果蔬類食品的真空預(yù)冷方法原理和真空預(yù)冷裝置
在我國(guó)果蔬類食品的銷售環(huán)節(jié)一般是采摘后直接上市銷售,然后由消費(fèi)者買回家中處理干凈再食用,而剩余的不可食用部分再集中運(yùn)輸處理,這種消費(fèi)方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,增加重復(fù)運(yùn)輸處理,而且污染環(huán)境,又不符合食品衛(wèi)生要求,很顯然這與現(xiàn)代化、快節(jié)奏、高度文明、發(fā)達(dá)的社會(huì)越來越不相適應(yīng)。
20世紀(jì)70年代發(fā)達(dá)國(guó)家就已實(shí)現(xiàn)工廠化加工水果、蔬菜,到80年代初已經(jīng)發(fā)展到規(guī);a(chǎn)。采收后的水果、蔬菜經(jīng)挑選、去根蒂葉,清洗、預(yù)冷、包裝、冷藏運(yùn)輸進(jìn)入超級(jí)市場(chǎng)的冷藏貨架,消費(fèi)者買回置入冰箱冷藏,食用時(shí)可直接烹調(diào),無須清洗等環(huán)節(jié),這種消費(fèi)方式與我國(guó)傳統(tǒng)消費(fèi)方式相比無疑具有許多優(yōu)點(diǎn):
工廠化的集中處理必然給農(nóng)業(yè)帶來一場(chǎng)深刻變革,農(nóng)副產(chǎn)品加工必然朝著工廠化、規(guī);(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展;可以向消費(fèi)者提供完全符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)副產(chǎn)品,鮮度大大提高;大大減少城市垃圾,減少環(huán)境污染;減少重復(fù)運(yùn)輸;消費(fèi)者省時(shí)省力,滿足快節(jié)奏的生活方式要求。
我國(guó)政府一向大力提倡“菜籃子”工程,特別是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期,水果蔬菜的工廠化加工已經(jīng)受到各級(jí)政府的高度重視,凈菜上市銷售已成為必然趨勢(shì)。在近幾年內(nèi)必將有較大的發(fā)展。此外,由于新鮮水果蔬菜的出口受到預(yù)冷保鮮技術(shù)制約,已越來越不能滿足日益增長(zhǎng)的國(guó)際貿(mào)易要求。
預(yù)冷與冷卻的概念不同。所謂預(yù)冷是指食品從初始溫度(30℃左右)迅速降至所需要的終點(diǎn)溫度(0~15℃)的過程,冷卻以及快速凍結(jié)前的快速冷卻工序稱為預(yù)冷;而冷卻則是將食品溫度降至高于凍結(jié)溫度的過程,冷卻主要應(yīng)用于以下幾種類型:
冷卻貯藏。用于水果、蔬菜等食品的高溫冷藏(保鮮冷藏),目的是為了保鮮和延長(zhǎng)其貯藏時(shí)間。
純冷卻。完全用于某些液體需要的某一溫度。在純冷卻時(shí),流體溫度下降而不發(fā)生狀態(tài)變化,也就是只吸收本身的潛熱,如冷卻啤酒、調(diào)料、牛奶、水、葡萄酒、氫氧化鈉溶液、鹽水等。
析出冷卻。一般是指多相液體而言,即在冷卻時(shí)一種或多種液體成分固體化并析出。如處理油、石蠟、鋅鋇石、二氧化硫、制藥廠回收丙酮、冷凍濃縮海水、果汁、鹽水、葡萄酒等,沉淀酒石和某些化學(xué)處理方法等。
凝固冷卻。凝固冷卻是指一種物質(zhì)以液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變,如人造黃油、植物油、動(dòng)物油、棕櫚油、巧克力、硬脂精、凝膠等。
水果蔬菜采收后由于受環(huán)境溫度的影響,一般表面溫度比較高,加之其較強(qiáng)的呼吸作用,在成分不斷發(fā)生變化的同時(shí),釋放的熱量也不斷地增大,溫度會(huì)持續(xù)升高,而較高的溫度又促使其呼吸加快連續(xù)釋放熱量,水分大量蒸發(fā),自身的營(yíng)養(yǎng)和水分持續(xù)消耗,迅速萎蔫鮮度降低,使貨架期大大縮短。
