13冷链物流技术概论-4预冷和冻结

1、第四章,预冷与冷冻,冷藏链 COLD CHAIN,基本知识点：,掌握预冷和冷冻的基本概念及目的 了解预冷及冷冻的方法及其分类 了解解冻的基本方法,思考题,食品变质的因素包括哪些？ 生物因素：由徽生物的腐败、发酵、酶的作用而引起的成分变化；由害虫、害兽引起的食害等。 化学因素：食品中的油脂、色素、维生素等各种成分发生氧化、非酶褐变、色素的褪色等化学变化。 物理因素：包括损伤、吸湿、干燥、成分的结晶化、异味的吸附等物理变化。 影响细菌生长的因素有哪些？ 适宜的生长温度，细菌最适合生长的温度范围是：5-60 足够的繁殖时间 氧气的存在与否 适宜的水分,不同的食品在运输或贮藏之前的处理方法,预冷,冷冻,预冷一般用于果蔬的预处理,冷冻一般用于鱼，肉等食品的预处理。,4.1 预冷,果蔬变质的其他原因 呼吸作用引起的变质 蒸发作用,什么是预冷？ 预冷是指低温处理的方法将采收后的水果和蔬菜的温度迅速降到规定温度的操作过程。,为什么要预冷？ 刚采摘下来的果蔬的温度通常较高，呼吸作用十分旺盛，如不及时将果温降到适宜的温度，就会影响贮藏质量，增加贮藏期各种病害的发生，减少贮藏寿命。,预冷的必要性,预冷的作用

2、是什么？ 经过预冷的水果蔬菜可以迅速除去田间热, 降低果蔬温度, 有效抑制其呼吸作用, 减少水分蒸发, 降低营养成分的消耗, 减少乙烯释放量。另外, 低温环境还可有效抑制各种微生物的大量繁殖, 以延长贮藏时间。,a) 空气预冷,空气预冷是指利用制冷机将空气冷却至一个较低的温度，然后将低温空气吹到果蔬表面将其冷却的过程。,空气预冷机组,预冷的方法：,空气预冷方法分常规室内空气预冷，压差预冷，流化床连续预冷，隧道连续预冷。,空气预冷方法具有空气湿度调节可用于各种食品冷却冷藏运输,优点：设备造价低 缺点：冷却速度慢，冷却不均匀，干耗大等,空气预冷,预冷时间空气温度最低不得低于-2，因为较低的温度会使水果蔬菜冻伤。,果蔬类食品室内空气预冷，当空气温度为-10，空气湿度8595，空气流速为0.51.5m/s时，对叶菜类冷却时间约5小时，对果实类冷却时间10个小时，对于较大的南瓜、冬瓜、西瓜等，冷却时间约为24小时。 为了缩短预冷时间，一般采用提高空气流速的方法。风速提高11.5m/s，预冷时间大约缩短510，干耗增加0.10.2。,常规室内预冷,差压预冷,差压通风预冷是对带有通风孔的包装箱进行特

3、殊码垛, 使用差压风机在包装箱的两侧造成压力差，使库内冷空气从包装箱内部通过, 直接接触蔬菜表面进行冷却，其冷却机理如图,差压通风预冷的优缺点：,与强制通风预冷比，冷却速度快，冷却时间通常是强制通风预冷的1/4 冷却均匀, 无死角 几乎适用于任何种类蔬菜(包括果菜) 隧道式差压通风预冷在差压室安装了传送带, 产品输送由传送带自动完成, 一定时间内可进行大批量蔬菜预冷,优点：,缺点：,投资比强制通风预冷略高, 但远低于真空预冷 有的品种略出现枯萎现象 码垛等略费工时,差压预冷设备,我国生产差压预冷设备的制造商不多，特别是与我国现有农业单体生产模式相适应的设备不多，如移动式小型差压预冷设备、具有预冷功能和产地贮藏功能的一体库，这是产地预冷的主要发展方向之一。,隧道式预冷方法,隧道式预冷方法是将食品置于传送带上，冷风沿风道进行内循环，既可以实现上吹、下吹，又可以实现侧吹，使其六个面均可受冷风吹冲。,这种方法适用块状、球状、小包装食品等，风速采用34m/s，风压采用274.4343Pa(2835mmH2O) 隧道预冷的特点是预冷速度快、冷却均匀、连续性作业、生产能力大，特别适用于大型食品加工厂

