八、冷冻装备

水产品的冻结方法一般分为空气冻结法、平板冻结法、浸渍冻结法、液态 气体冻结等。空气冻结法和平板冻结法在我国水产品加工业中应用较为广泛。

(一) 空气冻结机

该方法是以空气为冷却介质来冻结对虾产品，其装置有管架式送风、隧道 式送风、连续式送风等。

管架式送风冻结： 制冷剂在组成管架的蒸发管内蒸发，因而在管架之间形 成了低温，水产品盘置于管架上，通过托盘与蒸发管组的接触换热，以及水产 品与管架间冷却空气的对流换热，使水产品机体热量散失。管架冻结间设鼓风 机鼓风，可加强空气循环，缩短冻结时间。优点： 冻结温度均匀，冻结量大， 耗电量少; 缺点： 工作条件差，劳动强度大。目前已很少采用。

隧道式送风冻结： 它是我国目前陆上水产品冻结使用最多的冻结装置 (图2-1-12)。由蒸发器和风机组成的冷风机安装在冻结室的一侧，物料盘 放在吊笼上，并由轨道送入冻结室。冻结时，风机使空气强制流动，冷空气流 经物料，吸收物料冻结时放出的热量，吸热后由风机吸入蒸发器冷却降温，如 此反复不断循环。在隧道式吹风冻结装置中，提高风速，增大水产品表面放热 系数，可缩短冻结时间，提高冻结水产品的质量; 但是，当风速很高时，继续 增大风速，冻结时间的变化却甚微; 另外，冻结无包装的产品时，在冻结过程 中因蒸汽压不同，产品表面的水分不断向空气中蒸发，引起冻品干耗; 风速增 高，通常干耗也增大。所以，风速的选择应适当，一般宜控制在3～5m/s之 间。该冻结装置是间歇式操作，它的优点是水产品在吊轨上传送，劳动强度 小，冻结速度较快，其缺点是冻结不均匀，干耗大，电耗也较大。在产品冻结 前，应将冻结间温度降至-20℃以下。进货时停风机。进冻要迅速，以免冷量 大量散失。进冻完再开风机。由于大量产品的涌入，冻结间温度上升，随后逐 渐下降，至水产品中心温度在-15℃以下，冻结完毕。停止风机和压缩机，立 即将水产品盘从冻结间移出，用清水冲洗会将水产品盘浸浮在水池中，使冻水 产品与盘内壁脱离，即可倒出，然后送冻藏间冻藏。

图2-1-12 隧道式吹风冻结装置

1—淋水管 2—蒸发器 3—风机 4—吊笼

连续式送风冻结： 又分为螺旋带式连续冻结装置、水平输送式连续冻结装 置、流态化冻结装置等。

螺旋带式连续冻结装置是20世纪70年代初发展起来的冻结设备。装置的 中间是个转筒，传送带的边紧靠在转筒上，依靠摩擦力及传动机构的动力，使 传送带随转筒一起运动(图2-1-13)。传送带是不锈钢的网带，产品放在上 面。传送带由下部进入，上部传出，冷风自上向下吹，构成逆流式传热使产品 冻结。

图2-1-13 螺旋带式连续冻结装置

1—进冻 2—出冻 3—转筒 4—风机 5—蒸发管组 6—电控制板 7—螺旋带清洗器 8—频率转换器

传送带是一种在横、竖方向上都有挠性的金属网带 (图2-1-14)，它能 够缩短和伸长，以改变连接的间距。如果冻结的是非包装食品，为保证食品的 清洁卫生，冻结装置配有清洗、风干设备，传送带传输到速冻区后经两次冲洗 和热风吹干，再运行到送料端受料。

图2-1-14 传送带的形式

为了防止产品因振动而从螺旋传送带上向外跌落，近年来在传送网带的两侧 装上链环 (图2-1-15)，形成一个对外封闭的空间，并有利于充分进行热交换。

图2-1-15 螺旋带两侧的链环

传动装置有机械传动和液压传动两种，根据不同食品所要求的冻结时间， 可通过调速装置改变传送带输送速度，一般可调时间在10～180min。

围护结构由预制泡沫塑料隔热板拼装而成，四周上下皆有防水材料密封， 板面光滑，内部结构皆可用软管冲洗，这样可保证被冻食品的卫生。为了减少 冷量损失，在进出口处还装有冷风幕，以阻隔内外对流换热。装置中还配有转 矩限制器、高度限位开关、带子拉力传感器、温控器等安全装置和自动控制 盘，可实现对生产过程的自动控制。

近年来，国外对螺旋冻结装置的气流组织又作了改进，将冷气流从螺旋带 的上下方同时吹入，与最热和最冷的物料直接接触，刚进冻的水产食品可尽快 达到表面冻结，减少冻结时的干耗损失，也减少了装置的结霜量，并由于输送 带上的物料受双冲击气流冷冻，大大提高了冻结速度，比常规气流设计快 15%～30% (图2-1-16)。

图2-1-16 气流分布示意图 (York Food Systems，1995)

螺旋带式冻结装置的优点是可连续冻结，进料、冻结、包装在一条生产线 上连续作业，自动化程度高，并且冻结速度快，冻品质量好，干耗也小。这种 冻结装置广泛应用于冻结各种调理冷冻食品。

