食品的冷冻加工原理
各种冻结器的冻结速度: 通风的冷库,0.2 cm/h 送风冻结器,0.5~3 cm/h 流态化冻结器,5~10 cm/h 液氮冻结器,10~100 cm/h
冻结速度与冰晶
冻结速度快,食品组织内冰层推进速度大于水 移动速度,冰晶的分布接近天然食品中液态水 的分布情况,冰晶数量极多,呈针状结晶体。
三、冻结时放出的热量
冻结终温
热量的三个组成部分:
冷却时的热量qc; 形成冰时放出的热量qi; 自冰点至冻结终温时放出的热量qe。 单位质量食品的总热量:q=qc+qi+qe , G kg食品冻结时的总热量:Q=Gq,
或用焓差法表示:Q=G(i2-i1),
i1及 i2分别为食品初始和终了状态时的焓值。
在冻结过程中,若食品某一部位的温度高于 冰点,而其他部位低于冰点,则上述三部分 放出热量同时存在;若食品任何部位的温度 均处于冰点,则冻结时只有后二部分热量放 出;若食品初始温度在冰点以下,则所放出 的热量仅是第三部分。
冻结时三部分热量不相等,以水变为冰时放 出的热量为最大,第二部分的降热过程是制 冷机负荷最高的过程。
葱,豌豆
10 50 65 71 75 77 79 80.5 82 83.5 86 87.5 89
樱桃
00
0 20 32 40 47 52 55.5 58 63 67 71
二、冻结曲线
冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间 的变化。
过冷现象,过冷临界温度。 冷冻曲线的三个阶段:
初始阶段,从初温到冰点, 中间阶段,此阶段大部分水分陆续结成冰, 终了阶段,从大部分水结成冰到预设的冻结
关的常数,水为1.86。即质量摩尔浓度每增 加1 mol/kg,冻结点就会下降1.86℃。因此食 品物料要降到0℃以下才产生冰晶。
品种
牛肉 猪肉 鱼肉 牛奶 蛋白 蛋黄
表 3-7:几种常见食品的冻结点
冻结点 含水率 品种 冻结点
(℃) (%)
(℃)
-0.6~ -1.7 71.6 葡萄 -2.2
-2.8
第三节 食品的冻结
冻结点与冻结率 冻结曲线 冻结时放出的热量 冻结速度 冻结时间 冻结方法简介 冻结与冻藏时的变化及技术管理
一、冻结点与冻结率
冻结点:冰晶开始出现的温度 食品冻结的实质是其中水分的冻结 食品中的水分并非纯水 Raoult稀溶液定律:ΔTf=KfbB,Kf为与溶剂有
鱼类
0-45 0-68 32-77 45-82 84 85 87 89 90 91 92 93 95
蛋类,菜类 60 78 84.5 81 89 90.5 91.5 92 93 94 94.5 95 95.5
乳
45 68 77 82 84 85.5 87 88.5 89.5 90.5 92 93.5 95
例如:食品中心与表面的最短距离为10 cm, 食 品 冻 结 点 ℃即-12℃时所需时间为15 h,其冻结速度 为V=10/15=0.67 cm/h。
根据这一定义,食品中心温度的计算值随食品 冻结点不同而改变。如冻结点-1℃时中心温度 计 算 值 需 达 到 -11℃ , 冻 结 点 -3℃ 时 其 值 为 13℃。
按推进距离: 以-5℃的冻结层在单位时间内从食品表面 向内部推进的距离为标准: 缓慢冻结 V=0.1~1 cm/h, 中速冻结 V=1~5 cm/h, 快速冻结 V=5~15 cm/h, 超速冻结 V>15 cm/h。
国际制冷学会的冻结速度定义:食品表 面与中心点间的最短距离,与食品表面 达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻 结点低10℃所需时间之比。
冻结时总热量的大小与食品中含水量密切有 关,含水量大的食品其总热量亦大。
四、冻结速度
速冻的定性表达:外界的温度降与细胞组织 内的温度降不等,即内外有较大的温差;而 慢冻是指外界的温度降与细胞组织内的温度 降基本上保持等速。
速冻的定量表达:以时间划分和以推进距离 划分两种方法。
按时间: 食品中心温度从-1℃降到-5℃所需的时间, 在3~30 min内,快速冻结, 在30~120 min内,中速冻结, 超过120 min,慢速冻结。
西红柿
30 60 70 76 80 82 84 85.5 87 88 89 90 91
苹果,梨,土豆 0 0
32 45 53 58 62 65 68 70 74 78 80
大豆,萝卜 0 28 50 58 64.5 68 71 73 75 77 80.5 83 84
橙,柠檬,葡萄 0 0
20 32 41 48 54 58.5 62.5 69 72 75 76
终温。
上图显示冻结期间不同深度食品层温度随 时间的变化:
图中多条曲线表示食品不同深度处温度随冻 结时间的变化。在任一时刻食品表面的温度 始终最低,越接近中心层温度越高。显示出 在不同的深度,温度下降的速度是不同的。
冷冻曲线平坦段的长短与冷却介质的导热性 有关。在冷冻操作中,采用导热快的冷却介 质,可以缩短中间阶段的曲线平坦段。图中 显示在盐水中冻结曲线的平坦段要明显短于 在空气中。
冻结率:冻结终了时食品内水分的冻结 量(%),又称结冰率
K=100(1-TD/TF)
TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度
表 3-8 一些食品的冻结率(%)
温度/C -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -12.5 -15 -18
食品
肉类,禽类 0-25 52-60 67-73 72-77 75-80 77-82 79-84 80-85 81-86 82-87 85-89 87-90 89-91
60
苹果 -2
-0.6~ -2 70~85 青豆 -1.1
-0.5
88.6 橘子 -2.2
-0.45
89
香蕉 -3.4
-0.65
49.5
含水率 (%) 81.5 87.9 73.4 88.1 75.5
温度-60℃左右,食品内水分全部冻结。
在-18~ -30℃时,食品中绝大部分水分已 冻结,能够达到冻藏的要求。低温冷库 的贮藏温度一般为-18℃~ -25℃。