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肉制品低溫烘干-冷風(fēng)干燥技術(shù)及應(yīng)用
閱讀：6148 發(fā)布時間：2013-1-11動物腌臘食品是中國地方特色的傳統(tǒng)食品，但其加工手段及生產(chǎn)工藝比較原始和落后，基本為手工腌制、天然風(fēng)干，生產(chǎn)規(guī)模小，周期長，產(chǎn)品質(zhì)量受自然條件影響大，不能滿足食品工業(yè)化生產(chǎn)的需要。筆者應(yīng)用冷凍去濕原理，根據(jù)不同生產(chǎn)廠家的需要，結(jié)合他們小批量生產(chǎn)風(fēng)干家禽的經(jīng)驗，進(jìn)行了多次風(fēng)干設(shè)備的方案設(shè)計、工程施工、系統(tǒng)調(diào)試及產(chǎn)品試投產(chǎn)，并通過了工程應(yīng)用項目檢測、鑒定，已產(chǎn)生了良好的社會經(jīng)濟效益。
概述
食品干燥有諸多工藝方法，大多依靠通風(fēng)、加熱、真空冷凍等手段。自然通風(fēng)和日曬可以達(dá)到食品干燥的目的，但受自然條件約束，且食品衛(wèi)生難以保證。采用機械通風(fēng)、加熱烘干能使生產(chǎn)條件有所改善，但對動物類食品加工過程中，易發(fā)生油脂氧化現(xiàn)象，表面變黃，并帶有辣味，產(chǎn)品質(zhì)量下降。真空冷凍干燥多用于植物性食品的加工。冷風(fēng)干燥是模擬冬季自然環(huán)境，低溫低濕、高風(fēng)速，快速脫水干燥，同時形成風(fēng)味的一種特殊的加工方法。
一、風(fēng)干原理：
動物腌臘食品的基本加工過程為：活體宰殺后，經(jīng)清理、腌制、風(fēng)干，（蒸煮）、真空包裝。在此流程中，既要保證食品不變質(zhì)，又要使其形成特殊風(fēng)味，同時生產(chǎn)周期不可太長。食品變質(zhì)的主要原因是微生物作用、酶的作用以及非酶作用。影響微生物生長和繁殖的條件有水分、溫度、營養(yǎng)物質(zhì)及PH值等。水分含量大、高溫高濕環(huán)境有利于微生物的繁殖。酶的作用能促使宰殺后肉的成熟，即肉中乳酸增加，呈酸性反應(yīng)，抑制細(xì)菌繁殖，但若在高溫下保存，蛋白質(zhì)在蛋白酶作用下分解產(chǎn)生氨，使肉呈堿性反應(yīng)，引起肉的*變質(zhì)。非酶作用引起的變質(zhì)，例如油脂的酸敗，是在高溫下油脂直接與空氣發(fā)生的氧化反應(yīng)。在低溫低濕環(huán)境下，以上食品變質(zhì)過程可以得到延緩和減弱。腌制過程中，食品浸在很濃的鹵水（鹽溶液）中，不但進(jìn)行肉的著味，同時原生質(zhì)發(fā)生的質(zhì)壁分離抑制了微生物的繁殖。風(fēng)干過程不但要除去食品部分水分，還應(yīng)使皮下脂肪析出，并在酶的作用下使肉成熟,逐漸形成特殊風(fēng)味。為了縮短生產(chǎn)周期，并實現(xiàn)全年不間斷生產(chǎn)，就必須創(chuàng)造一種低溫、低濕、高風(fēng)速的生產(chǎn)條件，即人工模擬冬季室外的自然環(huán)境。
風(fēng)干過程基本分為以下兩個階段：
1．快速脫水：在風(fēng)干初始期，食品表皮附帶水分較多，必須在短時間內(nèi)加以吹干，此時應(yīng)采用高溫低濕空氣送入，即在保證該類食品不變質(zhì)的前提下，盡可能提高送風(fēng)溫度，以降低其相對濕度，食品內(nèi)外相對濕度差值越大，水分蒸發(fā)越快；同時，食品表面快速結(jié)出一層較硬的肉膜，以阻擋外界微生物的侵入和繁殖。在此階段，表面水分的蒸發(fā)降低了回風(fēng)溫度，提高了回風(fēng)相對濕度。此過程約占總風(fēng)干時間的30%。
2．緩速成熟：在風(fēng)干延續(xù)期，要析出深層水分和皮下脂肪，并使肉逐漸成熟，此時可采用溫度、相對濕度較低的空氣送入，即保證低溫低濕的有利環(huán)境，此時風(fēng)干主要依靠有壓氣流快速掠過食品表面與組織內(nèi)壓產(chǎn)生的壓差，使食品深層水分及皮下脂肪緩慢滲出，此過程約占總風(fēng)干時間的70%。
食品風(fēng)干所要求的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)壓與食品種類、腌制方法、包裝手段、生產(chǎn)貯存周期均有關(guān)系。一般來說，食品含水量低、采用干腌、蒸煮處理、真空包裝等條件可適當(dāng)降低溫濕度要求，但必須在進(jìn)行小樣測試，取得足夠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)后，才可確認(rèn)為設(shè)計指標(biāo)。
二、設(shè)備配置：
