第二节食品冷却及冷藏

1、1 食品保藏原理 2 第二章 食品低温保藏第一节 食品低温保藏原理第二节 食品的冷却及冷藏第三节 食品的冻结及冻结时间的计算第四节 食品的冻藏及解冻第五节 冷冻食品的T.T.T理论3 Contents Page目录页第二节 食品冷却及冷藏3 冷却速度和时间1 食品冷却方法 2 冷却过程中冷耗量的计算5 食品冷藏过程中的质量变化4 食品冷藏工艺6 冷藏食品的回热4 Transition Page过渡页第二节 食品冷却及冷藏3 冷却速度和时间1 食品冷却方法 2 冷却过程中冷耗量的计算5 食品冷藏过程中的质量变化4 食品冷藏工艺6 冷藏食品的回热5 1食品冷却方法我国食品标准体系发展历程冷却就是将

2、食品降温至最终冷藏温度的过程，本质上是一种热交换。冷却是冷藏的前处理。冷却速度和最终冷却温度是抑制食品本身生化变化和微生物繁殖活动的决定因素。冷却目的就是尽快排出食品内部的热量，尽快降低食品温度，及时抑制微生物的生长繁殖和生化反应的速度，延长食品的贮藏期。6 1食品冷却方法我国食品标准体系发展历程7 1食品冷却方法我国食品标准体系发展历程1.1 空气冷却冰块或机械制冷空气降温风机送冷风入冷却间热交换食品降温冷却空气食品空气冷却法工艺流程风机8 1食品冷却方法我国食品标准体系发展历程1.1 空气冷却冰块或机械制冷空气降温风机送冷风入冷却间食品降温热交换冷却空气食品空气冷却法工艺流程风机n 介质：

3、空气n 工艺条件为: 空气温度、空气流速、相对湿度n 特点: 易干耗n 范围: 水果、蔬菜、鲜蛋、乳品以及肉类、禽类等冻藏食品冻结前的预冷处理。9 1食品冷却方法1.2 冷水冷却n 介质:低温水或盐水(一般为0 ) n 方法: 喷淋式-冷水以喷或淋的方式与食品接触 浸渍式-食品直接浸与冷却水中 n 特点：冷水与冷空气相比有较高的传热系数，可大大缩短冷却时间，不会产生干耗。但采用盐水冷却时，不能与食品直接接触。水冷机预冷过程蔬菜水冷10 1食品冷却方法1.3 冰块冷却碎冰保藏荔枝冰冷的产品冰融化时吸收 334.9kJ/kg的相变潜热，与食品接触，吸热使食品降温（终温0）。碎冰冷却干式冷却，容器先

4、添加冰块，然后层冰层鱼（食品）摆放，可降温至1，保鲜710天。水冰冷却湿式冷却，海水（淡水）先降温至1.5 ，然后加入冰块冷却鱼（食品）摆放。与食品接触时间过长，易引起食品发软，发白。原 理方 法11 1食品冷却方法1.3 冰块冷却食品种类和大小食品初温冰块与食品比例冰块大小影响冰块冷却的因素12 1食品冷却方法1.4 真空冷却也叫减压冷却，食品在密闭容器内抽真空，当真空度增大时，水的沸点随之下降，降至与食品温度相当时，水分迅速蒸发，吸收大量热量（水的蒸发潜热为2.49kJ/kg）,使食品降温。真空罐内产品水分蒸发示意图真空预冷设备13 1食品冷却方法1.4 真空冷却沸点/ 蒸汽压/mmHg

5、沸点/ 蒸汽压/mmHg 100 760 60 149.5 40 55.34 20 17.53 10 9.205 5 6.540 1 4.925 -5 3.011 -10 1.948 -30 0.285 2-2 水的沸点与蒸汽压优点：冷却速度快、冷却均匀，适于表面积大的叶菜类。缺点：食品干耗大、能耗大，设备投资和操作费用较高。 14 1食品冷却方法教材 P147表4-2 部分食品物料冷却的工艺条件15 Transition Page过渡页第二节 食品冷却及冷藏3 冷却速度和时间1 食品冷却方法 2 冷却过程中冷耗量的计算5 食品冷藏过程中的质量变化4 食品冷藏工艺6 冷藏食品的回热16 2冷却

