果蔬保鮮與熟食 果蔬保鮮與熟食品加工中的真空冷卻技術及設備 真空冷卻在果蔬冷鏈保鮮與熟食品加工中的重要性 果蔬冷鏈保鮮的流程如下： 采摘一整理一預冷一冷藏(包括保鮮庫、氣調庫、減壓庫等)一冷藏運輸一超市冷柜一家庭冰箱 果蔬采收后依然是有生命的機體。為了維持生命，仍進行著旺盛的呼吸與蒸發，分解和消耗自身的營養，并放出呼吸熱。同時，新鮮果蔬采收后還帶來了大量田間熱，導致鮮度和品質明顯下降，加速了成熟與衰老。 保鮮的目的就是延緩果蔬衰老，因此，控制呼吸十分重要，而與呼吸關系密切的因素就是溫度。溫度升高會刺激呼吸，呼吸作用既然釋放了能量，自然會引起品溫升高，進而又促進了呼吸作用，加快了果蔬的衰老。顯然，如能降低果蔬的環境溫度和品溫，就能有效地控制呼吸而延緩衰老。岡此，果蔬采摘后必須進行預冷處理，盡早、盡快地除去田間熱，降低呼吸熱，為延長果蔬保鮮期創造有利的條什。 目前，貯戶一般采用自然攤涼方式冷卻，占地面積大、冷卻時間長，不但難以達到快速預冷的要求，也不能適應產業化生產需求。也有的直接放進冷庫冷卻，既不合理又不經濟，并且也達不到快速均勻冷卻的目的。 熟食品生產上藝流程如下： 原料一清洗一一加工(蒸煮燒烤等)一冷卻一包裝一成品 熟食品加工好后都必須經過冷卻才能包裝，傳統的冷卻方法有室內攤涼自然冷卻、強制通風冷卻、空調間冷卻、冷庫冷卻等。這些冷卻方法不但冷卻時問長(幾小時至十兒小時)，周轉速度慢，占地面積大，而且冷卻不均勻，表面與中心溫差極大，更重要的是影響食品的衛生安全。冷卻過程中，空氣中的細菌不可避免地會沾到食品上，造成食品的“二次污染”，特別在60-30℃之間，是細菌高速繁殖區域，快速通過這一溫度區間，便可明顯地減少細菌繁殖數量。菌量容易得到控制，從而有利于提高食品的安全性，延長保質期。由此可見，食品加工行業同樣也需要一種快速冷卻的先進方法和設備。 真空冷卻就可以滿足上述要求，而且是比較理想的快速冷卻方法。 2真空冷卻技術及設備 2．1真空冷卻的原理和特點 日常生活中，在一個大氣壓(101 325 Pa)下，水在100℃時沸騰。但水的沸點溫度不是一成不變的，隨著壓力的降低(或升高)而降低(或升高)。例如，水的沸點溫度在40 196．6 Pa時是76℃，4kPa時已降到29℃，到了1．6 kPa時則降到14℃。沸點的降低，使水容易汽化。由于汽態水分子比液態水分子具有更高的能量，因此，水在汽化時必須吸收汽化潛熱，而汽化潛熱又是隨著沸點的下降而升高。根據這一原理，可以將被處理物放入能耐受一定負壓的、用適當真空系統抽氣的密閉真空箱內，隨著真空箱內真空度不斷提高，水的沸點溫度不斷降低，水就變得容易汽化，水汽化時只能從被處理物自身吸收熱量，被處理物便可得到快速的冷卻。由于真空無處不在，因此，與傳統的傳熱方式(對流、傳導、輻射)相比，真空冷卻不但快速均勻，而且干凈衛生，非常適合果蔬預冷及熟食品冷卻， 參見圖l。 2．2各種真空技術方法及相應的真空冷卻設備 2．2．1 旋片真空泵和捕水器組合系統及果蔬真空預冷機旋片泵是真空技術中基本的真空獲得設備之一。這是一種抽速大、體積小、極限真空度高、工作噪音低的油封式機械真空泵。