真空速冷是近十年發展起來的一項新技術,可用于各種烘焙食品、熟食制品、生鮮品等的快速降溫,如圖1。
圖1:真空速冷技術應用場景
面包、糕點、預制菜等各種熟食品出爐后的溫度一般為95-98℃,傳統的方法是自然降溫,通常需要3-5個小時才能降到30℃左右,工序流程長、占用空間大,細菌容易滋生,衛生不易保障。
大型烘焙企業采用專用的降溫車間,配置超長的不銹鋼傳送帶,雖然實現了流水作業,但投資大、能耗高、流程依然很長。如下圖2所示:
圖2:帶式烘焙食品降溫設備
為此條件好的企業普遍使用冷風室或冷氣機冷卻,如下圖3和圖4所示,降溫時間可縮短到1個多小時,但冷風室與烘焙車間須鄰近建設并隔離,投資較大,處理能力與冷風室容積的矛盾也很突出。
圖3:烘焙食品在冷風室中降溫
圖4:熟食品在冷風機中降溫
對于需要冷鏈運輸的高價值生鮮品,如鮮花、蔬菜等,采收后需要先加工包裝,然后放入氣調庫降溫至3℃,保存待運。由于有外包裝的阻隔,降溫時間一般要10個小時以上。
一、真空速冷原理
真空速冷技術利用水分在負壓下低溫蒸發吸收蒸發熱的物理特性,實現物品的快速降溫,適用于所有含水量較高的食品和生鮮品。
一個大氣壓是1000 mbar,此時水的汽化溫度為100℃。若氣壓下降,汽化溫度將逐漸降低。當氣壓降到6 mbar時,水將在0℃汽化,也就是說水冰可以直接汽化。如下圖表5所示:
圖5:水的沸點與氣壓的關系
水的汽化物理上稱為相變,需要吸收大量的熱量,所謂的蒸發熱或相變熱,從而使待冷物品的溫度迅速降低,如下圖表6所示:
圖6:壓力、沸點與水的汽化潛熱關系
基于水的這個物理特性,將待冷物品放入專用設備,使用真空泵抽氣降壓,待冷物品中的部分水分將迅速汽化并吸收大量熱量,從而實現快速降溫。
根據應用場景不同,可以分為兩種情況。熟食品從100℃降到室溫,稱為速冷。生鮮品從室溫降到2-3℃,稱為預冷。
二、真空速冷機的基本結構
根據以上原理,真空速冷機的基本結構包括真空室(箱體)、真空泵、冷凝器、控制系統及輔助設備組成。
真空室為箱式結構,對于面包等烘焙品,需要采用不銹鋼制造,且箱體尺寸須與烤箱尺寸匹配,一次處理量100kg左右。對于生鮮品,一般使用碳鋼制造,規格尺寸通常較大,一次可處理數噸貨品。
真空泵一般采用旋片泵或雙螺桿泵,根據箱體容積大小計算真空泵的規格和數量。
冷凝器又稱捕水器。水蒸汽流過冷凝器,在冷媒的作用下凝結成水,可以減輕真空泵的負擔,提高工作效率。
三、烘焙用VC Compact系列真空速冷機
VC Compact系列真空速冷機是煙臺方程機械技術有限公司與荷蘭威柏公司聯合開發的新一代產品,按照歐盟食品機械標準設計,專門用于各種烘焙品、熟食品、預制菜等的快速降溫,適用于大中型烘焙食品企業、熟食品連鎖企業、中央廚房等。
按照歐盟食品衛生標準,該速冷機采用全不銹鋼制造,其中真空室采用316L醫用級不銹鋼。箱體內部采用全圓角結構,方便清潔不留衛生死角。真空泵采用國際一線品牌雙螺桿泵,粉塵油污零排放,設備可以直接放在烘焙車間。
全自動控制系統采用荷蘭威柏公司的技術,西門子PLC和觸摸屏,可以方便地設置冷參數、控制冷卻溫度和速度、預置冷卻程序。
以VC10 Compact機型為例,一次可處理100kg面包,整個冷過程為5分鐘左右,每小時可工作6次,處理量600kg。
圖7:VC Compact系列食品用真空速冷機
作者:煙臺方程機械技術有限公司 技術部
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