食品機(jī)械設(shè)備網(wǎng)
公司動(dòng)態(tài)
探討速凍設(shè)備的應(yīng)用
閱讀：552 發(fā)布時(shí)間：2013-5-30
Foodjx導(dǎo)讀：我國(guó)速凍食品的發(fā)展起步較晚，其發(fā)展速度年增長(zhǎng)25%以上。即便現(xiàn)在我國(guó)年人均消費(fèi)量也僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的十分之一。因此發(fā)展空間。
隨著食品速凍業(yè)及其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，速凍機(jī)已成為不可替代的*設(shè)備。目前我國(guó)28種食品市場(chǎng)準(zhǔn)入制度中規(guī)定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質(zhì)量，出口商檢也有所要求。
本文探討了為什么在食品行業(yè)速凍機(jī)不可替代，速凍機(jī)與傳統(tǒng)速凍庫(kù)有什么區(qū)別，如何選擇合適的速凍機(jī)，速凍機(jī)怎樣滿足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展方向，以及怎樣的節(jié)能、智能化速凍機(jī)會(huì)給速凍生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)益處。
一、影響食品速凍的因素
當(dāng)食品凍結(jié)速度在每小時(shí)5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結(jié)過(guò)程生成的冰結(jié)晶數(shù)量大小基本不變，晶粒比較細(xì)小，從而達(dá)到保鮮的可逆性。
食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結(jié)晶生成階段在0至-5度，一種膠體結(jié)合水，其附著于食品分子表面，在凍品-18度時(shí)，結(jié)晶率在95%以上。此外，冰結(jié)晶后的低溫環(huán)境下貯存食品抑制微生物活動(dòng)和繁殖，達(dá)到長(zhǎng)期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
食品速凍的影響因素可分為：
1.冷卻介質(zhì)溫度：食品凍結(jié)速度和冰點(diǎn)與冷卻介質(zhì)溫差Δt成正比。冷卻介質(zhì)溫度越低，凍結(jié)速度越快。
2.凍品著風(fēng)的影響：著風(fēng)表面積、風(fēng)速、冷風(fēng)循環(huán)率影響凍結(jié)速度：試驗(yàn)表明，青刀豆放在-30度冷卻介質(zhì)下0風(fēng)速時(shí)需120分鐘，4.5m/s風(fēng)速時(shí)只需10分鐘即可。
3.潛熱與焓差的影響：1kg水由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量?？梢娊Y(jié)晶潛熱需要更多的冷量。同樣當(dāng)焓差較大時(shí)，如進(jìn)貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長(zhǎng)的凍結(jié)時(shí)間。
4.食品成分的影響：導(dǎo)熱系數(shù)高的食品比導(dǎo)熱系數(shù)低的食品凍結(jié)速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導(dǎo)熱慢，而且阻礙著風(fēng)。如水導(dǎo)熱系數(shù)為0.604w/mk,脂肪導(dǎo)熱系數(shù)為0.15，塑膜導(dǎo)熱系數(shù)為0.028，風(fēng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.066。
5.食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時(shí)間成正比。食品越厚,速凍時(shí)間越長(zhǎng)。
二、由速凍庫(kù)向速凍機(jī)的轉(zhuǎn)變
從影響食品速凍因素可見：
由于速凍庫(kù)開門一次進(jìn)貨量較多，相對(duì)較高溫度的食品，使冷卻介質(zhì)溫度回升波動(dòng)，減小Δt；而速凍機(jī)保持室內(nèi)溫度幾乎不變。
由于速凍庫(kù)內(nèi)放置靜態(tài)食品，產(chǎn)生著風(fēng)的不均勻性，甚至減小風(fēng)速，靜態(tài)的單向吹風(fēng)阻礙了凍品中心即被風(fēng)部位的結(jié)晶速度；速凍機(jī)隧道內(nèi)每個(gè)單體著風(fēng)表面積大而且保持均勻一致，更由于風(fēng)向的變化加速凍結(jié)。
由于進(jìn)入速凍庫(kù)的食品同時(shí)達(dá)到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對(duì)結(jié)晶過(guò)程，從而產(chǎn)生溫度回升和延長(zhǎng)結(jié)晶時(shí)間。而速凍機(jī)連續(xù)的運(yùn)行使本來(lái)有限的庫(kù)容凍品只有相對(duì)少部分相繼達(dá)到潛熱，其冷量足以在穩(wěn)定的溫度、速度下完成快速結(jié)晶過(guò)程。
由此可見，追求快速食品結(jié)晶過(guò)程從而達(dá)到可逆性的食品保鮮效果，速凍機(jī)*。
三、以空氣作冷卻介質(zhì)的速凍機(jī)分類與特點(diǎn)
1）隧道式速凍機(jī)：
①平面網(wǎng)帶式速凍機(jī)：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機(jī)。其產(chǎn)量在100kg/h—2000kg/h。
