第三章 食品的冻结 鱼、肉、加工食品等要长期贮藏，如一个月以上就必须经过冻结处理。一般 食品温度越低质量变化越缓慢，质量变化是由酶、微生物及氧化作用等引起，它 们都随温度降低而作用受弱。此外因蒸发而引起的干耗速度亦随温度降低而变 弱。 防止微生物繁殖的临界温度是－12℃，但在此温度下酶及非酶作用以及物理 变化都还不能有效地抑制。所以必须采用更低的温度，实际使用时的推荐温度是 —18℃。 在也这样低的温度下食品内含有的水分必定要结冰，冰晶危害。水果、蔬菜 类若不经前处理直接冻结则解冻后的品质要恶化。所以蔬菜须经漂烫，水果进行 加糖等前处理后再去冻结。 第一节 食品在冻结时的变化 一、物理变化 由于水结冰 1 体积增加冻啤酒瓶暴烈，最大冰晶生成带－1℃~－5℃。 2 比热下降，导热系数上升。要求同学能估计食品的比热和导热系数。 总结规律：记住水和冰的比热/导热系数（1、0.5 kcal/kg.℃，0.5、2 kcal/m.h.℃），乘以含水量见 P33。下表中果蔬 75~90%？？ 估计食品含水量：水果 85-90%/含糖甜；蔬菜 90-95%。瘦肉 70%左右，豆 薯类因含淀粉 70%左右。由于冻结点以下水并未完全结冰，故比热/导热系数减 少或增加实际没有那么大，要打 10%的折扣。 比如：估计番茄、甜橙、瘦肉的比热和导热系数？？
第三章 食品的冻结 鱼、肉、加工食品等要长期贮藏，如一个月以上就必须经过冻结处理。一般 食品温度越低质量变化越缓慢，质量变化是由酶、微生物及氧化作用等引起，它 们都随温度降低而作用受弱。此外因蒸发而引起的干耗速度亦随温度降低而变 弱。 防止微生物繁殖的临界温度是－12℃，但在此温度下酶及非酶作用以及物理 变化都还不能有效地抑制。所以必须采用更低的温度，实际使用时的推荐温度是 —18℃。 在也这样低的温度下食品内含有的水分必定要结冰，冰晶危害。水果、蔬菜 类若不经前处理直接冻结则解冻后的品质要恶化。所以蔬菜须经漂烫，水果进行 加糖等前处理后再去冻结。 第一节 食品在冻结时的变化 一、物理变化 由于水结冰 1 体积增加冻啤酒瓶暴烈，最大冰晶生成带－1℃~－5℃。 2 比热下降，导热系数上升。要求同学能估计食品的比热和导热系数。 总结规律：记住水和冰的比热/导热系数（1、0.5 kcal/kg.℃，0.5、2 kcal/m.h.℃），乘以含水量见 P33。下表中果蔬 75~90%？？ 估计食品含水量：水果 85-90%/含糖甜；蔬菜 90-95%。瘦肉 70%左右，豆 薯类因含淀粉 70%左右。由于冻结点以下水并未完全结冰，故比热/导热系数减 少或增加实际没有那么大，要打 10%的折扣。 比如：估计番茄、甜橙、瘦肉的比热和导热系数？？
3 汁液流失的原因，冰机械损伤，蛋白质变性。危害，质与量均损失，重要 指标。减少办法，提高冻结冻藏质量。P34 4 干耗，损失 P34，3%，原因水蒸汽压差，要求温度风速低。结合同学们晾 衣服加深理解。 二、组织学变化 植物性组织含水量大，结冰损伤大，故？ 三、化学变化 盐析浓缩使蛋白质变性，脱水，变色 四、生物和微生物 有一定的杀灭或致死作用。寄生虫如旋毛虫；猪链球菌、 禽流感 第二节 冻结率——食品中水分冻结的百分率
3 汁液流失的原因，冰机械损伤，蛋白质变性。危害，质与量均损失，重要 指标。减少办法，提高冻结冻藏质量。P34 4 干耗，损失 P34，3%，原因水蒸汽压差，要求温度风速低。结合同学们晾 衣服加深理解。 二、组织学变化 植物性组织含水量大，结冰损伤大，故？ 三、化学变化 盐析浓缩使蛋白质变性，脱水，变色 四、生物和微生物 有一定的杀灭或致死作用。寄生虫如旋毛虫；猪链球菌、 禽流感 第二节 冻结率——食品中水分冻结的百分率
冻结点：食品开始冻结的温度——－1~－2℃，为什么？同学会估计。 水分冻结百分率——冻结率=1－（冻结点÷食品温度） 1－-1/-18=94.5%，1－-1/-5=80%， 大部分食品，在－l~－5℃温度范围内几乎 80％水分结成冰，此温度范围称 为最大冰晶生成带。对保证冻品的品质这是最重要的温度区间。 最大冰晶生成带－1℃~－5℃。 第三节 冻结速度与结晶分布情况 一、 冻结速度 1 时间划分 30 分钟通过最大冰晶生产带为快速。最大冰晶生成带：指-1~ -5℃的温度范围，大部分食品在此温度范围内约 80%的水分形成冰晶。研究表明， 应以最快的速度通过最大冰晶生成带。 2 距离划分 冻结层移动速度。