液氮在禽類食品速凍中的應用及其氣調裝置

液氮的特性和液氮速凍保鮮的機理 液氮容器

液化后的氮氣——液氮，是無色透明低黏度的液體，化學性質穩定，液氮在大氣壓力下的沸點是77．35K。與禽類食品成分不發生化學反應，符合食品衛生的要求，是一種理想的凍結保鮮劑。氮氣在空氣中的含量約為78％，因此在圍繞著地球的大氣中，可以說存在著取之不盡的氮。

在大氣壓力下，液化氮以液態發生相變為氣態時，平均每公斤液化氮要吸收的蒸發潛熱為199．29千焦，再由77．35K上升到273K時所吸收的熱量為202千焦。液氮速凍就是利用這超低溫吸熱的特性，將它直接噴淋到所需的禽體上，這時溫差高達200K以上，可以進行強烈的熱交換，能使禽體瞬時凍結，一般在20分鐘左右就可以完成全部凍結過程，比普通冷凍法快30倍。由于凍結的時間短，生成的冰晶就很細小，凍結速度大于細胞內外蒸汽滲透速度，細胞內外同時產生冰晶，對細胞無破壞作用，所以解凍后就能保持原有的色、香、味及新鮮狀態。

液氮噴淋速凍工藝過程及裝置

適于速凍禽類的液氮噴淋裝置外形呈隧道狀，中間是不銹鋼絲網格傳送帶，待凍禽體置于帶上，隨著移動依次經過預冷區，凍結區和均溫區，完成凍結后從另一端送出液氮罐置于箱體外，通過管系以4.9×104N／m2的壓力引入到凍結區內進行噴淋凍結，吸熱汽化后過熱氮氣溫度仍很低，一般在258K左右，這時由風機將氮氣送到入口處，使其與剛進入隧道的禽體接觸換熱而預冷，禽體進入凍結區后與噴淋管噴出的83K霧化狀的液氮接觸而被瞬時凍結，最后進入均溫區，使禽體表面與中心的溫度趨于一致，達到凍透的目的。由此可知完成全部工藝過程是通過消耗液氮來達到速凍保鮮的這種工藝就制冷降溫系統而言，可稱為是開式循環，一般速凍1公斤的雞需要消耗0.6公斤液氮。

根據這種原理和工藝過程的要求設計制造的裝置，基本是一種液氮與禽體的對流換熱器，可以看出它是由隔熱隧道形式的組合箱體、貯液罐噴淋管系、不銹鋼絲網格傳送帶、軸流風機等主要部件組成。為了減少因溫差大而產生的應力引起的變形，整個箱體由若干塊隔熱板組成，板塊之間用耐低溫的密封條和黏接劑加以密封。為減少漏熱，隔熱板塊內外護板為不銹鋼板制成，其間填充0.2m厚的聚氨酯硬質泡沫為隔熱層，在箱體的兩端配有密封小門便于進行維護及清洗工作，在箱體中的網格傳送帶其運動的速度可以通過箱體外無級變速傳動機構調整，并在傳動帶的下方設有長方體形的淺槽，用以盛殘留液氮。

置于凍結箱體外液氮罐，是由專業工廠加工的標準化產品，內部結構是金屬真空夾層，外面也包有聚氨酯隔熱材料保溫，罐內的壓力一般在13.7％×104N／m2的范圍內，壓力過低會影響正常噴淋，供液過高會影響安全，故設有安全閥，保證系統內的壓力不超過規定值，罐內所存液氮數量多少可由液面指示計表示，用完后可通過加液閥向罐內充液氮，噴淋管系是由不銹鋼管焊接而成，另外還有6臺軸流風機攪拌和輸送氮氣。液氮容器