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液氮在禽类食品速冻中的应用及其气调装置

 

液氮的特性和液氮速冻保鲜的机理

液化后的氮气——液氮,是无色透明低黏度的液体,化学性质稳定,液氮在大气压力下的沸点是77.35K。与禽类食品成分不发生化学反应,符合食品卫生的要求,是一种理想的冻结保鲜剂。氮气在空气中的含量约为78%,因此在围绕着地球的大气中,可以说存在着取之不尽的氮。

在大气压力下,液化氮以液态发生相变为气态时,平均每公斤液化氮要吸收的蒸发潜热为199.29千焦,再由77.35K上升到273K时所吸收的热量为202千焦。液氮速冻就是利用这超低温吸热的特性,将它直接喷淋到所需的禽体上,这时温差高达200K以上,可以进行强烈的热交换,能使禽体瞬时冻结,一般在20分钟左右就可以完成全部冻结过程,比普通冷冻法快30倍。由于冻结的时间短,生成的冰晶就很细小,冻结速度大于细胞内外蒸汽渗透速度,细胞内外同时产生冰晶,对细胞无破坏作用,所以解冻后就能保持原有的色、香、味及新鲜状态。

液氮喷淋速冻工艺过程及装置

适于速冻禽类的液氮喷淋装置外形呈隧道状,中间是不锈钢丝网格传送带,待冻禽体置于带上,随着移动依次经过预冷区,冻结区和均温区,完成冻结后从另一端送出液氮罐置于箱体外,通过管系以4.9×104N/m2的压力引入到冻结区内进行喷淋冻结,吸热汽化后过热氮气温度仍很低,一般在258K左右,这时由风机将氮气送到入口处,使其与刚进入隧道的禽体接触换热而预冷,禽体进入冻结区后与喷淋管喷出的83K雾化状的液氮接触而被瞬时冻结,最后进入均温区,使禽体表面与中心的温度趋于一致,达到冻透的目的。由此可知完成全部工艺过程是通过消耗液氮来达到速冻保鲜的这种工艺就制冷降温系统而言,可称为是开式循环,一般速冻1公斤的鸡需要消耗0.6公斤液氮。

根据这种原理和工艺过程的要求设计制造的装置,基本是一种液氮与禽体的对流换热器,可以看出它是由隔热隧道形式的组合箱体、贮液罐喷淋管系、不锈钢丝网格传送带、轴流风机等主要部件组成。为了减少因温差大而产生的应力引起的变形,整个箱体由若干块隔热板组成,板块之间用耐低温的密封条和黏接剂加以密封。为减少漏热,隔热板块内外护板为不锈钢板制成,其间填充0.2m厚的聚氨酯硬质泡沫为隔热层,在箱体的两端配有密封小门便于进行维护及清洗工作,在箱体中的网格传送带其运动的速度可以通过箱体外无级变速传动机构调整,并在传动带的下方设有长方体形的浅槽,用以盛残留液氮。

置于冻结箱体外液氮罐,是由专业工厂加工的标准化产品,内部结构是金属真空夹层,外面也包有聚氨酯隔热材料保温,罐内的压力一般在13.7%×104N/m2的范围内,压力过低会影响正常喷淋,供液过高会影响安全,故设有安全阀,保证系统内的压力不超过规定值,罐内所存液氮数量多少可由液面指示计表示,用完后可通过加液阀向罐内充液氮,喷淋管系是由不锈钢管焊接而成,另外还有6台轴流风机搅拌和输送氮气。

 

 

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