草莓液氮速冻工艺研究
草莓干冰喷射速冻过程的数值模拟与优化
第37卷第1期农业工程学报V ol.37 No.1 306 2021年1月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2021草莓干冰喷射速冻过程的数值模拟与优化宁静红，赵延峰，孙朝阳（天津商业大学天津市制冷技术重点实验室，天津300134）摘要：为了有效提高速冻后草莓的品质，该研究提出干冰喷射速冻草莓的方法，设计了干冰喷射速冻草莓的速冻间和干冰喷射装置，利用Comsol软件对速冻间内干冰喷射草莓速冻过程的温度场、速度场和压力场进行模拟，研究了不同干冰喷入速度（0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50 m/s），喷入口半径（18、20、23、25、30 mm），以及干冰喷入速度为0.20、0.30 m/s时模型内干冰体积分数变化对草莓速冻效果的影响。
结果表明：随着干冰入口半径的增加和干冰喷入速度的提高，草莓会更快的冻结。
在入口半径为25 mm，流速为0.30 m/s情况下，可以高效实现草莓速冻。
对干冰速冻草莓降温性能进行分析，并与现有液氮喷淋速冻草莓降温性能进行比较，结果表明：干冰速冻草莓通过最大冰晶带和草莓完全冻结的时间分别减少63.9%和41.7%，草莓能最大限度地保持原有的新鲜状态和营养成分。
对优化的结果进行试验验证，草莓表面温度和中心温度达到标准时误差分别为3.70%和6.03%，草莓干冰速冻前后的品质指标均优于草莓速冻标准。
研究结果为进一步开发节能环保的干冰速冻草莓装置提供参考。
关键词：冷冻；数值模拟；优化；干冰喷射；草莓doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.036中图分类号：TB61 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2021)-01-0306-09宁静红，赵延峰，孙朝阳. 草莓干冰喷射速冻过程的数值模拟与优化[J]. 农业工程学报，2021，37(1)：306-314.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.036 Ning Jinghong, Zhao Yanfeng, Sun Zhaoyang. Numerical simulation and optimization of quick freezing process of strawberry by dry ice spray[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(1): 306-314. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.036 0 引 言依据时间-温度-耐受性原则，食品的品质依赖于温度，温度越低，食品的储存时间越长[1]。
《“香野”草莓茎尖组培快繁体系以及玻璃化法超低温保存体系的建立》
《“香野”草莓茎尖组培快繁体系以及玻璃化法超低温保存体系的建立》香野草莓茎尖组培快繁体系以及玻璃化法超低温保存体系的建立摘要本研究致力于香野草莓（一种优质的草莓品种）的茎尖组织培养及超低温保存体系的建立。
通过组培快繁体系，实现了香野草莓的快速繁殖；通过玻璃化法超低温保存体系，提高了香野草莓种质资源的保存效率与质量。
本文详细阐述了该两大体系的建立过程、操作方法及其实验结果分析。
