Letou知识

食品的冻结方法和冻结装置

发布时间:2014-11-06 点击量:
食品的冻结方法和冻结装置
1.搁架式排管冻结装置
  这种冻结装置是用光滑排管组装成的搁架,冻结货物直接放置在搁架上。
  在氨重力供液系统和下进上出式氨泵系统中,氨液由下部供入供液集管。而后,顺序流经各层排管,吸热蒸发后形成的气体或气液混合物,则经设置于排管上部的回气集管排入回气管道。
  在氟利昂制冷系统中,大多数采用直接膨胀供液,上进下出,进入排管前用配液器对每路排管分别供液,回气总管上升时应设回油弯。
  搁架式排管一般设置于冻结间或小型冷藏库的冷藏间内,对鱼类、家禽、兔子和小水产,以及冰棒和冰淇淋等食品进行冻结与硬化。搁架式排管一般采用Ф32mmX2.2mm或Ф38mmX2.2mm无缝钢管制作。每排管子的水平中心距为80~100mm。每层管子的垂直中心距一般为250~400mm。最低一层距地坪的高度不宜小于250mm,最高一层管子距地坪的高度不宜大于1800mm,以便于操作。搁架式排管的宽度当单面为走道时应为800~ 1000mm,双面为走道时应为1500~2000mm。排管层数以偶数为宜。进液和回气集管位于排管的同一侧,以便于安装和操作。用搁架式排管冻结食品时,由于排管与放在其上的货物或盛盘直接接触,在换热过程中,除了以对流和辐射的方式换热外,还通过排管与货物或盛盘的接触面进行传导换热,因而其传热系数较盘管式墙排管提高了2倍左右,高达17.4~20.9W/(㎡·K),为了增加接触传导换热,有些冷藏库中采用在每层盘管上加铺0.6~1.0mm厚的薄钢板,并保持钢板表面的平整和与盘管贴合紧密。这样既提高了搁架式排管的传热系数,缩短了冻结时间和加速了周转,又便于工人的操作。
  搁架式排管的传热还可以通过增大空气的流速得到进一步的提高,空气流速的提高可由通风机(轴流通风机)的作用来实现。空气流速的增大不仅提高了空气和排管之间的对流换热,同时也增大了空气和冻结食品之间的对流换热,可以大大缩短食品的冻结时间。一般情况下,有组织强制通风的搁架式排管较之自然对流下的搁架式排管约可缩短一半冻结时间,因而加快了周转和减少了冻结间的投资。
  搁架式冻结装置冻结货物时,其冻结时间与冻结间空气温度、货间空气流速的关系。
  根据冷冻工艺要求的不同,搁架式排管按吹风方式分为下列三种:
(1)顺流吹风型搁架式排管
  轴流通风机一般设置在搁架式排管进液和回气集管的另一端上方,空气流经放置盛盘或冻结货物的有效通风截面上的风速一般采用3m/s,一般传热系数为23.3W/(㎡·K)。
 (2)直角吹风型搁架式排管
   这种型式的排管专门设置了空气分配和循环系统。空气在通风机的作用下,经送风管道和送风口吹向搁架式排管和排管上的冻结货物,而后经回风口和回风管遣返回通风机,如此实现库内空气的不断循环。有效截面上的风速一般采用1.5~2.0m/s。这种搁架式排管的传热系数,由于空气的流向和盘管相互垂直,故较顺流吹风型的为高。
(3)混流吹风型搁架式排管
  混流吹风时,冻结间的气流呈无组织流动,有风速要求的盘管和冻结货物处的空气流速小,而且不均匀。因此,排管的传热差,冻结货物的温度不均匀和冻结时间长,这种吹风方式很不理想,不宜采用。
  对于顺流吹风型和直角吹风型搁架式排管的传热系数,与截面风速密切相关。
2.吹风冻结装置
  食品采用强烈吹风冻结装置冻结时,必须合理组织气流,尽量使库内气流均匀,才能有效地缩短冻结时间,提高冻结质量。
