冷凍粉碎機的原理及設備介紹

冷凍和粉碎相結合，使食品原料在低溫凍結狀態下進行粉碎的技術。冷凍粉碎技術產生于上世紀初，在橡膠及塑料行業已應用。自日本在上世紀80年代對食品低溫冷凍粉碎進行了研究后，美國、歐洲及我國也進行了一些開發研究。冷凍粉碎不但能保持粉碎產品的色、香、味及活性物質的性質不變，而且在產品微細程度方面具有無法比擬的優勢。由于冷凍粉碎能大程度地保存原有營養物質分子結構、成分及活性，所以提高了人體對各種營養成分和微量元素的吸收。因此，它符合目前人們追求“綠色食品”的要求，在食品加工行業將有很好的應用前景。

冷凍粉碎的原理及設備

(一)、冷凍粉碎的原理

利用物料的低溫脆性，即物料隨溫度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性和韌性降低。在低溫凍結狀態下用一個很小的力就能將其粉碎。首先使物料低溫冷凍到玻璃化轉變溫度或脆化溫度以下，再用粉碎機將其粉碎。在食品快速降溫過程中，會造成內部各部位不均勻的收縮而產生內應力，在此應力的作用下，物料內部薄弱部位產生微裂紋并導致內部組織的結合力降低，因而在外部較小作用力下就使得內部裂紋迅速擴大而破碎。

(二)食品冷凍處理產生的變化

1.內壓的產生

食品物料冷凍時，水分從表面向內部凍結，內部水分的凍結(凍結狀態，-35°C以下)膨脹受到外部凍結層的阻礙形成向內壓力，使食品組織產生爆裂。冷凍時，食品液相內的溶解氣體成份會膨脹數百倍，爆裂程度更高。

2.體液的流失:溫度升高，凍結食品中的冰晶溶化，由于食品組織破壞，形成液滴流出。

3.濃縮和水分蒸發:未凍結部分濃度增大，冰的升華致使表面水分蒸發。

(三)制冷劑的選擇

制冷劑又稱制冷工質，它是在制冷系統中不斷循環并通過其本身的狀態變化以實現制冷的工作物質。臨界溫度要高，凝固溫度要低。這是對制冷劑性質的基本要求。凝固溫度低，以免其在蒸發溫度下凝固，便于滿足較低溫度的制冷要求。在大氣壓力下的蒸發溫度要低。這是低溫制冷的一個必要條件。

氨的凝固溫度為-77.7°C,標準蒸發溫度為-33.4C..F-12的標準蒸發溫度為-29.8C,凝固溫度為-1 58°C.氟里昂臨界溫度28.8 C.氨臨界溫度132.4 C.●液氮的蒸發溫度-198°C,凝固溫度為-209.9°C。在空氣中含量78%，來源豐富，化學惰性，符合食品冷凍粉碎的深度冷凍要求。

(四)、冷凍粉碎設備及工藝流程

冷凍粉碎裝置一般由制冷劑供給裝置(液氮箱)、貯料予冷筒、原料冷凍箱、螺旋推進器、低溫粉碎機、產品收集器(旋風分離器)、顯熱回收裝置等組成。

食品包括的物料種類非常廣闊。但用冷凍粉碎加工時，其加工工藝都有類似之處，

基本流程大體為:

原料- >前處理- >低溫冷凍(-100°C 液氮)

- >低溫粉碎- →產品收集-→真空冷凍升華干燥

-產品后處理-→包裝→成品