我國速凍食品的發(fā)展起步較晚，其發(fā)展速度年增長(cháng)25%以上。即便現在我國年人均消費量也僅為發(fā)達的十分之一。因此發(fā)展空間。
隨著(zhù)食品速凍業(yè)及其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，速凍機已成為不可替代的設備。目前我國28種食品市場(chǎng)準入制度中規定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質(zhì)量，出口商檢也有所要求。
本文探討了為什么在食品行業(yè)速凍機不可替代，速凍機與傳統速凍庫有什么區別，如何選擇合適的速凍機，速凍機怎樣滿(mǎn)足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機的進(jìn)一步發(fā)展方向，以及怎樣的節能、智能化速凍機會(huì )給速凍生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)益處。
一、影響食品速凍的因素
當食品凍結速度在每小時(shí)5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結過(guò)程生成的冰結晶數量大小基本不變，晶粒比較細小，從而達到保鮮的可逆性。食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結晶生成階段在0至-5度，一種膠體結合水，其附著(zhù)于食品分子表面，在凍品-18度時(shí)，結晶率在95%以上。此外，冰結晶后的低溫環(huán)境下貯存食品抑制微生物活動(dòng)和繁殖，達到長(cháng)期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
食品速凍的影響因素可分為：
1. 冷卻介質(zhì)溫度：食品凍結速度和冰點(diǎn)與冷卻介質(zhì)溫差Δt成正比。冷卻介質(zhì)溫度越低，凍結速度越快。
2. 凍品著(zhù)風(fēng)的影響：著(zhù)風(fēng)表面積、風(fēng)速、冷風(fēng)循環(huán)率影響凍結速度：試驗表明，青刀豆放在-30度冷卻介質(zhì)下0風(fēng)速時(shí)需120分鐘，4.5m/s風(fēng)速時(shí)只需10分鐘即可。
3. 潛熱與焓差的影響：1k由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量?？梢?jiàn)結晶潛熱需要更多的冷量。同樣當焓差較大時(shí)，如進(jìn)貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長(cháng)的凍結時(shí)間。
4. 食品成分的影響：導熱系數高的食品比導熱系數低的食品凍結速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導熱慢，而且阻礙著(zhù)風(fēng)。如水導熱系數為0.604w/mk,脂肪導熱系數為0.15，塑膜導熱系數為0.028，風(fēng)導熱系數為0.066。
5. 食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時(shí)間成正比。食品越厚,速凍時(shí)間越長(cháng)。
二、由速凍庫向速凍機的轉變
從影響食品速凍因素可見(jiàn)：
由于速凍庫開(kāi)門(mén)一次進(jìn)貨量較多，相對較高溫度的食品，使冷卻介質(zhì)溫度回升波動(dòng)，減小Δt；而速凍機保持室內溫度幾乎不變。
由于速凍庫內放置靜態(tài)食品，產(chǎn)生著(zhù)風(fēng)的不均勻性，甚至減小風(fēng)速，靜態(tài)的單向吹風(fēng)阻礙了凍品中心即被風(fēng)部位的結晶速度；速凍機隧道內每個(gè)單體著(zhù)風(fēng)表面積大而且保持均勻一致，更由于風(fēng)向的變化加速凍結。
由于進(jìn)入速凍庫的食品同時(shí)達到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對結晶過(guò)程，從而產(chǎn)生溫度回升和延長(cháng)結晶時(shí)間。而速凍機連續的運行使本來(lái)有限的庫容凍品只有相對少部分相繼達到潛熱，其冷量足以在穩定的溫度、速度下完成快速結晶過(guò)程。
由此可見(jiàn)，追求快速食品結晶過(guò)程從而達到可逆性的食品保鮮效果，速凍機必不可少。
三、以空氣作冷卻介質(zhì)的速凍機分類(lèi)與特點(diǎn)
