食品冷冻保鲜设备2013

1、食品冷冻冷藏设备刘乐刘乐山东商业职业技术学院山东商业职业技术学院 20222022年年7 7月月5 5日星期二日星期二* *食品的冻结时间食品的冻结时间普朗克公式（普朗克公式（Plank Equation）：）：假设：假设：1）冻前温度均匀，且等于其初始冻结温）冻前温度均匀，且等于其初始冻结温度度 2）冻结过程中初始冻结温度不变；）冻结过程中初始冻结温度不变； 3）导热系数冻结前后不变；）导热系数冻结前后不变； 4）只计算水的相变潜热量，忽略冻结前）只计算水的相变潜热量，忽略冻结前后放出的显热量；后放出的显热量； 5）冷却介质与食品表面的对流传热系数）冷却介质与食品表面的对流传热系数不变不变植

2、物性食品植物性食品植物性食品植物性食品动物性食品动物性食品空 气 冻 结 法间 接 接 触 冻 结 法 直 接 接 触 冻 结 法冻 结 方 法食品冻结食品冻结空气冻结法空气冻结法 在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品换热。由于空气的导热性对流的方式与食品换热。由于空气的导热性差，与食品间的换热系数小，故所需的冻结差，与食品间的换热系数小，故所需的冻结时间较长。但是，空气资源丰富，无任何毒时间较长。但是，空气资源丰富，无任何毒副作用，其热力性质早已为人们熟知，所以，副作用，其热力性质早已为人们熟知，所以，用空气作介质进行冻结仍是目前应用最广泛

3、用空气作介质进行冻结仍是目前应用最广泛的一种冻结方法。的一种冻结方法。空气冻结法空气冻结法送风式空气送风式空气冻结法冻结法半送风式空半送风式空气冻结法气冻结法静止空气冻静止空气冻结法结法静止空气冻结搁架排管静止空气冻结搁架排管特点：特点：结构简单，结构简单，功耗小功耗小劳动强度大，劳动强度大，环境差环境差融霜处理时融霜处理时间长，且麻间长，且麻烦烦半送风式冻结装置半送风式冻结装置冷藏库送风式冻结装置冷藏库送风式冻结装置送风式送风式冻结装置冻结装置往复振往复振动动斜槽式斜槽式吊蓝式吊蓝式连续冻连续冻结结推盘推盘式连式连续冻续冻结结传送传送带式带式冻结冻结隧道隧道流态化流态化螺旋式螺旋式隧道式隧道

4、式两段带两段带式式一段带一段带式式 隧道式冻结装置共同的特点是：冷空气在隧道隧道式冻结装置共同的特点是：冷空气在隧道中循环，食品通过隧道时被冻结。根据食品通中循环，食品通过隧道时被冻结。根据食品通过隧道的方式，可分为传送带式、吊篮式、推过隧道的方式，可分为传送带式、吊篮式、推盘式冻结隧道等几种。盘式冻结隧道等几种。n传送带式冻结隧道传送带式冻结隧道(Conveyor Freezing Tunnel) n吊篮式连续冻结隧道吊篮式连续冻结隧道 (continuous hanger Freezing Tunnel) n推盘式连续冻结隧道推盘式连续冻结隧道 (continuous pushing-tr

5、ay Freezing Tunnel)隧道式冻结装置隧道式冻结装置特点特点: :投资费用较低，通用性强；自动化程投资费用较低，通用性强；自动化程度较高度较高n吊篮式连续冻结隧道的特点是：机械化程吊篮式连续冻结隧道的特点是：机械化程度高，减轻了劳动强度，提高了生产效率度高，减轻了劳动强度，提高了生产效率；冻结速度快、冻品各部位降温均匀，色；冻结速度快、冻品各部位降温均匀，色泽好，质量高。泽好，质量高。n这种装置的主要缺点是结构不紧凑、占地这种装置的主要缺点是结构不紧凑、占地面积较大，风机耗能高，经济指标差。面积较大，风机耗能高，经济指标差。n吊篮式连续冻结隧道目前主要用于冻结家吊篮式连续冻结隧道

