液氮在食品冷冻技术及应用

1、液机在食品冷凑技脉废用(转载网络)液氮是照色、照味、低粘度的透明液醴，化孥性穗定。液氮在 常厘下的沸黑占是-195&C宿它舆被7束食品相接毓寺，能吸收的蒸畿 潜熟舄198.9kJ/kg ;再襄氮蒸藏升温至-20C,平均比熟以1.047kJ/ (kg-K ) ，则能吸收 184.1kJ/kg。雨项合舄 383.0kJ/kg，是一 椒理想的制冷.用液氮速7食品，最早始于美阈。美阈在50年代就 始了逼方面的研究，至1960年即正式用于速7食品。1964年 始在生走上迅速推腐。液氮速潮刎谚生的背景是：1、50年代末，由于宇宙空技彳标的畿展，作舄火箭燃料所走生 的大量液憩氧的需要，促使空藏液化分离隹工的

2、筮曜畿展。液氮的生 走使空藏中所含78%的氮的大量液化生走成舄可能，彳耸而舄冷7食 品工桨新的雁用辟了途彳瓦2、60年代初，美1的冷7食品工桨面晦T固新的折黑占,制寺 的冷7食品向三彳固方向畿展(1 )冷7食品向俾醴快速7W(IQF) 方向畿展；(2)要求通遏速速7装置提高冷7食品的生走量；(3) 要求冷7食品向高量的速7保供羊食品畿展。由于逼些要求促使7结 方法必硝在技彳标上逵行更新，因此液氮速7技B而生，并迅速得 到腐泛雁用。液氮速7束有著下列僵黑占:（1 ）液氮照毒，且荤寸食品成分呈惰性，再者，由于替代了彳耸食 品中出来的空藏，所以可在77吉和带包装监藏遏程使氧化燮化降低到 最小限度。（

3、2）液氮可舆形状不猊则的食品的所有部分密切接躺，使傅熟 阻力降低到最小限度。（3）7结食品的干耗小。用一般77吉装置7各吉的食品，其干耗 率在3% 6%之，而用液氮77吉装置77吉，干耗率在0.6% 1% 之。所炯于7各吉一些含水分事交高的食品，如榻梅、西航柿、蟹肉 等。（4）占地面稹小，初投资低，装置效率高。（5）7结食品的品高。由于液氮和食品直接接躺，以200K 以上的温差逵行弓鱼烈的熟交换，故7吉速度桎快，每分童能降温7 15K。食品内的冰结晶小而均匀，解7后食品量高。随著液氮速7技彳标的逵一步完善和畿展，它被迅速、腐泛雁用于 焦、魄螃蟹、甄味肉（牛、羊等、水果（榻梅、荔枝等）蔬 菜、及

4、各丰重琪制食品（牛排、生焦片、肉丸子、炸晚肉并、藻堡包、 比窿耕、蛋制品、潺料等）的冷7中。英阈1981年液氮速7食品占 冷7食品的10%，用液氮量超遏100kt。西欧液氮走量的1/3用于 食品速7和冷藏逼输。日本液氮速7食品的占冷7食品的40 50%。 目前美阈有畿百家食品加工企桨采用液氮速7 J堇一家速7牛排瘢每 天用700t液氮。我阈70年代初北京、上海就已研制出液氮速7食 品生蠹泉，80年代先后彳耸日本、瑞典、法阈、美阈和丹娄等阈引逵 了各椒速7束装置(包括液氮速7束)，并荤捻艮焦、湖蟹、荤寸螟等供羊活水 走品液氮速7束成功。由于每公斤速7束食品需用液氮0.81kg，受液 氮僵格高的影

5、警,1991年我阈自己制造的250毫各嬲速7装置中， 采用液氮的桎少，造成我阈目前液氮速7食品在冷7食品中所占比例 彳艮低，未能腐泛普及。近畿年，随著改革放的深入虺夕卜主要跨arn公司兢相在我 阈建立合企,带来了先凰勺空分粉希、技件亍和管理，使我阈低温 液醴的走量大幅度提高，供雁的地匾和范圉不配腐大催格大幅度降 低(液氮的售僵彳耸2 元/kg左右，降低到1 元/kg以下)，大大促逵 了液氮的雁用。利用液氮来快速冷7食品的僵越性很多，不一而足，但它目前雁 用中也存在下列冏题，急待解决:(1)液氮蒸畿后成舄低温氮藏，其具有吸收大量熟的能力， 充分利用逼部分冷量是提高液氮冷MBW性的根本，但目前利用