1）隧道式速凍機：
① 平面網(wǎng)帶式速凍機：適于肉類(lèi)，調理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機。其產(chǎn)量在100kg/h—2000kg/h。
② 多功能振動(dòng)式網(wǎng)帶速凍機：在通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機基礎上增設動(dòng)態(tài)裝置。除具有通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機特點(diǎn)外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結。
③ 隧道式預冷速凍機：創(chuàng )造性將預冷、速凍合二為一，節省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
④ 隧道式多層網(wǎng)帶速凍機：適用于占地面積小，凍結時(shí)間較長(cháng)的產(chǎn)品。
⑤ 隧道往復式速凍機：適用于占地面積小，凍結時(shí)間長(cháng)以及過(guò)程再加工產(chǎn)品。
⑥ 隧道式板帶速凍機：適用于水產(chǎn)品速凍。
2）螺旋式速凍機：
① 單螺旋速凍機：適于肉類(lèi)，調理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進(jìn)出料口低進(jìn)高出或高進(jìn)低出，產(chǎn)量在500—1500kg/h。
② 雙螺旋速凍機：適于肉類(lèi)，調理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等凍結時(shí)間長(cháng)或產(chǎn)量較大的速凍食品。進(jìn)出料口可由用戶(hù)車(chē)間工藝要求提供各種方向；進(jìn)出料口低進(jìn)低出。產(chǎn)量在1000—3000kg/h。
③ 冰淇淋速凍機：?jiǎn)捂滊p旋轉托盤(pán)形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
3）流態(tài)化式速凍機：
① 流態(tài)化式單體速凍機：下吹風(fēng)式。凍品在漂動(dòng)前進(jìn)過(guò)程中單體凍結 ，適用果蔬，顆粒狀食品等。產(chǎn)量在100—3000kg/h。
② 表層流態(tài)化式單體速凍機，凍品種類(lèi)擴大，節省能源。創(chuàng )造性將流態(tài)化與隧道速凍結合。凍結效果上乘。
③ 流態(tài)化式單體預冷速凍機。流態(tài)化式單體速凍機基礎上增設預冷功能。
4）步進(jìn)式速凍機：
① 傳送不用電源，步進(jìn)軌道速凍，利用動(dòng)靜摩擦臨屆點(diǎn)重力輕松操作，避免跑冷。
② 適用于調理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
5）往返式速凍機
往返機是一種框架結構的速凍設備，多用于肉類(lèi)產(chǎn)品的凍結如分割肉，雞鴨等禽類(lèi)等，與傳統的冷庫凍結相比，往返機凍結產(chǎn)品具有節省人力，節省電費，節省維修成本及節省占地面積等特點(diǎn)，我公司設計的往返機運行穩定，設計科學(xué)合理，裝貨容量大，可以滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的凍結需要。
四、關(guān)于速凍機節能、可靠、合理與智能化
食品凍結速度和溫差Δt成正比。追求速凍機內低溫度是為了食品快速結晶,而設定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結，一方面考慮節省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點(diǎn)，越加速食品凍結。將結晶前較高溫度留給預冷段完成，從而達到高品質(zhì)速凍和節約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點(diǎn)還是食品降低干耗的關(guān)鍵。
