食品真空冷却——原理与设备介绍

真空冷却又名减压冷却，它的原理是根据水在不同的压力下有不同的沸点。表24-2列出水的压力、沸点、汽化潜热的关系。在正常的101.3kPa压力下，水在100°C沸腾；当压力为0.66kPa时，水在1°C就沸腾。在沸腾过程中，要吸收汽化潜热，这个相变热正好用于蔬菜的真空冷却。为了利用这个原理组装设备，必须设置冷却食品的真空槽和可以抽掉真空槽内空气的装置。图24-1为真空冷却设备原理图。

表24-2 水的压力、沸点、汽化潜热的关系

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图24-1 真空冷却设备原理

真空冷却主要用于生菜、芹菜等叶菜类的冷却。收获后的蔬菜经挑选、整理，装入打孔的塑料箱内，然后推入真空冷却槽，关闭槽门，开动真空泵和制冷机。当真空冷却槽内压力下降至0.66kPa时，水在1°C下沸腾，需吸收约2496kJ/kg的热量，这么大的汽化热，使蔬菜本身的温度迅速下降到1°C。因冷却速度快，水分汽化量仅2%～4%，不会造成对蔬菜新鲜饱满外观的影响。真空冷却是蔬菜的各种冷却方式中所需时间最短的一种。冷却时间虽然因蔬菜的种类不同稍有差异，但一般用真空冷却设备需20～30min；差压式冷却装置约需4～6h；通风冷却装置约需12h；冷藏库冷却约需15～24h。(www.xing528.com)

由图24-1可见，真空冷却设备需配有冷冻机，这不是用于直接冷却蔬菜的，而是因为常压下1mL的水，当压力变为599.5Pa、温度为0°C时，体积要增大近21万倍，此时即使用二级真空泵来抽，消耗很多电能，也不能使真空冷却槽内压力快速降下来。用了制冷设备，就可以使大量的水蒸气重新凝结成水，保持了真空冷却槽内稳定的真空度。

除了用制冷方式排除真空冷却槽内水蒸气外，还可以用图24-2所示的蒸汽喷射方式。在这种方式中，利用锅炉产出高压蒸汽，从喷嘴中以超声速喷出，将冷却槽中的空气和从蔬菜中蒸发出来的水蒸汽一起卷入内部进行排气。利用的是一种喷雾原理。因为蒸汽喷射器与冷却蒸汽的喷水泵一起使用，所以不像用真空泵那样需要冷凝器。

图24-2 蒸汽喷射式真空冷却原理

虽然真空泵方式需要大量电力而且结构复杂，但只需进行真空泵的油和冷冻机的管理即可，而蒸汽喷射器虽不需要大量电力，构造也简单，但得进行真空泵油的管理、锅炉的管理及水槽中水的管理。

总之，真空冷却设备具有冷却速度快，冷却均匀，品质高，保鲜期长，损耗小，干净卫生，操作方便等优点，但设备初次投资大，运行费用高，以及冷却品种有限，一般只适用于叶菜类，如白菜、甘蓝、菠菜、韭菜、菜花、春菊、生菜等。