速冻设备的应用与发展

速冻设备的应用

我国速冻食品的发展起步较晚，其发展速度年增长25%以上。即便现在我国年人均消费量也仅为发达国家的十分之一。因此极具发展空间。

随着食品速冻业及其工业化生产的发展，速冻机已成为不可替代的必备设备。目前我国28种食品市场准入制度中规定了速冻食品尤其熟制食品必须采用单体速冻装置保证质量，出口商检也有所要求。

本文探讨了为什么在食品行业速冻机不可替代，速冻机与传统速冻库有什么区别，如何选择合适的速冻机，速冻机怎样满足众多不同食品及其不同加工工艺的需要，速冻机的进一步发展方向，以及怎样的节能、智能化速冻机会给速冻生产企业带来益处。

一、影响食品速冻的因素

当食品冻结速度在每小时5-50毫米厚度情况下，能够保证食品冻结过程生成的冰结晶数量大小基本不变，晶粒比较细小，从而达到保鲜的可逆性。

食品中含有两种水分，一种自由水，其冰结晶生成阶段在0至-5度，一种胶体结合水，其附着于食品分子表面，在冻品-18度时，结晶率在95%以上。此外，冰结晶后的低温环境下贮存食品抑制微生物活动和繁殖，达到长期贮藏保鲜的目的（果蔬抑制呼吸热）。

食品速冻的影响因素可分为：

1. 冷却介质温度：食品冻结速度和冰点与冷却介质温差Δt成正比。冷却介质温度越低，冻结速度越快。

2. 冻品着风的影响：着风表面积、风速、冷风循环率影响冻结速度：试验表明，青刀豆放在-30度冷却介质下0风速时需120分钟，4.5m/s风速时只需10分钟即可。

3. 潜热与焓差的影响：1kg水由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水变成0度冰同样需要80kcal冷量。可见结晶潜热需要更多的冷量。同样当焓差较大时，如进货温度较高，不仅需要较大的冷量还需要较长的冻结时间。

4. 食品成分的影响：导热系数高的食品比导热系数低的食品冻结速度快，如果食品表层敷塑膜不仅导热慢，而且阻碍着风。如水导热系数为0.604w/mk,脂肪导热系数为0.15，塑膜导热系数为0.028，风导热系数为0.066。

5. 食品厚度的影响：食品厚度的平方和速冻时间成正比。食品越厚,速冻时间越长。

二、由速冻库向速冻机的转变

从影响食品速冻因素可见：

由于速冻库开门一次进货量较多，相对较高温度的食品，使冷却介质温度回升波动，减小Δt；而速冻机保持室内温度几乎不变。

由于速冻库内放置静态食品，产生着风的不均匀性，甚至减小风速，静态的单向吹风阻碍了冻品中心即被风部位的结晶速度；速冻机隧道内每个单体着风表面积大而且保持均匀一致，更由于风向的变化加速冻结。

由于进入速冻库的食品同时达到潜热，需要突然大幅度提高冷量面对结晶过程，从而产生温度回升和延长结晶时间。而速冻机连续的运行使本来有限的库容冻品只有相对少部分相继达到潜热，其冷量足以在稳定的温度、速度下完成快速结晶过程。

由此可见，追求快速食品结晶过程从而达到可逆性的食品保鲜效果，速冻机必不可少。

三、以空气作冷却介质的速冻机分类与特点

1）隧道式速冻机：

①　平面网带式速冻机：适于肉类，调理食品，水产，菜肴，冰淇淋等。为基本通用型速冻机。其产量在100kg/h—2000kg/h。

②　多功能振动式网带速冻机：在通用型平面网带式单体速冻机基础上增设动态装置。除具有通用型平面网带式单体速冻机特点外，亦适用于颗粒状食品单体冻结。

③　隧道式预冷速冻机：创造性将预冷、速冻合二为一，节省能源。尤适用于高温入货，熟食速降温食品等。

④　隧道式冲击式网带速冻机：适用于占地面积小，冻结时间较长的产品。

2）螺旋式速冻机：

①　单螺旋速冻机：适于肉类，调理食品，水产，菜肴，冰淇淋等。占地面积小，效率高。进出料口低进高出或高进低出，产量在500—1500kg/h。

②　双螺旋速冻机：适于肉类，调理食品，水产，菜肴，冰淇淋等冻结时间长或产量较大的速冻食品。进出料口可由用户车间工艺要求提供各种方向；进出料口低进低出。产量在1000—3000kg/h。

3）流态化式速冻机：

①　流态化式单体速冻机：下吹风式。冻品在漂动前进过程中单体冻结 ，适用果蔬，颗粒状食品等。产量在100—3000kg/h。

②　表层流态化式单体速冻机，冻品种类扩大，节省能源。创造性将流态化与隧道速冻结合。冻结效果上乘。

③　流态化式单体预冷速冻机。流态化式单体速冻机基础上增设预冷功能。

4）步进式速冻机：

①　传送不用电源，步进轨道速冻，利用动静摩擦临届点重力轻松操作，避免跑冷。

②　适用于调理食品，冰淇淋，大块食品，袋盒装食品速冻。

四、关于速冻机节能、可靠、合理与智能化

 食品冻结速度和温差Δt成正比。追求速冻机内低温度是为了食品快速结晶,而设定温度在-35度，一方面考虑快速冻结，一方面考虑节省能源。因此食品入货温度越接近冰点，越加速食品冻结。将结晶前较高温度留给预冷段完成，从而达到高品质速冻和节约能源目的。此外，入货温度接近冰点还是食品降低干耗的关键。

 避免速冻机的耗冷还在于避免围护结构保温板的拼接缝隙的耗冷。在速冻机围护结构保温板采取聚氨酯整体发泡形式，所有库板连接拼缝均采用双面专用密封胶密封配以二次灌装发泡，避免保温板的拼接缝隙跑冷。

 各种速冻机内关于风量及风速的要求有所不同，其节能的方法也有区别。隧道式网带单体速冻机，在保证制冷风量的基础上设计格珊条形调节导流组件，大大提高冻品表面风速。同时也提高冻品着风表面积，提高风的循环率。

此外，对称可调风向装置的格珊条形调节导流组件，可控制冷风自进出货口的跑冷。降低风机电机运行功率，从而降低风机电机耗冷量（降低风压，提高风速），从而提高效率。

 为减少机械传动，输送带耗冷的方法，在此采取将机械传动及传送带系统保持在低温下运行，进出料口采取保温的措施以利用自速冻室萦绕出的冷气达到节约耗冷的目的。