一、引言随着现代生物技术的飞速发展，植物组培和超低温保存技术已经成为农业育种领域中重要的研究手段。
香野草莓作为一极具市场潜力的草莓品种，其种植范围日益扩大，因此对其种质资源的保护和快速繁殖技术的研发显得尤为重要。
本研究的目的是建立一套高效、稳定的香野草莓茎尖组培快繁体系以及玻璃化法超低温保存体系，以期为香野草莓的规模化种植和种质资源保护提供技术支持。
二、材料与方法1. 材料准备选取健康、无病虫害的香野草莓植株作为实验材料。
实验所需的组培试剂、玻璃化保存液等均经过严格筛选与配制。
2. 茎尖组培快繁体系建立（1）外植体的选取与消毒：选择健康的香野草莓茎尖作为外植体，经过严格消毒处理后用于组培。
（2）初代培养：将消毒后的外植体接种到组培基质中，控制适宜的温度、光照等条件，促进其生长。
（3）继代培养与快繁：通过多次继代培养，实现香野草莓的快速繁殖。
3. 玻璃化法超低温保存体系建立（1）玻璃化法处理：采用特定浓度的玻璃化保存液对香野草莓茎尖进行处理，以减少其在超低温环境下遭受的损伤。
（2）超低温保存：将经过玻璃化处理的香野草莓茎尖放入液氮中进行超低温保存。
（3）复苏与鉴定：将保存的茎尖进行复苏，观察其生长状况并进行鉴定。
三、结果与分析1. 茎尖组培快繁体系结果通过建立的组培快繁体系，香野草莓的繁殖速度显著提高，且生长状况良好，无异常表型出现。
同时，该体系具有较高的稳定性和可重复性。
2. 玻璃化法超低温保存体系结果采用玻璃化法进行超低温保存的香野草莓茎尖，其复苏率较高，且保存后的茎尖生长状况良好，未出现明显的损伤。
食品加工中的冷冻技术研究
食品加工中的冷冻技术研究古人云：“民以食为天。
”食物是人们生活所必需的，而食品加工则是确保食物安全和保鲜的重要环节之一。
而在食品加工领域中，冷冻技术无疑扮演着不可或缺的角色。
本文将探讨食品加工中冷冻技术的研究与应用。
首先，让我们了解一下冷冻技术的基本原理。
冷冻技术是通过将食物降温至低温状态，以防止细菌生长和微生物代谢，从而延长食品的保鲜期。
冷冻技术的原理是利用低温处理来抑制酶活性，降低微生物的生长和繁殖速率，尽可能保留食品的原有品质。
在过去的几十年里，食品加工中的冷冻技术发生了巨大的变革。
传统的冷冻技术主要依赖于冷冻贮藏设备，冻结速率相对较慢，而新型的冷冻技术则在冷冻速率和保鲜效果上取得了突破性的进展。
例如，液氮冷冻技术在食品加工中得到了广泛应用。
液氮冷冻技术的特点是速度快、温度低、冷冻效果好，能够更好地保留食品的营养成分和口感。
与此同时，冷冻技术在食品加工领域的研究也逐渐展开。
研究人员不断探索如何通过冷冻技术提高食品的质量和保鲜效果。
例如，依靠冷冻技术将食物迅速冷冻，可以有效地确保食品的新鲜度和口感，同时也能够最大限度地保留食品的营养价值。
同时，冷冻技术还可以在食品加工中实现精确控制，通过调整冷冻速率和温度，来达到最佳的食品贮藏效果。
除了食物的冷冻贮藏，冷冻技术还在食品加工的各个环节中具有广泛应用。
一些冷冻食品的生产过程中，需要对食品进行冻结烘干等处理，以实现干燥和冷冻的同时制备出高品质的产品。
冷冻技术在冷冻食品的干燥过程中可以更好地保持食品的形态和质量。
同时，在一些烘焙和糕点生产中，冷冻技术也起到了至关重要的作用，通过冷却食品使其更易加工和贮藏。
然而，虽然冷冻技术在食品加工中具有广泛的应用，但也存在一些挑战和问题。
一方面，冷冻技术对设备要求较高，成本相对较高。
另一方面，冷冻过程中，食物的细胞结构可能受到损害，导致食品的质量下降。
解决这些问题需要进一步的研究和实践。
综上所述，食品加工中的冷冻技术是确保食品安全和保鲜的重要手段。
液氮——制冷新工艺
