真空冷卻保鮮技術(shù)

1、感謝觀看第五章真空冷卻保鮮技術(shù)第一節(jié)真空冷卻原理一.農(nóng)產(chǎn)品和食品真空冷卻的必要性和意義我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，是世界上蔬菜種類最多、種植面積巨大的國(guó)家。目前，人們的飲食已由溫飽型向營(yíng)養(yǎng)型過渡，國(guó)內(nèi)外的保鮮果蔬和安全食品的需求量、消費(fèi)量的迅猛增長(zhǎng)已成為發(fā)展必然趨勢(shì)。真空冷卻由于所使用的場(chǎng)所的不同，現(xiàn)在分別被稱為：真空預(yù)冷、真空急速冷卻、真空冷凍、真空預(yù)冷保鮮等叫法；起先真空冷卻僅僅用于田間農(nóng)產(chǎn)品的保鮮鏈第一環(huán)節(jié)預(yù)冷，迅速的冷卻達(dá)到要求的低溫就可以抑制農(nóng)產(chǎn)品食品致腐微生物的生長(zhǎng)，抑制酶的作用和呼吸作用，且可以減少農(nóng)產(chǎn)品的酒精發(fā)酵作用。真空冷卻比直接放在冷庫里降溫速度快而均勻，能保持原有產(chǎn)品的色、香、味和營(yíng)

2、養(yǎng)成份。而真空冷卻正是目前降溫速度最快的最理想的一門制冷技術(shù)，它能使蔬菜、果品和鮮花等農(nóng)產(chǎn)品以及肉類，魚類，烘焙類，熟食制品等食品在真空狀態(tài)下快速，均勻冷卻，使產(chǎn)品的質(zhì)量，鮮度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到有效而安全保證。因此，該技術(shù)已在眾多食品處理加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。二.真空冷卻的技術(shù)原理水的物理特性：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的狀態(tài)下，即：1.01325X105Pa,水的沸點(diǎn)：100C,水的蒸發(fā)潛熱為：538.8Kcal/Kg;水在6626.10Pa時(shí)，水的沸點(diǎn)：38C,水的蒸發(fā)潛熱為：575.7Kcal/Kg;水在610.61Pa時(shí)，水的沸點(diǎn)：0C,水的蒸發(fā)潛熱為：597.1Kcal/Kg;可見，在一定的狀

3、態(tài)下，隨著環(huán)境壓力的降低，水的沸點(diǎn)也在降低，其蒸發(fā)單位質(zhì)量的水所消耗的熱量卻在增加。而真空冷卻就是依靠人為地來實(shí)現(xiàn)低氣壓的真空狀態(tài)，使真空冷卻槽的食品物料內(nèi)的水份在低氣壓的狀態(tài)下迅速蒸發(fā)，水分子大量遷移是由于吸收了自身熱量，就使食品物料的內(nèi)能大大的降低，也就是說，水分子迅速遷移的同時(shí)，也迅速帶走了食品物料內(nèi)部的熱量，從而實(shí)現(xiàn)了食品物料迅速冷卻的目的。真空冷卻速度快的成因：水在相態(tài)不變的情況下，1kg水溫度升高1C所吸收的熱量Q1=c-m-At=4.186X1X1=4.186Kj=IKcal而真空冷卻食品物料中的水分發(fā)生相態(tài)的變化，水變成水蒸氣，此時(shí)的水要吸收蒸發(fā)潛熱。水在不同溫度下的蒸發(fā)潛熱如

4、下表：（表5-1）沸點(diǎn)（C）(Pa)蒸發(fā)潛熱（Kcal/Kg）沸點(diǎn)（C）(Pa)蒸發(fā)?t熱(Kcal/Kg)0610.61597.1182066.49587.01657.28596.6202333.14585.92705.27596.0222639.78584.83757.27595.4242986.41583.64813.26594.9263359.71582.55871.93594.3283773.01581.46934.59593.8293999.66580.881071.91592.6386626.10575.7101266.56591.55213612.2567.6121399.88

5、590.47640196.6553.5141599.86589.38353422.1549.3161813.18588.1100101325538.8水在相態(tài)發(fā)生的情況下，1kg水在38c發(fā)生汽化所吸收的熱量，如上表,Q2=mr=1X575.7Kcal/Kg=575.7Kcal比較Q2與Q1:Q2/Q1=575.7Kcal/IKcal=575.7這就是告訴我們：水發(fā)生汽化時(shí)吸收的熱量是水在液態(tài)下升高1C時(shí)所吸收熱量的近600倍。所以相對(duì)其它食品物料冷卻方法，真空冷卻是能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)急速降溫的首選制冷方式。三.真空冷卻的作用和機(jī)制真空冷卻實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品和食品冷卻過程中溫度均勻、清潔，不會(huì)受到

