凍結(jié)間

采用整體或組合式冷風(fēng)機，冷風(fēng)機氣流組織多為均勻橫向吹風(fēng)形式，流經(jīng)盤與盤之間的氣流速度為1~3m/s,按氣流流動方向分為上吹式和下吹式兩種方式。

將鼓風(fēng)機安裝在蒸發(fā)器上面，氣流通過吊籠上部隔板與頂棚之間的空間吹出，吊籠進出風(fēng)兩側(cè)設(shè)導(dǎo)風(fēng)向裝置，使氣流均勻在盤與盤之間流過。

凍結(jié)間高，將鼓風(fēng)機安裝在蒸發(fā)器同側(cè)，直接對吊籠進行吹風(fēng)，出風(fēng)口風(fēng)速可達15m/s,可提高前排食品的凍結(jié)速度，但后排食品凍結(jié)時間相對較長。為此應(yīng)采用鏈條傳動使吊籠換位的方法解決，同時下吹風(fēng)的局部阻力大，設(shè)計時應(yīng)提高冷風(fēng)機風(fēng)壓達到294~441Pa,每噸食品配風(fēng)量11000~13000m3/h。

縱向吹風(fēng)阻力損失小，但氣流的相對循環(huán)次數(shù)少，速度場不均勻，為解決氣流流通距離長、食品凍結(jié)不均勻的缺點，使冷風(fēng)機吹出的低溫氣流垂直直吹在白條肉的后腿上，一般在吊頂上沿著平行吊軌方向開條縫，使冷風(fēng)從條縫中吹出。

在凍結(jié)間一側(cè)設(shè)置多臺落地式冷風(fēng)機，吊軌上鋪設(shè)吊頂，沿吊軌方向開長縫，冷風(fēng)沿空隙下吹。這種型式空氣流通距離短，增加循環(huán)次數(shù)，庫內(nèi)溫度均勻，但阻力大。

采用吊頂式冷風(fēng)機，它可以增大每噸貨物而的冷卻面積120m2/t,增加了空氣循環(huán)量，每臺風(fēng)機(采用每臺風(fēng)量21000m3/h的LTF8#軸流風(fēng)機16臺)與一個"人"字形的獨立風(fēng)道連接，通過12列噴網(wǎng)口垂直向下吹，這種型式風(fēng)速均勻，阻力小，消除了死角，使溫度均勻一致，可縮短凍結(jié)時間，節(jié)省用電，但這種型式維護管理不方便。

軸流風(fēng)機設(shè)于排管的一端或兩端，氣流有組織的平行流過排管，適用于小型擱架排管凍結(jié)間。

軸流風(fēng)機設(shè)于中間操作走到上方，冷風(fēng)沿擋風(fēng)板下吹，側(cè)面導(dǎo)風(fēng)板上開孔，氣流垂直吹過排管，回風(fēng)沿對面墻回到風(fēng)機，氣流組織合理，冷風(fēng)分布均勻，凍結(jié)速度快，結(jié)凍時間一致，保證食品質(zhì)量。適用于凍結(jié)能力較大的擱架排管凍結(jié)間。

軸流風(fēng)機設(shè)于中間操作走到上方，冷風(fēng)沿擋風(fēng)板與屋頂、墻壁的空間下吹，管架和被凍食品處于冷風(fēng)回風(fēng)區(qū)內(nèi)。這種設(shè)計安裝比較簡單方便，適用于冷間改造。

凍結(jié)間是對食品進行凍結(jié)加工的冷間。凍結(jié)間應(yīng)該具有的功能是:使食品在其中迅速降溫至冰點以下，將食品所含水分部分或全部轉(zhuǎn)換成冰。為滿足功能要求，凍結(jié)間內(nèi)的設(shè)置溫度要足夠低，并配有合適的風(fēng)速使空氣循環(huán)流動，以加快凍結(jié)速度，縮短凍結(jié)時間。同時，凍結(jié)間內(nèi)的溫度場、風(fēng)速場應(yīng)盡可能均勻，使不同貨位的食品在相近的時間內(nèi)完成凍結(jié)過程，以提高凍品質(zhì)量。此外，凍結(jié)間內(nèi)的設(shè)備應(yīng)力求簡單，使用方便，利于維修，有時應(yīng)考慮用于多品種的凍結(jié)。合理布置冷卻設(shè)備，提高冷間的利用率，在可能的情況下，應(yīng)采用機械化的裝卸搬運手段，以縮短操作時間，減輕勞動強度。

擱架排管凍結(jié)間以擱架排管作為冷卻設(shè)備兼貨架，它適用于每晝夜凍結(jié)量小于5t的冷庫。分割肉、豬副產(chǎn)品、家禽及水產(chǎn)品一般是裝在盤內(nèi)直接放于擱架排管上凍結(jié)。為了減少排管的磨損，可以在管架上鋪0.6mm厚鍍鋅鋼板。

