真空冷却是用真空泵抽真空室内的水果和蔬菜放入保温真空室。当相应的水蒸汽,水果和植物纤维间隙表面的水的饱和压力的水果和蔬菜的室内温度真空开始蒸发,蒸发将汽化的远潜热,使水果和蔬菜的温度降低,并进一步向下,直到蔬菜冷却到所需的温度。水在大气压力,100℃沸腾。但压力下降,沸点也减小,这可以减少对现象可以得水的沸点,但为了以蒸发水,有必要以吸收热量。
原理及特点
真空冷却,是基于汽态水分子比液态水分子具有较高的能量,因此水在汽化时必须吸收汽化潜热,而其汽化潜热又是随着沸点的下降而升高的这一原理而将处理物放入能耐受一定负压的、用适当真空系统抽气的密闭真空箱内,随着真空箱内真空度不断提高,水的沸点温度不断降低,水就变得容易汽化,水汽化时只能从被处理物自身吸收热量,被处理物便可得到快速的冷却。
日常生活中,在一个大气压(101 325 Pa)下,水在100 ℃时沸腾。但水的沸点温度不是一成不变的,随着压力的降低(或升高)而降低(或升高)。例如,水的沸点温度在40 196.6 Pa时是76 ℃,4 kPa时已降到29 ℃,到了1.6 kPa时则降到14 ℃。沸点的降低,使水容易汽化。由于汽态水分子比液态水分子具有较高的能量,因此水在汽化时必须吸收汽化潜热,而其汽化潜热又是随着沸点的下降而升高。根据这一原理,可以将被处理物放入能耐受一定负压的、用适当真空系统抽气的密闭真空箱内,随着真空箱内真空度不断提高,水的沸点温度不断降低,水就变得容易汽化,水汽化时只能从被处理物自身吸收热量,被处理物便可得到快速的冷却 [1] 。
应用编辑
由于真空无处不在,因此,与传统的传热方式(对流、传导、辐射)相比,真空冷却不但快速均匀,而且干净卫生,非常适合熟食品的冷却和果蔬预冷等。
让我们先看看熟食品生产的工艺流程:
原料 清洗 加工(蒸煮烧烤等) 冷却 包装 成品
毫无疑问,熟食品加工好后都必须经过冷却才能包装,传统的冷却方法有室内摊凉自然冷却、强制通风冷却、空调间冷却、冷库冷却等。这些冷却方法不但冷却时间长(几个—十几个小时),周转慢,占地多,而且冷却不均匀,表面和中心温差大,较重要的是影响食品卫生安全。
再看看果蔬冷链保鲜的流程:
采摘 整理 预冷 冷藏(包括保鲜库、气调库、减压库等) 冷藏运输 超市冷柜 家庭冰箱
采收后的果蔬,依然是有生命的机体。为了维持生命,仍进行着旺盛的呼吸和蒸发,分解和消耗自身的营养,并放出呼吸热;同时,新鲜果蔬采摘后还带来了大量田间热,鲜度和品质明显下降,加速成熟衰老。
保鲜的目的就是延缓衰老,因此,控制呼吸就十分必要,而与呼吸关系密切的因素就是温度。温度升高会呼吸。呼吸作用既然释放了能量,自然会引起品温升高。反过来又促进了呼吸作用,加快了果蔬的衰老。显然,如能降低果蔬的品温和环境温度,就能有效地控制呼吸进而延缓衰老。因此,果蔬采摘后必须进行预冷处理,尽早、尽快地除去田间热,降低呼吸热。就为延长保鲜期创造了条件。
一般采用自然摊凉方式冷却,占地大、时间长,不但难以达到快速预冷的要求,也不适合产业化生产。也有的直接放进冷库冷却,那是既不合理又不经济,并且也做不到快速均匀地冷却。
采用真空冷却方式来对熟食品及果蔬进行冷却或预冷,空气里的不可避免地会沾到食品上去,造成食品的“二次污染”,特别是在60-30℃之间,那是高速繁殖区域,快速通过这一温度区间,就可大大减少繁殖世代,菌量容易得到控制,从而有利于提高食品的安全性,延长保质期。这对于贯彻“食品安全法”具有重要意义,由此可见,食品加工行业用样也需要一种快速冷却的**方法和设备。
真空冷却就是可以满足以上要求的比较理想的快速冷却技术方法。
从上个世纪70年始,日本、闽台及美国等地就陆陆续续有了各类真空冷却机生产和普及使用,其产品分两类,一是使用水喷射冷凝真空泵的常温型机组,即食品温度从100°C降到常温;再一种是以锅炉高压蒸汽为动力高能耗的蒸汽喷射冷凝真空泵组配置的中温机组,食品温度从100°C降到10°C左右。近几年在这个领域,我国也相继研发出同类技术较全面的产品,全国范围内以上海居多,如上海锦立保鲜科技有限公司等。
如今国内已开发出多种型号的真空冷却设备,现已被各大**企业投入使用。
(一) 旋片真空泵、捕水器组合系统和果蔬真空预冷机
旋片泵是真空技术中基本的真空获得设备之一。这是一种抽速大、体积小、极限真空度高、工作噪音低的油封式机械真空泵。在这种真空泵中,油起着重要的作用,它兼具密封、润滑及冷却三种效能。
利用旋片真空泵完全可以达到果蔬预冷所需的真空度(≤660Pa),但是如前所述,真空冷却的原理正是利用水份汽化时吸热而造成自身降温。因此,在冷却过程中会产生水汽,如果水汽直接进入旋片泵,将引起泵油的乳化,不但影响泵的性能而且会对泵体本身造成损害。解决的办法是在泵的**增加一套捕水器,利用低温将水汽凝结成水而排掉。为此必须再配置制冷系统,让除去了水汽的空气再经真空泵排出。
果蔬真空预冷机一般都是根据以上原理而设计制成的,其基本组成是真空箱体、捕水器、制冷机组和旋片式真空泵。
真空速冷机冷却食品与冷库冷却食品有何区别呢?
