真空冷卻保鮮技術(shù)原理

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1、真空冷卻保鮮技術(shù)原理一.農(nóng)產(chǎn)品和食品真空冷卻的必要性和意義我國是農(nóng)業(yè)大國，是世界上蔬菜種類最多、種植面積巨大的國家。目前，人們的飲食已由溫飽型向營養(yǎng)型過渡，國內(nèi)外的保鮮果蔬和安全食品的需求量、消費(fèi)量的迅猛增長已成為發(fā)展必然趨勢(shì)。真空冷卻由于所使用的場(chǎng)所的不同，現(xiàn)在分別被稱為：真空預(yù)冷、真空急速冷卻、真空冷凍、真空預(yù)冷保鮮等叫法；起先真空冷卻僅僅用于田間農(nóng)產(chǎn)品的保鮮鏈第一環(huán)節(jié)……預(yù)冷,迅速的冷卻達(dá)到要求的低溫就可以抑制農(nóng)產(chǎn)品食品致腐微生物的生長，抑制酶的作用和呼吸作用，且可以減少農(nóng)產(chǎn)品的酒精發(fā)酵作用。真空冷卻比直接放在冷庫里降溫速度快而均勻，能保持原

2、有產(chǎn)品的色、香、味和營養(yǎng)成份。而真空冷卻正是目前降溫速度最快的最理想的一門制冷技術(shù)，它能使蔬菜、果品和鮮花等農(nóng)產(chǎn)品以及肉類，魚類，烘焙類，熟食制品等食品在真空狀態(tài)下快速,均勻冷卻，使產(chǎn)品的質(zhì)量，鮮度和營養(yǎng)價(jià)值得到有效而安全保證。因此，該技術(shù)已在眾多食品處理加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。二.真空冷卻的技術(shù)原理水的物理特性：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的狀態(tài)下，即：1.01325X105Pa,水的沸點(diǎn)：100°C，水的蒸發(fā)潛熱為：538.8Kcal/Kg;水在6626.10Pa時(shí)，水的沸點(diǎn)：38°C，水的蒸發(fā)潛熱為：575.7Kcal/Kg;水在610.61Pa時(shí)，水

3、的沸點(diǎn)：0°C，水的蒸發(fā)潛熱為：597.1Kcal/Kg；可見，在一定的狀態(tài)下，隨著環(huán)境壓力的降低，水的沸點(diǎn)也在降低，其蒸發(fā)單位質(zhì)量的水所消耗的熱量卻在增加。而真空冷卻就是依靠人為地來實(shí)現(xiàn)低氣壓的真空狀態(tài)，使真空冷卻槽的食品物料內(nèi)的水份在低氣壓的狀態(tài)下迅速蒸發(fā)，水分子大量遷移是由于吸收了自身熱量，就使食品物料的內(nèi)能大大的降低，也就是說，水分子迅速遷移的同時(shí)，也迅速帶走了食品物料內(nèi)部的熱量，從而實(shí)現(xiàn)了食品物料迅速冷卻的目的。真空冷卻速度快的成因：水在相態(tài)不變的情況下，1kg水溫度升高1℃所吸收的熱量Q1＝ｃ·ｍ·Δｔ＝4.186×1×1＝4.186K

4、ｊ＝1Kcal而真空冷卻食品物料中的水分發(fā)生相態(tài)的變化，水變成水蒸氣，此時(shí)的水要吸收蒸發(fā)潛熱。水在不同溫度下的蒸發(fā)潛熱如下表：（表1）沸點(diǎn)(℃)(Pa)蒸發(fā)潛熱(Kcal/Kg)沸點(diǎn)(℃)(Pa)蒸發(fā)潛熱(Kcal/Kg)0610.61597.1182066.49587.01657.28596.6202333.14585.92705.27596.0222639.78584.83757.27595.4242986.41583.64813.26594.9263359.71582.55871.93594.3283773.01581.46934.59593

5、.8293999.66580.881071.91592.6386626.10575.7101266.56591.55213612.2567.6121399.88590.47640196.6553.5141599.86589.38353422.1549.3161813.18588.1100101325538.8水在相態(tài)發(fā)生的情況下，1kg水在38℃發(fā)生汽化所吸收的熱量，如上表，Q2＝ｍ·ｒ＝1×575.7Kcal/Kg＝575.7Kcal比較Q2與Q1：Q2/Q1=575.7Kcal/1Kcal=575.7這就是告訴我們：水發(fā)生汽化時(shí)吸收的熱量是水在

6、液態(tài)下升高1℃時(shí)所吸收熱量的近600倍。所以相對(duì)其它食品物料冷卻方法作比較，真空冷卻是能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)急速降溫的首選制冷方式。綜上所述，我們也可以看出真空冷卻過程的所消耗的能量（功率）是相當(dāng)小的。實(shí)踐告訴我們，真空制冷是基于直接蒸發(fā)原理，使得真空制冷系統(tǒng)所消耗的能量（功率）只有最常用的氨制冷系統(tǒng)、氟制冷系統(tǒng)1/3到1/5（氨制冷、氟制冷系統(tǒng)是通過制冷介質(zhì)經(jīng)壓縮→蒸發(fā)膨脹吸熱→再壓縮→再蒸發(fā)的相變循環(huán)過程，同時(shí)其需要比較大的輔助動(dòng)力消耗，才能實(shí)現(xiàn)制冷目的的。）。所以說，真空制冷是一種目前相當(dāng)節(jié)能的制冷方式。三.真空冷卻的作用和機(jī)制真空冷卻實(shí)現(xiàn)了農(nóng)

7、產(chǎn)品和食品冷卻過程中溫度均勻、清潔，不會(huì)受到污染，能使食品的品質(zhì)得到很好的保證。而且由于處理時(shí)間短，不產(chǎn)生局部干燥、脫水現(xiàn)象。同時(shí)又由于預(yù)冷過程時(shí)間短，相應(yīng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能耗和費(fèi)用與傳統(tǒng)的制冷設(shè)備明顯降低，另外還可以大大的減少由于預(yù)冷時(shí)間長導(dǎo)致周圍環(huán)境滲透的熱量所增加的負(fù)荷。真空冷卻且不受食品包裝承載物材料、尺寸、結(jié)構(gòu)等限制，其冷卻速度與不包裝的產(chǎn)品幾乎沒有差別，在生產(chǎn)實(shí)踐使用中極為方便快捷，所以已被廣大農(nóng)產(chǎn)品和食品生產(chǎn)以及研究的企事業(yè)單位大量使用。事實(shí)上，真空冷卻系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)受到許多因素的影響，包括被冷卻食品物料的選擇，被冷食品物料的初溫和終溫設(shè)定，真空

8、獲得的能力選擇，真空抽速的調(diào)節(jié)及水分損失補(bǔ)償控制調(diào)節(jié)等。真空冷卻根據(jù)系統(tǒng)不同的要求，現(xiàn)在大致分為六類真空冷卻機(jī)，即：真空（