液氮速凍技術(shù)在禽類食品中的應(yīng)用

液氮速凍技術(shù)在禽類食品中的應(yīng)用
   液氮的特性
    液化后的氮氣———液氮，是無色透明低黏度的液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，液氮在大氣壓力下的沸點是77．35K。與禽類食品成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，符合食品衛(wèi)生的要求，是一種理想的凍結(jié)保鮮劑。氮氣在空氣中的含量約為78％，因此在圍繞著地球的大氣中，可以說存在著取之不盡的氮。
    液氮速凍保鮮的機(jī)理
    在大氣壓力下，液化氮以液態(tài)發(fā)生相變?yōu)闅鈶B(tài)時，平均每公斤液化氮要吸收的蒸發(fā)潛熱為199．29千焦，再由77．35K上升到273K時所吸收的熱量為202千焦。液氮速凍就是利用這超低溫吸熱的特性，將它直接噴淋到所需的禽體上，這時溫差高達(dá)200K以上，可以進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，能使禽體瞬時凍結(jié)，一般在20分鐘左右就可以完成全部凍結(jié)過程，比普通冷凍法快30倍。由于凍結(jié)的時間短，生成的冰晶就很細(xì)小，凍結(jié)速度大于細(xì)胞內(nèi)外蒸汽滲透速度，細(xì)胞內(nèi)外同時產(chǎn)生冰晶，對細(xì)胞無破壞作用，所以解凍后就能保持原有的色、香、味及新鮮狀態(tài)，是當(dāng)今世界上各國**的**產(chǎn)品。
    液氮速凍工藝過程及裝置
    適于速凍禽類的液氮速凍裝置外形呈隧道狀，中間是不銹鋼絲網(wǎng)格傳送帶，待凍禽體置于帶上，隨著移動依次經(jīng)過預(yù)冷區(qū)，凍結(jié)區(qū)和均溫區(qū)，完成凍結(jié)后從另一端送出液氮罐置于箱體外，通過管系以4．9×104N／m2的壓力引入到凍結(jié)區(qū)內(nèi)進(jìn)行噴淋凍結(jié)，吸熱汽化后過熱氮氣溫度仍很低，一般在258K左右，這時由風(fēng)機(jī)將氮氣送到入口處，使其與剛進(jìn)入隧道的禽體接觸換熱而預(yù)冷，禽體進(jìn)入凍結(jié)區(qū)后與噴淋管噴出的83K霧化狀的液氮接觸而被瞬時凍結(jié)，*后進(jìn)入均溫區(qū)，使禽體表面與中心的溫度趨于一致，達(dá)到凍透的目的。由此可知完成全部工藝過程是通過消耗液氮來達(dá)到速凍保鮮的這種工藝就制冷降溫系統(tǒng)而言，可稱為是開式循環(huán)，一般速凍1公斤的雞需要消耗0．6公斤液氮。
    置于凍結(jié)箱體外液氮罐，是由**工廠加工的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是金屬真空夾層，外面也包有聚氨酯隔熱材料保溫，罐內(nèi)的壓力一般在13．7％×104N／m2的范圍內(nèi)，壓力過低會影響正常噴淋，供液過高會影響**，故設(shè)有**閥，保證系統(tǒng)內(nèi)的壓力不超過規(guī)定值，罐內(nèi)所存液氮數(shù)量多少可由液面指示計表示，用完后可通過加液閥向罐內(nèi)充液氮，噴淋管系是由不銹鋼管焊接而成，另外還有6臺軸流風(fēng)機(jī)攪拌和輸送氮氣。
    液氮速凍保鮮裝置的特性
    1、凍結(jié)質(zhì)量高:
    影響禽類食品凍結(jié)質(zhì)量的主要因素是其細(xì)胞中冰晶粒形成的大小，其色、香、味與凍結(jié)過程中禽體內(nèi)細(xì)胞的破壞量有直接的關(guān)系，老式普通凍結(jié)法凍的時間長，形成的冰粒大，會使細(xì)胞變形和損壞，而液氮噴淋的凍結(jié)時間短，具有速凍性，完全可以避免這一點，其形成的冰晶很微小，所以能夠保持原有的新鮮度、色香味及其營養(yǎng)價值，且在低溫貯藏過程中不爆不燃不腐，可以長期貯存；結(jié)構(gòu)簡單，**可靠。分析可知，整套裝置的運動部件只有傳送帶的運動機(jī)構(gòu)和簡單的軸流風(fēng)機(jī)，不像普通冷凍系統(tǒng)那樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械運動部件多，這樣就減少了發(fā)生故障的可能性，而且系統(tǒng)工作壓力低，沒有高壓設(shè)備；操作簡單?？梢钥闯鲈撗b置是傳送帶化，直線連續(xù)作業(yè)的方式，操作者只需要在箱體外操作簡單的按鈕和進(jìn)出口外接送凍品；耗電能少。該裝置是靠液氮相變制冷及內(nèi)能的轉(zhuǎn)變來達(dá)到速凍保鮮的目的，不像普通冷凍系統(tǒng)那樣在凍結(jié)時需要消耗大量的電能來帶動制冷機(jī)械制冷，所以從制冷原理上來說，它是不需要直接消耗電能的；衛(wèi)生清潔且無環(huán)境污染。冷凍箱體由裝配式的絕熱板塊構(gòu)成，且內(nèi)外護(hù)板為不銹鋼，這樣既容易拆卸又便于清洗，重裝也迅速，與禽體直接接觸的傳送帶也為不銹鋼結(jié)構(gòu)，清洗更為方便。
    由于這種凍結(jié)工藝不需要普通冷凍系統(tǒng)中的cfc冷劑，所以對大氣臭氧層無破壞作用，是以后大力發(fā)展的趨勢。另外它還有占地面積小，噪音低等特點。
    2、經(jīng)濟(jì)效益分析
    我們知道該裝置的成本包括一次性投資和使用過程中的經(jīng)濟(jì)費用，其前者主要用于購置全套設(shè)備，其多少由生產(chǎn)規(guī)模決定，根據(jù)*新的國外資料表明，凍結(jié)能力在3000kg／h的液氮噴淋速凍裝置基本投資為75，000美元，而用老的普通冷凍裝置要投資165，000美元，這比前者高2．2倍，所以前者的一次投資較為經(jīng)濟(jì)。使用過程中的經(jīng)常費用包括液氮的成本、設(shè)備的折舊、人工費、少量的電費。如果今后在禽類、蝦類及高營養(yǎng)價值的食品上，都采用液氮速凍保鮮的話，對液氮的需求量將是非常巨大的。

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