我國速凍食品的發(fā)展起步較晚，其發(fā)展速度年增長25%以上。即便現(xiàn)在我國年人均消費量也僅為發(fā)達的十分之一。因此發(fā)展空間。
隨著食品速凍業(yè)及其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，速凍機已成為不可替代的設(shè)備。目前我國28種食品市場準(zhǔn)入制度中規(guī)定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質(zhì)量，出口商檢也有所要求。
本文探討了為什么在食品行業(yè)速凍機不可替代，速凍機與傳統(tǒng)速凍庫有什么區(qū)別，如何選擇合適的速凍機，速凍機怎樣滿足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機的進一步發(fā)展方向，以及怎樣的節(jié)能、智能化速凍機會給速凍生產(chǎn)企業(yè)帶來益處。
一、影響食品速凍的因素
當(dāng)食品凍結(jié)速度在每小時5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結(jié)過程生成的冰結(jié)晶數(shù)量大小基本不變，晶粒比較細(xì)小，從而達到保鮮的可逆性。食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結(jié)晶生成階段在0至-5度，一種膠體結(jié)合水，其附著于食品分子表面，在凍品-18度時，結(jié)晶率在95%以上。此外，冰結(jié)晶后的低溫環(huán)境下貯存食品抑制微生物活動和繁殖，達到長期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
食品速凍的影響因素可分為：
1. 冷卻介質(zhì)溫度：食品凍結(jié)速度和冰點與冷卻介質(zhì)溫差Δt成正比。冷卻介質(zhì)溫度越低，凍結(jié)速度越快。
2. 凍品著風(fēng)的影響：著風(fēng)表面積、風(fēng)速、冷風(fēng)循環(huán)率影響凍結(jié)速度：試驗表明，青刀豆放在-30度冷卻介質(zhì)下0風(fēng)速時需120分鐘，4.5m/s風(fēng)速時只需10分鐘即可。
3. 潛熱與焓差的影響：1k由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量?？梢娊Y(jié)晶潛熱需要更多的冷量。同樣當(dāng)焓差較大時，如進貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長的凍結(jié)時間。
4. 食品成分的影響：導(dǎo)熱系數(shù)高的食品比導(dǎo)熱系數(shù)低的食品凍結(jié)速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導(dǎo)熱慢，而且阻礙著風(fēng)。如水導(dǎo)熱系數(shù)為0.604w/mk,脂肪導(dǎo)熱系數(shù)為0.15，塑膜導(dǎo)熱系數(shù)為0.028，風(fēng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.066。
5. 食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時間成正比。食品越厚,速凍時間越長。
二、由速凍庫向速凍機的轉(zhuǎn)變
從影響食品速凍因素可見：
由于速凍庫開門一次進貨量較多，相對較高溫度的食品，使冷卻介質(zhì)溫度回升波動，減小Δt；而速凍機保持室內(nèi)溫度幾乎不變。
由于速凍庫內(nèi)放置靜態(tài)食品，產(chǎn)生著風(fēng)的不均勻性，甚至減小風(fēng)速，靜態(tài)的單向吹風(fēng)阻礙了凍品中心即被風(fēng)部位的結(jié)晶速度；速凍機隧道內(nèi)每個單體著風(fēng)表面積大而且保持均勻一致，更由于風(fēng)向的變化加速凍結(jié)。
由于進入速凍庫的食品同時達到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對結(jié)晶過程，從而產(chǎn)生溫度回升和延長結(jié)晶時間。而速凍機連續(xù)的運行使本來有限的庫容凍品只有相對少部分相繼達到潛熱，其冷量足以在穩(wěn)定的溫度、速度下完成快速結(jié)晶過程。
由此可見，追求快速食品結(jié)晶過程從而達到可逆性的食品保鮮效果，速凍機必不可少。
三、以空氣作冷卻介質(zhì)的速凍機分類與特點
1）隧道式速凍機：
① 平面網(wǎng)帶式速凍機：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機。其產(chǎn)量在100kg/h—2000kg/h。
② 多功能振動式網(wǎng)帶速凍機：在通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機基礎(chǔ)上增設(shè)動態(tài)裝置。除具有通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機特點外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結(jié)。