4、。不同产品可以调整预冷时间，易于控制 预冷时间通常控制在6-60分钟范围内,b) 真空预冷,真空预冷是指将果蔬放在密闭的容器内，降低容器里面的气压使果蔬的水分迅速蒸发的过程。蒸发会带走大量的蒸发热，这样就可以达到冷却果蔬的目的了。,真空预冷系统,真空预冷,真空预冷,间歇式预冷,真空预冷,连续式预冷,采用单一真空槽和真空泵组、一组制冷机组和一组搬运装置进行操作的方式称间歇式真空预冷方式。 被预冷的食品装入真空槽经30分钟冷却后搬出再包装冷藏，下一次再装入按上述方法运行以此循环操作，属于间歇式操作。,间歇式预冷,真空预冷,连续式预冷,采用两个真空槽、一组真空泵组、一组制冷机组和两个搬运装置进行交替运行操作的方式称为连续式真空预冷方式。 当真空槽1预冷结束后在搬出和装入食品这段时间内，制冷机组3和真空泵组4全部对真空槽2进行工作，使其压力降至2400Pa，此后真空泵组4中的两台真空泵转向对已经装完食品的真空槽1工作，使其压力降至4000-2400Pa。 同时真空槽2预冷结束，将预冷食品搬出并装入待预冷食品，这一操作过程结束后，真空槽1预冷结束，真空泵又对真空槽2工作，这样循环操作构成连续作业

5、。,真空加水冷却是对真空冷却比较困难的果菜（如番茄），根菜（如萝卜），在真空室内向果蔬喷水，通过水分的蒸发间接进行冷却的办法。,真空加水预冷,冷水冷却是指将果蔬浸入冷水中，或者将冷水喷淋到果蔬表面以达到预冷目的的过程。,冷水预冷,1冰水槽 2冷水泵 3喷洒头 4搁物台 5喷淋室,水温保持在1左右。预冷时间在十几分钟到几十分钟。水预冷成本低、预冷时间短。但水冷却中的水通常是反复循环的，保持冷却水的温度、减少水的污染是水预冷应注意的问题。,水预冷,国内生产水预冷装置的厂家较少 ，主要特点： 水的循环使用。由于在产地使用，可能没有单独提供的水源，预冷水需要重复使用，同时这也可以节约能源； 水的处理。由于水重复使用，水中会含有各种各样的细菌，影响下批次预冷果蔬的质量，因此循环使用的水必需进行洁净处理； 结构简单，功能多样化并具有移动功能。,预冷方式的选择,要预冷蔬菜的特性、包装类型 要发挥设备的最高利用效率就要首先考虑蔬菜的种类，进而依据蔬菜自身的要求选择成本低效益好的方式。 大部分叶菜适宜冷风预冷、真空预冷；根茎菜适宜水预冷、冷风预冷；表/体比小的果菜和结球叶菜适宜冷风预冷。 如蔬菜产地生产

6、品种较多，数量又不太大时，最好选择预冷库预冷或差压预冷；如产地主要生产叶菜且供应市场对品质要求较高，可考虑用真空预冷；如以根茎菜生产为主，且当地水源又比较充足，可考虑水预冷。,预冷方式的选择,设备成本和市场对蔬菜质量的要求 一般蔬菜可能适合几种不同的预冷方式。要根据自身财力和市场质量要求确定预冷方式。高成本的设备一般预冷效率、效果均较好。但要在高质量要求的市场才能得到回报。,离市场远近 离市场越远流通时间越长，对蔬菜预冷要求越高。 因此对于相同质量要求的市场，距离远的对预冷要求高。另外如同样时间到达两个市场，则流通距离长的需要快速预冷提前运输。,本地区的自然条件水预冷需要较充分的水源，因此在缺水地区使用此方法要慎重。建造预冷库一定要注意冷库的冷源和库体的保温。,6.2 冷冻,冻鱼,冻牛肉,冷冻是指用低温的方法将鱼，肉等食品中的液态水分冻结成固态的过程,目的也是防止食品变质，同时还容易恢复原状。,冷冻方法,a) 空气式（鼓风式）,管架式冷冻库：在渔船上广泛应用。构造简单，不受物品的形态和大小限制，价格便宜，容量大。,管冷冷冻库,冷冻的方法：,强风速冻设备,我国速冻技术始于上世纪80年代，

7、现在已形成针对不同冻结对象的多种食品速冻机进入市场，其中生产量的20%30%用于出口，包括螺旋式、平板式、流化床式、网带式等。速冻设备制造基本形成了产业链，关键部件均有生产厂家，整机设备已出口俄美等国家。,连续式冷冻装置：是将鼓风式和各种传送装置结合起来的冷冻装置，广泛应用于食品厂。,隧道式冷冻器,隧道式冷冻器可将物品连续快速冷却，冷冻效率高，将隧道式冷冻器与生产流水线配套使用广泛应用在冷冻速食厂中。,螺旋式冷冻器,螺旋式冷冻器将传送带呈螺旋状绕在驱动用的转筒周围。占地面积小，出入口分布合理，使整个生产工序连续化，系列化。广泛应用于汉堡牛肉饼、饺子、肉丸、烧麦等冷冻食品的加工。,批量式冷冻库：广泛应用于在水产品基地等产地进行大批量冷冻。一次大量冷冻，不限制货物摆法，节省能源，运转时间缩短，设备运转资金也大幅度下降。,流化床式冷冻器：是利用冷空气脉流，将食物吹沸，使食品在流动中冻结的装置。广泛应用于速冻青豌豆、毛豆、甜玉米、切成小方块的蔬菜等小食品的冷冻。,b) 冷冻液式,冷冻液式是直接将食品浸在冷冻液中进行冷冻的冷冻方式,优缺点： 优点：冷冻液冷冻能力强，价格便宜 缺点：易渗透至物品并

