真空冷卻在果蔬冷鏈保鮮與熟食品加工中的重要性 果蔬冷鏈保鮮的流程如下： 采摘一整理一預(yù)冷一冷藏(包括保鮮庫(kù)、氣調(diào)庫(kù)、減壓庫(kù)等)一冷藏運(yùn)輸一超市冷柜一家庭冰箱 果蔬采收后依然是有生命的機(jī)體。為了維持生命，仍進(jìn)行著旺盛的呼吸與蒸發(fā)，分解和消耗自身的營(yíng)養(yǎng)，并放出呼吸熱。同時(shí)，新鮮果蔬采收后還帶來(lái)了大量田間熱，導(dǎo)致鮮度和品質(zhì)明顯下降，加速了成熟與衰老。 保鮮的目的就是延緩果蔬衰老，因此，控制呼吸十分重要，而與呼吸關(guān)系密切的因素就是溫度。溫度升高會(huì)刺激呼吸，呼吸作用既然釋放了能量，自然會(huì)引起品溫升高，進(jìn)而又促進(jìn)了呼吸作用，加快了果蔬的衰老。顯然，如能降低果蔬的環(huán)境溫度和品溫，就能有效地控制呼吸而延緩衰老。岡此，果蔬采摘后必須進(jìn)行預(yù)冷處理，盡早、盡快地除去田間熱，降低呼吸熱，為延長(zhǎng)果蔬保鮮期創(chuàng)造有利的條什。 目前，貯戶一般采用自然攤涼方式冷卻，占地面積大、冷卻時(shí)間長(zhǎng)，不但難以達(dá)到快速預(yù)冷的要求，也不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求。也有的直接放進(jìn)冷庫(kù)冷卻，既不合理又不經(jīng)濟(jì)，并且也達(dá)不到快速均勻冷卻的目的。

熟食品生產(chǎn)上藝流程如下： 原料一清洗一一加工(蒸煮燒烤等)一冷卻一包裝一成品 熟食品加工好后都必須經(jīng)過(guò)冷卻才能包裝，傳統(tǒng)的冷卻方法有室內(nèi)攤涼自然冷卻、強(qiáng)制通風(fēng)冷卻、空調(diào)間冷卻、冷庫(kù)冷卻等。這些冷卻方法不但冷卻時(shí)問(wèn)長(zhǎng)(幾小時(shí)至十兒小時(shí))，周轉(zhuǎn)速度慢，占地面積大，而且冷卻不均勻，表面與中心溫差極大，更重要的是影響食品的衛(wèi)生安全。冷卻過(guò)程中，空氣中的細(xì)菌不可避免地會(huì)沾到食品上，造成食品的“二次污染”，特別在60-30℃之間，是細(xì)菌高速繁殖區(qū)域，快速通過(guò)這一溫度區(qū)間，便可明顯地減少細(xì)菌繁殖數(shù)量。菌量容易得到控制，從而有利于提高食品的安全性，延長(zhǎng)保質(zhì)期。由此可見，食品加工行業(yè)同樣也需要一種快速冷卻的先進(jìn)方法和設(shè)備。 真空冷卻就可以滿足上述要求，而且是比較理想的快速冷卻方法。

2真空冷卻技術(shù)及設(shè)備

2．1真空冷卻的原理和特點(diǎn) 日常生活中，在一個(gè)大氣壓(101 325 Pa)下，水在100℃時(shí)沸騰。但水的沸點(diǎn)溫度不是一成不變的，隨著壓力的降低(或升高)而降低(或升高)。例如，水的沸點(diǎn)溫度在40 196．6 Pa時(shí)是76℃，4kPa時(shí)已降到29℃，到了1．6 kPa時(shí)則降到14℃。沸點(diǎn)的降低，使水容易汽化。由于汽態(tài)水分子比液態(tài)水分子具有更高的能量，因此，水在汽化時(shí)必須吸收汽化潛熱，而汽化潛熱又是隨著沸點(diǎn)的下降而升高。根據(jù)這一原理，可以將被處理物放入能耐受一定負(fù)壓的、用適當(dāng)真空系統(tǒng)抽氣的密閉真空箱內(nèi)，隨著真空箱內(nèi)真空度不斷提高，水的沸點(diǎn)溫度不斷降低，水就變得容易汽化，水汽化時(shí)只能從被處理物自身吸收熱量，被處理物便可得到快速的冷卻。由于真空無(wú)處不在，因此，與傳統(tǒng)的傳熱方式(對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射)相比，真空冷卻不但快速均勻，而且干凈衛(wèi)生，非常適合果蔬預(yù)冷及熟食品冷卻，