③ 隧道式預(yù)冷速凍機：創(chuàng)造性將預(yù)冷、速凍合二為一，節(jié)省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
④ 隧道式多層網(wǎng)帶速凍機：適用于占地面積小，凍結(jié)時間較長的產(chǎn)品。
⑤ 隧道往復(fù)式速凍機：適用于占地面積小，凍結(jié)時間長以及過程再加工產(chǎn)品。
⑥ 隧道式板帶速凍機：適用于水產(chǎn)品速凍。
2）螺旋式速凍機：
① 單螺旋速凍機：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進出料口低進高出或高進低出，產(chǎn)量在500—1500kg/h。
② 雙螺旋速凍機：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等凍結(jié)時間長或產(chǎn)量較大的速凍食品。進出料口可由用戶車間工藝要求提供各種方向；進出料口低進低出。產(chǎn)量在1000—3000kg/h。
③ 冰淇淋速凍機：單鏈雙旋轉(zhuǎn)托盤形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
3）流態(tài)化式速凍機：
① 流態(tài)化式單體速凍機：下吹風(fēng)式。凍品在漂動前進過程中單體凍結(jié) ，適用果蔬，顆粒狀食品等。產(chǎn)量在100—3000kg/h。
② 表層流態(tài)化式單體速凍機，凍品種類擴大，節(jié)省能源。創(chuàng)造性將流態(tài)化與隧道速凍結(jié)合。凍結(jié)效果上乘。
③ 流態(tài)化式單體預(yù)冷速凍機。流態(tài)化式單體速凍機基礎(chǔ)上增設(shè)預(yù)冷功能。
4）步進式速凍機：
① 傳送不用電源，步進軌道速凍，利用動靜摩擦臨屆點重力輕松操作，避免跑冷。
② 適用于調(diào)理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
5）往返式速凍機
往返機是一種框架結(jié)構(gòu)的速凍設(shè)備，多用于肉類產(chǎn)品的凍結(jié)如分割肉，雞鴨等禽類等，與傳統(tǒng)的冷庫凍結(jié)相比，往返機凍結(jié)產(chǎn)品具有節(jié)省人力，節(jié)省電費，節(jié)省維修成本及節(jié)省占地面積等特點，我公司設(shè)計的往返機運行穩(wěn)定，設(shè)計科學(xué)合理，裝貨容量大，可以滿足不同產(chǎn)品的凍結(jié)需要。
四、關(guān)于速凍機節(jié)能、可靠、合理與智能化
食品凍結(jié)速度和溫差Δt成正比。追求速凍機內(nèi)低溫度是為了食品快速結(jié)晶,而設(shè)定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結(jié)，一方面考慮節(jié)省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點，越加速食品凍結(jié)。將結(jié)晶前較高溫度留給預(yù)冷段完成，從而達到高品質(zhì)速凍和節(jié)約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點還是食品降低干耗的關(guān)鍵。
避免速凍機的耗冷還在于避免圍護結(jié)構(gòu)保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機圍護結(jié)構(gòu)保溫板采取聚氨酯整體發(fā)泡形式，所有庫板連接拼縫均采用雙面密封膠密封配以二次灌裝發(fā)泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機內(nèi)關(guān)于風(fēng)量及風(fēng)速的要求有所不同，其節(jié)能的方法也有區(qū)別。隧道式網(wǎng)帶單體速凍機，在保證制冷風(fēng)量的基礎(chǔ)上設(shè)計格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，大大提高凍品表面風(fēng)速。同時也提高凍品著風(fēng)表面積，提高風(fēng)的循環(huán)率。此外，對稱可調(diào)風(fēng)向裝置的格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，可控制冷風(fēng)自進出貨口的跑冷。降低風(fēng)機電機運行功率，從而降低風(fēng)機電機耗冷量（降低風(fēng)壓，提高風(fēng)速），從而提率。為減少機械傳動，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機械傳動及傳送帶系統(tǒng)保持在低溫下運行，進出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達到節(jié)約耗冷的目的。
