液氮的特性和液氮速凍保鮮的機(jī)理 液氮容器

液化后的氮氣——液氮，是無色透明低黏度的液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，液氮在大氣壓力下的沸點是77．35K。與禽類食品成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，符合食品衛(wèi)生的要求，是一種理想的凍結(jié)保鮮劑。氮氣在空氣中的含量約為78％，因此在圍繞著地球的大氣中，可以說存在著取之不盡的氮。

在大氣壓力下，液化氮以液態(tài)發(fā)生相變?yōu)闅鈶B(tài)時，平均每公斤液化氮要吸收的蒸發(fā)潛熱為199．29千焦，再由77．35K上升到273K時所吸收的熱量為202千焦。液氮速凍就是利用這超低溫吸熱的特性，將它直接噴淋到所需的禽體上，這時溫差高達(dá)200K以上，可以進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，能使禽體瞬時凍結(jié)，一般在20分鐘左右就可以完成全部凍結(jié)過程，比普通冷凍法快30倍。由于凍結(jié)的時間短，生成的冰晶就很細(xì)小，凍結(jié)速度大于細(xì)胞內(nèi)外蒸汽滲透速度，細(xì)胞內(nèi)外同時產(chǎn)生冰晶，對細(xì)胞無破壞作用，所以解凍后就能保持原有的色、香、味及新鮮狀態(tài)。

液氮噴淋速凍工藝過程及裝置

適于速凍禽類的液氮噴淋裝置外形呈隧道狀，中間是不銹鋼絲網(wǎng)格傳送帶，待凍禽體置于帶上，隨著移動依次經(jīng)過預(yù)冷區(qū)，凍結(jié)區(qū)和均溫區(qū)，完成凍結(jié)后從另一端送出液氮罐置于箱體外，通過管系以4.9×104N／m2的壓力引入到凍結(jié)區(qū)內(nèi)進(jìn)行噴淋凍結(jié)，吸熱汽化后過熱氮氣溫度仍很低，一般在258K左右，這時由風(fēng)機(jī)將氮氣送到入口處，使其與剛進(jìn)入隧道的禽體接觸換熱而預(yù)冷，禽體進(jìn)入凍結(jié)區(qū)后與噴淋管噴出的83K霧化狀的液氮接觸而被瞬時凍結(jié)，最后進(jìn)入均溫區(qū)，使禽體表面與中心的溫度趨于一致，達(dá)到凍透的目的。由此可知完成全部工藝過程是通過消耗液氮來達(dá)到速凍保鮮的這種工藝就制冷降溫系統(tǒng)而言，可稱為是開式循環(huán)，一般速凍1公斤的雞需要消耗0.6公斤液氮。

根據(jù)這種原理和工藝過程的要求設(shè)計制造的裝置，基本是一種液氮與禽體的對流換熱器，可以看出它是由隔熱隧道形式的組合箱體、貯液罐噴淋管系、不銹鋼絲網(wǎng)格傳送帶、軸流風(fēng)機(jī)等主要部件組成。為了減少因溫差大而產(chǎn)生的應(yīng)力引起的變形，整個箱體由若干塊隔熱板組成，板塊之間用耐低溫的密封條和黏接劑加以密封。為減少漏熱，隔熱板塊內(nèi)外護(hù)板為不銹鋼板制成，其間填充0.2m厚的聚氨酯硬質(zhì)泡沫為隔熱層，在箱體的兩端配有密封小門便于進(jìn)行維護(hù)及清洗工作，在箱體中的網(wǎng)格傳送帶其運動的速度可以通過箱體外無級變速傳動機(jī)構(gòu)調(diào)整，并在傳動帶的下方設(shè)有長方體形的淺槽，用以盛殘留液氮。

置于凍結(jié)箱體外液氮罐，是由專業(yè)工廠加工的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是金屬真空夾層，外面也包有聚氨酯隔熱材料保溫，罐內(nèi)的壓力一般在13.7％×104N／m2的范圍內(nèi)，壓力過低會影響正常噴淋，供液過高會影響安全，故設(shè)有安全閥，保證系統(tǒng)內(nèi)的壓力不超過規(guī)定值，罐內(nèi)所存液氮數(shù)量多少可由液面指示計表示，用完后可通過加液閥向罐內(nèi)充液氮，噴淋管系是由不銹鋼管焊接而成，另外還有6臺軸流風(fēng)機(jī)攪拌和輸送氮氣。液氮容器