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食品冷卻原理與設備

   2022-03-31 492
核心提示:1.冷風冷卻(cold air chilling)根據空氣的流動方式,可分為空氣自然對流冷卻、強制通風冷卻和差壓冷卻。該方法具有空氣溫濕度

1.冷風冷卻(cold air chilling)根據空氣的流動方式,可分為空氣自然對流冷卻、強制通風冷卻和差壓冷卻。該方法具有空氣溫濕度易調節、適于各類食品、設備造價低等優點,但也存在冷卻速度慢、冷卻不均勻、干耗大等缺點。

(1)空氣自然對流冷卻:將需冷卻食品放在低溫環境中(冷卻物冷藏庫、冰箱冷藏室等),通過空氣自然對流與食品換熱。主要缺點是冷卻速度慢,但操作簡單,冷卻與冷藏同時進行。一般只限于部分果蔬類食品,如蘋果、梨等,對易腐和成分變化快的食品不適用。

(2)強制通風冷卻:與自然對流冷卻的區別在于配置了較大風量、風壓的風機,因此冷卻速率較高。典型的裝置示意圖如圖9-1。

禽、蛋、調理食品等小尺寸食品還可用隧道式冷卻方法(圖9-2),即把食品放在金屬傳送帶上,冷風沿風道進行內循環,可實現上吹、下吹及側面吹,從各個方向進行換熱。該方法具有冷卻速度快、作業連續化的優點。


(3)差壓式冷卻:如圖9-3所示,將食品箱放在吸風口兩側,并鋪上蓋布,使高、低壓端形成2一4kP壓差,利用這個壓差,使一5一10℃的憐風以

0.3~0.5m/s的速度通過箱體上開設的通風孔,在箱體內對流換熱,冷卻食品。依食品種類不同,差壓式冷卻一股需4~6h。

差壓式冷卻其有能耗小、冷卻速度快、冷卻均勻、可冷卻的品種多、易于由強制通風冷卻改建的優點,但也存在食品干耗較大、貨物堆放(食品箱通風孔要求對齊)麻煩、冷庫利用率低的缺點。

2.冷水冷卻(cold water chilling)

冷水冷卻是用0一3℃的水作為冷卻介質,把食品冷卻到要求的溫度。和空氣相比,水與食品間的傳熱系數大,再加上水的比熱大,因此冷卻效果更好。

冷水冷卻一般有三種形式:噴水式(又分為噴淋式和噴霧式)、浸漬式、混合式(噴水和浸遺)。其中以噴水式應用較多。

噴水式冷卻設備如圖9-4所示,它主要由冷卻水槽、傳送帶、冷卻隧道、水泵和制冷系統等部件組成。在冷卻水槽內設冷卻盤管,由壓縮機制冷,使盤管周圍的水部分結冰,因而冷卻水槽中是冰水混合物,泵將冷卻的水抽到冷卻隧道的頂部,被冷卻食品則從冷卻隧道的傳送帶上通過。冷卻水從上向下噴淋到食品表面。根據食品種類的差別,冷卻室頂部的冷水噴頭采用不同的結構,對耐壓食品,噴頭孔較大,為噴淋式結構:對較柔軟的食品,噴頭孔較小,為噴霧式結構,以免由于水的神擊而損壞食品。

浸漬式冷卻設備,一般在冷水槽底部有冷卻排管,上部有放冷卻食品的傳達帶。將欲冷卻食品放人冷卻槽中浸沒,靠傳送帶在槽中移動,經冷卻后輸出。

冷水冷卻設備適用于家禽、魚、蔬菜、水果的冷卻,冷卻速度較快,無干耗。但若冷水被污染后,就會通過冷水介質傳染給其他食品,影響食品冷卻質量。

3.碎冰冷卻(ice chilling)冰的相變潛熱是334.53kJ/kg,其有較大的冷卻能力。冰特別適宜作為水產品的冷卻介質,不僅能使魚冷卻、濕潤、有光澤,而且能避免干耗現象。碎冰冷卻方法還適用于水果和蔬菜。

水產品的冷卻一骰采用加冰法(干法)、水冰法(濕法)兩種。

加冰法(干法)要求在容器的底部和四壁先加上冰,隨后層冰層魚、薄冰薄魚。冰可以是淡水冰,也可以是海水冰,用軋碎冰、片冰、板冰、管冰等都可。最上面的蓋冰量要充足,冰粒要細,撒布要均勻。融冰水應及時排出,以免對魚體造成不良影響。

水冰法(濕法)是在有蓋的容器內,以冰加冷海水來保鮮水產品。海水必須先預冷到一1.5~1.5℃再送入容器或艙中,再加魚和冰,魚必須完全被冰浸蓋。用冰址根據氣候變化而定,一般魚與冰之比為(2:1)一(3:1)。為了防止海水魚在水冰中變色,用淡水冰時需加鹽,如烏賊魚要加鹽3%,鯛魚要加鹽2%。淡水魚則可采用淡水加淡水冰保藏運輸,不需加鹽。水冰法操作簡便,用冰省,冷卻速度快,但浸泡后肉質較軟弱,易于變質,故從冰水中取出后仍需用冰藏保鮮。

4.真空冷卻(vacuum chilling)真空冷卻又名減壓冷卻。原理是根據水在不同壓力下具有不同的沸點,如在常壓下,水在100℃沸騰,當壓力降為

0.66kPa時,水在1℃就沸騰。沸騰過程吸收的汽化潛熱來自食品本身,從而使食品溫度降低而冷卻。圖9-5為真空冷卻裝置示意圖。

真空冷卻主要用于葉菜類的冷卻。收獲后的蔬菜經挑選、整理,裝入打孔的塑料箱內,然后推入真空槽,關閉槽門,開動真空泵和制冷機。當真空槽內壓力下降至0.66kPa時,水在1℃下沸騰,需吸收約2496kJ/kg的熱量,這么大量的汽化熱,使蔬菜本身的溫度迅速下降。因冷卻速度快,水分汽化量僅2%一4%,不會影響到蔬菜新鮮飽滿的外觀。

圖9-6是生菜的冷卻曲線。可以看出,從24℃冷卻到3℃,冷風冷卻需

要25h,而真空冷卻只需要0.5h。其空冷卻是蔬菜的各種冷卻方式中冷卻速度最快的一種。冷卻時間雖然因蔬菜的種類不同稍有差異,但一般用真空冷卻設備需耗時20一30min;差壓式冷卻裝置需4~6h;通風冷卻裝置約需12h:冷藏庫冷卻需15一24h。

需要說明的是,真空冷卻裝置中所配有的壓縮機等制冷設備,不是直接用來冷卻蔬菜的,而是為冷阱提供冷量。因為水在0.66kPa、1℃下變成水蒸氣時,其體積要增大將近20萬倍,此時即使用二級真空泵來抽,消耗很多電能,也不能使真空冷卻槽內的壓力很快下降,以雛持在666.6Pa。但增加了冷阱后,就可使大量的水蒸氣重新冷凝成水而排出,保持了真空冷卻槽內穩定的真空度。所以,真空冷卻裝置是由真空泵和制冷裝置組合而成的。

總之,真空冷卻設備其有冷卻速度快、冷卻均勻、品質高、保鮮期長,損耗小、干凈衛生、操作方便等優點,但設備初次投資大、運行費用高。


 
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