《食品冷凍新技術(shù)》PPT課件

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1、第二節(jié)流化速凍技術(shù)一食品的凍結(jié)過程凡將食品中所含的水分大部分轉(zhuǎn)變成冰的過程，稱為食品的凍結(jié)。原理就是將食品的溫度降低到凍結(jié)點(diǎn)以下，使微生物無法進(jìn)行生命活動(dòng)、生物化學(xué)反應(yīng)速度減慢，達(dá)到食品能在低溫下長期貯藏的目的（一）凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率凍結(jié)點(diǎn)：冰晶開始出現(xiàn)的溫度食品凍結(jié)的實(shí)質(zhì)是其中水分的凍結(jié)食品中的水分并非純水Raoult稀溶液定律：ΔTf=KfbB，Kf為與溶劑有關(guān)的常數(shù)，水為1.86。即質(zhì)量摩爾濃度每增加1mol/kg，凍結(jié)點(diǎn)就會(huì)下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才產(chǎn)生冰晶。溫度-60℃左右，

2、食品內(nèi)水分全部凍結(jié)。在-18℃—-30℃時(shí)，食品中絕大部分水分已凍結(jié)，能夠達(dá)到凍藏的要求。低溫冷庫的貯藏溫度一般為-18℃—-25℃。凍結(jié)率：凍結(jié)終了時(shí)食品內(nèi)水分的凍結(jié)量（%），又稱結(jié)冰率K=100（1－TD/TF）TD和TF分別為食品的凍結(jié)點(diǎn)及其凍結(jié)終了溫度（二）凍結(jié)曲線凍結(jié)曲線表示了凍結(jié)過程中溫度隨時(shí)間的變化。過冷臨界溫度液態(tài)物質(zhì)在降溫過程中，開始形成穩(wěn)定晶核時(shí)的溫度低共熔點(diǎn)（共晶點(diǎn)）在降溫過程中，食品組織內(nèi)溶液的濃度增加到一個(gè)恒定值，溶質(zhì)和水分同時(shí)結(jié)晶固化時(shí)的溫度圖中多條曲線表示食品不同深度處

3、溫度隨凍結(jié)時(shí)間的變化。在任一時(shí)刻食品表面的溫度始終最低，越接近中心層溫度越高。顯示出在不同的深度，溫度下降的速度是不同的冷凍曲線平坦段的長短與冷卻介質(zhì)的導(dǎo)熱性有關(guān)。在冷凍操作中，采用導(dǎo)熱快的冷卻介質(zhì)，可以縮短中間階段的曲線平坦段。圖中顯示，在鹽水中凍結(jié)曲線的平坦段要明顯短于在空氣中。（三）凍結(jié)速度1.速凍的定性表達(dá)：速凍：指外界的溫度降與細(xì)胞組織內(nèi)的溫度降不等，即內(nèi)外有較大的溫差；慢凍：指外界的溫度降與細(xì)胞組織內(nèi)的溫度降基本上保持等速。2.速凍的定量表達(dá)：國際制冷協(xié)會(huì)對(duì)凍結(jié)速度的定義定性描述3.凍結(jié)

4、速度與冰晶凍結(jié)速度快，食品組織內(nèi)冰層推進(jìn)速度大于水移動(dòng)速度，冰晶的分布接近天然食品中液態(tài)水的分布情況，冰晶數(shù)量極多，呈針狀結(jié)晶體。凍結(jié)速度慢，細(xì)胞外溶液濃度較低，冰晶首先在細(xì)胞外產(chǎn)生，而此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的水分是液相。在蒸汽壓差作用下，細(xì)胞內(nèi)的水向細(xì)胞外移動(dòng)，形成較大的冰晶，且分布不均勻。除蒸汽壓差外，因蛋白質(zhì)變性，其持水能力降低，細(xì)胞膜的透水性增強(qiáng)而使水分轉(zhuǎn)移作用加強(qiáng)，從而產(chǎn)生更多更大的冰晶大顆粒。不同凍結(jié)速度下的冰晶狀態(tài)4.最大冰晶生成帶(圖示)：指-1—-5℃的溫度范圍，大部分食品在此溫度范圍內(nèi)約80

