真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中的應(yīng)用

《真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、0前言果蔬的一個重要質(zhì)量指標(biāo)就是鮮度，而且消費者對其鮮度的要求也越來越高。常溫保存已不能滿足人們對其鮮度的要求。降低溫度是一種普遍采用的有效辦法。果蔬收獲后，如何迅速消除田間熱，使其溫度（中心溫度）降至接近冰點，是關(guān)鍵的一步[1]。真空預(yù)冷正是實現(xiàn)這種預(yù)冷的好方法。它是目前技術(shù)含量最高的果蔬類預(yù)冷技術(shù)。在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家，真空預(yù)冷技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于果蔬的保鮮。實際上，真空冷卻已經(jīng)受到了極大的關(guān)注，它的應(yīng)用延伸到了花卉、蘑菇、魚、肉、火腿等產(chǎn)品加工上[2]。本文將對真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中應(yīng)用的研究成果和現(xiàn)狀作一較全面的

2、綜述，以利于進一步推動真空預(yù)冷在該領(lǐng)域中的應(yīng)用。1真空預(yù)冷技術(shù)的原理水在一個大氣壓下，沸點為100℃，蒸發(fā)潛熱為2256kJ/kg，降低氣壓時，水的沸點也隨之降低。當(dāng)氣壓為613Pa時，水的沸點為0℃，蒸發(fā)潛熱為2500kJ/kg。真空預(yù)冷是利用降壓來降低水的沸點，靠水份氣化帶走果蔬產(chǎn)品熱量的冷卻方法。因此，只要維持一定的真空度，果蔬的水分就會在低溫下氣化，同時消耗較多的熱量，所需潛熱絕大部分來自于物品本身釋放的顯熱量，結(jié)果導(dǎo)致物品能極其迅速地低溫冷卻[3]。其中絕大部分的水在果蔬外表面氣化，也有可能一部分的水（自由水）在細(xì)胞

3、之間氣化[4]。2真空預(yù)冷的特點果蔬冷卻的傳統(tǒng)方法有：強制通風(fēng)冷卻、差壓通風(fēng)預(yù)冷、冰水冷卻等方法。其共同的特點是處理時間長、溫度均勻性差、對果蔬有局部損傷、處理量有限等不足之處[5]。相比之下，真空預(yù)冷具有如下優(yōu)點：（1）降溫速度快。冷卻時間只需20～30min?？梢钥焖俚匾种乒叩暮粑饔茫刂茰囟萚5]，如用冷藏庫則需10～12h。（2）冷卻均勻。由于預(yù)冷箱內(nèi)各點的壓力均衡，果蔬個體本身都形成了類似的冷卻系統(tǒng)，而且果蔬處于真空與較低溫度下，冷卻時各部分溫度梯度較小。因此，冷卻比較均勻。（3）效果好。真空環(huán)境可以殺菌，果蔬的

4、潔凈度高；真空預(yù)冷處理時間短，果蔬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未破壞，也不會產(chǎn)生局部變形，保持原有的形態(tài)和風(fēng)味；有研究表明：真空預(yù)冷后，果蔬的保鮮期更長，適合較長時間貯藏及長途運輸，可在更大的范圍內(nèi)銷售。同時，也存在一些問題：（1）真空預(yù)冷設(shè)備價格較高，一次性投資較大。（2）對于表面積相對小的果蔬，如黃瓜、西紅柿，冷卻效果不理想，不適合采用此冷卻方式。（3）采用真空預(yù)冷卻時，最好使被冷卻物質(zhì)(特別是蔬菜)表面的傳熱速率與其內(nèi)部的傳熱速率相近。否則，如果勉強用一般的真空冷卻方法冷卻，必將造成冷卻速率提高不大，干耗增加的后果。雖然可以采用真空加水

5、冷卻的辦法來減少干耗，但不是最好的辦法。3真空預(yù)冷裝置真空預(yù)冷裝置由真空容器、抽氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。如圖1所示。圖1真空預(yù)冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖真空容器是用來盛放果蔬的器具，它必須能承受外壓105Pa。通常有箱形和圓筒形兩種，內(nèi)側(cè)進行防腐處理，外側(cè)噴涂高強度防銹材料[6]。制冷系統(tǒng)起著把從果蔬中氣化出來的水蒸汽冷卻成水滴的作用。水在655.6Pa和1℃時變成水蒸氣，其體積增大近19萬倍。系統(tǒng)中增加了制冷設(shè)備，就可以保持真空槽內(nèi)穩(wěn)定的真空度[7]。對小型真空預(yù)冷裝置應(yīng)選擇水冷或風(fēng)冷的氟利昂冷凝機組，大型真空預(yù)冷裝置則可以

6、采用氨系統(tǒng)。抽氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是真空泵，它需要將真空室的壓力從常壓在20～30min內(nèi)抽至665Pa[3]。選用時應(yīng)該綜合考慮抽氣速率、功率、噪音、振動等因素。控制系統(tǒng)有手動、自動之分。主要對溫度和壓力進行控制，實現(xiàn)節(jié)能和防凍害。如采用微型計算機及定序器等則可實現(xiàn)全自動運行[8]。為了優(yōu)化運行與管理，真空預(yù)冷裝置分為間歇式、連續(xù)式、移動式。間歇式真空預(yù)冷裝置一般用于小規(guī)模生產(chǎn)，連續(xù)式真空預(yù)冷裝置用于大型加工廠，移動式真空預(yù)冷裝置便于異地使用[6]。4果蔬真空預(yù)冷過程的理論分析4.1真空預(yù)冷過程I—抽真空階段II—冷卻階段III

7、—復(fù)壓階段圖2菜心真空預(yù)冷質(zhì)量、溫度和壓力的變化曲線果蔬在真空室內(nèi)的預(yù)冷大致可以分成三個階段，現(xiàn)以菜心預(yù)冷過程曲線圖[9]為例加以說明。（1）抽真空階段。從一個大氣壓抽至果蔬溫度對應(yīng)的飽和蒸汽壓力。如圖2所示，這個過程中盡管壓力迅速降低，但果蔬的溫度并沒有明顯下降，質(zhì)量也無明顯變化。此階段歷時約9min，占整個預(yù)冷過程時間的59％左右。（2）冷卻階段。果蔬中的水份不斷氣化。如圖2所示，在這個過程中壓力繼續(xù)緩慢降低，溫度發(fā)生明顯下降，菜心質(zhì)量也在這個階段中出現(xiàn)減少。此階段歷時約5min，占整個預(yù)冷過程時間的33％左右。（3）復(fù)壓

8、階段。壓力急劇恢復(fù)到常壓。如圖2所示，在這個過程中由于直接從外界環(huán)境吸入空氣，物料終溫有所回升，菜心的葉溫回升較大，而莖溫幾乎不變。此階段歷時約1.2min，占整個預(yù)冷過程時間的8％左右。4.2真空預(yù)冷效果及加水預(yù)冷技術(shù)在減壓過程中，水份越容易氣化的果蔬，冷卻效果越好。Nob