擱架排管用D38或D57無縫鋼管制作，也可采用40mm×3mm矩形無縫鋼管。排管管子的水平間距為100~120mm，每層的垂直間距視凍結(jié)食品的高度而定，一般為220~400mm，最低一層排管離地坪以不小于400mm為宜。管架的層數(shù)應(yīng)考慮裝卸操作方便，載貨最上層的排管高度不宜大于1800~2000mm，在載貨管架之上可以布置冷卻排管。管架的寬度根據(jù)凍盤數(shù)量和操作方式而定，當(dāng)單面操作時，其寬度常為800~1000mm，如為兩面操作，則以1200~1500mm為宜。這種凍結(jié)間的操作走道應(yīng)能單向通行手推車，其凈寬不小于1000mm;對于凍結(jié)量大于5t/次的凍結(jié)間，應(yīng)考慮手推車空車、重車行走的路線，以提高裝卸效率。

擱架排管凍結(jié)間內(nèi)若增設(shè)通風(fēng)機吹風(fēng)時，其風(fēng)量可按每冷凍1t食品配風(fēng)10000m3/h計算，此時擱架排管的換熱效率增大，凍結(jié)速度加快。

吹風(fēng)式擱架排管根據(jù)氣流組織狀況分順流式、混流式和直角式。

(1)順流吹風(fēng)式擱架排管凍結(jié)間，擱架排管端頭處裝一臺或兩臺軸流式風(fēng)機，中部處水平方向有擋風(fēng)板，將擱架排管隔開，分成上下兩路順流吹風(fēng)道，通風(fēng)機與排管用風(fēng)道連接，擱架排管兩側(cè)端部槽鋼支架設(shè)有導(dǎo)風(fēng)板數(shù)片，擱架頂部用塑料頂罩罩住。

(2)混流吹風(fēng)式擱架排管凍結(jié)間，軸流式風(fēng)機設(shè)置在兩組擱架排管之間過道的上方，使風(fēng)向上(下)吹送，食品處于冷風(fēng)回流區(qū)。該方式風(fēng)速小，冷風(fēng)分布不均勻，氣流成混流狀態(tài)。

(3)直角吹風(fēng)式擱架排管凍結(jié)間，風(fēng)機裝在中央走道上方，風(fēng)朝墻側(cè)吹，遇墻后沿擋風(fēng)板下吹，側(cè)面導(dǎo)風(fēng)板開孔，氣流垂直吹過排管，回風(fēng)沿對面強回到風(fēng)機。氣流組織合理，冷風(fēng)分布均勻，凍結(jié)速度快，時間一致使用于較大凍結(jié)能力的場合。

擱架排管采用人工掃霜，并定期進行熱氨溶霜以排除管內(nèi)積油。

擱架排管凍結(jié)間的優(yōu)點是凍結(jié)可靠，設(shè)備容易制作，它的結(jié)構(gòu)和操作比較簡單，又不必經(jīng)常維修，用電較省，管架的貨物裝載量大，且不受食品的形狀和尺寸的限制，對大型或形狀不規(guī)則的食品，可直接放在薄鋼板上凍結(jié)(如金槍魚)。它的缺點是管架的液柱作用較大，不能連續(xù)進行生產(chǎn)，進出貨搬運強度大、工作條件差，尤其是無吹風(fēng)的擱架排管凍結(jié)間內(nèi)空氣與凍結(jié)食品之間換熱不良，故凍結(jié)速度慢，凍品的質(zhì)量也較差。

2.冷風(fēng)機凍結(jié)間

按照氣流方向、吹風(fēng)部位和冷風(fēng)機形式可分為:

(1)縱向吹風(fēng)凍結(jié)間，這類白條肉凍結(jié)間多設(shè)于凍結(jié)量較小的分配性冷庫內(nèi)。在凍結(jié)間的一端設(shè)置落地式冷風(fēng)機，在吊軌上面鋪設(shè)吊頂，吊頂與平頂之間形成供空氣流通的風(fēng)道(通風(fēng)間層)，空氣順著凍結(jié)間長度方向循環(huán)吹送。吊頂在凍結(jié)間的端頭留送風(fēng)間隙，空氣沿吊頂吹到房間的另一端，然后下吹，回流過程與食品換熱。這種形式的空氣流通距離長，食品凍結(jié)不均勻，故要求凍結(jié)間不能太長，一般為12~18m。由于后腿是肉胴體最厚的部位，凍結(jié)過程中所需的時間最長，為了使同一批肉胴體的凍結(jié)速度盡可能均勻，應(yīng)使冷風(fēng)機吹出的低溫氣流垂直吹向白條肉的后腿。為此，可正對白條肉后腿的上方開送風(fēng)條縫。一般是在吊頂上沿著平行于吊軌的方向開縫，冷風(fēng)即從條縫中吹出。送風(fēng)條縫的寬度一般為30~50mm，靠近冷風(fēng)機則要大些，為60~70mm。冷風(fēng)機距墻面或柱邊不小于400mm，庫內(nèi)風(fēng)速為1~2m/s。