5、%的水分形成冰晶。K=100（1－TD/TF）研究表明，食品凍結(jié)應(yīng)以最快的速度通過最大冰晶生成帶。最大冰晶生成區(qū)凍結(jié)曲線與最大冰晶生成區(qū)大部分食品的中心溫度從-1降至-5℃時(shí)，近80%的水分可凍結(jié)成冰，此溫度范圍稱為最大冰晶生成區(qū)。（四）凍結(jié)對(duì)凍品的影響1物理變化的影響（1）容積的改變細(xì)胞潰解、氣體膨脹產(chǎn)生內(nèi)壓出現(xiàn)龜裂（速凍）（2）冰晶體的機(jī)械損傷刺傷細(xì)胞組織，使食品失去復(fù)原性（3）溶質(zhì)的重新分布溶質(zhì)呈不均勻分布；營養(yǎng)成分流失（4）水分的蒸發(fā)2化學(xué)變化的影響（1）蛋白質(zhì)變性（2）變色黑變、褐變、退色

6、（3）營養(yǎng)成分損失維生素C因氧化而減少單體速凍產(chǎn)品二流態(tài)化速凍方法流態(tài)化速凍：是在一定流速的冷空氣作用下，使食品在流態(tài)化操作條件下得到快速凍結(jié)的一種凍結(jié)方法。流態(tài)化凍結(jié)是一種實(shí)現(xiàn)食品單體快速凍結(jié)（IndividuallyQuickFreezing，IQF）的理想方法。食品流態(tài)化速凍的前提：一是作為冷卻介質(zhì)的冷空氣在流經(jīng)被凍結(jié)食品時(shí)必須具有足夠的流速，并且必須是自下而上通過食品；二是單個(gè)食品的體積不能太大。(一)概述(二)固體顆粒的流態(tài)化原理氣體經(jīng)固體顆粒床層流動(dòng)的三種狀態(tài)：食品流態(tài)化凍結(jié)過程中，顆粒

7、狀、片狀、塊狀等食品與冷氣流間的流動(dòng)過程屬氣固兩相流體的流動(dòng)過程。根據(jù)流體的流動(dòng)特點(diǎn)，氣固兩相流體的流動(dòng)有以下三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：固定床階段、流化床階段和氣流輸送階段。1、固定床階段指當(dāng)氣流以較低的相對(duì)速度通過物料層時(shí)，固體顆粒的相對(duì)位置沒有發(fā)生變化的階段（圖的AD段）。特點(diǎn)：氣體通過床層所發(fā)生的壓力降△P，與空塔氣體流速v在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上成直線關(guān)系（圖的AB段）2、流化床階段概念：當(dāng)氣固間相對(duì)速度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)床層不再維持固定狀態(tài)，固體顆粒的相對(duì)位置發(fā)生明顯變化，固體顆粒在床層中時(shí)上時(shí)下作不規(guī)則沸騰狀運(yùn)動(dòng)

8、，并且具有與流體同樣的流動(dòng)性，此階段稱為流化床階段。特點(diǎn)：這種流態(tài)化狀態(tài)可以在一定的氣體流速范圍內(nèi)維持；在顆粒特性、床層幾何尺寸和氣流速度一定時(shí)，流態(tài)化系統(tǒng)具有確定的性質(zhì)，如密度、熱傳導(dǎo)系數(shù)、粘度等；床層的高度和空隙率會(huì)隨著氣流速度而提高，而床層上下兩側(cè)的壓力降基本維持不變（DE段）。流化床壓降：氣流通過流化床層時(shí)，由于篩網(wǎng)、食品顆粒的阻力作用，使床兩側(cè)風(fēng)壓發(fā)生變化所產(chǎn)生的壓力差，即△PL=P1－P2式中△PL——流化床壓降，N/m2P1——風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，N/m2P2