慢速、中速、快速 0.1 cm/h——1 cm/h——5 cm/h——20 cm/h 我国为慢速或中慢速， 二、冻结速度与结晶分布的关系(重点 P39) 冰晶分布特点： 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天 然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状细小结晶体。 冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内 的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶， 且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水 性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。 速冻/缓冻对品质的影响/危害： 速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于 对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在 原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。 缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重
冻结点：食品开始冻结的温度——－1~－2℃，为什么？同学会估计。 水分冻结百分率——冻结率=1－（冻结点÷食品温度） 1－-1/-18=94.5%，1－-1/-5=80%， 大部分食品，在－l~－5℃温度范围内几乎 80％水分结成冰，此温度范围称 为最大冰晶生成带。对保证冻品的品质这是最重要的温度区间。 最大冰晶生成带－1℃~－5℃。 第三节 冻结速度与结晶分布情况 一、 冻结速度 1 时间划分 30 分钟通过最大冰晶生产带为快速。最大冰晶生成带：指-1~ -5℃的温度范围，大部分食品在此温度范围内约 80%的水分形成冰晶。研究表明， 应以最快的速度通过最大冰晶生成带。 2 距离划分 冻结层移动速度。慢速、中速、快速 0.1 cm/h——1 cm/h——5 cm/h——20 cm/h 我国为慢速或中慢速， 二、冻结速度与结晶分布的关系(重点 P39) 冰晶分布特点： 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天 然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状细小结晶体。 冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内 的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶， 且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水 性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。 速冻/缓冻对品质的影响/危害： 速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于 对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在 原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。 缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重
影响食品的价值，甚至不能食用。 同学们怎样理解、掌握下面几个表？？？ 第四节 食品冻结温度曲线 1 初阶段：初温到冻结点，放出显热，数量小，温差大，故降温快，曲线陡。 2 中阶段：冰结晶最大生成带，－1℃~－5℃。放出结冰潜热，数量最大， 故降温慢，曲线平坦。 3 终阶段：显热、潜热同时放出，由于数量不大，故降温较快，但曲线不及 曲线陡
