液氮凍結在低溫低溫凍融冰凍中的應用

液氮凍結在低溫低溫凍融冰凍中的應用

為了解決柯氏脆皮冷和火炬體綠茶的質(zhì)量問題，采用預浸式和噴霧式液相氮凈潔凈化裝置，將液相氮凈化化工技術應用于冰箱生產(chǎn)實踐，有效提高了冰箱的質(zhì)量。11.1液氮凍結模具成形和流模的制備圖1為液氮浸漬凍結裝置(LiquidNitrogenImmersionFreezer)示意圖。經(jīng)凝凍機打出的冰淇淋,通過VITA充填機上的加料斗定時灌注在不銹鋼模具上成形,模具置于-35℃的CaCl由于熱交換作用,液氮槽中的液氮始終保持強烈沸騰,這有利于單個冰淇淋彼此的分離。冰淇淋傳送帶的調(diào)速采用變頻調(diào)速,可以根據(jù)不同的形狀和產(chǎn)品凈含量而調(diào)整運行速度。在設計制造液氮凍結裝置時,要注意在極低溫下,設備所使用的材料會發(fā)生冷脫而導致破壞,且操作時亦可能在材質(zhì)中形成較大的溫差應力,故液氮槽等裝置應選用高強度的不銹鋼材料。此方法凍結每公斤冰淇淋的液氮耗用量約國0.2～0.3kg。1.2氮氣凍結和氣體凍結圖2為液氮噴淋凍結裝置(LiquidNitrogenSprayingFreezer)示意圖。它由10m此裝置設計時須保證液氮呈霧滴而不是呈氣體和冰淇淋接觸,否則凍結效果不佳。不銹鋼箱體上方還設置有抽氣風機和風管,將氣化后的氮氣排出室外;產(chǎn)品輸送帶采用無級變速,可以任意選擇傳送速度;裝置之結構均采用不銹鋼材料,抽氣風機采用高強度軸,以保證低溫工況下的正常運行。液氮的輸送管用高強度不銹鋼制成,并用聚氨酯材料作成直徑為?35cm的保溫管。此方法凍結每千克冰淇淋的液氮耗用量約為0.6～0.7kg.2液氮凍結法(1)在制造火炬形冰淇淋時,由于冰淇淋的脂肪含量一般較高,而且膨脹率通常達到80%～100%,從凝凍機出來的冰淇淋溫度僅為-5℃左右,經(jīng)定量拉花充填在威化筒上時,冰淇淋的特?有火炬形狀容易塌陷下來,產(chǎn)品不美觀。此時,要保持良好的產(chǎn)品外形,用液氮噴淋快速凍結方法是最為有效的保形手段。(2)冰淇淋若凍結太慢就會因產(chǎn)生粗糙的冰屑而形成沙感,這是由于冰淇淋組織細胞外溶液濃度較低,首先在細胞外產(chǎn)生冰晶,而此時細胞內(nèi)的水分還以液相殘留著。同溫度下水的蒸汽壓大于冰的蒸汽壓,在蒸汽壓差作用下,細胞內(nèi)的水向冰晶移動,形成較大的冰晶,且分布不均勻。用-195.8℃的液氮噴淋到火炬形冰淇淋上,凍結速度快,冰淇淋組織內(nèi)結冰層推進的速度大于水分移動的速度,產(chǎn)生冰結晶的分布接近于組織中原有液態(tài)水的分布狀態(tài),并且冰結晶微細,呈針狀晶體,數(shù)量多、均勻。特別?是采用深溫凍結,產(chǎn)品快速到達凍結終溫,使組織內(nèi)90%的水份在凍結過程中來不及移動,就在原位置變成微細的冰晶,并在-25℃以下穩(wěn)定而少變動的溫度儲藏,冰結晶的變化少,從而有效地消除冰淇淋沙感的缺陷,使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。(3)冰淇淋經(jīng)液氮噴淋凍結裝置快速凍結,由于停留時間短,有利于提高設備的利用率和便于連續(xù)性生產(chǎn),且因為占地面積少,與使用氨、氟利昂等冷媒的硬化裝置比較,冷凍設備本身不需要?力,故設備費較便宜,裝置結構簡單,易于操作,只需調(diào)整傳送帶運行速度和液氮的液面位置即可。(4)氮是惰性氣體,一般不與任何物質(zhì)發(fā)生反應。用液氮作制冷劑直接與冰淇淋接觸,特別是對于含有50%以上脂肪含量的巧克力脆皮涂層而言,液氮取代了產(chǎn)品中的空氣,并馬上被不透氣的鍍鋁膜包裝所密封,能最大限度地減輕巧克力涂層中油脂在凍結和凍藏時的變化,避免了通常巧克力制品由于氧化所產(chǎn)生的油腥味。(5)對于巧克力脆皮冰淇淋而言,由于表層巧克力漿與液氮的直接接觸且時間十分短暫,涂層的溫度會在瞬間大大低于內(nèi)層冰淇淋的溫度,因熱脹冷縮巧克力脆皮就會緊緊地裹住里面的冰淇淋,避免涂層的剝落。同時,由于液氮凍結的極低溫,因而巧克力脆皮的硬度較高,脆皮涂層外表十分平整和光滑,不容易產(chǎn)生熔融和表面龜裂等現(xiàn)象。脆皮產(chǎn)品的感觀比用常規(guī)冷風凍結方法凍結的產(chǎn)品好得多。(6)單體凍結的冰淇淋產(chǎn)品需在包裝前進行凍結。采用液氮凍結可減少其干耗值,用一般吹風凍結裝置凍結的產(chǎn)品,其干耗率在3%～6%之間,而液氮凍結干耗率僅為0.6%～1%。(7)液氮凍結速度極快,食品表面與中心產(chǎn)生較大的瞬時溫差。因此,在液氮噴淋和浸漬操作中應注意控制凍品的厚度,一般以80mm為限。(8)液氮管道必須有著恒定的絕熱能力,以確保在最小的蒸發(fā)作用或損失下輸送液氮。據(jù)報道,真空夾層管道能使熱傳導和對流所造成的熱力損失降至最低,從而可造成最高的內(nèi)部液氮的絕熱作用。采用發(fā)泡塑料絕熱的非夾層管道,其熱損失率比夾層管道大20倍,而且使用壽命較短。故日后有必要進行設備方面的改造。(9)使用液氮凍結方法同時伴隨著液氮消耗量較大的問題。如前所述,每凍結1kg冰淇淋的液氮耗用量在0.2～0.7kg之間。按目前液氮市場價1.55元/kg計算,加上液氮在運輸、儲存及生產(chǎn)中的自然損耗,生產(chǎn)80g/支的巧克力脆皮冰淇淋(浸漬法),每支需增加約0.04元的成本;生產(chǎn)100g/個的火炬形冰淇淋(噴霧法),每個需增加約0.12元的成本。(10)通過冰淇淋生產(chǎn)中?應用液氮凍結技術幾年來的實踐