?、诙喙δ苷駝?dòng)式網(wǎng)帶速凍機(jī)：在通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機(jī)基礎(chǔ)上增設(shè)動(dòng)態(tài)裝置。除具有通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機(jī)特點(diǎn)外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結(jié)。
③隧道式預(yù)冷速凍機(jī)：創(chuàng)造性將預(yù)冷、速凍合二為一，節(jié)省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
?、芩淼朗蕉鄬泳W(wǎng)帶速凍機(jī)：適用于占地面積小，凍結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)的產(chǎn)品。
?、菟淼劳鶑?fù)式速凍機(jī)：適用于占地面積小，凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)以及過(guò)程再加工產(chǎn)品。
?、匏淼朗桨鍘賰鰴C(jī)：適用于水產(chǎn)品速凍。
2）螺旋式速凍機(jī)：
?、賳温菪賰鰴C(jī)：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進(jìn)出料口低進(jìn)高出或高進(jìn)低出，產(chǎn)量在500—1500kg/h。
②雙螺旋速凍機(jī)：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)或產(chǎn)量較大的速凍食品。進(jìn)出料口可由用戶車間工藝要求提供各種方向；進(jìn)出料口低進(jìn)低出。產(chǎn)量在1000—3000kg/h。
?、郾苛芩賰鰴C(jī)：?jiǎn)捂滊p旋轉(zhuǎn)托盤形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
3）流態(tài)化式速凍機(jī)：
①流態(tài)化式單體速凍機(jī)：下吹風(fēng)式。凍品在漂動(dòng)前進(jìn)過(guò)程中單體凍結(jié)，適用果蔬，顆粒狀食品等。產(chǎn)量在100—3000kg/h。
?、诒韺恿鲬B(tài)化式單體速凍機(jī)，凍品種類擴(kuò)大，節(jié)省能源。創(chuàng)造性將流態(tài)化與隧道速凍結(jié)合。凍結(jié)效果上乘。
?、哿鲬B(tài)化式單體預(yù)冷速凍機(jī)。流態(tài)化式單體速凍機(jī)基礎(chǔ)上增設(shè)預(yù)冷功能。
4）步進(jìn)式速凍機(jī)：
①傳送不用電源，步進(jìn)軌道速凍，利用動(dòng)靜摩擦臨屆點(diǎn)重力輕松操作，避免跑冷。
?、谶m用于調(diào)理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
5）往返式速凍機(jī)
往返機(jī)是一種框架結(jié)構(gòu)的速凍設(shè)備，多用于肉類產(chǎn)品的凍結(jié)如分割肉，雞鴨等禽類等，與傳統(tǒng)的冷庫(kù)凍結(jié)相比，往返機(jī)凍結(jié)產(chǎn)品具有節(jié)省人力，節(jié)省電費(fèi)，節(jié)省維修成本及節(jié)省占地面積等特點(diǎn)，我公司設(shè)計(jì)的往返機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，裝貨容量大，可以滿足不同產(chǎn)品的凍結(jié)需要。
四、關(guān)于速凍機(jī)節(jié)能、可靠、合理與智能化
食品凍結(jié)速度和溫差Δt成正比。追求速凍機(jī)內(nèi)低溫度是為了食品快速結(jié)晶,而設(shè)定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結(jié)，一方面考慮節(jié)省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點(diǎn)，越加速食品凍結(jié)。將結(jié)晶前較高溫度留給預(yù)冷段完成，從而達(dá)到高品質(zhì)速凍和節(jié)約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點(diǎn)還是食品降低干耗的關(guān)鍵。
避免速凍機(jī)的耗冷還在于避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機(jī)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫板采取聚氨酯整體發(fā)泡形式，所有庫(kù)板連接拼縫均采用雙面密封膠密封配以二次灌裝發(fā)泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機(jī)內(nèi)關(guān)于風(fēng)量及風(fēng)速的要求有所不同，其節(jié)能的方法也有區(qū)別。隧道式網(wǎng)帶單體速凍機(jī)，在保證制冷風(fēng)量的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，大大提高凍品表面風(fēng)速。同時(shí)也提高凍品著風(fēng)表面積，提高風(fēng)的循環(huán)率。
此外，對(duì)稱可調(diào)風(fēng)向裝置的格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，可控制冷風(fēng)自進(jìn)出貨口的跑冷。降低風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行功率，從而降低風(fēng)機(jī)電機(jī)耗冷量（降低風(fēng)壓，提高風(fēng)速），從而提率。
