食品的低温保藏技术(PPT 106页).ppt

§ 2.1.3.1. 冻结速度 以距离与时间之比区分： 食品表面到中心温度点的最短距离L与食品表面达到0℃后，至食品中心温度降到比冻结点温度低10℃所需的时间τ之比。 冷冻库 0.5cm/h 慢速冻结 送风冻结器 0.5～5cm/h 快速冻结 悬浮冻结器 5～10cm/h 急速冻结 液氮冻结器 10～100cm/h 超速冻结 国际制冷协会对冻结速度的定义 § 2.1.3.2.冻结速度与冰晶的状态 缓慢冻结 冻结速度慢，细胞内水分向细胞外冰晶转移的时间长，结果形成较大的冰晶体。 快速冻结 冰层向内推进的速度大于细胞内水分向外转移的速度，因而形成无数细小的冰晶体。 不同冻结速率冻结的鳕鱼肉中冰晶的情况 (a) 未冻结　　(b)快速冻结　　 (c)缓慢冻结 不同冻结速度下的冰晶状态 冻结速度对冰晶体大小的影响 冻结方式 冰晶体的大小/μm 长 宽 高 1 2 3 4 干冰 －80℃ 盐水－18℃ 金属板－40℃ 空气－18℃ 29.2 29.7 320.0 920.0 18.2 12.8 763.0 544.0 6.1 9.1 87.6 324.6 a.物理变化的影响 ⑴容积的改变 细胞溃解、气体膨胀， 产生内压出现龟裂(速冻)。 ⑵冰晶体的机械损伤 刺伤细胞组织、使食品失去复原性。 §2.1.3.3. 冻结速度对冻品质量的影响 物性参数变化： 比热↓，导热系数↑，热传导系数↑。 已冻层 未冻层 过渡层 缓冻 速冻 溶质 水分 §2.1.3.3. 冻结速度对冻品质量的影响 ⑶溶质的重新分布 溶质呈不均匀分布； 冻结浓缩现象。 ⑷水分的蒸发 表面 中心 b.化学变化的影响 ⑴蛋白质变性 ⑵变色 黑变、褐变、退色； ⑶营养成分损失 维生素C因氧化而减少。 关于冻结速度的讨论 选择冻结速度并非越快越好 体积较大、对缓冻影响不敏感的食品不一定采用速冻； 冻结速度只是影响冻品质量的主要因素之一 不可忽略原料及其前处理方法以及冻藏环境条件的控制； 利用缓冻亦可改善食品的品质和加工性能 利用溶质的重新分布——生产冷冻浓缩果汁 利用粗大冰晶体形成多孔结构——油炸蚕豆的酥松质构、果脯渗糖效果的改进 §2. 1.4. 食品的冻结时间 利用普兰克公式预测冻结时间的假设： 冻结是在冰点Tf之下进行的恒温冻结，单位冻结热量只考虑相变潜热qi（ qi ＝ q冰×食品的含水量） ； 冻结食品的导热系数λ在冻结过程中不变； 冷却介质温度T∞和冻结表面放热系数α不变。 §2.1.4.1.冻结时间的计算 §2.1.4.1. 冻结时间的计算 ρ—食品的密度 K—传热系数 面积为F，厚度为dx的冻结层在冻结过程中放出的热量为： dQ = qi ρ A dx 在温度差的作用下， dτ时间内经厚度为x的冻层传递出的热量为： dQ = KF ( Tf - T∞ ) dτ 显然： dx L dQ T∞ 表面平坦食品的冻结示意图 x dQ 未冻层 已冻层 §2.1.4.1. 冻结时间的计算 对于大平板状食品：P = 1 / 2 ；R = 1 / 8；L＝厚度 对于圆柱状食品： P = 1 / 4 ；R = 1 / 16 ； L＝直径 对于球状食品： P = 1 / 6；R = 1 / 24； L＝直径 对上式在0 ~ L/2区间积分，得： 普兰克方程 普兰克方程的局限性 方程忽略了食品冻结中放出的显热； 冻结过程中食品的热导率并非常数； 实际冻结温度是变化值； 对流放热系数与介质的温度及流速有关。 修正的普兰克方程 t — 食品的冻结时间（h）; h1 、h2— 分别为食品冻结初温和终温时的焓值（kJ/kg）; ρ — 食品的密度（kg/m3）; Tf — 食品冻结点温度（K），T∞ — 介质温度（K）； L — 平板状食品的厚度或圆柱状、球状食品的直径（m）; α — 食品表面的对流传热系数（W/m2 · K）; λ — 冻结食品的导热系数（W/m ··K）。 §2.1.4.2.缩短冻结时间的有效方法 影响冻结速度的主要因素： 食品成分的影响 食品的空隙率 食品的含水率、含脂量 非食品成分的影响 冻品的厚度及块片大小 介质的温度 冻品的初温和终温 冻品表面的传热系数 热焓的变化 决定冻结速度的可变因素 热推动力： Tf - T∞ 热阻： 焓差：Δh 问题：对于确定的食品，缩短冻结时间可选择的途径 §2.1.4.1. 间接冻结法 低温静止空气冻结 送风冻结 强风冻结 接触冻结 §2.1.4.2. 直接冻结法 浸液式冻结法 §2.1.4.食品常用的冻结方法 强风冻结法 利用高速流动的低温空气，