  常用的吹风冻结装置有下列几种:
(1)白条肉冻结间。白条肉冻结间采用吊轨吊挂白条肉。白条肉冻结间的冷分配设备采用的是落地式冷风机。虽然落地式冷风机需要占去一定的建筑面积,但与吊顶式冷风机相比,它的安装、操作与维修都比较便利,融霜排水比较容易处理,气流组织设计也比较易于适应白条肉冻结的特点,所以用得比较多。
(2)白条肉冻结间的布置特点是,宽度一般为6m,轨道股数不多于5道,冷风机沿冻结间长度方向布置。这种布置比设置通风夹层要好,冻结速度也较快,一般24h以内可周转一次,也可冻结分层搁置的盘装食品(在冻结间内设临时货架或吊笼),适用性较强,已被广泛采用。
  轨道布置时,靠近冷风机一侧处于冷空气的回流区内,冻结速度不如冷风机对面靠墙一侧快。因此,应优先从冷风机对面靠墙一侧开始,不留走道,冷风机离最近一股轨道之间留1.2~1.5m的距离。对于单间冻结能力在20t/24h以上的冻结间,为了使每股轨道上冻品的冻结速度均匀,宜采用回转式传送链条,在每一冻结周期中定时开动链条顺序移动,使每股轨道上的冻品都有机会得到最好的冻结条件。
(2)轨道吊笼冻结装置。盘装食品(鱼、虾、肉类副产品等)多是用吊笼装载,挂在轨道上进行冻结。
  标准鱼盘的尺寸为600mmX400mmX110mm~600mmX400mmX130mm,每盘食品净重为15kg,吊笼规格为720mmX880mmX1780mm,共分10格,每格载2盘,每个吊笼共载20盘,两根轨道中间的距离为800~1000mm。
  这种冻结间的冷分配设备应采用整体式的或组合式的冷风机,循环冷风的气流组织应为横向气流,冻结间的温度分布和各个断面上的气流速度应力求均匀。气流组织设计首先应强调送风的均匀性,尽量缩小吊笼上下的空间,减少旁通风量,迫使气流均匀地吹过吊笼中的货盘。出风口的分布应与吊笼的长度、高度和层数相适应。
   对于鱼类冻结,常见一种直吹上吸风式冻结间。这种冻结装置,轴流风机直接对着吊笼吹风,这种方法可以提高迎风面上气流轴心附近的食品的冻结速度,但气流速度的分布不均匀,使得冷空气流通差的货盘冻结时间较长,影响冻结的加工质量。这种装置的最大优点是轴流风机安装在地坪上,检修非常方便。
(3)货车(架)吹风冻结装置。对于盘装、精装食品的冻结,还广泛采用手推车承放。手推车的规格应根据食品盘或箱的情况确定,一般冻结鱼类,手推车规格为760mmX900mm X1800mm,载货净重为300kg左右。冻结间冷却设备采用冷风机,气流组织有纵向吹风冻结和横向吹风冻结。
①纵向吹风冻结间。在冻结间一端装置冷风机,房间上部铺设挡风板,挡风板与房顶之间形成风道使空气流通。挡风板的形式有两种:一种是在端头留风口,空气沿挡风板吹到房间的另一端,通过风口向下,吹过贷车(或架),回到冷风机吸入口。另一种是在挡风板上沿着货车方向开长孔,冷风从孔中吹出。第一种形式的特点是空气流通距离长,食品冻结不均匀所以要求房间长度不能太长,一般为12~15m。第二种形式的特点是食品冻结速度较均匀,出风孔的宽度为30~50mm,靠近冷风机的孔为60~70mm。
  纵向吹风形式的冻结间的优点是:能沿吊挂的肉体方向吹风,气流阻力小,耗电少,系统简单投资少。缺点是:空气流通距离一长,室内风速和温度不均匀,不宜于冻结盘、箱装食品。
  近年来,纵向吹风的冻结间,大都不设置挡风板,冷风从冷风机的风机口吹出,自然流过冻结间货物。距离较远时,在出风口装设短风管,以增加冷风射程。