為減少機(jī)械傳動(dòng)，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機(jī)械傳動(dòng)及傳送帶系統(tǒng)保持在低溫下運(yùn)行，進(jìn)出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達(dá)到節(jié)約耗冷的目的。
隨著食品速凍業(yè)及其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，速凍機(jī)已成為不可替代的*設(shè)備。目前我國(guó)28種食品市場(chǎng)準(zhǔn)入制度中規(guī)定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質(zhì)量，出口商檢也有所要求。
本文探討了為什么在食品行業(yè)速凍機(jī)不可替代，速凍機(jī)與傳統(tǒng)速凍庫(kù)有什么區(qū)別，如何選擇合適的速凍機(jī)，速凍機(jī)怎樣滿足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展方向，以及怎樣的節(jié)能、智能化速凍機(jī)會(huì)給速凍生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)益處。
一、影響食品速凍的因素
當(dāng)食品凍結(jié)速度在每小時(shí)5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結(jié)過(guò)程生成的冰結(jié)晶數(shù)量大小基本不變，晶粒比較細(xì)小，從而達(dá)到保鮮的可逆性。
食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結(jié)晶生成階段在0至-5度，一種膠體結(jié)合水，其附著于食品分子表面，在凍品-18度時(shí)，結(jié)晶率在95%以上。此外，冰結(jié)晶后的低溫環(huán)境下貯存食品抑制微生物活動(dòng)和繁殖，達(dá)到長(zhǎng)期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
食品速凍的影響因素可分為：
1.冷卻介質(zhì)溫度：食品凍結(jié)速度和冰點(diǎn)與冷卻介質(zhì)溫差Δt成正比。冷卻介質(zhì)溫度越低，凍結(jié)速度越快。
2.凍品著風(fēng)的影響：著風(fēng)表面積、風(fēng)速、冷風(fēng)循環(huán)率影響凍結(jié)速度：試驗(yàn)表明，青刀豆放在-30度冷卻介質(zhì)下0風(fēng)速時(shí)需120分鐘，4.5m/s風(fēng)速時(shí)只需10分鐘即可。
3.潛熱與焓差的影響：1kg水由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量?？梢娊Y(jié)晶潛熱需要更多的冷量。同樣當(dāng)焓差較大時(shí)，如進(jìn)貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長(zhǎng)的凍結(jié)時(shí)間。
4.食品成分的影響：導(dǎo)熱系數(shù)高的食品比導(dǎo)熱系數(shù)低的食品凍結(jié)速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導(dǎo)熱慢，而且阻礙著風(fēng)。如水導(dǎo)熱系數(shù)為0.604w/mk,脂肪導(dǎo)熱系數(shù)為0.15，塑膜導(dǎo)熱系數(shù)為0.028，風(fēng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.066。
5.食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時(shí)間成正比。食品越厚,速凍時(shí)間越長(zhǎng)。
二、由速凍庫(kù)向速凍機(jī)的轉(zhuǎn)變
從影響食品速凍因素可見：
由于速凍庫(kù)開門一次進(jìn)貨量較多，相對(duì)較高溫度的食品，使冷卻介質(zhì)溫度回升波動(dòng)，減小Δt；而速凍機(jī)保持室內(nèi)溫度幾乎不變。
由于速凍庫(kù)內(nèi)放置靜態(tài)食品，產(chǎn)生著風(fēng)的不均勻性，甚至減小風(fēng)速，靜態(tài)的單向吹風(fēng)阻礙了凍品中心即被風(fēng)部位的結(jié)晶速度；速凍機(jī)隧道內(nèi)每個(gè)單體著風(fēng)表面積大而且保持均勻一致，更由于風(fēng)向的變化加速凍結(jié)。
由于進(jìn)入速凍庫(kù)的食品同時(shí)達(dá)到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對(duì)結(jié)晶過(guò)程，從而產(chǎn)生溫度回升和延長(zhǎng)結(jié)晶時(shí)間。而速凍機(jī)連續(xù)的運(yùn)行使本來(lái)有限的庫(kù)容凍品只有相對(duì)少部分相繼達(dá)到潛熱，其冷量足以在穩(wěn)定的溫度、速度下完成快速結(jié)晶過(guò)程。
由此可見，追求快速食品結(jié)晶過(guò)程從而達(dá)到可逆性的食品保鮮效果，速凍機(jī)*。
三、以空氣作冷卻介質(zhì)的速凍機(jī)分類與特點(diǎn)
1）隧道式速凍機(jī)：
①平面網(wǎng)帶式速凍機(jī)：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機(jī)。其產(chǎn)量在100kg/h—2000kg/h。
?、诙喙δ苷駝?dòng)式網(wǎng)帶速凍機(jī)：在通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機(jī)基礎(chǔ)上增設(shè)動(dòng)態(tài)裝置。除具有通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機(jī)特點(diǎn)外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結(jié)。