影响食品的价值，甚至不能食用。 同学们怎样理解、掌握下面几个表？？？ 第四节 食品冻结温度曲线 1 初阶段：初温到冻结点，放出显热，数量小，温差大，故降温快，曲线陡。 2 中阶段：冰结晶最大生成带，－1℃~－5℃。放出结冰潜热，数量最大， 故降温慢，曲线平坦。 3 终阶段：显热、潜热同时放出，由于数量不大，故降温较快，但曲线不及 曲线陡
冻结过程生产上注意： 1 由于 M，E，O2，冰晶等的不良影响，力求快速通过三阶段。 2 由于中阶段放出热量很大，放热不均衡，制冷设备不能按平均放热量来选 择。 三个阶段的分析和注意事项，显热/潜热。速冻与缓冻对品质的影响。 图 A、B 哪一个有利于食品品质？ 第五节 冻结时所放出的热量 方法一：比热法 1 冷却时的热量 显热 相对潜热较小 q1=c1△t kcal/kg 2 形成冰时的热量 融冰潜热，也叫相变热，冰 80kcal/kg，数量较大。一般 占全过程的 60—70%。 q2=Wωr kcal/kg 3 冰点至终温的热量 q3=c3△t kcal/kg Q=G（q1+ q 2+q3） 方法二：焓差法计算 焓表示食品所含热量的多少，单位 kcal/kg，用字母 i 表示，以－20℃的焓定 为零，其大小与食品含水量密切相关
冻结过程生产上注意： 1 由于 M，E，O2，冰晶等的不良影响，力求快速通过三阶段。 2 由于中阶段放出热量很大，放热不均衡，制冷设备不能按平均放热量来选 择。 三个阶段的分析和注意事项，显热/潜热。速冻与缓冻对品质的影响。 图 A、B 哪一个有利于食品品质？ 第五节 冻结时所放出的热量 方法一：比热法 1 冷却时的热量 显热 相对潜热较小 q1=c1△t kcal/kg 2 形成冰时的热量 融冰潜热，也叫相变热，冰 80kcal/kg，数量较大。一般 占全过程的 60—70%。 q2=Wωr kcal/kg 3 冰点至终温的热量 q3=c3△t kcal/kg Q=G（q1+ q 2+q3） 方法二：焓差法计算 焓表示食品所含热量的多少，单位 kcal/kg，用字母 i 表示，以－20℃的焓定 为零，其大小与食品含水量密切相关
举例材料参见手稿。 例：10t 牛肉由+5 降至－20℃，求 Q=？ 解法一： q1=c1△t=0.70×7=4.9 kcal/kg q2=Wωr=0.70×0.95×80=53.2 kcal/kg q3=c3△t=0.38×18=6.84 kcal/kg Q=G（q1+ q 2+q3）=10×103（4.9+53.2+6.84） =64.9×104 kcal 解法二：Q=G×(i 初- i 终)=G×△i =10×103 (59.3-0) =59.3×104 kcal 用两种方法举例计算，P42-43 放热不均衡性，较好解释冻结曲线。对制冷 设备选择有指导意义。焓差法以均衡放热为依据，但计算简单，很常用。 第六节 冻结时间 本节结合附件材料讲解。 冻结时间计算式的应用，讲解相关参数取值/估值？查阅手册，也应该会估 计，它们对冻结时间的影响。尤其导热系数α=6+4v，冰箱中α=6 kcal/m2h℃ 缩短冻结时间可选择的途径，是否可以提高导热系数来缩短冻结时间？哪些参数 不能改变？ 提问：题中那些取值与以前讲的不一样？风速快，介质温度低。 与普通冻库不同之处：P48 风速一般 1~2m/s，速冻/冻结装置一般达到 3~5m/s。 冷却介质温度不同：冷库普通冻结间温度-23℃，速冻/冻结装置一般达到-30— -40℃
举例材料参见手稿。 例：10t 牛肉由+5 降至－20℃，求 Q=？ 解法一： q1=c1△t=0.70×7=4.9 kcal/kg q2=Wωr=0.70×0.95×80=53.2 kcal/kg q3=c3△t=0.38×18=6.84 kcal/kg Q=G（q1+ q 2+q3）=10×103（4.9+53.2+6.84） =64.9×104 kcal 解法二：Q=G×(i 初- i 终)=G×△i =10×103 (59.3-0) =59.3×104 kcal 用两种方法举例计算，P42-43 放热不均衡性，较好解释冻结曲线。对制冷 设备选择有指导意义。焓差法以均衡放热为依据，但计算简单，很常用。 第六节 冻结时间 本节结合附件材料讲解。 冻结时间计算式的应用，讲解相关参数取值/估值？查阅手册，也应该会估 计，它们对冻结时间的影响。尤其导热系数α=6+4v，冰箱中α=6 kcal/m2h℃ 缩短冻结时间可选择的途径，是否可以提高导热系数来缩短冻结时间？哪些参数 不能改变？ 提问：题中那些取值与以前讲的不一样？风速快，介质温度低。 与普通冻库不同之处：P48 风速一般 1~2m/s，速冻/冻结装置一般达到 3~5m/s。 冷却介质温度不同：冷库普通冻结间温度-23℃，速冻/冻结装置一般达到-30— -40℃