6、污染，能使食品的品質(zhì)得到很好的保證。而且由于處理時(shí)間短，不產(chǎn)生局部干燥、脫水現(xiàn)象。同時(shí)又由于預(yù)冷過程時(shí)間短，相應(yīng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能耗和費(fèi)用與傳統(tǒng)的制冷設(shè)備明顯降低，另外還可以大大的減少由于預(yù)冷時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致周圍環(huán)境滲透的熱量所增加的負(fù)荷。真空冷卻且不受食品包裝承載物材料、尺寸、結(jié)構(gòu)等限制，其冷卻速度與不包裝的產(chǎn)品幾乎沒有差別，在生產(chǎn)實(shí)踐使用中極為方便快捷，所以已被廣大農(nóng)產(chǎn)品和食品生產(chǎn)以及研究的企事業(yè)單位大量使用。事實(shí)上，真空冷卻系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)受到許多因素的影響，包括被冷卻食品物料的選擇，被冷食品物料的初溫和終溫設(shè)定，真空獲得的能力選擇，真空抽速的調(diào)節(jié)及水分損失補(bǔ)償控制調(diào)節(jié)等。真空冷卻根據(jù)系統(tǒng)不同的要求，現(xiàn)在大

7、致分為五類真空冷卻機(jī)，即：真空（果蔬）預(yù)冷機(jī)、高溫真空急速冷卻機(jī)、常溫真空急速冷卻機(jī)、中溫真空冷卻機(jī)以及真空冷凍機(jī)（又稱低溫真空冷卻機(jī)）。通過對(duì)不同冷卻食品物料在真空冷卻中的冷卻效果進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)分析研究，人們目前已找出了大量適合進(jìn)行真空冷卻的食品物料，同時(shí)也改善了不同真空冷卻系統(tǒng)的冷卻效果以及提高了不同被冷食品物料品質(zhì)的方法。我國(guó)雖然在20世紀(jì)80年代中后期才開始有真空冷卻的技術(shù)研究，然而時(shí)至今日國(guó)內(nèi)已由上海有洽愛納公司、鮮綠公司，深圳有萬保琨公司、源洲公司等企業(yè)已長(zhǎng)期從事著真空果蔬預(yù)冷設(shè)備的生產(chǎn)、研究和開發(fā)，同時(shí)國(guó)內(nèi)也有了大量的關(guān)于真空果蔬預(yù)冷設(shè)備實(shí)踐和理論方面的研究著作。所以，本文在

8、真空果蔬預(yù)冷設(shè)備上不予累述，而著重于在除真空果蔬預(yù)冷以外的真空冷卻方面作一定的介紹。真空冷卻在農(nóng)產(chǎn)品熟食制品生產(chǎn)加工過程中的用途：a.蔬菜類：葉菜、莖菜、花菜、菌菇菜等；b.主食類：米飯、面條、饅頭、玉米、餃子、密餞等；c.家禽類：蒸煮雞鴨、燒烤雞鴨、鹽水鵝等；d.肉食類：蒸煮豬、牛、羊、兔肉等；e.魚蝦類：河魚、海魚、貝、蝦、蟹等；f.油炸類：油炸食品、炸丸子等。g.烘培類：月餅，蛋糕，面包等h.其他類：化工高溫物料冷卻及結(jié)晶體，金屬鑄造型砂等真空冷卻在農(nóng)產(chǎn)品熟食制品生產(chǎn)加工使用中的優(yōu)缺點(diǎn)a.優(yōu)點(diǎn)：冷卻速度快。烘培類食品從160c冷卻到30c需68分鐘，一般食品物料從100c冷卻到常溫也僅需

9、1015分鐘，冷卻到0C以下需2528分鐘左右，冷卻到-18C以下需35分鐘左右，可見具有極高的生產(chǎn)效率；冷卻溫度均勻。由于食品冷卻溫度取決于箱內(nèi)真空度,而真空冷卻箱內(nèi)真空度（壓力值）處處相等，所以食品溫度非常均勻；避免了環(huán)境對(duì)食品的二次污染。真空冷卻完成后對(duì)箱體復(fù)壓進(jìn)氣,其空氣是經(jīng)過食品安全級(jí)過濾的氣體，充入冷卻箱內(nèi)的氣體是幾乎不含懸浮塵埃物的空氣，所以完全避免了空氣中塵埃懸浮物對(duì)食品的二次污染；提高熟食制品質(zhì)量。由于冷卻時(shí)間短,可最大限度地避免食品物料在高溫是產(chǎn)生的油脂氧化，淀粉糊化等生物化學(xué)反應(yīng)；同時(shí)也極大限度地避免了高溫食品物料在65。C30。C所產(chǎn)生的生物發(fā)酵（細(xì)菌繁殖），以及提高回