②横向吹风冻结间。在冻结间一侧装置冷风机,使气流横向流过冻结间的断面。这种冻结间的优点是空气流程距离短,为3~7m,风压小,可以布置较多风机,适合于冻多种品种。
  冷却设备采用落地式冷风机和吊顶式冷风机,气流组织有向下压风式和向上吸风式等。为了使气流均匀,常采用挡板送风。出风口装设导风板等措施,对气流组织要求不高的冻结间,可采用无组织送风。所需风量一般每平方米冷风机冷却面积约配100~120m³/h,如按货物间截面风速计算风量,一般要求风速为0.8~1.5m/s之间。
3.连续输送式冻结装置
  连续输送式冻结装置是采用冷风机强烈吹风,食品在各种形式的传送带上进行连续输送和冻结的装置。此类冻结装置又可分为两种类型,悬架连续输送式和水平连续输送式。
(l)悬架连续输送式冻结装置
  这种冻结装置目前主要在快速冻结家禽(肉用鸡)的生产中采用,其工艺流程是:家禽经宰杀并晾干后,用塑料袋包装,再装入吊篮中,每只吊篮分五格,每格放四只,然后输送到冻结间内,采用不冻液(乙醇溶液)喷淋和强烈吹风相结合的冻结方法。袋装的肉用鸡进入冻结间后,首先被强烈冷风吹十多分钟,使禽体表面快速冷却,起到色泽定型作用。然后用-24℃~-25℃的乙醇溶液(浓度约40%~50%)喷淋5~6min,使禽体表面层快速冻结,随后再经强烈吹风加快冻结速度。吊篮在冻结室内连续运行,从不同角度受到风吹,使禽体各处温度均匀下降。经过使用测定,在不用乙醇喷淋(仅用强烈吹风)时,传送带线速度为1.2m/min,经3h的冻结,可使禽体中心温度降至-16℃。如采用乙醇喷淋时,冻结时间还可以缩短。当然,传送带线速度必须提高。所用冻结装置的生产能力为2.7t/h。
(2)水平连续输送式冻结装置
 ①货盘移动输送冻结装置。主要用于冻结蔬菜、水果,亦适用于其他小包装的水产和肉类等食品。这种装置的工艺流程是:食品装入货盘后,在隧道入口处一次推进两盘,由液压推动机构将货盘经过三层平面输送并经设置在货盘上部的冷风机强烈吹风快速冻结后,在上层出口处推出。传送速度可由时间继电器控制电磁阀调整。4cm厚的蔬菜。经50~62min即可冻到-8℃。
 这种装置的特点是连续生产,冻结速度快,构造简单,造价较低。其构造除有一间长14.2m、高4m、宽4.4m的隔热隧道室外,还有冷风机、液压传动机构及货盘推进和提升装置等。
  隧道内的蒸发器由四组600㎡冷风机组成,每组冷风机配有6台4号轴流风机(风量7700m³/h)进行强烈吹风。货盘规格为700mm×400mm,每盘间距50mm,每个盘底下焊有两道扁铁,承放在轨道上,每对轨道有两个推动装置,当液压系统将推动装置推动时,推头顶住盘底的扁铁,即将货盘向前推进。当推动装置后退复位时,推头被后面的扁铁压下,滑过后,由于偏心作用,推头便自动顶起,卡住扁铁。
   当推动装置作第二次推动时,推头又把货盘向前推进。通过这样反复动作,货盘便向前移动。两道扁铁的距离要与推动距离相适应。另外还有两个提升装置,将货盘分层提升。
  液压传动装置是由叶片油泵、油缸活塞、板式电磁阀、节流阀、溢流阀和止回阀组成。液压传动装置的动作是由5个油缸分8次动作,其中l、3、5缸负责一、二、三层平面输送动作,2、4缸是负责一、二层前后两组货盘提升之用。
  这种冻结装置也可以根据具体情况做成多层和多排输送装置。冷风机可放在旁侧吹风,效果也比较好。
