液氮在禽類(lèi)食品速凍中的應用及其氣調裝置

液氮的特性和液氮速凍保鮮的機理 液氮容器

液化后的氮氣——液氮，是無(wú)色透明低黏度的液體，化學(xué)性質(zhì)穩定，液氮在大氣壓力下的沸點(diǎn)是77．35K。與禽類(lèi)食品成分不發(fā)生化學(xué)反應，符合食品衛生的要求，是一種理想的凍結保鮮劑。氮氣在空氣中的含量約為78％，因此在圍繞著(zhù)地球的大氣中，可以說(shuō)存在著(zhù)取之不盡的氮。

在大氣壓力下，液化氮以液態(tài)發(fā)生相變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，平均每公斤液化氮要吸收的蒸發(fā)潛熱為199．29千焦，再由77．35K上升到273K時(shí)所吸收的熱量為202千焦。液氮速凍就是利用這超低溫吸熱的特性，將它直接噴淋到所需的禽體上，這時(shí)溫差高達200K以上，可以進(jìn)行強烈的熱交換，能使禽體瞬時(shí)凍結，一般在20分鐘左右就可以完成全部?jì)鼋Y過(guò)程，比普通冷凍法快30倍。由于凍結的時(shí)間短，生成的冰晶就很細小，凍結速度大于細胞內外蒸汽滲透速度，細胞內外同時(shí)產(chǎn)生冰晶，對細胞無(wú)破壞作用，所以解凍后就能保持原有的色、香、味及新鮮狀態(tài)。

液氮噴淋速凍工藝過(guò)程及裝置

適于速凍禽類(lèi)的液氮噴淋裝置外形呈隧道狀，中間是不銹鋼絲網(wǎng)格傳送帶，待凍禽體置于帶上，隨著(zhù)移動(dòng)依次經(jīng)過(guò)預冷區，凍結區和均溫區，完成凍結后從另一端送出液氮罐置于箱體外，通過(guò)管系以4.9×104N／m2的壓力引入到凍結區內進(jìn)行噴淋凍結，吸熱汽化后過(guò)熱氮氣溫度仍很低，一般在258K左右，這時(shí)由風(fēng)機將氮氣送到入口處，使其與剛進(jìn)入隧道的禽體接觸換熱而預冷，禽體進(jìn)入凍結區后與噴淋管?chē)姵龅?3K霧化狀的液氮接觸而被瞬時(shí)凍結，最后進(jìn)入均溫區，使禽體表面與中心的溫度趨于一致，達到凍透的目的。由此可知完成全部工藝過(guò)程是通過(guò)消耗液氮來(lái)達到速凍保鮮的這種工藝就制冷降溫系統而言，可稱(chēng)為是開(kāi)式循環(huán)，一般速凍1公斤的雞需要消耗0.6公斤液氮。

根據這種原理和工藝過(guò)程的要求設計制造的裝置，基本是一種液氮與禽體的對流換熱器，可以看出它是由隔熱隧道形式的組合箱體、貯液罐噴淋管系、不銹鋼絲網(wǎng)格傳送帶、軸流風(fēng)機等主要部件組成。為了減少因溫差大而產(chǎn)生的應力引起的變形，整個(gè)箱體由若干塊隔熱板組成，板塊之間用耐低溫的密封條和黏接劑加以密封。為減少漏熱，隔熱板塊內外護板為不銹鋼板制成，其間填充0.2m厚的聚氨酯硬質(zhì)泡沫為隔熱層，在箱體的兩端配有密封小門(mén)便于進(jìn)行維護及清洗工作，在箱體中的網(wǎng)格傳送帶其運動(dòng)的速度可以通過(guò)箱體外無(wú)級變速傳動(dòng)機構調整，并在傳動(dòng)帶的下方設有長(cháng)方體形的淺槽，用以盛殘留液氮。

置于凍結箱體外液氮罐，是由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)加工的標準化產(chǎn)品，內部結構是金屬真空夾層，外面也包有聚氨酯隔熱材料保溫，罐內的壓力一般在13.7％×104N／m2的范圍內，壓力過(guò)低會(huì )影響正常噴淋，供液過(guò)高會(huì )影響安全，故設有安全閥，保證系統內的壓力不超過(guò)規定值，罐內所存液氮數量多少可由液面指示計表示，用完后可通過(guò)加液閥向罐內充液氮，噴淋管系是由不銹鋼管焊接而成，另外還有6臺軸流風(fēng)機攪拌和輸送氮氣。液氮容器