為實現(xiàn)食品風(fēng)干要求的特殊環(huán)境，應(yīng)選用工業(yè)調(diào)溫去濕機組，并配置特殊的送排風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)動物性食品風(fēng)干的溫度、濕度范圍，及食品衛(wèi)生的特殊要求，宜根據(jù)冷凍去濕、加熱調(diào)溫的原理選擇設(shè)備，應(yīng)具備自動運轉(zhuǎn)、分段調(diào)節(jié)功能，并考慮到不同季節(jié)的風(fēng)量配比，盡可能提高除水率，降低能耗。
三、工程實例：
某食品廠擬建一風(fēng)干車間，計劃掛鵝7000只，3天內(nèi)全部風(fēng)干；上掛前經(jīng)過濕腌。風(fēng)干前后質(zhì)量差0.5 kg/只。
1．設(shè)計計算：
庫房面積225m2 ,高度4 m，溫度15～18℃，相對濕度60%。
空氣處理過程如圖所示：
空氣狀態(tài)1→2→3 查焓濕圖可得:
t1=18℃，θ1= 60%，h1=38 kJ/kg, d1=7.8 g/kg
t2= 6℃，θ2= 95%，h2=20 kJ/kg, d2=5.7 g/kg
t3= 16℃，θ3= 50%，h3= 30.5kJ/kg, d3=5.7 g/kg
除濕量D = 除水總質(zhì)量/風(fēng)干時間 = 7000×0.5 kg /72h = 48.6 kg/h
處理風(fēng)量V = 除濕量/ρ*（ d1- d2）= 19290 m3/h
制冷量Qc = V*ρ*（ h1- h2 ）= 115 kW
加熱量Qh = V*ρ* （ h3- h2 ）= 67.5 kW
車間其它熱負(fù)荷按50 W/m2計算,則總制冷量Qc’ = 126 kW
實際處理風(fēng)量V’ = Qc’ /ρ*（ h1- h2 ） = 20999 m3/h
根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可選制冷主機6HC752L（蒸發(fā)溫度0℃、冷凝溫度30℃時，制冷量為130kW，功率為30 kW）。
另外，參照試驗數(shù)據(jù)，處理風(fēng)量約占總循環(huán)風(fēng)量的30%，故配置60000 m3/h風(fēng)量循環(huán)風(fēng)機（機外余壓850Pa,功率為30 kW）。
2．設(shè)備組成
設(shè)備由制冷機組、空氣處理箱、電控系統(tǒng)、水系統(tǒng)輔機、風(fēng)管系統(tǒng)及保溫庫房等組成。制冷機組包括：半封閉活塞式制冷壓縮機、臥式殼管式水冷冷凝器、控制儀表、熱力膨脹閥、電磁閥等組成?？諝馓幚硐浒諝膺^濾器、冷卻器（翅片式蒸發(fā)器）、回?zé)崞鳎ǔ崞嚼淠鳎⒓訜崞鳎ㄕ羝P管）和離心風(fēng)機。電控系統(tǒng)具有壓縮機、風(fēng)機、水泵、冷卻塔等設(shè)備的控制功能，并能自動檢測室內(nèi)的溫濕度。水系統(tǒng)輔機包括冷卻水泵、冷卻塔、水閥等。風(fēng)管系統(tǒng)包括送（回）風(fēng)管、排風(fēng)機、風(fēng)閥等。保溫庫房由100mm雙面彩鋼聚苯乙烯板搭建而成。
另外，為確保氣流組織的穩(wěn)定性、送風(fēng)均勻度和產(chǎn)品表面空氣流速，采用了自動旋轉(zhuǎn)吊軌及條縫射流送風(fēng)。
3．系統(tǒng)原理：
風(fēng)干房內(nèi)懸掛的濕鵝向周圍空氣中散發(fā)濕汽，潮濕空氣被吸入空氣處理箱內(nèi)，先遇低溫盤管降溫凝露析水，即冷凍去濕，再經(jīng)加熱盤管升溫，降低其相對濕度，（溫度為15～18℃，相對濕度為50%），再以一定風(fēng)量及風(fēng)速送至風(fēng)干房內(nèi)。如此循環(huán)，鵝中的水分不斷被空氣處理箱排出，經(jīng)過若干小時后，即達(dá)到食品風(fēng)干效果。處理過程中，為除異味，可引進(jìn)少量新風(fēng)，同時少量排風(fēng)換氣。詳見系統(tǒng)原理圖。
風(fēng)干房應(yīng)集中進(jìn)（出）貨。制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器作為冷源，部分冷凝器為熱源，另接補充熱源（蒸汽）冬季使用。
系統(tǒng)運行有兩種模式：
低溫模式：全新風(fēng)少量加熱，降低相對濕度后送入，再用排風(fēng)機全部排出。
高溫模式：回風(fēng)部分循環(huán)，部分與新風(fēng)混合處理（除濕調(diào)溫）后送入風(fēng)干房。根據(jù)不同季節(jié)的氣候特點調(diào)節(jié)設(shè)備運行狀況，可zui大限度的節(jié)約能耗。
四、結(jié)論：
動物類食品的冷風(fēng)干燥技術(shù)是食品加工、冷凍、空調(diào)等多門學(xué)科綜合運用的新技術(shù)，它借鑒了傳統(tǒng)食品加工的經(jīng)驗，并進(jìn)行科學(xué)的量化分析，zui終選配適用的機械設(shè)備，人工模擬風(fēng)干環(huán)境。該技術(shù)已在多家食品加工企業(yè)試驗和推廣，經(jīng)過不斷實踐，日趨成熟，還應(yīng)在系統(tǒng)自動控制、能源綜合利用上加以改進(jìn)和提高，使之產(chǎn)生更大的社會經(jīng)濟效益。