參見圖l。

2．2各種真空技術(shù)方法及相應(yīng)的真空冷卻設(shè)備

2．2．1 旋片真空泵和捕水器組合系統(tǒng)及果蔬真空預(yù)冷機(jī)旋片泵是真空技術(shù)中基本的真空獲得設(shè)備之一。這是一種抽速大、體積小、極限真空度高、工作噪音低的油封式機(jī)械真空泵。在這種真空泵中，油起著重要的作用，它兼具密封、潤(rùn)滑及冷卻3種效能。 利用旋片真空泵完全可以達(dá)到果蔬預(yù)冷所需的真空度(≤660 Pa)，但是如前所述，真空冷卻的原理正是利用水分汽化時(shí)吸熱而造成自身降溫。因此，在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水汽，如果水汽直接進(jìn)入旋片泵，將引起泵油的乳化，不但影響泵的性能而且會(huì)對(duì)泵體本身造成損害。解決的辦法是在泵的前面增加一套捕水器，利用低溫將水汽凝結(jié)成水而排掉。為此，必須再配置制冷系統(tǒng)，使空氣除去水汽后再經(jīng)真空泵排出。 果蔬真空預(yù)冷機(jī)一般都是根據(jù)上述原理向設(shè)計(jì)制成，其基本組成是真空箱體、捕水器、制冷機(jī)組和旋片式真空泵。 由大昌冷氣設(shè)備工程有限公司生產(chǎn)的果蔬真空預(yù)冷機(jī)，將一般果蔬從30℃左右冷卻到3℃以下，通常需30rain左右。

2．2．2 水力噴射真空技術(shù)和常溫型真空速冷機(jī) 熟食品的冷卻不同于果蔬的預(yù)冷，起始溫度很高，一般在90℃以上，冷卻過(guò)程中會(huì)有大量的水汽逸出。如果仍然采用旋片真空泵、捕水器組合系統(tǒng)，勢(shì)必捕水器和制冷機(jī)組都要配得很大，不但機(jī)組龐大而且能耗很高，極不經(jīng)濟(jì)。而將水力噴射真空技術(shù)應(yīng)用于熟食品的快速冷卻，可以取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。 該項(xiàng)技術(shù)集抽真空、冷凝、排水3種功能于一體。它是利用一定壓力的水流，通過(guò)對(duì)稱均布成一定側(cè)斜度的噴咀高速噴出，聚合在一個(gè)焦點(diǎn)上，可在周圍形成負(fù)壓，使與之相通的真空箱內(nèi)產(chǎn)生真空。另外，由于蒸汽與噴射水流直接接觸，進(jìn)行熱交換，絕大部分的蒸汽凝結(jié)成水，通過(guò)擴(kuò)壓管排出，體積明顯地縮小，這樣又可進(jìn)一步形成更高的真空。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)抽速大，降溫快；(2)無(wú)油真空系統(tǒng)，不怕水氣；(3)無(wú)捕水器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；(4)運(yùn)動(dòng)部件少，故障率低。 上海錦立保鮮科技有限公司利用該項(xiàng)技術(shù)制成常溫型的真空速冷機(jī)，熟食品從90℃以上冷卻至常溫一般只需12 min。 該項(xiàng)技術(shù)也存在一些不足，一是高速水流沖擊力大，一些部件容易腐蝕，一般半年左右需要調(diào)換，而大昌冷氣設(shè)備公司設(shè)計(jì)并采用新型材料，明顯地提高了設(shè)備的耐用性；二是冷卻溫度與工作水溫有關(guān)，因此，隨著季節(jié)變化而變化，冬天可冷卻到較低的溫度，夏天只能冷卻到較高的溫度。因?yàn)樗�的工作介質(zhì)通常是普通的自來(lái)水，其溫度隨著環(huán)境氣溫而升降。系統(tǒng)中壓力下降時(shí)，水的沸點(diǎn)溫度也隨之下降，當(dāng)下降到相應(yīng)水溫時(shí)，作為工作介質(zhì)的水也會(huì)汽化，于是壓力無(wú)法繼續(xù)下降，這時(shí)被冷卻物品的溫度也就很難再降低了。如果有溫度比較均衡的地下水或冰水可供使用，當(dāng)然也可得到比較低而恒定的冷卻溫度。 一般而言，常溫型真空速冷機(jī)冷卻的終點(diǎn)溫度要比水溫高2-5℃。