=(日+）时 式中：冻一食品的冻结间时， g一-食品冻结时发出的热量大-卡/公斤， 食品的容重公厅/米3（参见表42-5）； 一被冻结食品的厚度米，球状或圆柱状食品则以直径表示 t食一一食品冻结前的温度C, 介一冷介质温度C a- 一放热系数大卡/米时°C; 一被冻结食品的导热系数大卡/米时C, P、R-一均为常数，随被冻结食品的几何形状而变化。对于无限于 2=(P+R》 (b) 式中z一食品冻结时间() i-一度品初温和终温时的焓差(kcal/kg) 食品容重(k8/m) 一食品的冰点温度（℃） -冷却介质的温度（℃） x一一板状食品表示厚度，肉柱或球状表示直径() x.一-食品表面的放热系数(kcal/m2h℃) -一冻结食品的学热数(kcal/mh.℃) 和R 和食品形状有关的系数 【例】在-30℃的送风冻结器内，冻结外形为0,4×0.3×0,15m的猪肉块。该肉块 初温+35℃冻至终温-15℃时所无时间？ 解：先确定猪肉的有关数值。由有关手册上查到。 di=73 (kcal/kg) 7=1050 (k8/m3) p=-2.8(℃) 天=1.2(kcal/,h.℃) =-30(℃) a=16(kcal/m2.h.℃)（风速3m/s时） a=5.3+3.5W。W-风辣m/s。 根据肉块外形求出B及2，再利用图3-6（或表）找出P和R值 a=名-8路-26=888=2.0 查3-6得 P=0.27R=0.075
导热系数α=6+4v
导热系数α=6+4v
盐水、平板等冻结器a值在200以上，当a值达到200以上时，再增大a值冻结时间缩 短很小。此时采用哪种型式的冻结器主要考虑产品冷冻工艺及经济性要求。 值与冻结时间之间的关系还和产品厚度有关。当产品厚度在30cm以上时无论么样 增大：值对陈纳时间影响极小。只有厚度较薄时提高：值效果才显著。对于经初步加汇的 鱼片、分割肉等可尽量减小其厚度，但对肉期体其厚度已为天然形状所限定，这时应保证在 最厚处能有冻结室中的最大风速
尚的冷兰中 谈冻结时间计算公式 四川轻化工学院刘达玉 摘要：本文对《☆库制冷技术》中冻结时间计算公式进行了分析计论，指出了 演公式潘溪所在，提出了校为正痛尖用的涂站时间许算公式。这对于从率食品冷剂 工生产、研究、设计等有美人觅，具有重要水考价值。 无论是生产冻结食品 导，者一般只好彌抄照用。该公式确 置 究 性 用性究 还有待于探讨。笔者 的网鱼。 了把食品的结时问建立在科 用过程中 发现有些意外，下面 学论基础之上，掌握正偏的冻结时间计 大家莱 公式就显得尤为盈要。大文就是对《冷岸制 我们不妨假设有三份相同猪内（仅初器 冷技术》一节，第421页上的族结叶问计第方 不同)，在相同条件下东结，冷却介丽为 式进行讨论，提出修改宫见，让读者能了解 -30D,分别由+35D、+0℃、+5℃降 正确的冻结时间计算公式。由于该书由原商 至-20℃。查表知猪内在各温度下的格依次 业部冷藏加工企业管理局编写，中图财经出 是，75.9、65.1、54.2千卡/千克、猪肉冰 做社出版，印数多达三万所，在我国冷战科研 点温度为-1心，则根据上面公式有： 设门、业单位影响大。为此， 写该文，实为必要。 50R5y时 读中第421页提出公式加下， 前面系数为1.17 0=2050 (+r时 式中： 食品冻结时间，小时： 前面系数为1.30， q一食品冻结发出热层，千卡/公 斤， 写，0(8+时 食品容重，公斤/米， 二二险 前面系数为1,55， 由于是相同的猪肉：冻结条件也相同， 一食品冻结前的温度℃； 因此，以上各式币，P、R、8、a、Y也 一冷郑介质活废℃， 相同，尽管导热系数入在冻结过程中变化较 -放热系数，干卡/米，时，℃： 大。但一般视为常数，猪肉入取值的1.2干 冻结食品导热系数千，卡/米 卡/米·时·度。为此，以上各式中，仅凭 时 前系数可彻冻结时间相对长短。不难石 P R- 与金品形 状有关的 出、由+5℃降-20所需时最长，由 35℃降至一20℃所用时间最短，即初温越 由干影响流结时润因去多 结 短，显然不停合道理，结论荒 多变，日萌江以不 1黄公式1 高，必须加以正。 笔者查阅有关债料后认 32