6、 率不高，措施有待加弓虱(2 )因07吉速度桎快，食品表面舆中心之畲走生事交大的瞬 日寺温差，膨B力大，造成低温窗斤裂，破壤食品的ffi ,备合食品 品带来不利影警。2.2.1液氮食品速M装置液氮7结方式大致有沉浸式、喷淋式、冷凰循璘式三丰重。沉浸式冷M是将食品完全浸入液氮中，它可以建到所期望的快速M,食品占用的空小，同日寺走生能力燮化的幅度也很著，但液 氮耗量事交大，因割堇用了液氮的潜熟逼部分冷量。喷淋式冷M哉有三侗冷7束匾：予应令匾、M各吉匾和均温匾。液氮经 喷嘴成辨犬舆食品逵行熟交换,液氮吸熟蒸畿成氮藏,氮藏又被用来 璃令新逵入的食品渲檬既利用了液氮的潜熟，又利用了液氮的熟, 使令量得到

7、充分利用。令空藏循璘式令7束,由液氮令谷口循璘的令空M /用空藏作舄戴令 洌令7束食品，可#M大的制令彳希,减少初投资。具醴的M各吉装置可以分舄:液氮柜式7M吉装置、隧道式7M吉装置、 沉浸式M各吉装置、旋式M各吉装置等。2.2流憩化食品速M理和装置流憩化现象早就被人仍所言忍 ,它最初用于化工程，随后陵 在能源、冶金和食品工程等镇域得到雁用。1959年瑞典的 Frigoscandia公司首先使用逼椒方法M结食品并于1962年研制成 功世界上第一 SMa性的流憩化7M吉装置。此后，美阈、法阈、保加 利五前BWs日本等阈家荤寸流憩化的雁用和理研究都十分重视, 特别是近二十年来冷M食品的畿展，促逵了

8、流憩化7M吉装置的研制工 作。目前海衡影吉装置已在各阈令束食品工瘢，特是蔬菜加工瘢 中被腐泛使用。2.2.1流憩化食品速M的基本原理流憩化快速M各吉，就是使置于食缺罔或槽板上的颗粒状、片状或墟 状食品，在一定流速的低温空藏自下而上的作用下形成类射以沸 憩，像流醴一檬逼勤，并在逼勤中被快速7束结的遏程。富冷藏流自下而上穿遏食品屑而流速婀低寺，食品颗粒虔于静止 B 街舄固定床A。随著氧流速度的增加，食品床！雨侧的藏流厘 力降也将增加，食品屑始松勤B。富藏流速度建到一定敷值寺，食 品颗粒不再保持静止状憩，部分颗粒浮向上，造成床！膨眼，空隙 率增大，即始逵入流化状魁 逼榻犬憩是匾别固定床和流化床的分

9、界黑占街舄晦界状憩。荤寸雁的最大厘力降值叫做晦界厘力，荤寸雁的凰 速叫做晦界凰速。晦界厘力和晦界速度是形成流憩化的必要倒牛C。 富氧充速度御曾加寺，床X膨眼，床屑空隙率也随之增加。 但床屑中的鼾祭藏流速度则保持不燮，流醴的厘降只是消耗在托起固 醴颗粒的重量上，即床屑的厘力降舆藏流速度M而始普冬保持定值 D。此寺弓鱼烈的冷氧充舆食品颗粒相互作用，使食品颗粒呈寺上寺下、 M猊则地逼勤,因此食品屑内的傅舆傅熟十分迅速，彳耸而说食品 罩醴快速77吉。制流速度逵一步增加，颗粒则被流醴带走，床 粒减少，空隙率增加，床力降减小，流化床成舄输送床&流化 床速7生走和，均在输送床前面陪段回亍，曲%泉AD舄榇率流

10、憩化 曲%泉。食品流憩化速7的主要特黑占是：(1) 7结速度快。流憩化7各吉遏程具有很弓鱼的换熟特性。舆傅 统的空藏弓鱼制循撕7吉装置相比，换熟弓鱼度增加了 3040倍。逼是 因舄：食品浮7御寺的熟阻减少15 18倍，走品表面舆冷空藏的 放熟系敷()增大46倍，有效换熟面稹增大3.510倍。所以流 憩化7影吉装置的7影吉速度要比普通7影吉希的速度高畿十倍。由于7束 结速度快，所以流憩化7影吉能最大限度地保持食品原有的管餐成份和 新陌勒犬憩。（2）说罩醴快速77吉。由于食品在77吉遏程中呈嬲浮犬憩， 食品7结后不畲粘速在一起，说了 IQF 7各吉，不僮量好，而且便 于包装和消费者食用。（3）食品干耗少。每彳固速7食品的表面都有一屑很薄的冰膜， 既有利于保持食品供羊度防止氧化，而且干耗事交少。瑞典孥者封蘑菇、 草莓等渤亍的荤寸比就表明，流制化7吉的干耗畿乎只是弓鱼制送凰隧 道7结的一半左右。逼荤催格事交高的食品得尤舄重要。（4）易于*械化和自勤化速生走，生走效率高，工人在 常温倒牛下渤亍操作，改善了努聊条件。富然食品流憩化7结也有局限性，它僮遹用于颗粒状食品，一般 其特性尺寸在50mm以内，最大不得超遏1