冻结间

采用整体或组合式冷风机，冷风机气流组织多为均匀横向吹风形式，流经盘与盘之间的气流速度为1~3m/s,按气流流动方向分为上吹式和下吹式两种方式。

将鼓风机安装在蒸发器上面，气流通过吊笼上部隔板与顶棚之间的空间吹出，吊笼进出风两侧设导风向装置，使气流均匀在盘与盘之间流过。

冻结间高，将鼓风机安装在蒸发器同侧，直接对吊笼进行吹风，出风口风速可达15m/s,可提高前排食品的冻结速度，但后排食品冻结时间相对较长。为此应采用链条传动使吊笼换位的方法解决，同时下吹风的局部阻力大，设计时应提高冷风机风压达到294~441Pa,每吨食品配风量11000~13000m3/h。

纵向吹风阻力损失小，但气流的相对循环次数少，速度场不均匀，为解决气流流通距离长、食品冻结不均匀的缺点，使冷风机吹出的低温气流垂直直吹在白条肉的后腿上，一般在吊顶上沿着平行吊轨方向开条缝，使冷风从条缝中吹出。

在冻结间一侧设置多台落地式冷风机，吊轨上铺设吊顶，沿吊轨方向开长缝，冷风沿空隙下吹。这种型式空气流通距离短，增加循环次数，库内温度均匀，但阻力大。

采用吊顶式冷风机，它可以增大每吨货物而的冷却面积120m2/t,增加了空气循环量，每台风机(采用每台风量21000m3/h的LTF8#轴流风机16台)与一个"人"字形的独立风道连接，通过12列喷网口垂直向下吹，这种型式风速均匀，阻力小，消除了死角，使温度均匀一致，可缩短冻结时间，节省用电，但这种型式维护管理不方便。

轴流风机设于排管的一端或两端，气流有组织的平行流过排管，适用于小型搁架排管冻结间。

轴流风机设于中间操作走到上方，冷风沿挡风板下吹，侧面导风板上开孔，气流垂直吹过排管，回风沿对面墙回到风机，气流组织合理，冷风分布均匀，冻结速度快，结冻时间一致，保证食品质量。适用于冻结能力较大的搁架排管冻结间。

轴流风机设于中间操作走到上方，冷风沿挡风板与屋顶、墙壁的空间下吹，管架和被冻食品处于冷风回风区内。这种设计安装比较简单方便，适用于冷间改造。

冻结间是对食品进行冻结加工的冷间。冻结间应该具有的功能是:使食品在其中迅速降温至冰点以下，将食品所含水分部分或全部转换成冰。为满足功能要求，冻结间内的设置温度要足够低，并配有合适的风速使空气循环流动，以加快冻结速度，缩短冻结时间。同时，冻结间内的温度场、风速场应尽可能均匀，使不同货位的食品在相近的时间内完成冻结过程，以提高冻品质量。此外，冻结间内的设备应力求简单，使用方便，利于维修，有时应考虑用于多品种的冻结。合理布置冷却设备，提高冷间的利用率，在可能的情况下，应采用机械化的装卸搬运手段，以缩短操作时间，减轻劳动强度。

搁架排管冻结间以搁架排管作为冷却设备兼货架，它适用于每昼夜冻结量小于5t的冷库。分割肉、猪副产品、家禽及水产品一般是装在盘内直接放于搁架排管上冻结。为了减少排管的磨损，可以在管架上铺0.6mm厚镀锌钢板。

搁架排管用D38或D57无缝钢管制作，也可采用40mm×3mm矩形无缝钢管。排管管子的水平间距为100~120mm，每层的垂直间距视冻结食品的高度而定，一般为220~400mm，最低一层排管离地坪以不小于400mm为宜。管架的层数应考虑装卸操作方便，载货最上层的排管高度不宜大于1800~2000mm，在载货管架之上可以布置冷却排管。管架的宽度根据冻盘数量和操作方式而定，当单面操作时，其宽度常为800~1000mm，如为两面操作，则以1200~1500mm为宜。这种冻结间的操作走道应能单向通行手推车，其净宽不小于1000mm;对于冻结量大于5t/次的冻结间，应考虑手推车空车、重车行走的路线，以提高装卸效率。