凍結(jié)裝置是專用于凍結(jié)產(chǎn)品的設(shè)備，常用于凍結(jié)食品，稱為食品凍結(jié)裝置。近些年來，隨著冷凍食品消費量的迅速增長，花色品種逐漸增多，很多國家已從龐大的庫房式凍結(jié)間演變?yōu)槭褂酶鞣N新型的、快速連續(xù)凍結(jié)裝置，并由此推動了食品冷凍工藝的巨大變革。我國也先后引進了一些凍結(jié)裝置，并開始了對凍結(jié)裝置的研制，現(xiàn)已能生產(chǎn)多種類型的產(chǎn)品。這些凍結(jié)裝置在魚、蝦、家禽、分割肉、蔬菜等各類食品的冷加工方面取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果，幾十年來以凍結(jié)間作為凍結(jié)食品唯一手段的落后狀況已告結(jié)束。

凍結(jié)裝置與普通凍結(jié)間相比有以下特點:

2.凍結(jié)時間短，生產(chǎn)效率高，干耗少，產(chǎn)品質(zhì)量好。

3.結(jié)構(gòu)緊湊，在廠區(qū)平面布置比較靈活，能有效地利用場地。

4.可以布置在一般廠房內(nèi)，工人能在常溫下操作維修，改善了勞動條件。

5.安裝方便。

6.便于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的連續(xù)化和自動化，節(jié)省了勞動力等。

下面介紹幾種凍結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)、性能及選用相關(guān)知識。

鋼帶連續(xù)式凍結(jié)裝置是由不銹鋼薄鋼帶、傳動輪(主、從動輪)、調(diào)速裝置、冷風(fēng)機、隔熱外殼等組成。

該凍結(jié)裝置具有熱交換效果好、凍結(jié)速度快、半接觸、半送風(fēng)傳熱的特點。被凍食品放在傳送鋼帶上，在-35℃左右的空氣溫度下進行連續(xù)凍結(jié)，冷風(fēng)可與被凍食品平行或垂直流動(平行吹風(fēng)效果更好)。適用于水產(chǎn)品、調(diào)理食品、肉食制品等的單體凍結(jié)。凍結(jié)時間隨凍品的種類、厚度不同而異，一般在8~40min。

2.螺旋凍結(jié)裝置

螺旋凍結(jié)裝置也是一種連續(xù)式凍結(jié)裝置，主要部件由轉(zhuǎn)筒、不銹鋼帶、網(wǎng)帶清洗器、變頻調(diào)速裝置、冷風(fēng)機、隔熱外殼等組成。傳送帶是沿圓周方向作螺旋式旋轉(zhuǎn)運動，不是水平式，避免了水平方向傳動占地面積大的缺點。螺旋凍結(jié)裝置傳送帶的一側(cè)緊靠在轉(zhuǎn)筒上，靠摩擦力和轉(zhuǎn)筒的傳送動力隨轉(zhuǎn)筒一齊運動。忘帶的速度由變頻調(diào)速裝置進行無級調(diào)速，凍結(jié)時間在20~90min范圍內(nèi)可調(diào)，故可適應(yīng)各種凍品的要求，從食品原料到各種調(diào)理食品都可凍結(jié)凍結(jié)能力在500~5000㎏/h，發(fā)展前途很大。

3.流態(tài)化凍結(jié)裝置

被凍食品在開孔率較小的網(wǎng)帶或多孔槽板上，高速冷空氣自下而上流過網(wǎng)帶或槽板將被凍食品吹起，呈懸浮狀態(tài)，使固態(tài)被凍食品具有類似于流體的某些表現(xiàn)特征。在這樣的條件下進行凍結(jié)，稱為流態(tài)化凍結(jié)。