6、过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量设食品无内热源，介质温度不变，物体各点温相同，则冷耗量为： )(00终初TTGCQQ0食品的散热量（kJ）G 食品的质量（kg）T初食品初温（）T终食品终温（）比热：单位质量的某种物质，温度降低1或升高1所放出或吸收的热量，叫做这种物质的比热容。 冻结点以上食品的比热（kJ/kg.）17 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量(1) 低脂食品物料 比热与温度关系可以忽略，可由下式计算：）（WCWCCdW10在1.0461.674之间，通常可取 1.464 kJ/kg. 不同温度（T）下物料：Cd=1.4644+0.0067 T18 2

7、冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量(2)高脂食品物料 如肉及肉制品，其比热与组分有关，还与温度有关。教材 P152 表4-8 不同肉组织比热容高脂食品（肉）的比热（C）与组分有关，还受温度（T）影响，可按下式计算： C=C0+b.TC0：0时比热，（kJ/kg.） b：温度系数 难以确定19 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量因此，高脂食品物料比热容可用经验公式计算：某温度（T）高脂食品比热可按下式计算：fPAAC4184. 02092. 0184. 40dfdATAA9288.2)01464.0006276.0(蛋白质含量干物质含量脂肪含量20 2冷却过程中

8、冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量因此，高脂食品物料比热容可用经验公式计算：温度在冷却初温Ti和冷却后温度TC之间的平均比热可按下式计算：fpAAC4184. 02092. 0184. 40dcifdATTAA9288. 2)(007531. 0003138. 0(21 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量例1：苹果水分含量为85%，试推算0以上时的比热值？如何计算？22 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量例1：苹果水分含量为85%，试推算0以上时的比热值？）1（0WCWCCdW解:=4.1840.85+1.464（1-0.85）=3.34（ kJ/kg

9、. ）23 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量例2：某猪肥肉，其成分含量为：水分29.3%、蛋白质9.5%、脂肪59.8%，推算0时的比热值？如何计算？24 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量fPAAC4184. 02092. 0184. 40dfdATAA9288. 2)273)(0146. 0006276. 0( =2.3834(kJ/kg.) 例2：某猪肥肉，其成分含量为：水分29.3%、蛋白质9.5%、脂肪59.8%，推算0时的比热值？25 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量例3：有瘦牛肉10吨（水分70.7%、蛋白质20.3%、脂

10、肪6.2%）,从14预冷到2所需冷却时间为24小时,试计算每小时平均冷耗量。同学们考虑一下计算思路26 2冷却过程中冷耗量的计算2.1 食品无内热源的冷耗量例3：有瘦牛肉10吨（水分70.7%、蛋白质20.3%、脂肪6.2%）,从14预冷到2所需冷却时间为24小时,试计算每小时平均冷耗量。解: 计算142的平均比热值C0 fpAAC4184. 02092. 0184. 40dcifdATTAA9288. 2)(007531. 0003138. 0(计算牛肉从142的总冷耗量 )(00终初TTGCQ计算每小时平均冷耗量 0QQ时=409.296/24=17.054(kJ/hr) 27 2冷却过程

11、中冷耗量的计算我国食品标准体系发展历程2.2 食品有内热源的冷耗量肉类的生化反应热 果蔬采后呼吸热 肉类存放中,会发生一系列的生化反应,其散热量可按0.6276kJ/hr.kg计算。则肉类冷却的总冷耗量为：果蔬采后呼吸作用产生大量呼吸热，总的产热量可估算为：.HGQ呼则果蔬冷却过程总的冷耗量为：冷却时间（hr） 呼吸热（kJ/hr.kg） 28 2冷却过程中冷耗量的计算我国食品标准体系发展历程2.2 食品有内热源的冷耗量肉类的生化反应热 果蔬采后呼吸热 肉类存放中,会发生一系列的生化反应,其散热量可按0.6276kJ/hr.kg计算。则肉类冷却的总冷耗量为：果蔬采后呼吸作用产生大量呼吸热，总的

