Pembekuan makanan bukan penurunan suhu yang seragam. Keluk suhu-masa akan melalui satu platform yang hampir mendatar antara -1℃ hingga -5℃, dan sebahagian besar air bebas dalam makanan membeku dalam tempoh ini. Perbezaan antara pembekuan pantas dan pembekuan biasa bukan terletak pada sejauh mana suhu akhir boleh dicapai, tetapi pada sama ada ia mengambil masa beberapa puluh minit atau beberapa jam untuk melalui platform ini—hablur ais membesar atau tidak sempat membesar dalam tempoh ini, yang secara langsung menentukan tekstur dan pengekalan jus selepas nyahbeku.
Keluk pembekuan terbahagi kepada tiga peringkat, peringkat tengah adalah pemisah
Apabila makanan menyejuk dari suhu awal ke suhu penyimpanan beku, keluk suhu-masa terbahagi kepada tiga peringkat:
| Peringkat | Julat suhu | Ciri proses |
|---|---|---|
| Peringkat pra-penyejukan | Suhu awal → takat beku | Haba sensibel hilang, penurunan suhu agak cepat. Takat beku makanan lebih rendah daripada 0℃, berbeza mengikut kandungan gula, asid, mineral dan koloid |
| Peringkat pembekuan (zon pembentukan hablur ais maksimum) | Kira-kira -1℃ ～ -5℃ | Air membeku melepaskan haba pendam yang banyak, penurunan suhu menjadi jelas perlahan, keluk hampir mendatar |
| Peringkat penyejukan dalam | -5℃ → suhu akhir pembekuan | Air yang tinggal terus membeku, suhu menurun semula |
Daripada tiga peringkat, yang melepaskan haba secara tertumpu dan keluknya cenderung mendatar ialah peringkat tengah. Untuk menilai sama ada sesuatu proses pembekuan itu cepat atau tidak, industri sering menggunakan “masa untuk melalui zon pembentukan hablur ais maksimum” sebagai ukuran.
Zon pembentukan hablur ais maksimum: -1℃ hingga -5℃
Sains makanan menetapkan -1℃ hingga -5℃ sebagai zon pembentukan hablur ais maksimum, di mana hampir 80% air dalam julat ini boleh membeku menjadi ais (Sains Popular·Ensiklopedia Sains). Hablur ais terbentuk dan membesar dalam tempoh ini, dan saiznya bergantung pada berapa lama ia berada di situ.
Makna pembekuan pantas terletak pada peringkat ini: melaluinya dalam masa yang lebih singkat, hablur ais tidak sempat membesar, hablur yang banyak dan halus terbentuk dalam tisu, kerosakan pada struktur sel adalah kecil; jika berada terlalu lama, air di luar sel yang membeku dahulu semakin pekat, air dalam sel meresap keluar, akhirnya membentuk hablur ais besar di luar sel, memampat dan menembusi dinding sel. Semasa nyahbeku, bahagian jus ini tidak dapat dikekalkan.
Bagaimana kadar pembekuan dikelaskan
Mengikut kadar pergerakan hadapan ais, pembekuan terbahagi kepada tiga kelas (dokumen teknikal pembekuan pantas nitrogen cecair Kunning Cryo):
| Kategori | Kadar pergerakan hadapan ais |
|---|---|
| Pembekuan cepat | ≥ 5～20 cm/jam |
| Pembekuan sederhana | ≥ 1～5 cm/jam |
| Pembekuan perlahan | ≥ 0.1～1 cm/jam |
“Pembekuan pantas” yang ditakrifkan oleh industri makanan memerlukan melalui zon pembentukan hablur ais maksimum dalam masa 30 minit, suhu pusat menurun dari 0℃ ke bawah -5℃, hablur ais yang terbentuk berdiameter kurang daripada 100 μm, dan suhu pusat produk akhir jatuh ke bawah -18℃.