区别1:冷却原理不一——真空速冷机冷却原理是降低被冷却食品表面压力,使得水分子沸点降低,也即在低温下水分子汽化带走大量热量,从而使得食品快速降温;冷库制冷,采用氟利昂等冷媒制冷,并采用密闭空间中的空气传到冷量对食品进行冷却
区别2:却介质不一样——真空速冷机冷却介质为食品中的水(包括食品表面附着水),冷库/冰柜/冰箱等冷却介质为空气;
区别3:冷却方向不一一——真空速冷机冷却方向,由食品芯体往表层冷却;冷库冷却方向相反:由表及内;
区别4:冷却效率不一——相同功率的真空速冷机冷却满载卤肉等高温熟食(90度冷却至0-4度在半小时以内);冷库冷却相同工况食品一般在十个小时以上。
真空速冷机
真空速冷机是真空状态下食品冷却设备,它利用水分子在表面压力降低(在密闭容器内抽真空)条件下,水分子相态改变汽化被蒸发带走大量热量,从而使得含水食品等被冷却物质快速降温。真空速冷机所冷却的卤肉、菜肴等熟食品、及水果/蔬菜、鲜肉、海鲜等生鲜食品较利于保鲜。
真空速冷机与普通冷库冷却效率对比 真空速冷机工作效率:真空速冷机采用水分子在不同压力下沸点不同,也即在常温、低温下使得水分子剧烈沸腾、汽化。相态改变下的水分子从食品芯体往表层建立蒸发通道,并脱离食品被外排,外排的水分子会带走大量热量,使得真空箱体内的富含水分的被冷却物质(如食品)快速降温,其降温周期仅为20多分钟。而一般冷库芯体温度降至0度-4度需要12至14小时。
现代厨房、果蔬基地、网销食品生产单位等企业对食品的加工量非常大,需要集约化/规模化生产设备。而一旦上规模的食品加工单位,对食品有效保鲜工艺设备:真空速冷机、气调包装机需求近年来呈快速递增态势。
随着中国人口的增多,食品供应已成为产业发展的**羊,食品加工工业发展也逐渐加 快步伐,在保证食品口味的前提下还要保证生产的效率,真空预冷机是一种真空快速冷 却设备,使用真空快速冷 却机,产品从100℃冷 却到常温仅需10~15分钟,冷 却到0℃以下需25~28分钟左右,因冷 却时间短,大大加 快了工厂的生产流程,使产品产量从此上了一个新的台阶。
真空预冷指的是在正常大气压(101.325kPa)下,水在100℃蒸发,如果大气压为610Pa,水在0℃就蒸发,水的沸点随着环境大气压的降低而下降。沸腾是快速地蒸发,会急速地吸收热量。新鲜果蔬放在密闭的容器中,迅速抽出空气和水蒸气,随着压力的持续降低,果蔬会因不断地、快速地蒸发水分而冷 却。
真空预冷机的优势:
⒈保鲜时间长,无须进冷库就可以直接运输,而且中短途运输可以不用保温车;
⒉冷 却时间快,一般只需二十几分钟,而且凡有出气孔的包装均可;
⒊对果蔬原有的感官和品质(色、香、味和营养成分)保持得 好;
⒋能抑制或杀灭细 菌及微生物;
⒌具有“薄层干燥效应”—果蔬表面的一些小损伤能得 到“医 治”愈 合或不会继续扩大;
⒍对环境无任何污染;
⒎运行成本低;
⒏可以延长货架期,经真空预冷的叶菜,无须冷藏可以直接进高 档次的** 市。
真空预冷机的优势可适用于预冷新鲜食用菌、鲜切花,生鲜肉,米饭,蒸制品、熟食品等。尤其适宜冷 却物品延长货架期。
广州较速制冷设备有限公司位于广州市南沙区。公司是一家集优质液氮速冻设备的研发、生产、销售于一体,同时拥有二十多年丰富经验的速冻设备行业**企业,并于2015年通过ISO9001**质量管理体系认证,历年来**东南亚地区众多荣誉。公司主要致力于隧道式液氮速冻机、柜式液氮速冻机的研发、生产及销售服务,同时为客户提供量身定制,满足客户个性化需求的设计方案,以适应**速冻设备行业的发展,也作为公司*具的其一优势所在。公司产品已广泛应用于国内外各类食品速冻(如烘焙食品、各类面食、海产品、奶制品、果蔬类、肉类速冻等)、机械工程、医学研究、遗传工程等领域。深厚扎实的专业技术功底、诚信用心的经营和服务、源源不断的优化创新,为公司赢得了新老客户的一致信赖和较高评价。速冻成员,广州较速!