在這種真空泵中，油起著重要的作用，它兼具密封、潤滑及冷卻3種效能。 利用旋片真空泵完全可以達到果蔬預冷所需的真空度(≤660 Pa)，但是如前所述，真空冷卻的原理正是利用水分汽化時吸熱而造成自身降溫。因此，在冷卻過程中會產生水汽，如果水汽直接進入旋片泵，將引起泵油的乳化，不但影響泵的性能而且會對泵體本身造成損害。解決的辦法是在泵的前面增加一套捕水器，利用低溫將水汽凝結成水而排掉。為此，必須再配置制冷系統，使空氣除去水汽后再經真空泵排出。 果蔬真空預冷機一般都是根據上述原理向設計制成，其基本組成是真空箱體、捕水器、制冷機組和旋片式真空泵。 由大昌冷氣設備工程有限公司生產的果蔬真空預冷機，將一般果蔬從30℃左右冷卻到3℃以下，通常需30rain左右。 2．2．2 水力噴射真空技術和常溫型真空速冷機 熟食品的冷卻不同于果蔬的預冷，起始溫度很高，一般在90℃以上，冷卻過程中會有大量的水汽逸出。如果仍然采用旋片真空泵、捕水器組合系統，勢必捕水器和制冷機組都要配得很大，不但機組龐大而且能耗很高，極不經濟。而將水力噴射真空技術應用于熟食品的快速冷卻，可以取得很好的經濟效益。 該項技術集抽真空、冷凝、排水3種功能于一體。它是利用一定壓力的水流，通過對稱均布成一定側斜度的噴咀高速噴出，聚合在一個焦點上，可在周圍形成負壓，使與之相通的真空箱內產生真空。另外，由于蒸汽與噴射水流直接接觸，進行熱交換，絕大部分的蒸汽凝結成水，通過擴壓管排出，體積明顯地縮小，這樣又可進一步形成更高的真空。其優點是：(1)抽速大，降溫快；(2)無油真空系統，不怕水氣；(3)無捕水器，結構簡單，價格便宜；(4)運動部件少，故障率低。 上海錦立保鮮科技有限公司利用該項技術制成常溫型的真空速冷機，熟食品從90℃以上冷卻至常溫一般只需12 min。 該項技術也存在一些不足，一是高速水流沖擊力大，一些部件容易腐蝕，一般半年左右需要調換，而大昌冷氣設備公司設計并采用新型材料，明顯地提高了設備的耐用性；二是冷卻溫度與工作水溫有關，因此，隨著季節變化而變化，冬天可冷卻到較低的溫度，夏天只能冷卻到較高的溫度。因為它的工作介質通常是普通的自來水，其溫度隨著環境氣溫而升降。系統中壓力下降時，水的沸點溫度也隨之下降，當下降到相應水溫時，作為工作介質的水也會汽化，于是壓力無法繼續下降，這時被冷卻物品的溫度也就很難再降低了。如果有溫度比較均衡的地下水或冰水可供使用，當然也可得到比較低而恒定的冷卻溫度。 一般而言，常溫型真空速冷機冷卻的終點溫度要比水溫高2-5℃。 2．2．3雙級真空系統和低溫型真空速冷機 如前所述，水力真空系統可將熟食品從90℃以上快速冷卻到常溫，這時水氣已大為減少，很難繼續冷卻。而旋片真空泵、捕水器組合系統可將被處理物從30℃左右冷卻到1-5℃。如能將二者結合起來，形成一個雙級真空系統，先讓不怕水氣的無油真空系統開始工作，待被處理物冷卻到較低溫度時啟動第二個系統，便可達到很低的冷卻溫度。這種雙級真空系統的配置可以充分發揮兩種系統優勢而避開了各自的劣勢。 大昌冷氣設備公司采用上述配置，制成了低溫型真空速冷機。熟食品從90℃以上冷卻到10℃以下，只需30min左右。