食品冷冻保鲜原理与设备(课件)第七章

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1、第七章其它形式的速冻方法及装置§7-1强迫风冷冻结装置一.工作原理:强迫风冷冻结装置是利用冷气流与食品之间的强迫对流换热来实现食品速冻的。一般采用的空气温度范围在－30~－40℃之间。最佳风速:取决于冻结方式，冻结器的类型，工作温度，食品厚度等条件，通常为2-7m/s范围内。空气循环的方向:影响到压降及温升，在纵向（水平方向）循环的冻结隧道中所需风速可用最小气流量取得，但压降与温升最大。横向（垂直方向）循环恰恰相反，因此在纵向循环的冻结器中，为了得到均匀的冻结时间，应周期地改变空气流向。空气流量:要根据气流通过食品的最佳速度及热负荷来确定，Collin的建议用于强迫风冷速冻器

2、的风量范围为0.55~1.25m3/kcal。图7-1不同空气温度下气流速度对不同厚度肉块冻结时间的影响二.强迫风冷速冻装置的型式。1.半连续式隧道速冻机图7-2半连续、全自动横向吹风式冻结器示意图(a).剖面图，（b）平面图隔热围护结构；2、轴流风扇；3、风道；4、翅片管蒸发器；5、均压空间；6、小车；7、小车的滚轮装置2.连续式隧道冻结器连续式风冷速冻装置中，要求采用横向气流循环，这样可迅速带走大量的冻结热，若采用纵向气流循环，将会导致空气温升过高。(1)食品作规律间断行进的冻结器。图7-3林德滑动板冻结器1、轨道；2、载货盘；3、将冻结的产品；4、支架；5、蒸发器；6、

3、风扇该冻结器设有三种可以互相替换的冻品载货盘，一种是特制的，用于有包装的食品的货盘；另一种是双面带翅片的盒子，用于无包装的鱼块或肉块的冻结。图7-4冻结块状食品的带翅片的金属盒子a.盖子打开时的模子；b.盖子闭上时的模子(2)食品连续运动的冻结器（A）链式传送带冻结器图7-5L.B.H自动吹风冻结器结构示意图（B）带式传送带冻结器---吉罗冻结器进料；2、出口；3、转筒；4、皮带张紧装置；5、风扇；6、翅片蒸发器；7.分隔气流通道用的顶板；8、保证转筒旋转的液压装置；9、电器控制屏；10、清洗带子系统；图7-6“吉罗冻结”速冻器的结构示意图11、吹干带子的风扇该速冻装置可用于

4、各种有包装食品和无包装食品的冻结，也可用于有包装的冰淇淋的硬化。§7.2金属表面接触式冻结器原理:接触式冻结器是靠食品与金属表面的换热来冻结食品的，而金属表面可用制冷剂的蒸发或循环的载冷剂来冷却。形式:接触式冻结器分为带式冻结器、板式冻结器和筒式冻结器三种一、带式接触冻结器（半接触式吹风冻结器）1、冻结器的结构及性能这种冻结器装有一条环状的厚约1mm的钢质传送带，传送带上放有被冻结的食品，而在传送带下方采用载冷剂（如氯化钙盐水、丙二醇溶液等）喷淋冷却，或使其滑过固定的冷却面进行冷却。这种冻结器除了通过钢带与食品之间的接触换热外，还装有对流空气冷却器，通过冷气流与食品换热，以缩

5、短冻结时间，所以这种冻结器其实属于半接触式吹风冻结器。图7-7钢带接触式冻结器11、进料；2、钢带；3、出口；4、对流空气冷却器；5、隔热围护结构、盐水入口；7、盐水收集器；8、盐水出口；9、洗涤钢带用的水入口；10、洗涤水出口钢带冻结器的优点是：可连续运行，便于连续清洗和保持卫生，冻品干耗少，能用于几种不同温区及不同类型的食品的冻结。2、半接触式吹风冻结器的热模拟分析在进行这种冻结器的热模拟分析之前，必须先有如下的假设：（1）装食品的铝盘与平板蒸发器之间的接触是理想的，即食品的下表面温度tf近似等于平板蒸发器的表面温度tr；（2）忽略风机系统（包括电机）的发热量；（3）不考

6、虑冻结过程中的质量传输；（4）进入冻结器的漏热不随环境温度而变；（5）冷气流的温度用平均温度表示：式中：——食品表面温度；——制冷剂的蒸发温度。根据图7-8可得到下面的热平衡方程：（7-1）式中：Qc——制冷剂的吸热量；Qf——食品的放热量；Qa——空气的放热量；Qr——平板蒸发器的放热量；图7-8半接触强迫吹风冻结器QL——漏热量。的热模拟图假定食品中心向平板蒸发器放热过程中，食品内部的温度分布近似线性，则有下式成立：（5-2）同理，对于平板蒸发器，热平衡方程为：（7-3）对于冷气流，则有下式成立：（7-4）式中：mf——食品的质量；Cpf——食品的比热；tf——食品中心温

7、度；tf1、tf2——分别为食品的上表面温度与下表面温度；A1、A2——分别为平板蒸发器和食品的表面积，；ta——空气的平均温度；Kf——食品的导热系数；tr——平板蒸发器的表面温度；ha——空气的放热系数，Ua为空气流速；——食品中心至下表面的距离，；——食品中心至上表面的距离，。为食品厚度；为系数，由实验确定。当℃，时，测得。K——平板蒸发器至食品的传热系数；（7-5）式中，——平板蒸发器的管壁厚度；——食品托盘底部的厚度；K1、K2——分别是平板蒸发器材料的导热系数和食品盘的导热系数；Rc——接触