水平输送连续冻结装置是一种多层带式冻结盒装水产冷冻食品的连续式快 速冻结装置 (图2-1-17)。由于该装置的传送带成重叠多层，大大节省了占 地面积。传送带上安装有规则的盘子，盒装的水产食品可放入盘子内进行冻 结。传送带在冻结装置中从上部进入，自上而下水平输送 (图2-1-18)。冷 风机吹出的冷风按图2-1-19所示的气流方向在冻结装置内不断地作横向循 环，使水产食品的冻结温度均匀，并能实现进冻和出冻全部自动化。为了缩短 冻结时间，也可将水产食品直接放在不锈钢带上进行冻结。

图2-1-17 水平输送式连续冻结装置

图2-1-18 传送带的循环线路图

图2-1-19 冷风循环示意图

流态化冻结装置 (图2-1-20) 是颗粒产品以流化作用方式被温度很低 的冷风自下向上强烈吹成在悬浮搅动中进行冻结的机械设备。流化作用是固态 颗粒在上升气流 (或液流) 中保持浮动的一种方法 (图2-1-21)。流态化冻 结装置通常由一个冻结隧道和一个多孔网带组成。当物料从进料口到冻结器网 带后，就会被自下向上的冷风吹起，在冷气流的包围下互不黏结地进行单体快 速冻结 (individual quick freezing，IQF)，产品不会成堆，而是自动地向前移 动，从装置另一端的出口处流出，实现连续化生产。如果在装置的进料口加装 振动器，那么对产品的流化作用会更为有利。流态化冻结装置也有使用传送带 的，有的还是两段传送带。第一段传送带上，产品外壳迅速被冻结，到第二段 传送带，产品在冷风下继续被冻结至终温。流态化冻结装置可用来冻结小虾、 熟虾仁、熟碎蟹肉、牡蛎等，冻结速度快，冻品质量好。蒸发温度为-40℃以 下，垂直向上风速为6～8m/s，冻品间风速为1.5～5m/s，5～10min之内被冻 品即可达到-18℃。由于是单体快速冻结产品，其销售、食用十分方便。

图2-1-20 流态化冻结装置示意图

图2-1-21 食品悬浮状示意图

(二) 浸渍冻结法

该方法可分为直接接触和间接接触两种。

(1) 直接接触冻结法 将产品浸在盐水里或向产品喷淋盐水进行冻结。 盐水为饱和氯化钠溶液，冻前将其温度降至-18℃，待产品中心温度降至 -15℃时，冻结完毕。产品移出，用清水洗淋包装冻藏。优点： 冻结速度快; 缺点： 容易损伤产品皮肤、鳞片，外观不佳，鱼肉偏咸，贮藏时脂肪加速氧 化，与盐水接触的设备要受腐蚀，盐水易污染需常更换。

(2) 间接接触冻结法 盐水为氯化钙溶液，通过搅拌器的强制作用，盐 水在池内不断循环流动，并经过蒸发器受冷却，从而使池内盐水均处于低温状 态，被冻的鱼货，经洗涤装入桶内，并浸于盐水池中 (切勿使盐水进入冰桶) 进行冻结。优点： 冻结速度比空气冻结快，又避免了盐分进入鱼体; 缺点： 与 盐水接触的所有设备、容器都受到腐蚀作用。通常在-30～-20℃下进行冻 结，时间6～8h。

(三) 平板冻结法

平板冻结法是让水产品直接与冷却的金属平板表面接触而冻结的方法。平 板冻结装置有两种形式，一种是将平板水平安装，构成一层层的搁架，称为卧 式平板冻结装置(图2-1-22); 另一种是将平板以垂直方向安装，形成一系 列箱状空格，称为立式平板冻结装置。

图2-1-22 卧式平板冻结装置

平板大多采用铝合金制成，其内部是具有管形隔栅的空心板 (图2-1- 23)，制冷剂或不冻液在管内流动，平板的两面均可传热。新型的平板是用铝 合金直接挤压而成的，传热效果更好。

图2-1-23 卧式平板冻结装置内部结构

平板冻结装置由包括压缩机在内的制冷系统和液压升降装置所组成。每台 平板冻结机设有数块或十多块的冻结平板，即制冷系统中的蒸发器。平板由液 压系统控制其移动，以便于货进出操作和冻结时使平板与被冻水产食品紧密接 触。由于被冻食品是夹在平板中两面同时进行冻结，所以冻结速度快，厚度为 6～8cm的产品，一般2～4h即可冻好，图2-1-24所示为虾的冻结曲线。冻 结完后，切断液泵供液，打开融霜阀，接通压缩机排气管，用热媒脱冻 (不 能过热)。然后迅速取出水产品，并将热媒从冻结板内排除，进行融霜和清洁 工作。用平板冻结装置生产的产品密实，形状扁平，便于堆放和运输。

图2-1-24 虾的冻结曲线

卧式平板冻结装置劳动强度大，主要用来冻结鱼片、对虾、鱼丸等小型水 产食品，也可冻结形状规则的水产食品的包装品，但冻品的厚度有一定的限 制。卧式平板冻结装置在使用时，被冻的包装品或托盘上下两面必须与平板很 好接触，若有空隙，则冻结速度明显下降如表2-1-1所示。

表2-1-1 空气层厚度对冻结时间的影响 单位： mm