10、鍋口感度，為食品長(zhǎng)期保鮮從根本上保障了其生理?xiàng)l件；這樣，大量的熟食品就可避免添加防腐劑，從而使熟食制品成為真正的“綠色食品”有了根本保障。提高熟食制品品味?；谡婵战宓脑?可以使得食品外部因失水而濃縮的湯汁（調(diào)料調(diào)味品）很方便迅速地進(jìn)入到食品內(nèi)部中去，從而提高了食品的口（風(fēng)）味；b、缺點(diǎn)：工作原理的先天性缺陷。1 .真空冷卻的工作過程，換一種說法，就是讓食品物料在真空狀態(tài)下，重新低溫蒸煮了一次。所以說象“油面筋”、“腐竹”等已經(jīng)經(jīng)過高溫膨化后的食品，再經(jīng)過真空冷卻處理，使得食品淀粉骨架結(jié)構(gòu)發(fā)生了嚴(yán)重的塌變，就對(duì)食品整個(gè)形態(tài)造成了致命的破壞；2 .對(duì)于不能失水，同時(shí)又不能添加水份的一些食品物

11、料也不適用，比如，藥物膏脂，化妝品,皮鞋油膏等；3 .由于水蒸發(fā)的原因，純液態(tài)的食品（果汁、飲料、八寶粥、各種醬品糊裝調(diào)料等）會(huì)造成嚴(yán)重的飛濺和外溢，所以用真空冷卻方法冷卻純液態(tài)的食品，就會(huì)造成液態(tài)食品產(chǎn)品流失或浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)污染真空冷卻機(jī)的冷卻處理槽以及食品物料包裝盛放物。4 .也有一定數(shù)量的食品產(chǎn)品需要在冷卻過程中實(shí)現(xiàn)形態(tài)固化（凝固）定型，就不適合使用真空冷卻，原因是真空冷卻會(huì)在食品內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，或是造成食品結(jié)構(gòu)組織疏松以及外部形態(tài)不規(guī)整（如馬蹄糕、涼粉皮、果凍、草凍等）。5 .不能冷卻水份較少的食品。真空冷卻是靠食品物料失水（水蒸氣低壓蒸發(fā)原理）來達(dá)到制冷的目的。也就是說食品物料失水相對(duì)

12、越多，食品物料的溫度就下降得越多。然而，如餅干、桃酥、油炸脆片等，是由于這類食品物料本身不能提供實(shí)現(xiàn)真空冷卻所需要的蒸發(fā)用水，所以不能采用真空冷卻。造價(jià)較高，一次性設(shè)備投資較大。所以對(duì)于食品物料內(nèi)在品質(zhì)要求不高或食品衛(wèi)生安全要求檔次低的一些產(chǎn)品，以及產(chǎn)品本身附加值不高而食品貨架（保鮮貯藏）期不作要求較短的熟食制品廠家一般不適（采）用。四.真空冷卻過程中的失水量估算和解決的方法農(nóng)產(chǎn)品和及農(nóng)產(chǎn)品加工后的各種熟食制品物料中大多數(shù)都含有大量的水，而以水和食品物料的結(jié)合形式，食品中的水又可以分為兩類：一類為游離水，或叫自由水，其與食品物料的結(jié)合，僅僅是愛德華力附著作用，是很容易失去的；另一類為約束水，或

13、叫束縛水，是以強(qiáng)氫鏈的結(jié)構(gòu)形式和食品物料結(jié)合，要去除這部分水，就必須有較大的外力作用，使得這類水沖破食品物料細(xì)胞結(jié)構(gòu)組織，所以，要去除這類水較難。真空冷卻過程中的失水和失水量，會(huì)直接影響到我們工廠企業(yè)食品產(chǎn)品工藝和食品產(chǎn)品的計(jì)量，所以正確認(rèn)識(shí)真空失水和控制失水量的意義就很重要。食品失水率的估算：食品冷卻前重量kg（初始溫度C終了溫度C）a.食品失水量=X比熱kcal/kg.蒸發(fā)潛熱kcal/kg食品失水量kgb.平均失水率=X100%食品冷卻前重量kg注：蒸發(fā)潛熱（kcal/kg）參本章：（表5-1）,從（表5-1）中可以看出，水隨著沸點(diǎn)的降低，其蒸發(fā)潛熱就越大，所以說上面估算公式中的蒸發(fā)潛熱