(1)流態(tài)化凍結(jié)的主要優(yōu)點

①熱交換效果好，凍結(jié)速度快時間短。

②凍品脫水損失少、質(zhì)量高。

③可實現(xiàn)單體快速凍結(jié)(IQF)。

④可進行連續(xù)化生產(chǎn)，勞動強度低。

流態(tài)化凍結(jié)主要適用于顆粒狀、條片狀食品的凍結(jié)。

(2)流態(tài)化凍結(jié)裝置

流態(tài)化凍結(jié)裝置有多種形式，其中以帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置使用最廣泛?，F(xiàn)在都采用兩段式結(jié)構(gòu)，即將被凍物料分成兩區(qū)段進行凍結(jié)。第一區(qū)段為表層凍結(jié)，將被凍物料進行快速冷卻，使表層溫度很快達到凍結(jié)點凍結(jié)，使顆粒間或顆粒與傳送網(wǎng)帶間成離散狀態(tài)，彼此互不粘結(jié);第二區(qū)段為深溫凍結(jié)，凍結(jié)至熱中心溫度為-15~-18℃。

這種裝置的傳送帶可采用變頻調(diào)速裝置，進行無級調(diào)速。蒸發(fā)器可由鋁合金管與鋁翅片組成，變片距結(jié)構(gòu)，風(fēng)機多為軸流式風(fēng)機，風(fēng)壓較大，一般在490Pa以上。

4.液氮噴淋凍結(jié)裝置

液氮噴淋凍結(jié)裝置是一種高效、快速、低溫速凍裝置。它由三個區(qū)段組成，即預(yù)冷段、液氮噴淋段和凍結(jié)均衡段。

被凍食品在不銹鋼帶上與氮氣呈逆向流動，在預(yù)冷段內(nèi)，進行預(yù)冷及表層凍結(jié)，然后進入液氮噴淋段，噴出的液氮在-196℃下蒸發(fā)吸收被凍食品的熱量，使食品快速凍結(jié)，最后在凍結(jié)均衡段內(nèi)凍結(jié)到熱中心溫度-18℃。

該凍結(jié)裝置的主要特點是:

(1)凍結(jié)速度快，比平板凍結(jié)裝置快5~6倍。凍品脫水損失很少，凍品質(zhì)量高。

(2)凍結(jié)設(shè)備簡單，不需制冷壓縮機等設(shè)備。

(3)操作方便，維修保養(yǎng)費用低。

(4)凍結(jié)裝置功率消耗很少。

(5)凍結(jié)成本高，約比一般空氣鼓風(fēng)凍結(jié)裝置大4倍左右。主要是液氮的成本較貴。

(6)液氮不能回收，消耗量大，一般每千克凍品的液氮消耗量約為0.9~2.0㎏。

5.氣流上、下沖擊式凍結(jié)裝置

氣流上、下沖擊式凍結(jié)裝置由冷風(fēng)機吹出的高速冷空氣分別進入上、下兩個靜壓箱。在靜壓箱內(nèi)，氣流速度降低，由動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，并在出口處裝有許多噴嘴，氣流經(jīng)噴嘴后產(chǎn)生30m/s左右的高速氣流，垂直吹向不銹鋼網(wǎng)帶上的被凍食品，使其表層很快冷卻。被凍食品的上部和下部都能均勻降溫，達到快速凍結(jié)。

除上述凍結(jié)裝置外，還有平板凍結(jié)裝置、隧道凍結(jié)裝置、液體二氧化碳噴淋凍結(jié)裝置等多種，可根據(jù)實際情況選用。

選用凍結(jié)裝置應(yīng)考慮以下四方面要求:

(1)可靠性

凍結(jié)裝置是生產(chǎn)線上最關(guān)鍵的設(shè)備，一般連續(xù)生產(chǎn)線上只有一套凍結(jié)裝置，故它的可靠性是非常重要的。應(yīng)能在長時間內(nèi)連續(xù)、安全地工作，材料要能長期經(jīng)受惡劣環(huán)境條件而不會損壞。

(2)衛(wèi)生要求

凍結(jié)裝置的清潔、衛(wèi)生，與工作可靠性同樣重要。與食品接觸的部件要用耐腐蝕、對食品安全的材料。要有手動或自動化的清洗系統(tǒng)，這對凍結(jié)熟食品或半熟食品尤為重要。

(3)凍品質(zhì)量

凍品質(zhì)量與凍結(jié)速度關(guān)系密切，應(yīng)按照被凍食品的要求選擇快速、中速或慢速凍結(jié)設(shè)備。

(4)經(jīng)濟性

凍結(jié)裝置是生產(chǎn)線上投資最大的設(shè)備之一，但凍結(jié)電耗僅占總費用的3%~5%，包裝費用有時比凍結(jié)費用大幾倍。重量損失的大小也是主要因素，一般與凍結(jié)費用相等。對廉價食品，影響不明顯，但對凍結(jié)貴重食品時重量損失就很重要。凍結(jié)過程中的重量損失由機械損傷與干耗組成，這些與凍結(jié)裝置的類型有密切關(guān)系。