隨著食品速凍業(yè)及其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，速凍機已成為不可替代的設(shè)備。目前我國28種食品市場準(zhǔn)入制度中規(guī)定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質(zhì)量，出口商檢也有所要求。
本文探討了為什么在食品行業(yè)速凍機不可替代，速凍機與傳統(tǒng)速凍庫有什么區(qū)別，如何選擇合適的速凍機，速凍機怎樣滿足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機的進一步發(fā)展方向，以及怎樣的節(jié)能、智能化速凍機會給速凍生產(chǎn)企業(yè)帶來益處。
一、影響食品速凍的因素
當(dāng)食品凍結(jié)速度在每小時5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結(jié)過程生成的冰結(jié)晶數(shù)量大小基本不變，晶粒比較細(xì)小，從而達到保鮮的可逆性。食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結(jié)晶生成階段在0至-5度，一種膠體結(jié)合水，其附著于食品分子表面，在凍品-18度時，結(jié)晶率在95%以上。此外，冰結(jié)晶后的低溫環(huán)境下貯存食品抑制微生物活動和繁殖，達到長期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
食品速凍的影響因素可分為：
1. 冷卻介質(zhì)溫度：食品凍結(jié)速度和冰點與冷卻介質(zhì)溫差Δt成正比。冷卻介質(zhì)溫度越低，凍結(jié)速度越快。
2. 凍品著風(fēng)的影響：著風(fēng)表面積、風(fēng)速、冷風(fēng)循環(huán)率影響凍結(jié)速度：試驗表明，青刀豆放在-30度冷卻介質(zhì)下0風(fēng)速時需120分鐘，4.5m/s風(fēng)速時只需10分鐘即可。
3. 潛熱與焓差的影響：1k由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量?？梢娊Y(jié)晶潛熱需要更多的冷量。同樣當(dāng)焓差較大時，如進貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長的凍結(jié)時間。
4. 食品成分的影響：導(dǎo)熱系數(shù)高的食品比導(dǎo)熱系數(shù)低的食品凍結(jié)速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導(dǎo)熱慢，而且阻礙著風(fēng)。如水導(dǎo)熱系數(shù)為0.604w/mk,脂肪導(dǎo)熱系數(shù)為0.15，塑膜導(dǎo)熱系數(shù)為0.028，風(fēng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.066。
5. 食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時間成正比。食品越厚,速凍時間越長。
二、由速凍庫向速凍機的轉(zhuǎn)變
從影響食品速凍因素可見：
由于速凍庫開門一次進貨量較多，相對較高溫度的食品，使冷卻介質(zhì)溫度回升波動，減小Δt；而速凍機保持室內(nèi)溫度幾乎不變。
由于速凍庫內(nèi)放置靜態(tài)食品，產(chǎn)生著風(fēng)的不均勻性，甚至減小風(fēng)速，靜態(tài)的單向吹風(fēng)阻礙了凍品中心即被風(fēng)部位的結(jié)晶速度；速凍機隧道內(nèi)每個單體著風(fēng)表面積大而且保持均勻一致，更由于風(fēng)向的變化加速凍結(jié)。
由于進入速凍庫的食品同時達到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對結(jié)晶過程，從而產(chǎn)生溫度回升和延長結(jié)晶時間。而速凍機連續(xù)的運行使本來有限的庫容凍品只有相對少部分相繼達到潛熱，其冷量足以在穩(wěn)定的溫度、速度下完成快速結(jié)晶過程。
由此可見，追求快速食品結(jié)晶過程從而達到可逆性的食品保鮮效果，速凍機必不可少。
三、以空氣作冷卻介質(zhì)的速凍機分類與特點
1）隧道式速凍機：
① 平面網(wǎng)帶式速凍機：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機。其產(chǎn)量在100kg/h—2000kg/h。
② 多功能振動式網(wǎng)帶速凍機：在通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機基礎(chǔ)上增設(shè)動態(tài)裝置。除具有通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機特點外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結(jié)。
