液氮在禽類食品速凍中的應(yīng)用及其氣調(diào)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，是無色透明低黏度的液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，液氮在大氣壓力下的沸點是77．35K。與禽類食品成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，符合食品衛(wèi)生的要求，是一種理想的凍結(jié)保鮮劑。氮氣在空氣中的含量約為78％，因此在圍繞著地球的大氣中，可以說存在著取之不盡的氮。

在大氣壓力下，液化氮以液態(tài)發(fā)生相變?yōu)闅鈶B(tài)時，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，這時溫差高達200K以上，可以進行強烈的熱交換，能使禽體瞬時凍結(jié)，一般在20分鐘左右就可以完成全部凍結(jié)過程，比普通冷凍法快30倍。由于凍結(jié)的時間短，生成的冰晶就很細小，凍結(jié)速度大于細胞內(nèi)外蒸汽滲透速度，細胞內(nèi)外同時產(chǎn)生冰晶，對細胞無破壞作用，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程及裝置

適于速凍禽類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，隨著移動依次經(jīng)過預(yù)冷區(qū)，凍結(jié)區(qū)和均溫區(qū)，完成凍結(jié)后從另一端送出液氮罐置于箱體外，通過管系以4.9×104N／m2的壓力引入到凍結(jié)區(qū)內(nèi)進行噴淋凍結(jié)，吸熱汽化后過熱氮氣溫度仍很低，一般在258K左右，這時由風(fēng)機將氮氣送到入口處，使其與剛進入隧道的禽體接觸換熱而預(yù)冷，禽體進入凍結(jié)區(qū)后與噴淋管噴出的83K霧化狀的液氮接觸而被瞬時凍結(jié)，最后進入均溫區(qū)，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程是通過消耗液氮來達到速凍保鮮的這種工藝就制冷降溫系統(tǒng)而言，可稱為是開式循環(huán)，一般速凍1公斤的雞需要消耗0.6公斤液氮。

根據(jù)這種原理和工藝過程的要求設(shè)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(yīng)力引起的變形，整個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(nèi)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便于進行維護及清洗工作，在箱體中的網(wǎng)格傳送帶其運動的速度可以通過箱體外無級變速傳動機構(gòu)調(diào)整，并在傳動帶的下方設(shè)有長方體形的淺槽，用以盛殘留液氮。

置于凍結(jié)箱體外液氮罐，是由專業(yè)工廠加工的標準化產(chǎn)品，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是金屬真空夾層，外面也包有聚氨酯隔熱材料保溫，罐內(nèi)的壓力一般在13.7％×104N／m2的范圍內(nèi)，壓力過低會影響正常噴淋，供液過高會影響安全，故設(shè)有安全閥，保證系統(tǒng)內(nèi)的壓力不超過規(guī)定值，罐內(nèi)所存液氮數(shù)量多少可由液面指示計表示，用完后可通過加液閥向罐內(nèi)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