水分含量为75%左右,根据测试结果其玻璃化转变温度为-30丈左右。因此本试验设定2个贮藏温度,分别为-40T和-ZOt。
为了突出玻璃化保藏的优越性,本试验通过改变降温的方法(缓冻和液氮速冻)、贮藏的温度(玻璃化转变温度K以上和K以下)以及预处理的方法[加淀粉处理和不加淀粉处理]设计出8种不同的保藏方法。
实际冻结红薯片的不同保藏方法
试验号品种冷却方式贮藏温度预处理方法
S1红薯缓冻rg’以下(-40^)用淀粉处理
S2红薯缓冻rg‘以上(-2用淀粉处理
S3红薯速冻(液氮)rg’以下用淀粉处理
S4红薯速冻(液氮)rg‘以上用淀粉处理
S5红薯速冻(液氮)rg’以下不加淀粉
S6红薯速冻(液氮)rg‘以上不加淀粉
本文转载自
药品冷库www.iceage-china.com