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液氮速冻机在家禽以及食品冻的运用
来源：鑫锋立（北京）科技有限公司 更新时间：2019年01月05日
鑫锋立（北京）科技有限公司是国内专业研发速冻机以及各种速冻设备的国际品牌，主要生产：速冻机、速冻设备、液氮速冻机。在诸多领域有着不可替代的速冻机优势，具有多年的低温设备及食品机械设备的相关产品与服务的销售和经验
液氮的特性和液氮速冻保鲜的机理
液氮的特性和液氮速冻保鲜的机理
液化后的氮气———液氮，是无色透明低黏度的液体，化学性质稳定，液氮在大气压力下的沸点是77．35K。与禽类食品成分不发生化学反应，符合食品卫生的要求，是一种理想的冻结保鲜剂。氮气在空气中的含量约为78％，因此在围绕着地球的大气中，可以说存在着取之不尽的氮。
在大气压力下，液化氮以液态发生相变为气态时，平均每公斤液化氮要吸收的蒸发潜热为199．29千焦，再由77．35K上升到273K时所吸收的热量为202千焦。液氮速冻就是利用这超低温吸热的特性，将它直接喷淋到所需的禽体上，这时温差高达200K以上，可以进行强烈的热交换，能使禽体瞬时冻结，一般在20分钟左右就可以完成全部冻结过程，比普通冷冻法快30倍。由于冻结的时间短，生成的冰晶就很细小，冻结速度大于细胞内外蒸汽渗透速度，细胞内外同时产生冰晶，对细胞无破坏作用，所以解冻后就能保持原有的色、香、味及新鲜状态，是当今世界上各国公认的一流产品。
液氮喷淋速冻工艺过程及装置
适于速冻禽类的液氮喷淋装置外形呈隧道状，中间是不锈钢丝网格传送带，待冻禽体置于带上，随着移动依次经过预冷区，冻结区和均温区，完成冻结后从另一端送出液氮罐置于箱体外，通过管系以4．9×104N／m2的压力引入到冻结区内进行喷淋冻结，吸热汽化后过热氮气温度仍很低，一般在258K左右，这时由风机将氮气送到入口处，使其与刚进入隧道的禽体接触换热而预冷，禽体进入冻结区后与喷淋管喷出的83K雾化状的液氮接触而被瞬时冻结，最后进入均温区，使禽体表面与中心的温度趋于一致，达到冻透的目的。由此可知完成全部工艺过程是通过消耗液氮来达到速冻保鲜的这种工艺就制冷降温系统而言，可称为是开式循环，一般速冻1公斤的鸡需要消耗0．6公斤液氮。根据这种原理和工艺过程的要求设计制造的装置，基本是一种液氮与禽体的对流换热器，可以看出它是由隔热隧道形式的组合箱体、贮液罐喷淋管系、不锈钢丝网格传送带、轴流风机等主要部件组成。为了减少因温差大而产生的应力引起的变形，整个箱体由若干块隔热板组成，板块之间用耐低温的密封条和黏接剂加以密封。为减少漏热，隔热板块内外护板为不锈钢板制成，其间填充0．2m厚的聚氨酯硬质泡沫为隔热层，在箱体的两端配有密封小门便于进行维护及清洗工作，在箱体中的网格传送带其运动的速度可以通过箱体外无级变速传动机构调整，并在传动带的下方设有长方体形的浅槽，用以盛残留液氮。置于冻结箱体外液氮罐，是由专业工厂加工的标准化产品，内部结构是金属真空夹层，外面也包有聚氨酯隔热材料保温，罐内的压力一般在13．7％×104N／m2的范围内，压力过低会影响正常喷淋，供液过高会影响安全，故设有安全阀，保证系统内的压力不超过规定值，罐内所存液氮数量多少可由液面指示计表示，用完后可通过加液阀向罐内充液氮，喷淋管系是由不锈钢管焊接而成，另外还有6台轴流风机搅拌和输送氮气。
液氮喷淋速冻保鲜装置的特性，将以上介绍的机理、工艺过程的结构与普通冻结法相比较，它具有如下一些特性：
冻结质量高。影响禽类食品冻结质量的主要因素是其细胞中冰晶粒形成的大小，其色、香、味与冻结过程中禽体内细胞的破坏量有直接的关系，老式普通冻结法冻的时间长，形成的冰粒大，会使细胞变形和损坏，而液氮喷淋的冻结时间短，具有速冻性，完全可以避免这一点，其形成的冰晶很微小，所以能够保持原有的新鲜度、色香味及其营养价值，且在低温贮藏过程中不爆不燃不腐，可以长期贮存；结构简单，安全可靠。分析可知，整套装置的运动部件只有传送带的运动机构和简单的轴流风机，不像普通冷冻系统那样结构复杂，机械运动部件多，这样就减少了发生故障的可能性，而且系统工作压力低，没有高压设备；操作简单。可以看出该装置是传送带化，直线连续作业的方式，操作者只需要在箱体外操作简单的按钮和进出口外接送冻品；耗电能少。该装置是靠液氮相变制冷及内能的转变来达到速冻保鲜的目的，不像普通冷冻系统那样在冻结时需要消耗大量的电能来带动制冷机械制冷，所以从制冷原理上来说，它是不需要直接消耗电能的；卫生清洁且无环境污染。冷冻箱体由装配式的绝热板块构成，且内外护板为不锈钢，这样既容易拆卸又便于清洗，重装也迅速，与禽体直接接触的传送带也为不锈钢结构，清洗更为方便。
由于这种冻结工艺不需要普通冷冻系统中的CFC冷剂，所以对大气臭氧层无破坏作用，在当前国际上限制和禁止使用CFC的情况下，这一不用CFC冷剂的特性尤为突出，对于应用和发展该装置，具有积极的促进作用，是以后大力发展的趋势。另外它还有占地面积小，噪音低等特点。
经济效益分析
我们知道该装置的成本包括一次性投资和使用过程中的经济费用，其前者主要用于购置全套设备，其多少由生产规模决定，根据最新的国外资料表明，冻结能力在3000kg／h的液氮喷淋速冻装置基本投资为75，000美元，而用老的普通冷冻装置要投资165，000美元，这比前者高2．2倍，所以前者的一次投资较为经济。使用过程中的经常费用包括液氮的成本、设备的折旧、人工费、少量的电费。如果今后在禽类、虾类及高营养价值的食品上，都采用液氮速冻保鲜的话，对液氮的需求量将是非常巨大的，而且对于一般速冻禽类需要高纯度的液氮，实践证明一般在95％左右的纯度反而更好，这两种情况对降低液氮的价格及提高该装置的经济效益非常有利，今后若能大量生产95％左右纯度工业用液氮，价格还会大幅度降低，这会为速冻保鲜行业带来更好的效益，而且为国内不景气的空气分离生产制造业带来新的生机。
液氮速冻机的供应
从上面的分析可知，该装置在速冻水时要消耗大量的液氮，能否保证正常的液氮供应，是应用和开发该装置的前提，我们知道液氮是制氧工程副产品，而我国的制氧工业到处都有，产量发展也快，鑫锋立（北京）科技有限公司是国内专业研发速冻机以及各种速冻设备的国际品牌，主要生产：速冻机、速冻设备、液氮速冻机。在诸多领域有着不可替代的速冻机优势，具有多年的低温设备及食品机械设备的相关产品与服务的销售和经验。