6、目前主要用于冻结家禽等食品。禽等食品。 这种装置的主要由隔热隧道室、冷风机、这种装置的主要由隔热隧道室、冷风机、液压传动机构、货盘推进和提升设备构成。液压传动机构、货盘推进和提升设备构成。 推盘式连续冻结隧道推盘式连续冻结隧道主要用于冻结果蔬、主要用于冻结果蔬、虾、肉类副食品和小包装食品等。虾、肉类副食品和小包装食品等。 这种装置的特点是：连续生产，冻结速度这种装置的特点是：连续生产，冻结速度较快；构造简单、造价低；设备紧凑，隧道空较快；构造简单、造价低；设备紧凑，隧道空间利用较充分。间利用较充分。 为了克服传送带式隧道冻结装置占地面积为了克服传送带式隧道冻结装置占地面积大的缺点，可将传送带做

7、成多层，由此出大的缺点，可将传送带做成多层，由此出现了螺旋式冻结装置。现了螺旋式冻结装置。这种装置由转筒、蒸发器、风机、传送这种装置由转筒、蒸发器、风机、传送带及一些附属设备等组成。带及一些附属设备等组成。螺旋式冻结装置也有多种型式，近几年螺旋式冻结装置也有多种型式，近几年来，人们对传送带的结构、吹风方式等进来，人们对传送带的结构、吹风方式等进行了许多改进，行了许多改进，1994年，美国约克公司改年，美国约克公司改进吹风方式，并取得专利，如图所示。进吹风方式，并取得专利，如图所示。螺旋式冻结装置螺旋式冻结装置1 1平带张紧装置平带张紧装置 2 2出料口出料口 3 3转筒转筒 4 4翅片蒸发器翅

8、片蒸发器 5 5分隔气流通道的顶板分隔气流通道的顶板6 6风扇风扇7 7控制板控制板 8 8液压装置液压装置 9 9进料口进料口1010干燥传送带的风扇干燥传送带的风扇 11 11传送带清洗系传送带清洗系统统 图图 螺旋式冻结装置螺旋式冻结装置流态化冻结装置流态化冻结装置1. 流态化基本原理流态化基本原理 及流化床的工作参数及流化床的工作参数2. 流态化冻结装置的结构形式流态化冻结装置的结构形式 床层阻力是床层阻力是指气体流过床层的指气体流过床层的压力降压力降 p p。当气体当气体通过布风板向上吹通过布风板向上吹时，随着气流速度时，随着气流速度的增大，床层将发的增大，床层将发生如图生如图9-1

9、09-10所示的所示的变化，相应的气流变化，相应的气流速度与速度与 p p的关系如的关系如图图9-119-11所示。所示。(1) 固定床阶段：固定床阶段：A(2) 流态化阶段：流态化阶段：B-D(3) 输送阶段：输送阶段： E临界流化速度和操作速度临界流化速度和操作速度n根据根据A A G G 费根的研究，果蔬食品流化床的临界速度费根的研究，果蔬食品流化床的临界速度V Vk k与食品与食品颗粒的质量呈抛物线关系，即颗粒的质量呈抛物线关系，即而正常的操作速度为：而正常的操作速度为：式中式中 gp 为冻品单体的质量，单位为为冻品单体的质量，单位为g/个。个。 不同食品颗粒的单体质量不同，由操作速度

10、的计算式不同食品颗粒的单体质量不同，由操作速度的计算式知，它们应在不同的风速下进行冻结。因此，要求风机应带知，它们应在不同的风速下进行冻结。因此，要求风机应带有变速装置，以适应不同产品的要求；其次，在冻结过程的有变速装置，以适应不同产品的要求；其次，在冻结过程的不同阶段，应采用不同的风速。不同阶段，应采用不同的风速。Vgkp125195.logVgkp225195.logn用流态化冻结装置冻结食品时，由于高速冷气流的用流态化冻结装置冻结食品时，由于高速冷气流的包围，强化了食品冷却、冻结的过程，有效传热面包围，强化了食品冷却、冻结的过程，有效传热面积较正常冻结状态大积较正常冻结状态大3.53.5

11、 1212倍，换热强度比其他冻倍，换热强度比其他冻结装置的提高了结装置的提高了3030 4040倍，从而大大缩短了冻结时间倍，从而大大缩短了冻结时间。这种冻结方法已被食品冷加工行业广泛采用。这种冻结方法已被食品冷加工行业广泛采用。n流态化冻结装置的型式虽然多种多样，但在设计和流态化冻结装置的型式虽然多种多样，但在设计和操作时，应主要考虑以下几个方面：冻品与布风板操作时，应主要考虑以下几个方面：冻品与布风板、冻品与冻品之间不粘连结块；气流分布均匀，保、冻品与冻品之间不粘连结块；气流分布均匀，保证料层充分流化；风道阻力小，能耗低。另外，对证料层充分流化；风道阻力小，能耗低。另外，对风机的选择、冷风