避免速凍機的耗冷還在于避免圍護結構保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機圍護結構保溫板采取聚氨酯整體發(fā)泡形式，所有庫板連接拼縫均采用雙面密封膠密封配以二次灌裝發(fā)泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機內關(guān)于風(fēng)量及風(fēng)速的要求有所不同，其節能的方法也有區別。隧道式網(wǎng)帶單體速凍機，在保證制冷風(fēng)量的基礎上設計格珊條形調節導流組件，大大提高凍品表面風(fēng)速。同時(shí)也提高凍品著(zhù)風(fēng)表面積，提高風(fēng)的循環(huán)率。此外，對稱(chēng)可調風(fēng)向裝置的格珊條形調節導流組件，可控制冷風(fēng)自進(jìn)出貨口的跑冷。降低風(fēng)機電機運行功率，從而降低風(fēng)機電機耗冷量（降低風(fēng)壓，提高風(fēng)速），從而提率。為減少機械傳動(dòng)，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機械傳動(dòng)及傳送帶系統保持在低溫下運行，進(jìn)出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達到節約耗冷的目的。
隨著(zhù)食品速凍業(yè)及其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，速凍機已成為不可替代的設備。目前我國28種食品市場(chǎng)準入制度中規定了速凍食品尤其熟制食品必須采用單體速凍裝置保證質(zhì)量，出口商檢也有所要求。
本文探討了為什么在食品行業(yè)速凍機不可替代，速凍機與傳統速凍庫有什么區別，如何選擇合適的速凍機，速凍機怎樣滿(mǎn)足眾多不同食品及其不同加工工藝的需要，速凍機的進(jìn)一步發(fā)展方向，以及怎樣的節能、智能化速凍機會(huì )給速凍生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)益處。
一、影響食品速凍的因素
當食品凍結速度在每小時(shí)5-50毫米厚度情況下，能夠保證食品凍結過(guò)程生成的冰結晶數量大小基本不變，晶粒比較細小，從而達到保鮮的可逆性。食品中含有兩種水分，一種自由水，其冰結晶生成階段在0至-5度，一種膠體結合水，其附著(zhù)于食品分子表面，在凍品-18度時(shí)，結晶率在95%以上。此外，冰結晶后的低溫環(huán)境下貯存食品抑制微生物活動(dòng)和繁殖，達到長(cháng)期貯藏保鮮的目的（果蔬抑制呼吸熱）。
食品速凍的影響因素可分為：
1. 冷卻介質(zhì)溫度：食品凍結速度和冰點(diǎn)與冷卻介質(zhì)溫差Δt成正比。冷卻介質(zhì)溫度越低，凍結速度越快。
2. 凍品著(zhù)風(fēng)的影響：著(zhù)風(fēng)表面積、風(fēng)速、冷風(fēng)循環(huán)率影響凍結速度：試驗表明，青刀豆放在-30度冷卻介質(zhì)下0風(fēng)速時(shí)需120分鐘，4.5m/s風(fēng)速時(shí)只需10分鐘即可。
3. 潛熱與焓差的影響：1k由80度降到0度需要80kcal冷量，由0度水變成0度冰同樣需要80kcal冷量?？梢?jiàn)結晶潛熱需要更多的冷量。同樣當焓差較大時(shí)，如進(jìn)貨溫度較高，不僅需要較大的冷量還需要較長(cháng)的凍結時(shí)間。
4. 食品成分的影響：導熱系數高的食品比導熱系數低的食品凍結速度快，如果食品表層敷塑膜不僅導熱慢，而且阻礙著(zhù)風(fēng)。如水導熱系數為0.604w/mk,脂肪導熱系數為0.15，塑膜導熱系數為0.028，風(fēng)導熱系數為0.066。
5. 食品厚度的影響：食品厚度的平方和速凍時(shí)間成正比。食品越厚,速凍時(shí)間越長(cháng)。
二、由速凍庫向速凍機的轉變
從影響食品速凍因素可見(jiàn)：
由于速凍庫開(kāi)門(mén)一次進(jìn)貨量較多，相對較高溫度的食品，使冷卻介質(zhì)溫度回升波動(dòng)，減小Δt；而速凍機保持室內溫度幾乎不變。
由于速凍庫內放置靜態(tài)食品，產(chǎn)生著(zhù)風(fēng)的不均勻性，甚至減小風(fēng)速，靜態(tài)的單向吹風(fēng)阻礙了凍品中心即被風(fēng)部位的結晶速度；速凍機隧道內每個(gè)單體著(zhù)風(fēng)表面積大而且保持均勻一致，更由于風(fēng)向的變化加速凍結。
由于進(jìn)入速凍庫的食品同時(shí)達到潛熱，需要突然大幅度提高冷量面對結晶過(guò)程，從而產(chǎn)生溫度回升和延長(cháng)結晶時(shí)間。而速凍機連續的運行使本來(lái)有限的庫容凍品只有相對少部分相繼達到潛熱，其冷量足以在穩定的溫度、速度下完成快速結晶過(guò)程。
由此可見(jiàn)，追求快速食品結晶過(guò)程從而達到可逆性的食品保鮮效果，速凍機必不可少。
三、以空氣作冷卻介質(zhì)的速凍機分類(lèi)與特點(diǎn)