 ②流态化冻结装置。
   这种装置除具有一般连续快速冻结的特点外,还由于在隧道入口处,采用强烈吹风,把食品吹起,使其呈悬浮状态,防止其互相粘连,因而提高了产品质量。是一种专用于食品单个速冻的装置。
   食品冻结的工作原理是:该装置在隔热的壳体中设置了一长条形的金属制槽道,槽道底面开有许多小孔,槽道的侧面或下方设有蒸发器组和离心风机,以强力吹风形式使风速为6~8m/s的-30℃冷风由槽底小孔吹出,置于槽道内的待冻食品(形状和大小应比较均匀)被上升冷气流吹动,悬浮在气流中而彼此分离,呈翻滚浮游状态,出现了流态化现象。在一定风速下,冷空气形成了气垫,悬浮的食品颗粒好像流体般自由流动。当食品从进口处加入此倾斜的槽道后,就向低的一端移动,于是食品就在这低温气流中一边移动一边冻结,而不需要设传送带。由于食品在冻结过程中呈悬浮分离状态,食品冻结一后就不会粘结在一起,实现了单个速冻。每个冷冻食品的表面都有一层薄的冰膜,故干耗很小,而且这样可以与大气中的氧隔离,能确保食品原有的鲜度、色泽和滋味。又因为由下方吹进的冷空气形成了气垫,有助于被冻食品的移动运送,防止食品的破损。
   这种冻结装置适用于直径约40mm或长约125mm的食品,如豌豆,豆角,胡萝卜,蘑菇及片、球状甘蓝,玉米段及切成块、片、条状的蔬菜,还有草毒,苹果片,菠萝片虾仁,肉丁等。
  ③螺旋输送冻结装置。这种装置是把食品放置在金属传送带上,进行螺旋输送冻结因而占地面积小,仅有一般水平输送带面积的25%。这种装置由蒸发器、风机、转筒及其驱动装置、特制的弹性传送带、清洗装置、控制屏等组成,隔热的外壳在现场装配。弹性传送带是靠转筒的摩擦力带动的。传送带螺旋转动时,带上的张力很小,故驱动功率不大,传送带的寿命也很长。被冻食品直接放在传送带上,根据需要也可采用冻结盘,食品随着传送带进入冻结装置后,由下盘旋传动而上,并在传送过程中冻结,冻好的食品从出料口排出。
  传送带是连续的,它由出料口又折回到进料口。
  这种冻结装置具有如下特点:
(a)多功能性,它适用于需要冻结时间10min~3h之内的各种食品。
(b)干耗小,它有一个特殊的冷风循环系统,冷风从顶面垂直向下吹过所有各层传送带,且直接从食品表面吹过,其干耗比一般冻结装置少50%左右。
(c)紧凑性,由于采用螺旋式传送,整个冻结装置的面积较小,如生产能力为1.4~1.8t/h的装置,占地仅为46㎡左右。
(d)可以通过调整传送带的速度(1~18m/min)来改变食品的冻结时间(10min~3h),用以冷冻不同种类或品质不一的食品。对于20层带的螺旋带式冻结装置,转筒与传送带之间的速比为4:1。
(e)传送带的上升角度为2°,几乎接近于水平,冻结盘不会下滑。
(f)传送带可以倒转,可以清洗,洗涤装置包括第一槽→温水洗涤槽、第二槽→化学洗涤槽、第三槽→温水喷射槽和高速空气吹干装置。必要时一天洗涤一次,也可连续清洗。螺旋带式冻结装置又可分为单转筒和双转筒两种。标准型的产量为2200kg/h,其相应耗冷量为134kw。
  标准型的四种规格以及它们的生产能力。
  这种冻结装置还有一种M型,它的尺寸是5.4mX3.0mX2.45m,产量为300~1000kg/h,典型产品有炸小鱼、鱼片、汉堡牛肉饼、肉丸、鸡块、意式馅饼和小包装食品。
4.平板冻结装置