12、产热量可估算为：.HGQ呼则果蔬冷却过程总的冷耗量为：冷却时间（hr） 呼吸热（kJ/hr.kg） 呼吸热与果蔬种类、温度有关，不同果蔬呼吸热教材 P152表4-9 果蔬的呼吸热29 2冷却过程中冷耗量的计算我国食品标准体系发展历程2.3 冷却率因素和安全系数 冷却过程中食品温度变化的速度随它和冷却介质间的温差而异，温差大，温度变化速度快，可表示为：)(介TTKddT（1）（1）介质温度不变，则食品散热量也随食品温度下降而减少。 dTCGdQ.0（2）冷却时间T物料温度K比例常数将（2）代入（1）式，得：)(0介TTKCddQ 反应了冷耗量怎样的变化规律？请思考30 2冷却过程中冷耗量的计算我

13、国食品标准体系发展历程2.3 冷却率因素和安全系数 在整个冷却过程中，食品的散热量是不均匀的，冷却初期最大，以后逐渐降低。冷却初期设备的冷负荷量远比计算所得的每小时平均冷负荷量大。 结 论冷却率因素只应用于食品冷却阶段，或估算冷却设备的冷耗量。冷却、冻结或冻藏的冷负荷量一般需要增加510%。增加的值即为安全系数，通常选用10%。冷负荷量加上安全系数后再计算每小时所需冷负荷量或平均所需功率，根据所得值选用相应的设备。冷却率因数 冷却率因素终初)(00TTGCQ31 2冷却过程中冷耗量的计算2.3 冷却率因素和安全系数 品名 冷却率因素品名 冷却率因素菠萝 0.67桃 0.62鳄梨 0.67李、梅

14、 0.67苹果 0.67浆果 0.67杏 0.67柠檬 1.0葡萄柚 0.70橙 0.70梨、葡萄 0.80番茄(青) 1.0 包菜、菜花 0.80青刀豆 0.67青豆 0.67瓜类 0.90胡萝卜 0.80大头菜 0.80洋葱 0.80猪肉 0.67羊肉 0.75牛肉 0.56家禽 1.00肉脏(肝、心) 0.70部分食品冷却率因素32 Transition Page过渡页第二节 食品冷却及冷藏3 冷却速度和时间1 食品冷却方法 2 冷却过程中冷耗量的计算5 食品冷藏过程中的质量变化4 食品冷藏工艺6 冷藏食品的回热33 3冷却速度和时 间食品各部位的温度下降速度并不一致，如图2-5所示，所

15、以冷却速度和冷却时间也有较大差别。34 3冷却速度和时 间3.1 平板状食品冷却时间经过推导得平板状食品由0降温到所需时近似计算公式为：RRKct0lg)3 . 5(65. 4（s） C食品比热为(kJ/kg.) 食品密度为（kg/m3） 导热系数（W/m.） 食品厚度（m） K放热系数，W/m2. 0食品初温（）食品终温（）R介质温度（）35 3冷却速度和时 间3.2 圆柱状食品冷却时间半径为R的圆柱状食品冷却时间也可由以下公式计算：C食品比热为(kJ/kg.) 食品密度为（kg/m3） 导热系数（W/m.） R食品半径（m） K放热系数，W/m2. 0食品初温（）食品终温（）R介质温度（）

16、RRKRRct0lg)0 . 3(73. 2（s） 36 3冷却速度和时 间3.3 球状食品冷却时间半径为R的球状食品可使用类似的公式计算冷却时间，可用下式表示:C食品比热为(kJ/kg.) 食品密度为（kg/m3） 导热系数（W/m.） R食品半径（m） K放热系数，W/m2. 0食品初温（）食品终温（）R介质温度（）RRKRRct0lg)7.3(90.4（s） 37 3冷却速度和时 间初温为=25的牛胴体，放在空气温度-2的冷却室中。牛胴体厚度18cm，=950kg/m3， c=2847J/m2.，=0.523W/m.。求空气静止时（K1=6.9768W/m2.）以及空气流速为2m/s（K

17、2=17.442W/m2.），将牛肉胴体冷却到平均温度 =2时所需时间？计算示例 解：将牛肉胴体看作=0.18m的平板状食品。 RRKct0lg)3 . 5(65. 4=26.6（h） （1）空气静止时（2）空气流速为2m/s时RRKct0lg)3 . 5(65. 4=15.6（h） 38 Transition Page过渡页第二节 食品冷却及冷藏3 冷却速度和时间1 食品冷却方法 2 冷却过程中冷耗量的计算5 食品冷藏过程中的质量变化4 食品冷藏工艺6 冷藏食品的回热39 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法气调冷藏法空气冷藏法冷藏方法40 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.1 空气冷