③隧道式預(yù)冷速凍機(jī)：創(chuàng)造性將預(yù)冷、速凍合二為一，節(jié)省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
?、芩淼朗蕉鄬泳W(wǎng)帶速凍機(jī)：適用于占地面積小，凍結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)的產(chǎn)品。
?、菟淼劳鶑?fù)式速凍機(jī)：適用于占地面積小，凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)以及過(guò)程再加工產(chǎn)品。
?、匏淼朗桨鍘賰鰴C(jī)：適用于水產(chǎn)品速凍。
2）螺旋式速凍機(jī)：
?、賳温菪賰鰴C(jī)：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進(jìn)出料口低進(jìn)高出或高進(jìn)低出，產(chǎn)量在500—1500kg/h。
②雙螺旋速凍機(jī)：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)或產(chǎn)量較大的速凍食品。進(jìn)出料口可由用戶車間工藝要求提供各種方向；進(jìn)出料口低進(jìn)低出。產(chǎn)量在1000—3000kg/h。
?、郾苛芩賰鰴C(jī)：?jiǎn)捂滊p旋轉(zhuǎn)托盤形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
3）流態(tài)化式速凍機(jī)：
①流態(tài)化式單體速凍機(jī)：下吹風(fēng)式。凍品在漂動(dòng)前進(jìn)過(guò)程中單體凍結(jié)，適用果蔬，顆粒狀食品等。產(chǎn)量在100—3000kg/h。
?、诒韺恿鲬B(tài)化式單體速凍機(jī)，凍品種類擴(kuò)大，節(jié)省能源。創(chuàng)造性將流態(tài)化與隧道速凍結(jié)合。凍結(jié)效果上乘。
?、哿鲬B(tài)化式單體預(yù)冷速凍機(jī)。流態(tài)化式單體速凍機(jī)基礎(chǔ)上增設(shè)預(yù)冷功能。
4）步進(jìn)式速凍機(jī)：
①傳送不用電源，步進(jìn)軌道速凍，利用動(dòng)靜摩擦臨屆點(diǎn)重力輕松操作，避免跑冷。
?、谶m用于調(diào)理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
5）往返式速凍機(jī)
往返機(jī)是一種框架結(jié)構(gòu)的速凍設(shè)備，多用于肉類產(chǎn)品的凍結(jié)如分割肉，雞鴨等禽類等，與傳統(tǒng)的冷庫(kù)凍結(jié)相比，往返機(jī)凍結(jié)產(chǎn)品具有節(jié)省人力，節(jié)省電費(fèi)，節(jié)省維修成本及節(jié)省占地面積等特點(diǎn)，我公司設(shè)計(jì)的往返機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，裝貨容量大，可以滿足不同產(chǎn)品的凍結(jié)需要。
四、關(guān)于速凍機(jī)節(jié)能、可靠、合理與智能化
食品凍結(jié)速度和溫差Δt成正比。追求速凍機(jī)內(nèi)低溫度是為了食品快速結(jié)晶,而設(shè)定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結(jié)，一方面考慮節(jié)省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點(diǎn)，越加速食品凍結(jié)。將結(jié)晶前較高溫度留給預(yù)冷段完成，從而達(dá)到高品質(zhì)速凍和節(jié)約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點(diǎn)還是食品降低干耗的關(guān)鍵。
避免速凍機(jī)的耗冷還在于避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機(jī)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫板采取聚氨酯整體發(fā)泡形式，所有庫(kù)板連接拼縫均采用雙面密封膠密封配以二次灌裝發(fā)泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機(jī)內(nèi)關(guān)于風(fēng)量及風(fēng)速的要求有所不同，其節(jié)能的方法也有區(qū)別。隧道式網(wǎng)帶單體速凍機(jī)，在保證制冷風(fēng)量的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，大大提高凍品表面風(fēng)速。同時(shí)也提高凍品著風(fēng)表面積，提高風(fēng)的循環(huán)率。
此外，對(duì)稱可調(diào)風(fēng)向裝置的格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，可控制冷風(fēng)自進(jìn)出貨口的跑冷。降低風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行功率，從而降低風(fēng)機(jī)電機(jī)耗冷量（降低風(fēng)壓，提高風(fēng)速），從而提率。
為減少機(jī)械傳動(dòng)，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機(jī)械傳動(dòng)及傳送帶系統(tǒng)保持在低溫下運(yùn)行，進(jìn)出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達(dá)到節(jié)約耗冷的目的。