果蔬保鮮與熟食 果蔬保鮮與熟食品加工中的真空冷卻技術(shù)及設(shè)備 真空冷卻在果蔬冷鏈保鮮與熟食品加工中的重要性 果蔬冷鏈保鮮的流程如下： 采摘一整理一預(yù)冷一冷藏(包括保鮮庫、氣調(diào)庫、減壓庫等)一冷藏運(yùn)輸一超市冷柜一家庭冰箱 果蔬采收后依然是有生命的機(jī)體。為了維持生命，仍進(jìn)行著旺盛的呼吸與蒸發(fā)，分解和消耗自身的營養(yǎng)，并放出呼吸熱。同時(shí)，新鮮果蔬采收后還帶來了大量田間熱，導(dǎo)致鮮度和品質(zhì)明顯下降，加速了成熟與衰老。 保鮮的目的就是延緩果蔬衰老，因此，控制呼吸十分重要，而與呼吸關(guān)系密切的因素就是溫度。溫度升高會刺激呼吸，呼吸作用既然釋放了能量，自然會引起品溫升高，進(jìn)而又促進(jìn)了呼吸作用，加快了果蔬的衰老。顯然，如能降低果蔬的環(huán)境溫度和品溫，就能有效地控制呼吸而延緩衰老。岡此，果蔬采摘后必須進(jìn)行預(yù)冷處理，盡早、盡快地除去田間熱，降低呼吸熱，為延長果蔬保鮮期創(chuàng)造有利的條什。 目前，貯戶一般采用自然攤涼方式冷卻，占地面積大、冷卻時(shí)間長，不但難以達(dá)到快速預(yù)冷的要求，也不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求。也有的直接放進(jìn)冷庫冷卻，既不合理又不經(jīng)濟(jì)，并且也達(dá)不到快速均勻冷卻的目的。 熟食品生產(chǎn)上藝流程如下： 原料一清洗一一加工(蒸煮燒烤等)一冷卻一包裝一成品 熟食品加工好后都必須經(jīng)過冷卻才能包裝，傳統(tǒng)的冷卻方法有室內(nèi)攤涼自然冷卻、強(qiáng)制通風(fēng)冷卻、空調(diào)間冷卻、冷庫冷卻等。這些冷卻方法不但冷卻時(shí)問長(幾小時(shí)至十兒小時(shí))，周轉(zhuǎn)速度慢，占地面積大，而且冷卻不均勻，表面與中心溫差極大，更重要的是影響食品的衛(wèi)生安全。冷卻過程中，空氣中的細(xì)菌不可避免地會沾到食品上，造成食品的“二次污染”，特別在60-30℃之間，是細(xì)菌高速繁殖區(qū)域，快速通過這一溫度區(qū)間，便可明顯地減少細(xì)菌繁殖數(shù)量。菌量容易得到控制，從而有利于提高食品的安全性，延長保質(zhì)期。由此可見，食品加工行業(yè)同樣也需要一種快速冷卻的先進(jìn)方法和設(shè)備。 真空冷卻就可以滿足上述要求，而且是比較理想的快速冷卻方法。 2真空冷卻技術(shù)及設(shè)備 2．1真空冷卻的原理和特點(diǎn) 日常生活中，在一個(gè)大氣壓(101 325 Pa)下，水在100℃時(shí)沸騰。但水的沸點(diǎn)溫度不是一成不變的，隨著壓力的降低(或升高)而降低(或升高)。例如，水的沸點(diǎn)溫度在40 196．6 Pa時(shí)是76℃，4kPa時(shí)已降到29℃，到了1．6 kPa時(shí)則降到14℃。沸點(diǎn)的降低，使水容易汽化。由于汽態(tài)水分子比液態(tài)水分子具有更高的能量，因此，水在汽化時(shí)必須吸收汽化潛熱，而汽化潛熱又是隨著沸點(diǎn)的下降而升高。根據(jù)這一原理，可以將被處理物放入能耐受一定負(fù)壓的、用適當(dāng)真空系統(tǒng)抽氣的密閉真空箱內(nèi)，隨著真空箱內(nèi)真空度不斷提高，水的沸點(diǎn)溫度不斷降低，水就變得容易汽化，水汽化時(shí)只能從被處理物自身吸收熱量，被處理物便可得到快速的冷卻。由于真空無處不在，因此，與傳統(tǒng)的傳熱方式(對流、傳導(dǎo)、輻射)相比，真空冷卻不但快速均勻，而且干凈衛(wèi)生，非常適合果蔬預(yù)冷及熟食品冷卻， 參見圖l。 2．2各種真空技術(shù)方法及相應(yīng)的真空冷卻設(shè)備 2．2．1 旋片真空泵和捕水器組合系統(tǒng)及果蔬真空預(yù)冷機(jī)旋片泵是真空技術(shù)中基本的真空獲得設(shè)備之一。這是一種抽速大、體積小、極限真空度高、工作噪音低的油封式機(jī)械真空泵。在這種真空泵中，油起著重要的作用，它兼具密封、潤滑及冷卻3種效能。 