2．2．3雙級(jí)真空系統(tǒng)和低溫型真空速冷機(jī) 如前所述，水力真空系統(tǒng)可將熟食品從90℃以上快速冷卻到常溫，這時(shí)水氣已大為減少，很難繼續(xù)冷卻。而旋片真空泵、捕水器組合系統(tǒng)可將被處理物從30℃左右冷卻到1-5℃。如能將二者結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)雙級(jí)真空系統(tǒng)，先讓不怕水氣的無(wú)油真空系統(tǒng)開始工作，待被處理物冷卻到較低溫度時(shí)啟動(dòng)第二個(gè)系統(tǒng)，便可達(dá)到很低的冷卻溫度。這種雙級(jí)真空系統(tǒng)的配置可以充分發(fā)揮兩種系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)而避開了各自的劣勢(shì)。 大昌冷氣設(shè)備公司采用上述配置，制成了低溫型真空速冷機(jī)。熟食品從90℃以上冷卻到10℃以下，只需30min左右。

2．2．4復(fù)合真空冷卻技術(shù)和中溫型真空速冷機(jī) 低溫型真空速冷機(jī)雖然能夠不受氣候限制將被處理物品的溫度降得很低，但機(jī)組機(jī)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，造價(jià)較高，而且難免還會(huì)有水氣進(jìn)入旋片真空泵，須經(jīng)常更換真空泵油。 考慮到上述不足，同時(shí)也考慮到一般用戶只需冷卻到20℃以下的實(shí)際需要，該公司研發(fā)了復(fù)合真空冷卻技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上制成了中溫型熟食品真空速冷機(jī)，使熟食品從90℃以上冷卻到20℃以下只需25 min。這也是一種無(wú)油真空系統(tǒng)，抽速大、真空度高，而且造價(jià)較低，已被美國(guó)通用磨坊公司上海工廠和廣州工廠先后采用，效果很好。 果蔬冷鏈保鮮技術(shù)的研究與推廣，可以明顯地減少產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)損失，并且有利于從時(shí)間和空間上調(diào)劑余缺，擴(kuò)大供應(yīng)(包括出口)，增加產(chǎn)后附加值，滿足消費(fèi)需求，提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益。而食品安全問(wèn)題，已引起從國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人到普通百姓的高度關(guān)注。我國(guó)已經(jīng)頒布了“食品安全法”，并已于今年6月1日起正式實(shí)施。就熟食品生產(chǎn)而言，除了監(jiān)控原材料外，在加工過(guò)程中更新傳統(tǒng)工藝，采用先進(jìn)的快速冷卻技術(shù)和設(shè)備已成大勢(shì)所趨。該工藝不僅可以顯著地提高加工食品的安全性，并且也可加快周轉(zhuǎn)、提高工效、節(jié)省場(chǎng)地、擴(kuò)大生產(chǎn)，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 在這種大環(huán)境條件下，除了傳統(tǒng)的與農(nóng)業(yè)及食品行業(yè)直接相關(guān)的大學(xué)、研究院所以外，已吸引了越來(lái)越多的綜合性大學(xué)，包括理工類、工商類、科技類、輕工類、師范類大學(xué)紛紛設(shè)立了食品加工和保鮮方面的院系與專業(yè)，開展該方面的教學(xué)及科研，必將極大地提升我國(guó)果蔬保鮮及食品加工的技術(shù)水平與產(chǎn)品質(zhì)量。