為了延長(zhǎng)水果蔬菜的貨架期,減少其干耗和流通中的各種損耗,使消費(fèi)者獲得高鮮度又潔凈的水果蔬菜,則必須在工廠進(jìn)行一系列采收后的加工處理,如挑選、去蒂根皮葉、清洗預(yù)冷、濾水、包裝等,而預(yù)冷工藝更是必不可少的。
真空預(yù)冷方法原理
常見的預(yù)冷方法有空氣預(yù)冷、水預(yù)冷、冰水預(yù)冷和真空預(yù)冷方法。
在常壓下將水加熱到100℃開始沸騰,溫度降至0℃時(shí)結(jié)冰。壓力降低時(shí)水的沸點(diǎn)為也降低,613.28PA時(shí)沸點(diǎn)為0℃。依據(jù)水隨壓力降低其沸點(diǎn)也降低的物理性質(zhì),將預(yù)冷食品置于真空槽中抽真空,當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí),食品表面的水分開始蒸發(fā)。真空預(yù)冷方法的優(yōu)點(diǎn)是:
食品表面含有大量的水分,由于其溫度較高因而其水蒸氣壓力也發(fā)生了變化。在大氣壓力下水分蒸發(fā)比較緩慢,在真空狀態(tài)下由于阻力減少蒸發(fā)速度加快,因此食品冷卻速度快。食品初溫為35℃降至3℃時(shí)約需20min;在真空槽內(nèi)由于各點(diǎn)壓力均勻,所以食品預(yù)冷均勻;冷卻能力大,包括裝卸時(shí)間每小時(shí)可以運(yùn)行兩次;預(yù)冷清潔衛(wèi)生,無交叉污染。
真空預(yù)冷裝置
真空預(yù)冷裝置分間歇式、連續(xù)式、移動(dòng)式和噴霧式4種。間歇式真空預(yù)冷裝置用于小規(guī)模生產(chǎn),連續(xù)式真空預(yù)冷裝置用于大型加工廠,移動(dòng)式真空預(yù)置由于其一體化,組裝在汽車上機(jī)動(dòng)靈活,可以異地使用,噴霧式裝置用于表面水分較小的果實(shí)類、根莖類食品預(yù)冷。如:沈陽(yáng)制冷技術(shù)研究所設(shè)計(jì)、沈陽(yáng)冰天制冷設(shè)備有限公司制造的DY系列真空預(yù)冷裝置主要由真空槽、捕水器、真空泵、制冷機(jī)組、裝卸機(jī)構(gòu)、控制柜等部件組成。
真空槽。真空槽一般采用Q235B鋼材或I CY18M9T1不銹鋼制作。對(duì)于小型真空槽采用圓筒形,并加裝加強(qiáng)筋增強(qiáng),所有焊口均采用坡口焊,并進(jìn)行X光探傷檢驗(yàn)。采用Q235B材質(zhì)時(shí),內(nèi)側(cè)應(yīng)進(jìn)行防腐處理,外側(cè)噴涂高強(qiáng)度防銹材料。槽體門應(yīng)用電動(dòng)或手動(dòng)門,加工、精洗系統(tǒng)密封性能好。真空槽底部設(shè)有軌道機(jī)構(gòu),以便于裝卸物料。真空槽設(shè)有排水裝置和清洗系統(tǒng),以保證內(nèi)部清潔衛(wèi)生。
捕水器。捕水器又稱冷槽,與真空冷凍干燥裝置中的捕水器具有相同的作用,即用于濃縮空氣中的水分,以防止水分進(jìn)入真空泵而乳化潤(rùn)滑油損壞真空泵組件,間歇式真空預(yù)冷裝置的捕水器一般設(shè)計(jì)成圓筒形結(jié)構(gòu)。
真空泵。真空泵為真空系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,選用時(shí)應(yīng)根據(jù)不同規(guī)格的真空預(yù)冷裝置及具體情況進(jìn)行確定,如旋片真空泵組,水環(huán)增壓泵組,水蒸氣噴射泵組等。
制冷機(jī)組。對(duì)于小型間歇式或連續(xù)式真空預(yù)冷裝置制冷機(jī)組應(yīng)選擇水冷或風(fēng)冷氟利昂冷凝機(jī)組,大型裝置則采用氨系統(tǒng)。對(duì)于較熱的氣候一般選擇氟里昂水冷機(jī)組,制冷機(jī)組與真空泵組、控制柜等組裝在一個(gè)公用底盤上。
裝卸機(jī)構(gòu)。裝卸機(jī)構(gòu)應(yīng)視用戶裝卸方式確定,單個(gè)包裝裝卸應(yīng)采用傳送帶或軌道,整體裝卸采用電瓶叉車或液壓推進(jìn)器。控制系統(tǒng)配有手動(dòng)和自動(dòng)系統(tǒng)工程,任何一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),由另一系統(tǒng)運(yùn)行。