在食品冻结过程中,食品组织内冰结晶的大小与分布情况对食品的质量有很大影响。在慢速冻结过程中,细胞外的水分首先结晶,造成细胞外溶液浓度增大,细胞内的水分不断渗透到细胞外并继续凝固,最后在细胞外空间形成较大的冰晶。细胞受冰晶挤压产生变形或破裂,破坏食品的组织结构,解冻后汁液流失大,不能保持食品的原有外观和鲜度,质量明显下降。因此,若能使食品快速冻结,以最短的时间通过最大结晶区,在食品组织中形成均匀分布的细小结晶,对组织结构破坏程度将大大降低,解冻后的食品基本能保持原有的色、香、味。
目前食品冷冻技术的发展日新月异,传统机械式食品冷冻设备虽仍然被广泛使用,但他们正在被诸多更有优势的新型液氮食品冷冻设备及技术所取代。相关对比如下:
1、液氮的温度达到-196℃,当它与食品接触后气化就能更快地带走热量;液氮超低温和高热交换率实现了真正的快速冷冻,这样的快速冷冻使产生的冰晶最小,并帮助保持食品的质地,这也防止了水分的丢失,几乎达到了无损失;保持了食品的原色,原味和原质。
2、 压缩机冷冻设备缓慢的食品冷冻过程将导致食品中大冰晶粒的产生,等食品解冻时,食品中细胞组织会发生破裂引起食品汁液流失。食品汁液的流失会影响到解冻食品的色泽、口感以及营养学特性。营养素及天然色素会随食品汁液而流失。
3、液氮速冻设备初期固定资产的投入较低,占地空间更小;适应产能变化以及不同类型的食品速冻,人工及维护成本较少。
4、液氮速冻设备构造相对简单,主要配件十年内基本不会老化,后期维护只是更换密封条等小配件,成本极低;且液氮是惰性的,无色,无味,无腐蚀性,不可燃,温度极低,所以说液氮制冷设备是安全、环保、无污染的。
5、压缩机式冷冻设备(氨机制冷或者氟利昂制冷)初期需要大量的资金投入(可能要坚持好几年,过于乐观的预测将导致效能下降;相反悲观的计划又会造成食品内冷冻能力的不足),且随着设备陈旧老化,冷冻效率有所降低,后期维护成本亦会较高。
6、压缩机冷冻设备主要能耗是电能及液氨(或者氟利昂),设备体积庞大结构复杂,机组配件易损坏且平常需要大量人员进行清洁维护,后期配件更换周期较短且价格高昂,人工维护成本较高。
7、氨机制冷设备有两个非常重要的环节,一个是安装环节,一个是在日常维护的环节;氨制冷的系统大多由大管道连接,如果制冷设备陈旧老化或维护不佳;或者安装出现失误,阀门连接处密封性不好,且液氨具有腐蚀性,都极容易产生泄漏;短期内人体吸入极高浓度氨可迅速死亡。除了液氨泄漏对人体的直接影响,当氨气在空气混合物中浓度达到16%-25%时,遇明火会燃烧和爆炸,进而导致事故发生。氟利昂制冷设备中氟利昂对臭氧层有不可逆转的破坏,将对环境造成一定的损害。
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