18、藏法以空气为冷却介质维持冷藏库的低温，在冷藏过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品进行热交换，保持食品的低温水平。空气冷藏法自然空气冷藏法机械空气冷藏法利用自然低温促使库内外空气的互换，维持食品一定的低温水平。此法适宜在寒冷地区或低温季节使用，效果不如冷库，但费用较低。 如:通风库、窖藏等。 利用机械制冷的方式，保持食品低温。41 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.1 空气冷藏法空气流速冷藏温度空气相对湿度冷藏工艺条件选择食品的冷藏温度时，食品的冻结温度极其重要。在不影响食品品质的前提下，尽可能低。选择RH%时必须考虑产品本身的特点，结合贮藏的实际需要，综合选用。确定原则：及时

19、将食品所产生热量如生化反应热或呼吸热和从外界渗入室内的热量带走，并保证室内温度均匀分布，冷藏室内仍应保持有速度最低的空气循环，使冷藏食品脱水干耗现象降到最低程度。 42 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.1 空气冷藏法空气流速冷藏温度空气相对湿度冷藏工艺条件选择食品的冷藏温度时，食品的冻结温度极其重要。在不影响食品品质的前提下，尽可能低。选择RH%时必须考虑产品本身的特点，结合贮藏的实际需要，综合选用。确定原则：及时将食品所产生热量如生化反应热或呼吸热和从外界渗入室内的热量带走，并保证室内温度均匀分布，冷藏室内仍应保持有速度最低的空气循环，使冷藏食品脱水干耗现象降到最低程度。 例如：葡

20、萄过去所采用的储藏温度为1.1 ，自从发现其冻结温度为-2.8以后，就普遍采用更低一些的储藏温度。以至储藏期得以延长了两个月。 43 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.1 空气冷藏法空气流速冷藏温度空气相对湿度冷藏工艺条件例如：葡萄过去所采用的储藏温度为1.1 ，自从发现其冻结温度为-2.8以后，就普遍采用更低一些的储藏温度。以至储藏期得以延长了两个月。 如冷藏时大多数水果适宜的RH%为85%90%。绿叶蔬菜、根菜类蔬菜以及脆制蔬菜适宜的RH%可高至90%95%。而坚果在70 RH%下比较合适。干态颗粒食品如乳粉、蛋粉及吸湿性强的食品如果干等宜在非常干燥的空气中储藏。44 4食品冷藏工

21、艺4.1 食品冷藏方法4.1.1 空气冷藏法空气流速冷藏温度空气相对湿度冷藏工艺条件如冷藏时大多数水果适宜的RH%为85%90%。绿叶蔬菜、根菜类蔬菜以及脆制蔬菜适宜的RH%可高至90%95%。而坚果在70 RH%下比较合适。干态颗粒食品如乳粉、蛋粉及吸湿性强的食品如果干等宜在非常干燥的空气中储藏。冷藏食品若覆有保护层，室内的相对湿度和空气流速不再成为影响因素。如分割肉冷藏时常用塑料袋包装，或在其表面上喷涂不透蒸气的保护层；番茄、柑橘一类果蔬也可浸涂石蜡，以减少它的水分蒸发，并增添光泽。 45 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.1 空气冷藏法各类食品冷藏条件教材 P148-15146

22、4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.2 气调冷藏法气调冷藏法是指在冷藏的基础上，利用调整环境气体（主要是O2和CO2）来延长食品寿命和货架寿命的方法。气调冷藏技术主要在果蔬保鲜方面的应用比较成功，但这项技术，如今已经发展到肉、禽、鱼、焙烤产品及其他方便食品的保鲜，而且正在推向更广的领域。 参考有关资料有详细论述47 4食品冷藏工艺4.1 食品冷藏方法4.1.2 气调冷藏法课外拓展查文献，了解气调贮藏在其他食品保藏中的应用现状。48 Transition Page过渡页第二节 食品冷却及冷藏3 冷却速度和时间1 食品冷却方法 2 冷却过程中冷耗量的计算5 食品冷藏过程中的质量变化4 食品冷

