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液氮在食品冷凍技術(shù)及應(yīng)用

所屬分類(lèi)：行業(yè)新聞    發(fā)布時(shí)間： 2021-03-26    作者：admin
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       液氮是無(wú)色、無(wú)味、低粘度的透明液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。液氮在常壓下的沸點(diǎn)是-195.8℃，當(dāng)它與被凍食品相接觸時(shí)，能吸收的蒸發(fā)潛熱為198.9kJ/kg；再讓氮蒸氣升溫至-20℃，平均比熱以1.047kJ/（kg·K）計(jì)，則能吸收184.1kJ/kg。兩項(xiàng)合計(jì)為383.0kJ/kg，是一種理想的制冷劑。
       用液氮速凍食品，zui早始于美國(guó)。

       50年代末，由于宇宙空間技術(shù)的發(fā)展，作為火箭燃料所產(chǎn)生的大量液態(tài)氧的需要，促使空氣液化分離工業(yè)的飛躍發(fā)展。液氮的生產(chǎn)使空氣中所含78%的氮的大量液化生產(chǎn)成為可能，從而為冷凍食品工業(yè)新的應(yīng)用開(kāi)辟了途徑。

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       60年代初，美國(guó)的冷凍食品工業(yè)面臨一個(gè)新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)時(shí)的冷凍食品向三個(gè)方向發(fā)展：
       （1）冷凍食品向“單體快速凍結(jié)”（IQF）方向發(fā)展；
       （2）要求通過(guò)連續(xù)速凍裝臵提高冷凍食品的生產(chǎn)量；
       （3）要求冷凍食品向高質(zhì)量的速凍保鮮食品發(fā)展。由于這些要求促使凍結(jié)方法必須在技術(shù)上進(jìn)行更新，因此液氮速凍技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速得到廣泛應(yīng)用。
       液氮冷凍的特點(diǎn)：
       液氮速凍有著下列優(yōu)點(diǎn)：
       （1）液氮無(wú)毒，且對(duì)食品成分呈惰性，再者，由于替代了從食品中出來(lái)的空氣，所以可在凍結(jié)和帶包裝貯藏過(guò)程使氧化變化降低到zui小限度。
       （2）液氮可與形狀不規(guī)則的食品的所有部分密切接觸，使傳熱阻力降低到zui小限度。
       （3）凍結(jié)食品的干耗小。用一般凍結(jié)裝臵凍結(jié)的食品，其干耗率在3%～6%之間，而用液氮凍結(jié)裝臵凍結(jié)，干耗率在0.6%～1%之間。所以適于凍結(jié)一些含水分較高的食品，如楊梅、西紅柿、蟹肉等。
       （4）占地面積小，初投資低，裝臵效率高。
       （5）凍結(jié)食品的品質(zhì)高。由于液氮和食品直接接觸，以200K以上的溫差進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，故凍結(jié)速度極快，每分鐘能降溫7～15K。食品內(nèi)的冰結(jié)晶細(xì)小而均勻，解凍后食品質(zhì)量高。
       利用液氮來(lái)快速冷凍食品的優(yōu)越性很多：
       但它目前應(yīng)用中也存在下列問(wèn)題：
       （1）液氮蒸發(fā)后成為低溫氮?dú)猓渚哂形沾罅匡@熱的能力，充分利用這部分冷量是提高液氮冷凍設(shè)備經(jīng)濟(jì)性的根本，但目前利用率不高，措施有待加強(qiáng)。
       （2）因?yàn)閮鼋Y(jié)速度極快，食品表面與中心之間會(huì)產(chǎn)生較大的瞬時(shí)溫差，膨脹壓力大，造成低溫?cái)嗔眩茐氖称返慕M織結(jié)構(gòu)，給食品品質(zhì)帶來(lái)不利影響。
       液氮食品速凍方式：
       液氮凍結(jié)方式大致有沉浸式、噴淋式、冷風(fēng)循環(huán)式三種。
       （1）沉浸式冷凍是將食品完全浸入液氮中，它可以達(dá)到所期望的快速凍結(jié)，食品占用的空間小，同時(shí)產(chǎn)生能力變化的幅度也很顯著，但液氮耗量較大，因?yàn)閮H用了液氮的潛熱這部分冷量。
       （2）噴淋式冷凍設(shè)有三個(gè)冷凍區(qū)：預(yù)冷區(qū)、凍結(jié)區(qū)和均溫區(qū)。液氮經(jīng)噴嘴成霧狀與食品進(jìn)行熱交換，液氮吸熱蒸發(fā)成氮?dú)?，氮?dú)庥直挥脕?lái)預(yù)冷新進(jìn)入的食品，這樣既利用了液氮的潛熱，又利用了液氮的顯熱，使冷量得到充分利用。
       （3）冷空氣循環(huán)式冷凍，由液氮冷卻循環(huán)的冷空氣，用空氣作為載冷劑冷凍食品，可擯棄龐大的制冷設(shè)備，減少初投資。
       具體的凍結(jié)方式可以分為：液氮柜式凍結(jié)裝臵、隧道式凍結(jié)裝臵、沉浸式凍結(jié)裝臵、旋轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝臵等。