冷凍和冷卻是產品生產與配送中相當重要的環(huán)節(jié)。隨著食品行業(yè)今后對冷凍和冷卻需求的持續(xù)增長,越來越多的食品加工企業(yè)會提升或擴充其冷凍與冷卻生產線。目前食品冷凍技術的發(fā)展日星月異,傳統(tǒng)機械式食品冷凍設備正在被諸多更有優(yōu)勢的新型食品冷凍設備及技術取代。當今食品冷凍工藝可歸為三類,分別是:機械式食品冷凍設備、超低溫食品冷凍設備、沖擊式食品冷凍設備。
機械式食品冷凍設備
使用一個制冷劑(通常為氨)的密閉循環(huán)系統(tǒng),通過空氣與食品的熱交換間接降低食品溫度。其設備裝置應用于食品生產,為多數食品冷凍加工生產線所采用。其工作原理為:通過其封閉循環(huán)系統(tǒng)間接吸收食品的熱量,這些熱量被傳遞到這個循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝器部分,并通過空氣或水間接排放,高壓高熱的液態(tài)制冷劑被導入這個循環(huán)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器部分,當制冷劑經過這個循環(huán)系統(tǒng)中的膨脹閥時,冷卻氣化成為氣態(tài)狀,低壓低溫的氣態(tài)制冷劑將又一次開始封閉循環(huán)系統(tǒng)之旅。由于使用相對高溫的制冷劑,整個過程的熱傳導速率較慢。
沖擊式食品冷凍
它是一種通過高速噴射氣流直接沖擊食品的工藝設備。其產品須固定置于傳送帶上并受到高壓氣流的直流沖擊。高壓氣流從上方(同時也從下方)通過狹槽、孔洞或短管導向食品,高速氣流沖破了食品表層界面,改善了熱傳導。其熱傳導速率較快,但要求食品需扁平且不高于20mm。
超低溫食品冷凍設備
超低溫食品冷凍設備雖是新近技術的發(fā)展成果,但已被范圍內重要的食品加工者成功應用。其通常使用液氮(-196℃),直接應用于食品。這些超低溫食品冷凍系統(tǒng)通常是被食品加工者使用,其初期固定資產投資較機械式、沖擊式額度更小。由于在食品表面與冷凍劑之間存在的高溫差,其熱傳導速率更快。
各類食品冷凍工藝的主要特點及其比較如下表格:
這三種食品冷凍工藝類別,包括隧道、螺旋、單體速凍以及流化床在內的各種系統(tǒng)設計形式都適用。這三類食品冷凍工藝及其系統(tǒng)裝置各具有優(yōu)缺點。其中的設備系統(tǒng)視食品類型和尺寸、目標產能、工廠空間布局等一系列要素而定。