Dari sisi peralatan: kadar penurunan suhu menentukan sama ada dapat merebut tempoh ini
Takat didih nitrogen cecair pada tekanan atmosfera ialah -196℃, jauh lebih rendah daripada bahan pendingin biasa yang digunakan dalam penyejukan mekanikal. Nitrogen cecair juga bersentuhan terus dengan makanan untuk pemindahan haba, dan kadar penurunan suhu awal adalah syarat perkakasan sama ada peralatan dapat melalui zon hablur ais dengan cepat.
| Model | Kaedah pemindahan haba | Parameter penurunan suhu utama |
|---|---|---|
| DKN-LFC-300 kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair | Penyejatan nitrogen cecair + peredaran angin paksa | Penurunan suhu tanpa beban tidak kurang daripada 20℃/minit; kelajuan angin edaran boleh mencapai 10 meter/saat |
| DKN-LFC-600 kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair | Sama seperti di atas, tiga kipas aci panjang | Penurunan suhu tanpa beban tidak kurang daripada 20℃/minit |
| DKN-LFC-1200 kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair (empat zon) | Penyejatan nitrogen cecair + peredaran berzon | Penurunan suhu tanpa beban ≤ 50℃/minit; empat zon boleh dimuatkan secara berasingan mengikut kategori |
| DKN-LFT-1206 terowong pembekuan pantas nitrogen cecair | Penghantaran tali jaring, semburan dua arah atas-bawah + medan angin | Tanpa beban kira-kira 10℃/minit; kitaran penghantaran boleh laras 6～30 minit; produk yang lebih nipis boleh dibekukan dalam 1 minit |
| DKN-RHV-2000L mesin penyejukan pantas rendaman cecair | Sentuhan terus cecair penyejuk gred makanan | Suhu kerja ≤ -35℃; suhu cecair penyejuk boleh mencapai -50℃; kitaran terowong boleh laras 20～100 minit |
Jadual di atas adalah parameter awam bagi setiap model. Untuk keupayaan kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair, lihat kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair; untuk barisan pengeluaran berterusan, lihat terowong pembekuan pantas nitrogen cecair; untuk pendekatan pemindahan haba terus cecair, lihat mesin penyejukan pantas rendaman cecair.
Satu peringatan: peralatan menyatakan kadar penurunan suhu tanpa beban, yang tidak sama dengan kadar penurunan suhu pusat produk. Semakin tebal produk dan semakin tinggi kandungan air, semakin lama masa untuk melalui zon hablur ais. Apa yang boleh dilakukan oleh peralatan ialah memberikan syarat pemindahan haba yang mencukupi—suhu persekitaran yang cukup rendah, medan angin yang boleh menembusi celah dulang, dan ketebalan muatan yang boleh dihamparkan.
Kadar pembekuan dan susut kering
Semasa pembekuan, air permukaan makanan akan menyublim atau dibawa pergi oleh aliran udara, dan kehilangan berat dipanggil susut kering. Gudang pembekuan pantas tradisional dan peranti pembekuan membeku dengan perlahan, kadar susut kering adalah 3%～6%; kadar susut kering pembekuan pantas nitrogen cecair adalah 0.25%～0.5% (dokumen teknikal pembekuan pantas nitrogen cecair Kunning Cryo). Perbezaan datang daripada masa pendedahan—semakin singkat permukaan berada dalam aliran udara bersuhu rendah, semakin sedikit air yang dibawa pergi. Bagi kategori dengan harga seunit yang agak tinggi, perkara ini secara langsung mempengaruhi kadar hasil keluaran.
Bagaimana menentukan pembekuan selesai
Pembekuan selesai tidak dilihat daripada berapa lama peralatan beroperasi, tetapi daripada suhu pusat haba makanan. Pusat haba ialah kedudukan yang terakhir membeku semasa proses pembekuan, dan bagi makanan berbentuk sekata biasanya berada di pusat geometri. Amalan industri menggunakan pusat haba mencapai suhu sasaran sebagai titik akhir pembekuan; daging biasanya memerlukan suhu pusat mencapai -15℃; suhu penyimpanan beku biasanya ditetapkan pada -18℃ hingga -25℃.
