速凍設備的應用

我國速凍食品的發展起步較晚，其發展速度年增長25%以上。即便現在我國年人均消費量也僅為發達國家的十分之一。因此極具發展空間。
       隨著食品速凍業及其工業化生產的發展，速凍機已成為不可替代的必備設備。目前我國28種食品市場準入制度中規定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質量，出口商檢也有所要求。
       本文探討了為什么在食品行業速凍機不可替代，速凍機與傳統速凍庫有什么區別，如何選擇合適的速凍機，速凍機怎樣滿足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機的進一步發展方向，以及怎樣的節能、智能化速凍機會給速凍生產企業帶來益處。
一、影響食品速凍的因素
       當食品凍結速度在每小時5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結過程生成的冰結晶數量大小基本不變，晶粒比較細小，從而達到保鮮的可逆性。食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結晶生成階段在0至-5度，一種膠體結合水，其附著于食品分子表面，在凍品-18度時，結晶率在95%以上。此外，冰結晶后的低溫環境下貯存食品抑制微生物活動和繁殖，達到長期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
       食品速凍的影響因素可分為：
1. 冷卻介質溫度：食品凍結速度和冰點與冷卻介質溫差Δt成正比。冷卻介質溫度越低，凍結速度越快。
2. 凍品著風的影響：著風表面積、風速、冷風循環率影響凍結速度：試驗表明，青刀豆放在-30度冷卻介質下0風速時需120分鐘，4.5m/s風速時只需10分鐘即可。
3. 潛熱與焓差的影響：1kg水由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量。可見結晶潛熱需要更多的冷量。同樣當焓差較大時，如進貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長的凍結時間。
4. 食品成分的影響：導熱系數高的食品比導熱系數低的食品凍結速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導熱慢，而且阻礙著風。如水導熱系數為0.604w/mk,脂肪導熱系數為0.15，塑膜導熱系數為0.028，風導熱系數為0.066。
5. 食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時間成正比。食品越厚,速凍時間越長。
二、由速凍庫向速凍機的轉變
       從影響食品速凍因素可見：
       由于速凍庫開門一次進貨量較多，相對較高溫度的食品，使冷卻介質溫度回升波動，減小Δt；而速凍機保持室內溫度幾乎不變。
       由于速凍庫內放置靜態食品，產生著風的不均勻性，甚至減小風速，靜態的單向吹風阻礙了凍品中心即被風部位的結晶速度；速凍機隧道內每個單體著風表面積大而且保持均勻一致，更由于風向的變化加速凍結。
       由于進入速凍庫的食品同時達到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對結晶過程，從而產生溫度回升和延長結晶時間。而速凍機連續的運行使本來有限的庫容凍品只有相對少部分相繼達到潛熱，其冷量足以在穩定的溫度、速度下完成快速結晶過程。
       由此可見，追求快速食品結晶過程從而達到可逆性的食品保鮮效果，速凍機必不可少。
三、以空氣作冷卻介質的速凍機分類與特點
       1）隧道式速凍機：
①　平面網帶式速凍機：適于肉類，調理食品，水產，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機。其產量在100kg/h—2000kg/h。
②　多功能振動式網帶速凍機：在通用型平面網帶式單體速凍機基礎上增設動態裝置。除具有通用型平面網帶式單體速凍機特點外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結。
③　隧道式預冷速凍機：創造性將預冷、速凍合二為一，節省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
④　隧道式多層網帶速凍機：適用于占地面積小，凍結時間較長的產品。
⑤　隧道往復式速凍機：適用于占地面積小，凍結時間長以及過程再加工產品。
⑥　隧道式板帶速凍機：適用于水產品速凍。
       2）螺旋式速凍機：
①　單螺旋速凍機：適于肉類，調理食品，水產，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進出料口低進高出或高進低出，產量在500—1500kg/h。
②　雙螺旋速凍機：適于肉類，調理食品，水產，菜肴，冰淇淋等凍結時間長或產量較大的速凍食品。進出料口可由用戶車間工藝要求提供各種方向；進出料口低進低出。產量在1000—3000kg/h。
③　冰淇淋專用速凍機：單鏈雙旋轉托盤形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
       3）流態化式速凍機：
①　流態化式單體速凍機：下吹風式。凍品在漂動前進過程中單體凍結 ，適用果蔬，顆粒狀食品等。產量在100—3000kg/h。
②　表層流態化式單體速凍機，凍品種類擴大，節省能源。創造性將流態化與隧道速凍結合。凍結效果上乘。
③　流態化式單體預冷速凍機。流態化式單體速凍機基礎上增設預冷功能。
       4）步進式速凍機：
①　傳送不用電源，步進軌道速凍，利用動靜摩擦臨屆點重力輕松操作，避免跑冷。
②　適用于調理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
       5）往返式速凍機
       往返機是一種框架結構的速凍設備，多用于肉類產品的凍結如分割肉，雞鴨等禽類等，與傳統的冷庫凍結相比，往返機凍結產品具有節省人力，節省電費，節省維修成本及節省占地面積等特點，我公司設計的往返機運行穩定，設計科學合理，裝貨容量大，可以滿足不同產品的凍結需要。
四、關于速凍機節能、可靠、合理與智能化
        食品凍結速度和溫差Δt成正比。追求速凍機內低溫度是為了食品快速結晶,而設定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結，一方面考慮節省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點，越加速食品凍結。將結晶前較高溫度留給預冷段完成，從而達到高品質速凍和節約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點還是食品降低干耗的關鍵。
        避免速凍機的耗冷還在于避免圍護結構保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機圍護結構保溫板采取聚氨酯整體發泡形式，所有庫板連接拼縫均采用雙面專用密封膠密封配以二次灌裝發泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機內關于風量及風速的要求有所不同，其節能的方法也有區別。隧道式網帶單體速凍機，在保證制冷風量的基礎上設計格珊條形調節導流組件，大大提高凍品表面風速。同時也提高凍品著風表面積，提高風的循環率。此外，對稱可調風向裝置的格珊條形調節導流組件，可控制冷風自進出貨口的跑冷。降低風機電機運行功率，從而降低風機電機耗冷量（降低風壓，提高風速），從而提高效率。為減少機械傳動，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機械傳動及傳送帶系統保持在低溫下運行，進出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達到節約耗冷的目的。