  平板冻结装置是以若干块平板蒸发器为主体组成的冻结设备,它的工作原理是将食品放在各层金属平板之间,并借助油压系统使平板与食品紧密接触,此空心金属平板的通道内流动着低温工质(氮、氟利昂),由于金属平板有良好的导热性能,被夹紧的食品便得以迅速冻结。当食品两面加压时,其表面传热系数为93~174w/(㎡·K)。
  平板冻结装置主要适用于分割肉、肉副产品、鱼类、虾及其他小包装食品的快速冻结,它的优点是:
 ①对厚度小于50mm的食品来说,冻结快、干耗小,冻品质量高。
 ②在相同的冻结温度下,它的蒸发温度可比吹风式冻结装置提高5℃~8℃,而且不用配置风机,故电耗比吹风冻结间减少30%~50%。
 ③不占用冷间,可在常温下工作,改善了劳动条件。
 ④操作方便,冻结产品的外形整齐。
 ⑤占地少,建筑面积只有吹风搁架式冻结间的1/4,节约了土建费用,缩短了建设周期。
  它的缺点是对厚度超过90mm以上的食品(如全鸡)不很适用,未实现自动化装卸的平板冻结装置仍需较大的劳动强度。
  平板冻结装置亦称接触式冻结装置,常见有卧式和立式两种型式。卧式平板冻结装置的冻结平板系水平安装,一般有6~16块平板。平板之间的间距由液压装置调节,平板上升时两板间的最大净距约110~115mm,下压时两板间的间距视食品盘的高度而定。间距扩大时将被冻食品(装盘或盒)放入,启动液压油缸(液压20~45MPa),使被冻食品紧密接触平板而进行冻结。为了防止食品变形和压坏,可在平板之间放入与食品厚度相同的角钢作为垫块。液压油缸一般位于平板冻结装置外壳的上部,为双作用形式,下压时使食品压紧于平板之间,当食品冻好时又将平板与食品拉开。
  卧式平板冻结装置以采用满液式和液泵强制循环式这两种供液方式为主,船用的平板冻结装置还采用盐水循环式冷却。满液式供液系统,气液分离器放在装置的顶部,它连接供液和回气集管各一根。由于冻结平板需上下移动,故用耐低温的橡胶软管连接。橡胶软管的内层用丁基橡胶,并加入2~3层编织物,外包金属丝保护套,它的使用寿命约2年左右。如使用R22作制冷剂,也可采用不锈钢软管。平板冻结装置的主体框架多用槽钢及角钢焊接而成,外壳内外两面采用镀锌钢板,外表面涂上耐酸碱的涂料,中间用软木或硬质聚氨酷泡沫塑料作为隔热材料。冻结平板有三种制做方法。一种是用铝合金机压成型,板内为矩形孔,板的一边为燕尾槽,一边为燕尾槽桦以便拼装,也有用铝合金板钎焊加工而成。另一种是用2~3mm厚钢板按所需大小裁好,另外再用槽钢复扣在钢板上进行焊接。在另一块钢板上根据槽钢间中心距(75mm)每隔50~60mm钻孔,孔径15mm;冻结平板内如用盐水时,槽钢间中心距为150mm。将此钢板覆盖在槽钢上进行焊接,然后焊上端板及其他附件。成品完成后,用三联轧辊校平,水平允许误差为1mm。第三种是采用异形钢管焊接而成。有的用方形无缝钢管焊接后刮平成板;有的将方形管并列在两块薄钢板之间,四周焊接成板,平板外面镀锌。铝合金平板比钢管焊接平板轻一半左右,表面放热系数高10%~45%,而且比较卫生。
  • 本文链接地址:http://www.estuaryarchive.org/lengkuzhishi/179.html
  • 上一篇:食品的冷却冷藏

    下一篇:制冷系统氨管道布置

    Copyright © 2015北京LetouLetou霖制冷Letou安装有限公司Letou安装|Letou造价|Letou设计|保鲜Letou|医药Letou|小型Letou公司官网:www.estuaryarchive.org