14、值，計(jì)算時(shí)只能取其平均值或大約值，以作參考；實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)食品物料的性質(zhì)的不同，目前全部以實(shí)際計(jì)量檢測(cè)為準(zhǔn)?，F(xiàn)在我們已經(jīng)知道了失水量，就在一定程度上指導(dǎo)了我們，可以解決真空冷卻過程中的失水或盡量減少食品物料的失水。經(jīng)過我們多次試驗(yàn)，就有了如下圖的真空冷卻處理裝置的結(jié)構(gòu)：圖中可以看出，在真空冷卻槽內(nèi)物料架上放置著需要冷卻的食品物料，在物料架的下方，有一個(gè)盛放熱水的盤，再在這個(gè)水盤上方蓋住一塊有毛細(xì)孔的PVC板，當(dāng)真空冷卻機(jī)工作時(shí)，食品物料和盛放熱水的容器中水，都得到了迅速冷卻。和以往真空冷卻所不同的是，這種真空冷卻機(jī)水盤中的水在冷卻過程中大量蒸發(fā)沸騰時(shí)，就替換（補(bǔ)充）了食品物料所失去的水份，實(shí)

15、驗(yàn)表明，由于不同的食品物料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)以及吸水能力不同，用這種方法解決真空冷卻失水目前還存在以下幾個(gè)問題：1. 補(bǔ)水量或超過或不夠，難以控制的問題；2. 水盤上方毛細(xì)孔的PVC板的孔徑大小和真空動(dòng)力選擇（產(chǎn)生局部補(bǔ)水量過大）的問題；3. 只能冷卻裸露食品，不能冷卻容器盛放食品的問題；可見，這種補(bǔ)水方法，盡管有一定的實(shí)用意義，但還有待根據(jù)不同的食品物料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的研究和特別改進(jìn)。五.真空冷卻系統(tǒng)設(shè)備的能耗降低的方法。真空冷卻第二節(jié)真空冷卻技術(shù)設(shè)備真空冷卻技術(shù)設(shè)備的種類1. 按照設(shè)備用途分有三類：a. 農(nóng)產(chǎn)品果蔬真空預(yù)冷機(jī)；b. 熟食制品真空冷卻機(jī)；c. 化工工藝真空冷卻機(jī)。2. 按

16、照設(shè)備冷卻溫度能力分有五類：真空（果蔬）預(yù)冷機(jī)：一般?。?80，高溫真空急速冷卻機(jī)：正常?。?6030，常溫真空急速冷卻機(jī)：取100常溫（室溫），1000，真空冷凍機(jī)（又稱低溫真空冷卻機(jī)）：目前取用100-18以下，3. 按照設(shè)備工作原理分有五類：a.b.c.d.e.4. 真空冷卻設(shè)備按照機(jī)器結(jié)構(gòu)分有大類五小類a.b.真空冷卻技術(shù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)及性能設(shè)備選型原則（表格、圖片）水在不同壓力狀態(tài)下的沸點(diǎn)對(duì)照表：（表5-2）溫度C壓弓雖Pa溫度C壓弓雖Pa溫度C壓弓雖Pa溫度C壓弓雖Pa-750.12-3134.0131497.25717305.2-740.14-3037.4141598.5581814

17、5.2-730.17-2942.0151705.25919011.8-720.19-2847.1161817.26019918.4-710.23-2752.0171937.26120851.6-700.26-2657.2182063.86221838.2-690.30-2563.0192197.26322851.5-680.35-2470.1202328.56423904.7-670.46-2377.0212486.56524998.0-660.47-2285.8222643.86626144.5-650.54-2194.4232809.16727331.1-640.6-20102.92429

18、83.86828557.7-630.7-19113.3253167.76929824.2-620.8-18124.6263361.07031157.4-610.9-17136.9273565.07132517.3-601.1-16150.4283779.77236943.9-591.2-15165.0294005.07335423.8-581.4-14180.9304242.37436957.0-571.6-13198.1314492.97538543.5-561.8-12216.9324754.37640183.4-552.1-11237.3335030.37741876.6-542.3-1

19、0259.4345319.67843636.4-532.5-9283.3355623.57945462.9-523.0-8309.4365940.88047342.8-513.5-7377.6375275.58149289.3-504.0-6368.1386619.58251315.8-494.5-5401.0396991.48353408.9-485.0-4436.8407375.48455568.8-475.5-3475.4417778.08557808.6-466.0-2517.2428199.38660115.1-457.0-1562.1438639.38762488.2-448.00610.0449100.68864941.3-4