③ 隧道式預(yù)冷速凍機：創(chuàng)造性將預(yù)冷、速凍合二為一，節(jié)省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
④ 隧道式多層網(wǎng)帶速凍機：適用于占地面積小，凍結(jié)時間較長的產(chǎn)品。
⑤ 隧道往復(fù)式速凍機：適用于占地面積小，凍結(jié)時間長以及過程再加工產(chǎn)品。
⑥ 隧道式板帶速凍機：適用于水產(chǎn)品速凍。
2）螺旋式速凍機：
① 單螺旋速凍機：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進出料口低進高出或高進低出，產(chǎn)量在500—1500kg/h。
② 雙螺旋速凍機：適于肉類，調(diào)理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等凍結(jié)時間長或產(chǎn)量較大的速凍食品。進出料口可由用戶車間工藝要求提供各種方向；進出料口低進低出。產(chǎn)量在1000—3000kg/h。
③ 冰淇淋速凍機：單鏈雙旋轉(zhuǎn)托盤形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
3）流態(tài)化式速凍機：
① 流態(tài)化式單體速凍機：下吹風(fēng)式。凍品在漂動前進過程中單體凍結(jié) ，適用果蔬，顆粒狀食品等。產(chǎn)量在100—3000kg/h。
② 表層流態(tài)化式單體速凍機，凍品種類擴大，節(jié)省能源。創(chuàng)造性將流態(tài)化與隧道速凍結(jié)合。凍結(jié)效果上乘。
③ 流態(tài)化式單體預(yù)冷速凍機。流態(tài)化式單體速凍機基礎(chǔ)上增設(shè)預(yù)冷功能。
4）步進式速凍機：
① 傳送不用電源，步進軌道速凍，利用動靜摩擦臨屆點重力輕松操作，避免跑冷。
② 適用于調(diào)理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
5）往返式速凍機
往返機是一種框架結(jié)構(gòu)的速凍設(shè)備，多用于肉類產(chǎn)品的凍結(jié)如分割肉，雞鴨等禽類等，與傳統(tǒng)的冷庫凍結(jié)相比，往返機凍結(jié)產(chǎn)品具有節(jié)省人力，節(jié)省電費，節(jié)省維修成本及節(jié)省占地面積等特點，我公司設(shè)計的往返機運行穩(wěn)定，設(shè)計科學(xué)合理，裝貨容量大，可以滿足不同產(chǎn)品的凍結(jié)需要。
四、關(guān)于速凍機節(jié)能、可靠、合理與智能化
食品凍結(jié)速度和溫差Δt成正比。追求速凍機內(nèi)低溫度是為了食品快速結(jié)晶,而設(shè)定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結(jié)，一方面考慮節(jié)省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點，越加速食品凍結(jié)。將結(jié)晶前較高溫度留給預(yù)冷段完成，從而達到高品質(zhì)速凍和節(jié)約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點還是食品降低干耗的關(guān)鍵。
避免速凍機的耗冷還在于避免圍護結(jié)構(gòu)保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機圍護結(jié)構(gòu)保溫板采取聚氨酯整體發(fā)泡形式，所有庫板連接拼縫均采用雙面密封膠密封配以二次灌裝發(fā)泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機內(nèi)關(guān)于風(fēng)量及風(fēng)速的要求有所不同，其節(jié)能的方法也有區(qū)別。隧道式網(wǎng)帶單體速凍機，在保證制冷風(fēng)量的基礎(chǔ)上設(shè)計格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，大大提高凍品表面風(fēng)速。同時也提高凍品著風(fēng)表面積，提高風(fēng)的循環(huán)率。此外，對稱可調(diào)風(fēng)向裝置的格珊條形調(diào)節(jié)導(dǎo)流組件，可控制冷風(fēng)自進出貨口的跑冷。降低風(fēng)機電機運行功率，從而降低風(fēng)機電機耗冷量（降低風(fēng)壓，提高風(fēng)速），從而提率。為減少機械傳動，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機械傳動及傳送帶系統(tǒng)保持在低溫下運行，進出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達到節(jié)約耗冷的目的。
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