Dari sisi peralatan, yang sepadan ialah pengukuran suhu dan rakaman. Mengambil siri DKN-LFC sebagai contoh, ia menggunakan pengukuran suhu perintang platinum, julat 200℃～-200℃, satu kawalan utama satu pemantauan; talian terowong mempunyai henti kecemasan di hujung masuk, hujung keluar dan kabinet elektrik, serta dilengkapi pengesanan kepekatan oksigen, dan selepas program tamat ia memberi amaran dan memutuskan kuasa secara automatik. Sama ada data boleh dijejaki menentukan sama ada parameter kelompok sebelumnya boleh disemak semula apabila menukar kategori.
Soalan lazim
Apakah maksud “platform” pada keluk pembekuan?
Platform merujuk kepada satu segmen di mana suhu hampir tidak berubah semasa proses penurunan suhu. Air membentuk ais perlu melepaskan haba pendam; jika haba ini tidak disingkirkan, suhu tidak dapat turun, dan keluk cenderung mendatar antara -1℃ hingga -5℃. Semakin lama platform bertahan, semakin perlahan melalui zon hablur ais.
Adakah semakin rendah suhu peralatan pembekuan pantas ditetapkan, semakin baik?
Tidak. Saiz hablur ais ditentukan oleh kelajuan melalui zon pembentukan hablur ais maksimum, bukan oleh suhu akhir. Jika suhu peralatan ditetapkan terlalu rendah, bagi produk nipis ia akan membeku secara berlebihan dan meningkatkan penggunaan nitrogen cecair; bagi produk tebal, masa pusat melalui zon dihadkan oleh ketebalan, dan walau betapa rendahnya suhu persekitaran, ia tidak akan menjadi lebih cepat dengan banyak. Parameter perlu ditentukan mengikut jenis dan ketebalan produk.
Pada -18℃ yang sama, mengapa perbezaan selepas nyahbeku begitu besar?
-18℃ ialah suhu penyimpanan beku, bukan kadar pembekuan. Menurunkan suhu secara perlahan selama beberapa jam dan melaluinya dengan cepat dalam beberapa puluh minit, kedua-duanya akhirnya boleh mencapai -18℃, tetapi saiz hablur ais berbeza: pembekuan perlahan membentuk hablur ais besar, menembusi sel, dan jus hilang semasa nyahbeku; pembekuan cepat membentuk hablur ais halus dan sekata, tisu pada dasarnya dikekalkan.
Apakah yang perlu dilihat untuk menilai pembekuan selesai?
Lihat suhu pusat haba makanan, bukan masa operasi peralatan. Pusat haba ialah kedudukan yang terakhir membeku semasa proses pembekuan, dan bagi makanan berbentuk sekata biasanya berada di pusat geometri. Daging biasanya memerlukan suhu pusat mencapai -15℃, dan suhu penyimpanan beku kemudiannya ditetapkan di bawah -18℃.
Bolehkah produk nipis dan produk tebal menggunakan set parameter yang sama?
Tidak boleh. Produk seperti kepingan nipis dan zarah kecil boleh dibekukan dalam 1 minit; masa pusat produk tebal melalui zon meningkat dengan ketebalan, kelajuan tali jaring dan ketebalan muatan perlu ditentukan semula. Sebelum menukar kategori dan memulakan pengeluaran, disyorkan untuk melakukan penentukan kelompok kecil terlebih dahulu, dan menulis parameter ke dalam arahan kerja.
Untuk menentukan proses pembekuan mengikut jenis produk dan ketebalan, anda boleh menghantar jenis bahan, ketebalan sekeping, suhu masuk dan suhu pusat sasaran, dan kami akan mengeluarkan satu set parameter mengikut keadaan sebenar: Hubungi Kunning Cryo
Kelas kadar pembekuan dan kadar susut kering dalam teks dipetik daripada dokumen teknikal pembekuan pantas nitrogen cecair Kunning Cryo; julat suhu zon pembentukan hablur ais maksimum dan nisbah pembekuan air dipetik daripada Sains Popular·Ensiklopedia Sains, penjelasan mekanisme adalah pengetahuan umum proses pembekuan.