流化速冻PPT

流态化速冻：是在一定流速的冷空气作用下，使食品在流态化操作条件下得到快速冻结的一种冻结方法。流态化冻结是一种实现食品单体快速冻结（IndividuallyQuickFreezing，IQF）的理想方法。食品流态化速冻的前提：一是作为冷却介质的冷空气在流经被冻结食品时必须具有足够的流速，并且必须是自下而上通过食品；二是单个食品的体积不能太大。一、概述二、固体颗粒的流态化原理气体经固体颗粒床层流动的三种状态：食品流态化冻结过程中，颗粒状、片状、块状等食品与冷气流间的流动过程属气固两相流体的流动过程。根据流体的流动特点，气固两相流体的流动有以下三种运动状态：固定床阶段、流化床阶段和气流输送阶段。1、固定床阶段指当气流以较低的相对速度通过物料层时，固体颗粒的相对位置没有发生变化的阶段（图的AD段）。特点：气体通过床层所发生的压力降△P，与空塔气体流速v在对数坐标纸上成直线关系（图的AB段）2、流化床阶段概念：当气固间相对速度达到一定数值时床层不再维持固定状态，固体颗粒的相对位置发生明显变化，固体颗粒在床层中时上时下作不规则沸腾状运动，并且具有与流体同样的流动性，此阶段称为流化床阶段。特点：这种流态化状态可以在一定的气体流速范围内维持；在颗粒特性、床层几何尺寸和气流速度一定时，流态化系统具有确定的性质，如密度、热传导系数、粘度等；床层的高度和空隙率会随着气流速度而提高，而床层上下两侧的压力降基本维持不变（DE段）。流化床压降：气流通过流化床层时，由于筛网、食品颗粒的阻力作用，使床两侧风压发生变化所产生的压力差，即△PL=P1－P2式中△PL——流化床压降，N/m2P1——风机出口风压，N/m2P2——流化床食品层上部风压，N/m2流化床压降主要包括食品层阻力损失△PC和筛网阻力损失△PS，即：食品层阻力造成的压力降为：△PC=HK（1－εK）（ρo－ρf）HK一临界流化状态时食品床层高度，mεK一临界流化状态时食品床层空隙率，ρo一一食品颗粒密度，kg/m3，ρf一一空气密度，kg/m3△PL=△PC+△PS筛网阻力△PS损失与空气流速和筛网的孔隙率有关，流速越大或孔隙率越小，阻力越大，反之亦然。与D点相应的气流速度称为临界流化速度。筛网阻力损失的范围相当于流化床食品层阻力损失的10%~20%。临界流化速度（Vk）：当气流速度增加到一定数值时，固定床层不再保持静止状态，部分颗粒悬浮向上，造成床层膨胀，空隙率增大，即开始进入流化状态，此时的速度即称之。冷空气达到临界流化速度是形成流态化的必要条件。随着流速增加超过临界速度，就出现很大的不稳定性。这时流化床没有一个稳定的界面，压力也随之波动，但固定在图中的DE1和DE2之间的范围内，DE代表了这一范围的平均值。3·气力输送阶段在流化床流动的基础上，再进一步提高气流速度，则床层不能保持流化状态，固体颗粒悬浮在气流中，随着气流运动，此阶段称为气力输送阶段（图E段）。与E点相对应的流速称为最大流化速度(或称固体颗粒的带出速度或悬浮速度）。三、不良流化现象在食品流态化冻结过程中常出现沟流现象、粘结现象、夹带现象等影响食品的IQF冻结不正常的流态化现象。这与气流速度、压力降、气流分布的均匀性、食品层层厚、筛网孔隙率、食品颗粒的形状和质量及其潮湿程度等因素有关。沟流现象：由于气流组织或食品层层厚不均匀，床层出现沟道，气流不能均匀地通过床层，而从沟道中流过，床层压力不断下降，作用于食品层各点的压力降发生变化造成整个床沸腾的急剧恶化，破坏了正常流态化操作，这种现象称为沟流现象。