23、藏工艺6 冷藏食品的回热49 5食品冷藏过程中的质量变化食品在冷藏期间发生 的一系列变化与食品的种类、成分，食品的冷藏条件密切相关。除了肉类的成熟有助于提高肉的品质以外，其他变化均不同程度的使食品品质下降。冷藏变化肉的成熟 寒冷收缩 脂肪氧化 微生物繁殖 淀粉老化 其他变化水分蒸发 冷害 后熟作用 移臭和串味 食品冷藏期间品质变化示意图50 5食品冷藏过程中的质量变化5.1 水分蒸发食品在冷却冷藏中，食品表面热量散发出来，当冷空气中水分的蒸汽压力食品表面蒸汽压力时,食品表面水分向外蒸发，促使失水干燥，导致食品的品质恶化,俗称干耗。 食品表面水蒸汽压（P表）环境水蒸汽压（P）水蒸汽水分蒸汽压力差

24、干 耗51 5食品冷藏过程中的质量变化5.1 水分蒸发果、蔬食品中水分蒸发，会导致其失去新鲜饱满的外观，当减重达到5%时，会出现明显的凋萎现象，影响其柔嫩性和抗病性。肉类食品在冷却冷藏中发生干耗，除导致质量减轻外，肉的表面还会出现收缩、硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。 鸡蛋在冷却储藏中，因水分蒸发会造成气室增大、质量减轻、蛋品品质下降。 “量”的损失“质”的变化52 5食品冷藏过程中的质量变化5.1 水分蒸发干耗空气流速相对湿度物料特性物料摆放方式表面积包 装n 空气流速大,更快带走食品周围的水分,保持食品表面与空气较大的蒸汽压差,干耗加快.n 食品物料的摆放方式影响较为复杂,比如物料堆码紧

25、密,干耗则慢;反之,干耗加快。n 空气相对湿度大,则食品表面与空气蒸汽压差也较小,干耗减慢;反之,干耗则快.n 食品经各种形式包装，能阻止水分蒸发，减少干耗。n 如水果、蔬菜类食品的表皮皮孔多，干耗大；物料厚度大、内部组织结构致密，干耗小；肉的脂肪含量高，干耗小，等等。n 物料表面积大，干耗大，如叶菜类；物料经细化可增大表面积，使干耗加大。干耗的影响因素53 5食品冷藏过程中的质量变化5.2 冷害低温伤害冷害:有些水果、蔬菜等的储藏温度低于某一温度界限时，这些水果、蔬菜就会表现出一系列生理病害现象，其正常的生理机能受到障碍失去平衡。这种由于低温所造成的生理病害现象。冷害的症状:是组织内部变褐和

26、干缩，外表出现凹陷斑纹，有一些外皮软薄或柔软的果蔬，则易出现水渍状斑块。冷害病常使果蔬不能正常成熟，并产生异味。 引起冷害发生的因素:主要有果蔬的种类、储藏温度和时间。 柑橘干疤病香蕉冷害54 5食品冷藏过程中的质量变化5.3 后熟作用l 水果和蔬菜类食品，在离开母体或植株后向成熟转化的过程称为后熟作用。l 水果在低温冷藏期间，将伴随着后熟作用的发生。在此过程中水果在呼吸作用下可以逐渐向成熟转化，果实内的成分和组织形态也将进行一系列的转化。如表现为，可溶性糖含量升高、糖酸比例趋于协调、可溶性果胶含量增加、果实香味变得浓郁、颜色变红或变艳、硬度下降等一系列成熟特征。l 后熟作用过程的快慢因果实种类、品种和储藏条件而异。香蕉后熟变化55 5食品冷藏过程中的质量变化5.4 寒冷收缩畜禽屠宰后在未出现僵直前快速冷却，肌肉发生显著收缩，以后即使经过成熟过程，肉质也不会十分软化，这种现象叫寒冷收缩。一般来说，宰后10h内，肉温降到8以下，容易发生寒冷收缩。其中牛和羊肉较严重，而禽类肉较轻。肉类在冷却时若发生寒冷收缩，其肉质变硬、嫩度差。如果再经冻结，在解冻后会出现大量的汁液流失。研究发现，当肉的pH6时极易出现寒冷收缩。温度（）时间