12、温度的确定、蒸发器的设计等也风机的选择、冷风温度的确定、蒸发器的设计等也应以节能高效，操作方便为前提。应以节能高效，操作方便为前提。流流态态化化冻冻结结装装置置斜斜槽槽式式一一段段带带式式两两段段带带式式带带式式往往复复振振动动直直线线振振动动振振动动流流态态化化流流态态化化冻冻结结装装置置间间接接接接触触冻冻结结法法间间歇歇卧卧式式连连续续卧卧式式卧卧式式立立式式平平板板式式回回转转式式钢钢带带式式间间接接接接触触冻冻结结法法间接接触冻结法间接接触冻结法间接冻结法指的是把食品放在由制冷间接冻结法指的是把食品放在由制冷剂剂( (或载冷剂或载冷剂) )冷却的板、盘、带或其他冷冷却的板、盘、带或其

13、他冷壁上，与冷壁直接接触，但与制冷剂壁上，与冷壁直接接触，但与制冷剂( (或或载冷剂载冷剂) )间接接触。对于固态食品，可将间接接触。对于固态食品，可将食品加工为具有平坦表面的形状，使冷壁食品加工为具有平坦表面的形状，使冷壁与食品的一个或二个平面接触；对于液态与食品的一个或二个平面接触；对于液态食品，则用泵送方法使食品通过冷壁热交食品，则用泵送方法使食品通过冷壁热交换器，冻成半融状态。换器，冻成半融状态。 平板式冻结装置的特点平板式冻结装置的特点o对厚度小于对厚度小于50mm的食品来说，冻结快、干耗小，的食品来说，冻结快、干耗小，冻品质量高；冻品质量高；o在相同的冻结温度下，它的蒸发温度可比吹

14、风式冻在相同的冻结温度下，它的蒸发温度可比吹风式冻结装置提高结装置提高5 8，而且不用配置风机，电耗比吹，而且不用配置风机，电耗比吹风式减少风式减少30 50；o可在常温下工作，改善了劳动条件；可在常温下工作，改善了劳动条件；o占地少，节约了土建费用，建设周期也短。占地少，节约了土建费用，建设周期也短。o平板式冻结装置的缺点：厚度超过平板式冻结装置的缺点：厚度超过90mm以上的食以上的食品不能使用；未实现自动化装卸的装置仍需较大的品不能使用；未实现自动化装卸的装置仍需较大的劳动强度。劳动强度。使用平板冻结装置时，应注意使食品或货盘使用平板冻结装置时，应注意使食品或货盘都必须与平板接触良好，并控

15、制好二者之间都必须与平板接触良好，并控制好二者之间的接触压力。压力越大，平板与食品的接触的接触压力。压力越大，平板与食品的接触越好，传热系数越大。平板与食品之间若接越好，传热系数越大。平板与食品之间若接触不良，会产生很大的接触热阻，冻结速度触不良，会产生很大的接触热阻，冻结速度大为降低。大为降低。平板冻结装置应注意的问题平板冻结装置应注意的问题载 冷 剂 接 触 冻 结液 氮液 态 二 氧 化 碳R12低 温 液 体直 接 接 触 冻 结 法直接接触冻结法直接接触冻结法对冻结剂的要求对冻结剂的要求 直接接触冻结法由于要求食品与冻结剂直接接触冻结法由于要求食品与冻结剂直接接触，所以对冻结剂有一定

16、的限制，特直接接触，所以对冻结剂有一定的限制，特别是与未包装的食品接触时尤其如此。这些别是与未包装的食品接触时尤其如此。这些限制包括要求无毒、纯净、无异味和异样气限制包括要求无毒、纯净、无异味和异样气体、无外来色泽或漂白剂、不易燃、不易爆体、无外来色泽或漂白剂、不易燃、不易爆等。另外，冻结剂与食品接触后，不应改变等。另外，冻结剂与食品接触后，不应改变食品原有的成分和性质。食品原有的成分和性质。二、载冷剂接触冻结二、载冷剂接触冻结载冷剂经制冷系统降温后与载冷剂经制冷系统降温后与食品接触，使食品降温冻结。常食品接触，使食品降温冻结。常用的载冷剂有盐水、糖溶液和丙用的载冷剂有盐水、糖溶液和丙三醇等。