粘结现象：表面潮湿的食品颗粒在低温状态下相互冻粘或冻粘在筛网上的现象。这种粘结现象使食品层变成了固定床层，从而不能形成流态化。夹带现象：在流化床中，如果气流速度V大于降落速度Vg则食品颗粒以V-Vg的净速度向上运动，被气流带走，飞出流化床，这种现象称之夹带现象。四、流化速冻中的流态化操作及装置1、半流态化操作：指置于传送带上的食品层被速度低于临界值的冷气吹成离网不高的悬浮状态（AB段）。适用于加工软嫩和易碎的食品，如草莓、黄瓜片、油炸茄块、芦笋等。食品层厚度一般可控制在30~100mm之间。（一）流态化操作2、全流态化操作2.l·气力流态化2.2·振动流态化气力流态化：食品颗粒完全靠上吹的冷风克服自身的重力而成沸腾状态，并向前流动的操作方式。振动流态化：利用机械振动原理使食品在带孔的槽体上按一定振幅和频率呈跳跃式抛物线型向前运动，并辅以自下而上的冷风，造成食品层沸腾而成流态化，从而实现单体快速冻结的方法。振动流态化有两种方式：往复式振动和直线振动。ZLG系列振动流化床（二）食品流化速冻装置1、带式流化速冻装置2、振动流化速冻装置特点：结构紧凑、冻结能力大、耗能低，易于操作，并设有气流脉动旁通机构和空气除霜系统。3、斜槽式流化速冻装置主要特点：物料传输系统无运动机构，是全流态化(或纯流态化)速冻。因而结构紧凑、简单、维修量小、易于操作。缺点：装机功率大、单位耗电指标高。由于只适宜冻结表面不太潮湿的球状或圆柱状等食品，因此适应范围较小。三、蔬菜、水果流态化冻结工艺原料采摘→运输→原料处理→预处理→预冷却→滤水→布料→单体快速结晶→定量包装→冷藏适宜流态化单体快速冻结的蔬菜一般有以下六种：果菜类、叶菜类、茎菜类、根菜类、花菜类、食用菌类。1、原料采摘原料的质量是决定速冻产品质量的重要因素。一般要求原料品种优良，成熟度适宜，无病虫害，无微生物污染等，采摘后应立即运至加工地点。2、运输新鲜的果蔬在运输期间尽量避免剧烈颠簸，防止日光长时间暴晒。3、原料处理（1）对原料进行挑选，去除畸形、破损、有病虫害等的原料。（2）某些品种要进行去皮、去核等处理。（3）按照大小或者成熟度进行分级。（4）清洗。4、预处理（1）切分（2）浸泡蔬菜→盐水浸泡水果→糖溶液浸泡（减轻冰晶对水果组织的破坏；护色；形成糖衣，控制氧化；防止挥发性成分挥发；防止干耗；保持原来的品质。）（3）热烫5、预冷却主要冷却方法有冷水浸泡、喷雾冷却等。冷却后的果蔬温度一般在10℃以下。一般来说，物料温度每降低1℃，冷冻时间大约缩短1%。6、滤水叶菜类经过预冷却之后必须进行滤水，避免残留水带进包装或者流化床，影响产品外观。滤水方式一般使用机械滤水，有离心式滤水和震动式滤水。滤水时间不宜过长，以免损坏原料。6、滤水7、布料布料机的布料质量对于实现流态化均匀冻结和提高蔬菜水果的冻结质量有着很重要的作用。布料质量不好会造成物料堆积或空床，出现沟流现象，影响冻结能力和产品质量。8、快速冻结经过前处理的果蔬应该尽快送入冻结室冻结，拖延时间越长，产品的质量越差。冷冻过程分为快速冷却、表层冻结、深部冻结三个阶段。物料每通过一个区域必须保证相应的冻结温度、风速，以确保一定的冻结时间和冻品质量。冻结时间与物料的初始温度、冻结温度以及物料大小决定。9、包装、冷藏速冻品经过包装后要立即进行冷藏，贮藏温度一般在-18℃以下。冷藏过程中要保持相对稳定的库房温度和湿度，防止速冻品内的冰晶重新排列，降低质量。