1）隧道式速凍機：
① 平面網(wǎng)帶式速凍機：適于肉類(lèi)，調理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。為基本通用型速凍機。其產(chǎn)量在100kg/h—2000kg/h。
② 多功能振動(dòng)式網(wǎng)帶速凍機：在通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機基礎上增設動(dòng)態(tài)裝置。除具有通用型平面網(wǎng)帶式單體速凍機特點(diǎn)外，亦適用于顆粒狀食品單體凍結。
③ 隧道式預冷速凍機：創(chuàng )造性將預冷、速凍合二為一，節省能源。尤適用于高溫入貨，熟食速降溫食品等。
④ 隧道式多層網(wǎng)帶速凍機：適用于占地面積小，凍結時(shí)間較長(cháng)的產(chǎn)品。
⑤ 隧道往復式速凍機：適用于占地面積小，凍結時(shí)間長(cháng)以及過(guò)程再加工產(chǎn)品。
⑥ 隧道式板帶速凍機：適用于水產(chǎn)品速凍。
2）螺旋式速凍機：
① 單螺旋速凍機：適于肉類(lèi)，調理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等。占地面積小，效率高。進(jìn)出料口低進(jìn)高出或高進(jìn)低出，產(chǎn)量在500—1500kg/h。
② 雙螺旋速凍機：適于肉類(lèi)，調理食品，水產(chǎn)，菜肴，冰淇淋等凍結時(shí)間長(cháng)或產(chǎn)量較大的速凍食品。進(jìn)出料口可由用戶(hù)車(chē)間工藝要求提供各種方向；進(jìn)出料口低進(jìn)低出。產(chǎn)量在1000—3000kg/h。
③ 冰淇淋速凍機：?jiǎn)捂滊p旋轉托盤(pán)形式，適用于冰淇淋水餃等的速凍。
3）流態(tài)化式速凍機：
① 流態(tài)化式單體速凍機：下吹風(fēng)式。凍品在漂動(dòng)前進(jìn)過(guò)程中單體凍結 ，適用果蔬，顆粒狀食品等。產(chǎn)量在100—3000kg/h。
② 表層流態(tài)化式單體速凍機，凍品種類(lèi)擴大，節省能源。創(chuàng )造性將流態(tài)化與隧道速凍結合。凍結效果上乘。
③ 流態(tài)化式單體預冷速凍機。流態(tài)化式單體速凍機基礎上增設預冷功能。
4）步進(jìn)式速凍機：
① 傳送不用電源，步進(jìn)軌道速凍，利用動(dòng)靜摩擦臨屆點(diǎn)重力輕松操作，避免跑冷。
② 適用于調理食品，冰淇淋，大塊食品，袋盒裝食品速凍。
5）往返式速凍機
往返機是一種框架結構的速凍設備，多用于肉類(lèi)產(chǎn)品的凍結如分割肉，雞鴨等禽類(lèi)等，與傳統的冷庫凍結相比，往返機凍結產(chǎn)品具有節省人力，節省電費，節省維修成本及節省占地面積等特點(diǎn)，我公司設計的往返機運行穩定，設計科學(xué)合理，裝貨容量大，可以滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的凍結需要。
四、關(guān)于速凍機節能、可靠、合理與智能化
食品凍結速度和溫差Δt成正比。追求速凍機內低溫度是為了食品快速結晶,而設定溫度在-35度，一方面考慮快速凍結，一方面考慮節省能源。因此食品入貨溫度越接近冰點(diǎn)，越加速食品凍結。將結晶前較高溫度留給預冷段完成，從而達到高品質(zhì)速凍和節約能源目的。此外，入貨溫度接近冰點(diǎn)還是食品降低干耗的關(guān)鍵。
避免速凍機的耗冷還在于避免圍護結構保溫板的拼接縫隙的耗冷。在速凍機圍護結構保溫板采取聚氨酯整體發(fā)泡形式，所有庫板連接拼縫均采用雙面密封膠密封配以二次灌裝發(fā)泡，避免保溫板的拼接縫隙跑冷。
各種速凍機內關(guān)于風(fēng)量及風(fēng)速的要求有所不同，其節能的方法也有區別。隧道式網(wǎng)帶單體速凍機，在保證制冷風(fēng)量的基礎上設計格珊條形調節導流組件，大大提高凍品表面風(fēng)速。同時(shí)也提高凍品著(zhù)風(fēng)表面積，提高風(fēng)的循環(huán)率。此外，對稱(chēng)可調風(fēng)向裝置的格珊條形調節導流組件，可控制冷風(fēng)自進(jìn)出貨口的跑冷。降低風(fēng)機電機運行功率，從而降低風(fēng)機電機耗冷量（降低風(fēng)壓，提高風(fēng)速），從而提率。為減少機械傳動(dòng)，輸送帶耗冷的方法，在此采取將機械傳動(dòng)及傳送帶系統保持在低溫下運行，進(jìn)出料口采取保溫的措施以利用自速凍室縈繞出的冷氣達到節約耗冷的目的。