利用旋片真空泵完全可以達(dá)到果蔬預(yù)冷所需的真空度(≤660 Pa)，但是如前所述，真空冷卻的原理正是利用水分汽化時(shí)吸熱而造成自身降溫。因此，在冷卻過程中會產(chǎn)生水汽，如果水汽直接進(jìn)入旋片泵，將引起泵油的乳化，不但影響泵的性能而且會對泵體本身造成損害。解決的辦法是在泵的前面增加一套捕水器，利用低溫將水汽凝結(jié)成水而排掉。為此，必須再配置制冷系統(tǒng)，使空氣除去水汽后再經(jīng)真空泵排出。 果蔬真空預(yù)冷機(jī)一般都是根據(jù)上述原理向設(shè)計(jì)制成，其基本組成是真空箱體、捕水器、制冷機(jī)組和旋片式真空泵。 由大昌冷氣設(shè)備工程有限公司生產(chǎn)的果蔬真空預(yù)冷機(jī)，將一般果蔬從30℃左右冷卻到3℃以下，通常需30rain左右。 2．2．2 水力噴射真空技術(shù)和常溫型真空速冷機(jī) 熟食品的冷卻不同于果蔬的預(yù)冷，起始溫度很高，一般在90℃以上，冷卻過程中會有大量的水汽逸出。如果仍然采用旋片真空泵、捕水器組合系統(tǒng)，勢必捕水器和制冷機(jī)組都要配得很大，不但機(jī)組龐大而且能耗很高，極不經(jīng)濟(jì)。而將水力噴射真空技術(shù)應(yīng)用于熟食品的快速冷卻，可以取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。 該項(xiàng)技術(shù)集抽真空、冷凝、排水3種功能于一體。它是利用一定壓力的水流，通過對稱均布成一定側(cè)斜度的噴咀高速噴出，聚合在一個(gè)焦點(diǎn)上，可在周圍形成負(fù)壓，使與之相通的真空箱內(nèi)產(chǎn)生真空。另外，由于蒸汽與噴射水流直接接觸，進(jìn)行熱交換，絕大部分的蒸汽凝結(jié)成水，通過擴(kuò)壓管排出，體積明顯地縮小，這樣又可進(jìn)一步形成更高的真空。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)抽速大，降溫快；(2)無油真空系統(tǒng)，不怕水氣；(3)無捕水器，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜；(4)運(yùn)動部件少，故障率低。 上海錦立保鮮科技有限公司利用該項(xiàng)技術(shù)制成常溫型的真空速冷機(jī)，熟食品從90℃以上冷卻至常溫一般只需12 min。 該項(xiàng)技術(shù)也存在一些不足，一是高速水流沖擊力大，一些部件容易腐蝕，一般半年左右需要調(diào)換，而大昌冷氣設(shè)備公司設(shè)計(jì)并采用新型材料，明顯地提高了設(shè)備的耐用性；二是冷卻溫度與工作水溫有關(guān)，因此，隨著季節(jié)變化而變化，冬天可冷卻到較低的溫度，夏天只能冷卻到較高的溫度。因?yàn)樗墓ぷ鹘橘|(zhì)通常是普通的自來水，其溫度隨著環(huán)境氣溫而升降。系統(tǒng)中壓力下降時(shí)，水的沸點(diǎn)溫度也隨之下降，當(dāng)下降到相應(yīng)水溫時(shí)，作為工作介質(zhì)的水也會汽化，于是壓力無法繼續(xù)下降，這時(shí)被冷卻物品的溫度也就很難再降低了。如果有溫度比較均衡的地下水或冰水可供使用，當(dāng)然也可得到比較低而恒定的冷卻溫度。 一般而言，常溫型真空速冷機(jī)冷卻的終點(diǎn)溫度要比水溫高2-5℃。 2．2．3雙級真空系統(tǒng)和低溫型真空速冷機(jī) 如前所述，水力真空系統(tǒng)可將熟食品從90℃以上快速冷卻到常溫，這時(shí)水氣已大為減少，很難繼續(xù)冷卻。而旋片真空泵、捕水器組合系統(tǒng)可將被處理物從30℃左右冷卻到1-5℃。如能將二者結(jié)合起來，形成一個(gè)雙級真空系統(tǒng)，先讓不怕水氣的無油真空系統(tǒng)開始工作，待被處理物冷卻到較低溫度時(shí)啟動第二個(gè)系統(tǒng)，便可達(dá)到很低的冷卻溫度。這種雙級真空系統(tǒng)的配置可以充分發(fā)揮兩種系統(tǒng)優(yōu)勢而避開了各自的劣勢。 大昌冷氣設(shè)備公司采用上述配置，制成了低溫型真空速冷機(jī)。熟食品從90℃以上冷卻到10℃以下，只需30min左右。