8、且不易清除,只适用于一些密闭包装的食品，如鲣鱼船等特殊范围。,c) 接触式,接触式冷冻机是将食品夹在冷冻板间进行冷却，传热作用大，因此冷却时间短，冷冻功能较强。广泛应用于船舶上。,230吨冷冻托渔船,接触式冷冻机,d) 液化气式,液化气式是用网状传送带将食品传入冷冻室，利用液态氮、液态二氧化碳汽化冷冻。冷冻过程的速度可决定性地影响产品质量和产品安全。,液化气式可以达到很低的温度，但费用很高，适用于高价食品和超快速冷冻范围,气体是以液态形式存储在储气罐里的。被喷射到冷冻设备里时它们会转化成其它状态：,液氮会蒸发，其沸点为-196C 液态CO2会转化成干冰，而非气化。然后干冰会升华成气体。CO2 的升华温度为-78C,干冰微粒和液氮,相变所需热量会从产品中吸收。为了进一步改善热量的传导，可用风扇促进冷冻设备里的低温气体的对流，然后将变热的气体释放到空气中。,冷冻过程是如何工作的？,在冷冻过程中，在产品细胞内会产生小的冰晶。 低速冷冻过程中，由于在最大冰晶生成带停留时间较长，小的冰晶逐渐聚集成较大的冰晶而破坏食品的细胞结构，并在以后导致汁液渗出（水果，肉类）。 快速冷冻时，冰晶会保持较小的尺

9、寸并快速通过最大冰晶生成带，从而将汁液损失减到最小。,由于液氮的196的极低温的特性，因此它能快速使冷冻食品渡过冰晶生成带（10 50 ），防止大冰晶在食品细胞内的形成破坏细胞壁，完美的保持产品原有的风味和质，是其它传统氨机制冷所无法比拟的。 能大幅度降低因传统机械式冷冻所需的强风而损失的水份（35），从而提高产品的自成率和成品率，延长冷冻产品的货架保存期,提高企业形象； 同时它又能灵活调节产品产量，大大减少设备的维护工作，并极易清洗。,液氮冷冻,解冻,冻结过程中食品的内部结构发生变化，因此在冻结产品利用前需要经过解冻。冻结食品如果在解冻时处理不当，不仅会造成食品的营养流失，食品的风味和品质也会大打折扣。 冻结食品风味变化的主要原因 解冻过程中食品内部发生了一系列变化。产品在短时间内体积膨胀并且内部压力增加。肉体组织软化，内部水分容易蒸发，解冻后汁液外流。产品容易氧化变色，微生物容易繁殖。,解冻,解冻就是冷冻食品的温度回升，使食品内冰晶转化为液态，是产品恢复原有品质和风味的过程。 解冻过程与冻结过程类似，-50是最大冰晶生成带，这个温度带也是解冻时间最长的温度带，在此温度范围内食品内部极易变质，应该尽快通过此温度带。 解冻过程中，解冻速度随着解冻的进行逐渐下降。总体来说，解冻时间大于冻结时间。,解冻温度,解冻终温由解冻食品的用途决定。 有些冻结食品再加工时只需要降温至-5就可以了，这种解冻方式叫做半解冻。 还有一种解冻是把冻结食品的温度降至0，这是完全解冻。 解冻时，食品中液体的流失，微生物繁殖，酶活性的变化都是造成食品品质降低、风味变化的主要原因。为了使食品的解冻过程更均匀，尽量要冻结食品厚度小，表面积大。解冻介质温度不要过高，最好不要超过1015。,空气解冻法,空气解冻法是靠空气介质与冷冻食品进行热交换进行解冻。 空气的温度、湿度和流速都影响解冻后肉品的质量。解冻时冻结食品环境湿度一般控制在85%-100%，特别是对用于售卖的食品，高湿度有利于产品保持自己的外观，减少了蒸发造成的损失。空气解冻在商业应用中，一般保持4-5，但是这种降温方式降温速率低、降温时间长。 分类： 空气解冻按空气温度分类 在05空气中解冻称缓慢解冻

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