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食品冷却原理与设备

2022-03-305190

1.冷风冷却(cold air chilling)根据空气的流动方式,可分为空气自然对流冷却、强制通风冷却和差压冷却。该方法具有空气温湿度易调节、适于各类食品、设备造价低等优点,但也存在冷却速度慢、冷却不均匀、干耗大等缺点。

(1)空气自然对流冷却:将需冷却食品放在低温环境中(冷却物冷藏库、冰箱冷藏室等),通过空气自然对流与食品换热。主要缺点是冷却速度慢,但操作简单,冷却与冷藏同时进行。一般只限于部分果蔬类食品,如苹果、梨等,对易腐和成分变化快的食品不适用。

(2)强制通风冷却:与自然对流冷却的区别在于配置了较大风量、风压的风机,因此冷却速率较高。典型的装置示意图如图9-1。

禽、蛋、调理食品等小尺寸食品还可用隧道式冷却方法(图9-2),即把食品放在金属传送带上,冷风沿风道进行内循环,可实现上吹、下吹及侧面吹,从各个方向进行换热。该方法具有冷却速度快、作业连续化的优点。


(3)差压式冷却:如图9-3所示,将食品箱放在吸风口两侧,并铺上盖布,使高、低压端形成2一4kP压差,利用这个压差,使一5一10℃的怜风以

0.3~0.5m/s的速度通过箱体上开设的通风孔,在箱体内对流换热,冷却食品。依食品种类不同,差压式冷却一股需4~6h。

差压式冷却其有能耗小、冷却速度快、冷却均匀、可冷却的品种多、易于由强制通风冷却改建的优点,但也存在食品干耗较大、货物堆放(食品箱通风孔要求对齐)麻烦、冷库利用率低的缺点。

2.冷水冷却(cold water chilling)

冷水冷却是用0一3℃的水作为冷却介质,把食品冷却到要求的温度。和空气相比,水与食品间的传热系数大,再加上水的比热大,因此冷却效果更好。

冷水冷却一般有三种形式:喷水式(又分为喷淋式和喷雾式)、浸渍式、混合式(喷水和浸遗)。其中以喷水式应用较多。

喷水式冷却设备如图9-4所示,它主要由冷却水槽、传送带、冷却隧道、水泵和制冷系统等部件组成。在冷却水槽内设冷却盘管,由压缩机制冷,使盘管周围的水部分结冰,因而冷却水槽中是冰水混合物,泵将冷却的水抽到冷却隧道的顶部,被冷却食品则从冷却隧道的传送带上通过。冷却水从上向下喷淋到食品表面。根据食品种类的差别,冷却室顶部的冷水喷头采用不同的结构,对耐压食品,喷头孔较大,为喷淋式结构:对较柔软的食品,喷头孔较小,为喷雾式结构,以免由于水的神击而损坏食品。

浸渍式冷却设备,一般在冷水槽底部有冷却排管,上部有放冷却食品的传达带。将欲冷却食品放人冷却槽中浸没,靠传送带在槽中移动,经冷却后输出。

冷水冷却设备适用于家禽、鱼、蔬菜、水果的冷却,冷却速度较快,无干耗。但若冷水被污染后,就会通过冷水介质传染给其他食品,影响食品冷却质量。

3.碎冰冷却(ice chilling)冰的相变潜热是334.53kJ/kg,其有较大的冷却能力。冰特别适宜作为水产品的冷却介质,不仅能使鱼冷却、湿润、有光泽,而且能避免干耗现象。碎冰冷却方法还适用于水果和蔬菜。

水产品的冷却一骰采用加冰法(干法)、水冰法(湿法)两种。

加冰法(干法)要求在容器的底部和四壁先加上冰,随后层冰层鱼、薄冰薄鱼。冰可以是淡水冰,也可以是海水冰,用轧碎冰、片冰、板冰、管冰等都可。最上面的盖冰量要充足,冰粒要细,撒布要均匀。融冰水应及时排出,以免对鱼体造成不良影响。

水冰法(湿法)是在有盖的容器内,以冰加冷海水来保鲜水产品。海水必须先预冷到一1.5~1.5℃再送入容器或舱中,再加鱼和冰,鱼必须完全被冰浸盖。用冰址根据气候变化而定,一般鱼与冰之比为(2:1)一(3:1)。为了防止海水鱼在水冰中变色,用淡水冰时需加盐,如乌贼鱼要加盐3%,鲷鱼要加盐2%。淡水鱼则可采用淡水加淡水冰保藏运输,不需加盐。水冰法操作简便,用冰省,冷却速度快,但浸泡后肉质较软弱,易于变质,故从冰水中取出后仍需用冰藏保鲜。

4.真空冷却(vacuum chilling)真空冷却又名减压冷却。原理是根据水在不同压力下具有不同的沸点,如在常压下,水在100℃沸腾,当压力降为

0.66kPa时,水在1℃就沸腾。沸腾过程吸收的汽化潜热来自食品本身,从而使食品温度降低而冷却。图9-5为真空冷却装置示意图。

真空冷却主要用于叶菜类的冷却。收获后的蔬菜经挑选、整理,装入打孔的塑料箱内,然后推入真空槽,关闭槽门,开动真空泵和制冷机。当真空槽内压力下降至0.66kPa时,水在1℃下沸腾,需吸收约2496kJ/kg的热量,这么大量的汽化热,使蔬菜本身的温度迅速下降。因冷却速度快,水分汽化量仅2%一4%,不会影响到蔬菜新鲜饱满的外观。

图9-6是生菜的冷却曲线。可以看出,从24℃冷却到3℃,冷风冷却需

要25h,而真空冷却只需要0.5h。其空冷却是蔬菜的各种冷却方式中冷却速度最快的一种。冷却时间虽然因蔬菜的种类不同稍有差异,但一般用真空冷却设备需耗时20一30min;差压式冷却装置需4~6h;通风冷却装置约需12h:冷藏库冷却需15一24h。

需要说明的是,真空冷却装置中所配有的压缩机等制冷设备,不是直接用来冷却蔬菜的,而是为冷阱提供冷量。因为水在0.66kPa、1℃下变成水蒸气时,其体积要增大将近20万倍,此时即使用二级真空泵来抽,消耗很多电能,也不能使真空冷却槽内的压力很快下降,以雏持在666.6Pa。但增加了冷阱后,就可使大量的水蒸气重新冷凝成水而排出,保持了真空冷却槽内稳定的真空度。所以,真空冷却装置是由真空泵和制冷装置组合而成的。

总之,真空冷却设备其有冷却速度快、冷却均匀、品质高、保鲜期长,损耗小、干净卫生、操作方便等优点,但设备初次投资大、运行费用高。


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