冷冻和冷却是食品生产与配送过程中相当重要的环节。毋庸置疑,随着食品行业今后对冷却和冷却需求的持续增长,越来越多的食品加工者会提升或扩充其冷冻与冷却生产线,然而,这样的提升与扩充并非像以前那样简单。目前食品冷冻技术的发展日新月异,传统机械式食品冷冻设备虽仍然被广泛使用,但他们正在被诸多更有优势的新型食品冷冻设备及技术所取代。那么怎样的食品冷冻系统才适合今天的食品冷冻者?这些冷冻系统各有哪些利弊?食品加工者们该如何做出正确的选择,以确保方案最佳,最适合业务发展?
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2.为什么液氮冷冻更优于氨或氟利昂?
以分秒计的冷冻速度——液氮是地球上超低温制冷剂中的一种。
快速的制冷方式产生较小的冰晶,可以减少对产品细胞结构的损伤,从而提高产品的质量。
提高产品的出成率——降低食品的脱水及干耗损失,改进冷冻食品的质地,色泽及风味。
较少的投资。
超低温的冷冻,更少的占地面积。
3.保持更佳的食品原味和质地
液氮的温度达到零下196摄氏度(-196℃)。当它与食品接触后气化就能更快地带走热量。超低温和高热交换率实现了真正的快速冷冻。这样的快速冷冻使产生的冰晶最小,并帮助保持食品的质地。这也防止了水分的丢失,几乎达到了无损失;保持了食品的原色,原味和原质。这些气化后的制冷氮气被均匀控制地导向冷冻机的前端,实现了热逆交换,从而提高了氮气的利用率。
4.产品质量:水分流失/水分含量
l所有的食品冷冻工艺都会引起食品不同程度的水分流失,无论是在食品冷冻(蒸发型的产品严重损失),还是食品解冻(汁液流失)过程中。
含水量极高的泡发海参液氮速冻锁鲜后几乎不掉称
5.食品色泽
专家对有关冷冻后解冻的汉堡色泽测试研究表明食品冷冻速率的重要性以及快速冷冻的优势:
l食品汁液及天然色素的流失都有所减少
l肉质褐变降低到最低程度:采用超低温–机械式冷冻工艺的冷冻汉堡比纯机械式的色泽更接近于原来的肉质色泽。
6.易损易碎的食品
由于设备设计及产品加工特性的原因,超低温食品冷冻设备被认为最适合加工包括很多浆果在内的易损易碎食品。
7.产品质量:结论
食品冷冻设备温度下降的速率被描述成热交换率(在单位面积内)。热交换值越高食品温度下降越快。
让我们假设食品冷冻过程产品表面温度为-10℃。一台常规的机械式冷冻机的工作气流温度为-30℃,传热系数为23W/Km2,则热交换速率等于25×20=500W/Km2。
一台常规的超低温隧道冷冻机的工作温度为-80℃,传热系数为60W/Km2,则热交换速率等于60×70=4,200W/Km2。
8.工厂管理
9.占用/可用空间
在几乎所有实例中,同样产能水平下,超低温食品冷冻比传统机械式的占用空间小。现在一些模块化的机械冲击式食品冷冻装置占用的场地空间也较小。
10.产能配置
因此尽可能准确地规划在食品冷冻设备投资回报期间的最大产能配置就变得非常重要。对于机械式食品冷冻设备,其投资回报期可能要坚持好几年。过于乐观的预测将导致效能下降,相反,悲观的计划又会造成食品内冷冻能力的不足。
尽管机械式食品冷冻设备对于任何特定的产品都有一个确定不变的最大产能,但典型的超低温和冲击式食品冷冻设备却都能通过增加隧道长度等方式迅速调节适应产能变化的要求。重要的是超低温食品冷冻设备通常都是租赁的,所以这样额产能需求变化不会使食品加工者显著增加额外资金的投入。
机械冲击式食品冷冻工艺因为仅仅适用于厚度不超过20mm的扁平类食品,所以相比传统机械式的产能柔性更低。超低温和传统机械是食品冷冻设备对于较厚或不规则的产品适应性更强。
11.生产线布局
为适应今天飞速发展的食品工业,生产商时常需要相应地调整其生产线布局,尤其在正常合约生产期内。若要移动巨大的机械式螺旋速冻机,就必须再建一个混凝土基座。重新安装定位一台超低温或机械冲击式隧道冷冻机也不总是一件简单的事,但好在很少需要改变建筑物的结构。
12.产品品种改变
食品加工者日常若仅以高速持续加工单一品种,机械式食品冷冻就能处于稳定工艺状态。当然这就需要依赖充足的场地空间,资金投入以及合格的人力等资源。
13.维修、卫生与清洁
机械冲击式食品冷冻设备像超低温食品冷冻设备一样,通常设计成较小并易于进入清洗。但其内部结构依然复杂,排水困难,不彻底,所以清洁操作不方便,存在潜在的卫生隐患。
14.工厂管理:结论
l占地空间更小
l适应产能变化
l适用于不同类型的食品
l简洁,易于使用的设计
l初期固定资产的投入较低
15.财务考量
安装或添加食品冷冻系统需要考虑到多种费用,包括前期投资成本,后期操作和维护时的运营和人工成本。
16.资金投入及运营成本
超低温食品冷冻与机械式两者间有明显区别,前者运营费用较高,而后者的初期资金投入大。他们的差异程度由多种因素决定。对于一个给定的生产线,总存在一个临界点,超低温食品冷冻工艺所积累的运营成本将开始超过机械式食品冷冻工艺。
值得注意的是现在的经济状况下,财政投入会更加困难。食品加工者不能或不愿有更大的资金投入。因此可能有时会偏向超低温食品冷冻。
17.人工成本
由于其体积庞大结构复杂,机械式食品冷冻倾向于需要更多的人里进行清洁。维护要求也较高,需要高技能的维护人员。这些因素的重要性将取决于食品冷冻装置的类型及其相应的当地人工成本水平。
18.产品质量
如此前所提及的,最小的水分损失就是最好食品质量及价值的关键所在。特别是对于高附加值产品更是这样。因此食品冷冻工艺的选择将影响食品加工者的财务回报。
19.环境因素
美国联邦食品与饮料机构和国际碳联盟组织评估在整个食品产业链中仅仅10%的能源消耗来自于食品加工企业,而这其中的大部分约60%来自大型冷冻食品加工者的食品冷冻系统。尽管机械式比超低温食品冷冻系统要求更低的能耗,但两种技术能耗只占食品产业链中总能耗很小的比例。
20.总结
以上分析可以告诉我们些什么?显然选择食品冷冻工艺不是一件简单的事。没有一个单一的食品冷冻工艺对于所有的食品加工者都是最好的选择。
在选择一个具体食品冷冻设备装之前,不得不顾及可用的财务预算、现有的食品品种、工厂空间布局管理、生产能力的柔韧化要求。
超低温食品冷冻系统的优势在于能够适应多种类型食品的一系列冷冻速率要求,以提高其产品品质。当然低的资金投入、柔性生产、易清洁的优势也对今天很多食品加工者有吸引力。机械式食品冷冻系统需要大量的资金投入,后期维护成本较高,不建议使用。
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