搁架排管冻结间内若增设通风机吹风时，其风量可按每冷冻1t食品配风10000m³/h计算，此时搁架排管的换热效率增大，冻结速度加快。

吹风式搁架排管根据气流组织状况分顺流式、混流式和直角式。

(1)顺流吹风式搁架排管冻结间，搁架排管端头处装一台或两台轴流式风机，中部处水平方向有挡风板，将搁架排管隔开，分成上下两路顺流吹风道，通风机与排管用风道连接，搁架排管两侧端部槽钢支架设有导风板数片，搁架顶部用塑料顶罩罩住。

(2)混流吹风式搁架排管冻结间，轴流式风机设置在两组搁架排管之间过道的上方，使风向上(下)吹送，食品处于冷风回流区。该方式风速小，冷风分布不均匀，气流成混流状态。

(3)直角吹风式搁架排管冻结间，风机装在中央走道上方，风朝墙侧吹，遇墙后沿挡风板下吹，侧面导风板开孔，气流垂直吹过排管，回风沿对面强回到风机。气流组织合理，冷风分布均匀，冻结速度快，时间一致使用于较大冻结能力的场合。

搁架排管采用人工扫霜，并定期进行热氨溶霜以排除管内积油。

搁架排管冻结间的优点是冻结可靠，设备容易制作，它的结构和操作比较简单，又不必经常维修，用电较省，管架的货物装载量大，且不受食品的形状和尺寸的限制，对大型或形状不规则的食品，可直接放在薄钢板上冻结(如金枪鱼)。它的缺点是管架的液柱作用较大，不能连续进行生产，进出货搬运强度大、工作条件差，尤其是无吹风的搁架排管冻结间内空气与冻结食品之间换热不良，故冻结速度慢，冻品的质量也较差。

2.冷风机冻结间

按照气流方向、吹风部位和冷风机形式可分为:

(1)纵向吹风冻结间，这类白条肉冻结间多设于冻结量较小的分配性冷库内。在冻结间的一端设置落地式冷风机，在吊轨上面铺设吊顶，吊顶与平顶之间形成供空气流通的风道(通风间层)，空气顺着冻结间长度方向循环吹送。吊顶在冻结间的端头留送风间隙，空气沿吊顶吹到房间的另一端，然后下吹，回流过程与食品换热。这种形式的空气流通距离长，食品冻结不均匀，故要求冻结间不能太长，一般为12~18m。由于后腿是肉胴体最厚的部位，冻结过程中所需的时间最长，为了使同一批肉胴体的冻结速度尽可能均匀，应使冷风机吹出的低温气流垂直吹向白条肉的后腿。为此，可正对白条肉后腿的上方开送风条缝。一般是在吊顶上沿着平行于吊轨的方向开缝，冷风即从条缝中吹出。送风条缝的宽度一般为30~50mm，靠近冷风机则要大些，为60~70mm。冷风机距墙面或柱边不小于400mm，库内风速为1~2m/s。

冻结装置是专用于冻结产品的设备，常用于冻结食品，称为食品冻结装置。近些年来，随着冷冻食品消费量的迅速增长，花色品种逐渐增多，很多国家已从庞大的库房式冻结间演变为使用各种新型的、快速连续冻结装置，并由此推动了食品冷冻工艺的巨大变革。我国也先后引进了一些冻结装置，并开始了对冻结装置的研制，现已能生产多种类型的产品。这些冻结装置在鱼、虾、家禽、分割肉、蔬菜等各类食品的冷加工方面取得了较好的技术经济效果，几十年来以冻结间作为冻结食品唯一手段的落后状况已告结束。

冻结装置与普通冻结间相比有以下特点:

2.冻结时间短，生产效率高，干耗少，产品质量好。

3.结构紧凑，在厂区平面布置比较灵活，能有效地利用场地。

4.可以布置在一般厂房内，工人能在常温下操作维修，改善了劳动条件。

5.安装方便。

6.便于实现生产过程的连续化和自动化，节省了劳动力等。

下面介绍几种冻结装置的结构、性能及选用相关知识。

钢带连续式冻结装置是由不锈钢薄钢带、传动轮(主、从动轮)、调速装置、冷风机、隔热外壳等组成。

该冻结装置具有热交换效果好、冻结速度快、半接触、半送风传热的特点。被冻食品放在传送钢带上，在-35℃左右的空气温度下进行连续冻结，冷风可与被冻食品平行或垂直流动(平行吹风效果更好)。适用于水产品、调理食品、肉食制品等的单体冻结。冻结时间随冻品的种类、厚度不同而异，一般在8~40min。