17、三醇等。低温液体冻结装置低温液体冻结装置v液氮冻结装置液氮冻结装置(Liquid Nitrogen Freezer)液氮冻结装置大致有浸渍式、喷淋式和冷气液氮冻结装置大致有浸渍式、喷淋式和冷气循环式三种。循环式三种。液氮喷淋冻结装置液氮喷淋冻结装置(Liquid Nitrogen Spraying Freezer) 液氮浸渍冻结装置液氮浸渍冻结装置(Liquid Nitrogen Immersion Freezer)主 要 内 容食品冷藏链的组成食品冷藏链的组成我国食品冷藏链概况我国食品冷藏链概况食品冷藏库食品冷藏库冷藏运输冷藏运输冷藏柜和冰箱冷藏柜和冰箱食品冷藏链的组成食品冷藏链食品冷藏链(

18、 (Cold Chain)Cold Chain)是指易腐食品在生产、是指易腐食品在生产、贮藏、运输、销售、直至消费前的各个环节中贮藏、运输、销售、直至消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。减少食品损耗的一项系统工程。食品冷藏链的分类食品冷藏链的分类1.1.按食品从加工到消费所经过的时间顺序分类按食品从加工到消费所经过的时间顺序分类冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻销售冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻销售四个方面构成。四个方面构成。2.2.按冷藏链中各环节的装置分类按冷藏链中各环节的装置分类 可分为固定

19、的装置和流动的装置。可分为固定的装置和流动的装置。食品冷藏链的结构食品冷藏链的结构 食品冷藏链的结构食品冷藏链的结构食食品品原原料料冷冷冻冻加加工工冷冷冻冻贮贮藏藏冷冷冻冻运运输输冷冷冻冻贮贮藏藏冷冷冻冻运运货货冷冷冻冻贮贮藏藏冷冷冻冻销销售售冷冷冻冻贮贮藏藏食食用用我国食品冷藏链概况T食品的冷冻加工食品的冷冻加工T冷冻冷藏运输冷冻冷藏运输T销售环节销售环节食品冷藏库o概述概述o冷藏库的组成与布置冷藏库的组成与布置o冷藏库的隔热与防潮冷藏库的隔热与防潮o冷藏库容量的计算冷藏库容量的计算o冷藏库冷负荷的计算冷藏库冷负荷的计算o冷负荷的估算方法冷负荷的估算方法o冷藏库库房的制冷工艺设计冷藏库库房的

20、制冷工艺设计o装配式冷藏库装配式冷藏库概 述o冷藏库的类型冷藏库的类型m按冷藏库容量分类按冷藏库容量分类m按冷藏库设计温度分类按冷藏库设计温度分类: : 高温高温 2 2C;C; 低温低温 1 5 0 0 0 0 .4 0 0 .5 0 0 .5 5 0 .6 0 0 .6 2 储储冰冰间间净净高高/m 容容积积利利用用系系数数 4.2 4.21 5.00 5.01 6.00 6.00 0.40 0.50 0.60 0.65 储冰间容积利用系数储冰间容积利用系数 冷藏间、冻藏间容积利用系数冷藏间、冻藏间容积利用系数 冷藏库冷负荷计算 根据热量进入冷间的不同途径，可将耗冷量分为四个部分：通过围护

21、结构散失的冷量；食品冷加工或冷藏的耗冷量；库房内通风、换气耗冷量；操作耗冷量，包括库内照明用电、电动机、操作设备(叉式堆垛机等)，操作工人等所散发的热量以及开门损失。1.围护结构传热量(The Wall Gain Load)n通过围护结构的传热量包括两部分：通过墙壁、楼板、屋顶及地坪的热量；太阳辐射引起的热量。因此(1)墙壁、楼板及屋顶的传热量(2)太阳辐射引起的耗冷量QQQqy1nTTKAQnwq)(QkFTyy 2.货物热量(The Product Load)n QGhhnzgTT CnzGqqn21212122()()()3.库房内通风换气的热量(Air Change Load)QVahhm V nhhawnrawn3 ()/()4.操作热量n(1)照明热量照明热量(2)电动机运转热量电动机运转热量n电动机安装在库房内时电动机安装在库房内时n电动机设置在库房外面的高温、低温电动机设置在库房外面的高温、低温穿堂时穿堂时QQQQQabcd44444QqFaa4QNb4QNb4(3)(3)库门开启热量库门开启热量(4)(4)操作人员热量操作人员热量QqFcm4Qqndr44.操作热量冷藏库库房的制冷工艺设计一、冷却间 冷却间的温度一般采用0，相对湿度为90二、冻结间