食品冻结方法及装置多样化，空气冻结和液氮喷淋冻结是常见的

食品的冻结方法及装置多种多样，分类方式不尽相同。按冷却介质与食品接触的方式可分为空气冻结法、间接接触冻结法和直接接触冻结法三种。

（一）空气冻结法

用冷空气作为冷却介质对食品进行冻结是目前应用最广泛的一种冻结方法。在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品进行换热。空气的热导率小，空气与食品之间的对流传热系数也小，因此食品在冷空气中冻结的时间较长，为3h～3d，视食品物料及其包装的大小、堆放情况以及冻结的工艺条件而异。通过增大风速能使对流传热系数提高，从而提高冻结速度，缩短冻结时间。而且，空气资源丰富，无任何毒副作用。用此法冻结的食品物料有肉类、禽类、盘装整条鱼等。空气冻结装置包括隧道式冻结装置、螺旋式冻结装置、流态化冻结装置和搁架式冻结装置。

隧道式冻结装置根据食品通过隧道的方式，可分为传送带式、吊篮式、推盘式冻结隧道等几种，它们的基本结构都是相似的，主要区别在于冻品的传送方式。隧道式冻结装置的特点是：冷空气在带有隔热层的隧道中循环，食品通过隧道时被冻结。该装置投资费用较低，通用性较强，自动化程度较高，不仅冻结时间短，效率高，还可大大节省劳动力。

螺旋式冻结装置的输送系统，主体部分为一螺旋塔，均匀分布在输送带上的冻品，随传送带做螺旋运动。螺旋式冻结装置的特点是生产连续化，结构紧凑，占地面积小，食品在移动中，受风速度均匀，冻结速度快，干耗比隧道式冻结装置要小，但它的生产量小，间歇生产时耗电量大，成本较高。主要适用于冻结单体不大的食品，如饺子、汤圆、肉丸、肉片、鱼片、水果和蔬菜等。

流态化冻结装置是实现食品单体快速冻结（IQF）的一种理想设备。与隧道式冻结装置比较，这种装置具有冻结速度快、冻结产品质量好、耗能低，易于冻结球状、圆柱状、片状及块状颗粒食品等优点。在冻结过程中，冻品放在网带（或多孔板上），低温空气自下而上强制通过孔板和料层，当空气流速达到一定值时，散粒状的冻品由于气流的推动，密实的料层逐渐变为悬浮状，使物料中的每一颗粒都被冷空气所包围，其传热与传质十分迅速，从而实现了单体快速冻结。由于流态化冻结装置具有冻结速度快、产品质量好和易于实现机械化连续生产等优点，近年来已在食品冷加工行业中得到广泛应用。食品流态化冻结装置属于强烈吹风快速冻结装置，按其机械传送方式可分带式流态化、振动流态化和斜槽式流态化冻结装置。

（二）间接接触冻结法

间接冻结法指的是把食品放在经制冷剂（或载冷剂）冷却的板、盘、带或其他冷壁上，与冷壁直接接触，但与制冷剂（或载冷剂）间接接触，其传热的方式为热传导，冻结效率跟金属板与食品物料接触的状态有关。冻结时间取决于制冷剂的温度、包装的大小、相互密切接触的程度和食品物料的种类等。

平板冻结装置主要适用于分割肉、鱼类、虾及其他小包装食品等外形规整食品物料的快速冻结。对于厚度小于 50mm的食品来说，冻结速度快，干耗小，冻品质量高。

回转式冻结装置适用于冻结鱼片、块肉、虾、菜泥以及流态食品。该装置的特点是：占地面积小，结构紧凑，冻结速度快，干耗小，连续冻结生产率高。(www.xing528.com)

钢带式冻结装置最适用于冻结对虾、鱼片、调味汁、酱汁、糖果产品及鱼肉汉堡饼等能与钢带很好接触的扁平状产品的单体快速冻结。传送带下部温度为—40℃，上部冷风温度为—40～-35℃，冻结 20～25mm厚的食品约需 30min，而 15mm厚的只需12min，产品的冻结速度很快。钢带式冻结装置的主要特点为：同平板式、回转式相比，带式冻结器构造简单，操作方便；改变带长和带速，可大幅度地调节产量。缺点是占地面积大。钢带式冻结装置见图3-8。

图3-8 钢带式冻结装置

1—进料口 2—钢质传送带 3—出料口 4—空气冷却器 5—隔热外壳6—盐水入口 7—盐水收集器 8—盐水出口 9—洗涤水入口 10—洗涤水出口

（三）直接接触冻结法

该方法要求食品（包装或不包装）与不冻液直接接触，食品在与不冻液换热后，迅速降温冻结。食品与不冻液接触的方法有喷淋、浸渍法，或者两种方法同时使用。直接接触冻结法由于要求食品与不冻液直接接触，所以对不冻液有一定的限制，特别是与未包装的食品接触时尤其如此。这些限制包括要求无毒、纯净、无异味、不易燃、不易爆等。另外，不冻液与食品接触后，不应改变食品原有的成分和性质。

载冷剂接触冻结，载冷剂经制冷系统降温后与食品接触，使食品降温冻结。常用的载冷剂有盐水、糖溶液和多元醇—水混合物等。所用的盐水浓度应使其冻结点低于或等于—18℃，盐水通常为NaCl或CaCl₂的水溶液。当温度低于盐水的低共熔点时，盐和水的混合物会从溶液中冻析，所以盐水有一个实际的最低冻结温度，例如，NaCl盐水的实际最低冻结温度为—21.2℃。盐水不能用于不应变成咸味的未包装食品，目前盐水主要用于冻结海鱼。

液氮喷淋冻结是使食品直接与喷淋的液氮接触而冻结。液氮的汽化潜热为198.6kJ/kg，比热容为1.033kJ/（kg·K），沸点为—95.8℃。每1kg液氮与食品接触时可吸收198.6kJ的蒸发潜热，如再升温至—20℃，则还可以再吸收181.6kJ的显热，两者合计可吸收380.2kJ的热量。5cm厚的食品经过10～30min即可完成冻结，其表面温度为—30℃，中心温度达—20℃，冻结每1kg食品的液氮耗用量为0.9～2kg。这种冻结装置的优点是：冻结质量好，冻结食品解冻时汁液流失少；冻结速度快，比空气冻结装置快20倍，比平板冻结装置快5～6倍；冻结干耗小；冻结设备简单、操作方便、维修保养费用低。液氮的冻结速度极快，在食品表面与中心会产生极大的瞬时温差，造成食品龟裂，所以过厚的食品不宜采用，厚度一般应小于10cm。液氮喷淋冻结装置见图3-9。

图3-9 液氮喷淋冻结装置

1—隔热箱体 2—搅拌风机 3—液氮喷嘴 4—传送带