2.螺旋冻结装置

螺旋冻结装置也是一种连续式冻结装置，主要部件由转筒、不锈钢带、网带清洗器、变频调速装置、冷风机、隔热外壳等组成。传送带是沿圆周方向作螺旋式旋转运动，不是水平式，避免了水平方向传动占地面积大的缺点。螺旋冻结装置传送带的一侧紧靠在转筒上，靠摩擦力和转筒的传送动力随转筒一齐运动。忘带的速度由变频调速装置进行无级调速，冻结时间在20~90min范围内可调，故可适应各种冻品的要求，从食品原料到各种调理食品都可冻结冻结能力在500~5000㎏/h，发展前途很大。

3.流态化冻结装置

被冻食品在开孔率较小的网带或多孔槽板上，高速冷空气自下而上流过网带或槽板将被冻食品吹起，呈悬浮状态，使固态被冻食品具有类似于流体的某些表现特征。在这样的条件下进行冻结，称为流态化冻结。

(1)流态化冻结的主要优点

①热交换效果好，冻结速度快时间短。

②冻品脱水损失少、质量高。

③可实现单体快速冻结(IQF)。

④可进行连续化生产，劳动强度低。

流态化冻结主要适用于颗粒状、条片状食品的冻结。

(2)流态化冻结装置

流态化冻结装置有多种形式，其中以带式流态化冻结装置使用最广泛。现在都采用两段式结构，即将被冻物料分成两区段进行冻结。第一区段为表层冻结，将被冻物料进行快速冷却，使表层温度很快达到冻结点冻结，使颗粒间或颗粒与传送网带间成离散状态，彼此互不粘结;第二区段为深温冻结，冻结至热中心温度为-15~-18℃。

这种装置的传送带可采用变频调速装置，进行无级调速。蒸发器可由铝合金管与铝翅片组成，变片距结构，风机多为轴流式风机，风压较大，一般在490Pa以上。

4.液氮喷淋冻结装置

液氮喷淋冻结装置是一种高效、快速、低温速冻装置。它由三个区段组成，即预冷段、液氮喷淋段和冻结均衡段。

被冻食品在不锈钢带上与氮气呈逆向流动，在预冷段内，进行预冷及表层冻结，然后进入液氮喷淋段，喷出的液氮在-196℃下蒸发吸收被冻食品的热量，使食品快速冻结，最后在冻结均衡段内冻结到热中心温度-18℃。

该冻结装置的主要特点是:

(1)冻结速度快，比平板冻结装置快5~6倍。冻品脱水损失很少，冻品质量高。

(2)冻结设备简单，不需制冷压缩机等设备。

(3)操作方便，维修保养费用低。

(4)冻结装置功率消耗很少。

(5)冻结成本高，约比一般空气鼓风冻结装置大4倍左右。主要是液氮的成本较贵。

(6)液氮不能回收，消耗量大，一般每千克冻品的液氮消耗量约为0.9~2.0㎏。

5.气流上、下冲击式冻结装置

气流上、下冲击式冻结装置由冷风机吹出的高速冷空气分别进入上、下两个静压箱。在静压箱内，气流速度降低，由动压转变为静压，并在出口处装有许多喷嘴，气流经喷嘴后产生30m/s左右的高速气流，垂直吹向不锈钢网带上的被冻食品，使其表层很快冷却。被冻食品的上部和下部都能均匀降温，达到快速冻结。

除上述冻结装置外，还有平板冻结装置、隧道冻结装置、液体二氧化碳喷淋冻结装置等多种，可根据实际情况选用。

选用冻结装置应考虑以下四方面要求:

(1)可靠性

冻结装置是生产线上最关键的设备，一般连续生产线上只有一套冻结装置，故它的可靠性是非常重要的。应能在长时间内连续、安全地工作，材料要能长期经受恶劣环境条件而不会损坏。

(2)卫生要求

冻结装置的清洁、卫生，与工作可靠性同样重要。与食品接触的部件要用耐腐蚀、对食品安全的材料。要有手动或自动化的清洗系统，这对冻结熟食品或半熟食品尤为重要。

(3)冻品质量

冻品质量与冻结速度关系密切，应按照被冻食品的要求选择快速、中速或慢速冻结设备。

(4)经济性

冻结装置是生产线上投资最大的设备之一，但冻结电耗仅占总费用的3%~5%，包装费用有时比冻结费用大几倍。重量损失的大小也是主要因素，一般与冻结费用相等。对廉价食品，影响不明显，但对冻结贵重食品时重量损失就很重要。冻结过程中的重量损失由机械损伤与干耗组成，这些与冻结装置的类型有密切关系。