液氮——制冷新工艺作者：申海鹏来源：《食品安全导刊》2012年第08期冷冻和冷却是食品生产与配送过程中相当重要的环节。
近几年，随着食品行业对冷冻和冷却技术需求的增长，越来越多的食品企业在提升或扩充其冷冻和冷却生产线，然而这样的提升或扩充并非像以前那样简单。
目前食品冷却技术日新月异，传统机械式食品冷冻设备虽仍然在广泛使用，但正在被诸多更有优势的新型食品冷冻设备及技术所代替。
在本次展会上，我们看到了以液氮为原料进行食品冷冻、冷却的工业气体公司——空气产品公司。
带着众多的疑问，本刊记者采访了空气产品公司食品应用部黄启福先生。
记者：据了解，贵公司提供的液氮可以用于食品的冷冻、冷却和包装领域，请您介绍用液氮进行冷冻、冷却的原理是怎样的？与其他冷却方式相比有何优势？黄启福：液氮是一种超低温制冷剂，具有惰性、无色、无嗅、无腐蚀性、不可燃等特点，温度极低，其沸点为-196℃。
其制冷原理就是利用了在汽化过程中吸热量大而使所接触食品的温度快速降低。
因其主要原料为空气，所以液氮中不存在有毒物质，汽化后不会对冷冻、冷却食品的安全、环境和人员的健康造成影响。
相对于传统的机械冷冻设备，液氮速冻能大幅减少食品的干耗损失、实现最佳的单体速冻效果，避免大冰晶的生成，从而获得更高质量的产品。
液氮系统可以使温度急剧下降，因而是一种非常有效的冷却解决方案。
液氮系统能有效的控制温度，提供高品质的冷冻、冷却食品且其加工过程连续可靠。
记者：有人认为，与液氮相比，以液态二氧化碳作为制冷剂使用在搅拌肉制品工艺过程中，可以抑制微生物滋生、保持产品色泽和抑制脱水，您怎么认为？黄启福：我们公司最近的一项研究表明，虽然肉制品摄取二氧化碳的速度很快，但当离开二氧化碳气氛后，其摄取的二氧化碳同样会迅速地析出。
因此，在后序的包装工艺中，如果不用气调包装，那么使用二氧化碳冷却工艺的肉制品在货架期的时间是不会长久的。
同样，用二氧化碳对肉制品的色泽处理也未获得明显的效果。
用液氮作冷源制作冷品技术研究
用液氮作冷源制作冷品技术研究作者：杨添棋来源：《新课程·教师》2016年第02期一般来讲，人们日常食用的冰淇淋都是由乳制品、甜味剂、调味剂等材料预处理混合后，经杀菌、均质、老化、凝冻制成的，耗时较长，成本较高。
液氮是一种能使物体快速降温的较为新奇的事物。
如今人们期待方便、快捷的生活方式，对新奇事物更是有着不断的追求，为了迎合大众心理，小组成员在商讨后，一直觉得将研究内容设定为：在只备有最基本的原材料的情况下，寻求最佳口感冰淇淋的配方。
通过查阅资料，了解到液氮质量为原材料质量30%～40%时，所制得的冰淇淋软硬适中，口感最佳，由此，本实验控制液氮、淡奶油、纯牛奶、绵白糖等原材料质量不变，通过改变加入水的质量来改变冰淇淋口感。
1.实验设备与材料材料主要有：液氮（低温实验室提供），雀巢淡奶油，广泽纯牛奶，核灵绵白糖，另外还购买了原料，如纯净水、美汁源爽粒红葡萄汁等。
容器有一下几种：宽口杜瓦瓶、不锈钢盆（直径约25cm）、搅拌工具（金属材质勺）。
2.实验原理液态氮气，简称为液氮。
惰性的，无色，无臭，无腐蚀，不可燃，常压下温度为-196℃，在空气中迅速挥发；氮在空气中的体积比为78.03%。
由此，液氮可被用作冷源制作可食用的冰淇淋。
液氮温度极低，在冷冻时采用液氮罐中蒸发的-80℃氮气快速降温，使冰淇淋液立即冻结，使冰淇淋的营养成分、形状等不被破坏。
3.实验方案与研究过程实验分三次进行，始终保持液氮、纯牛奶、绵白糖、果汁的用量不变，改变纯净水的用量来完成实验。
第一次不加入纯净水，为无水冰淇淋；第二次加入少量纯净水，为少水冰淇淋；第三次加入较多量纯净水，为多水冰淇淋。
3.1实验操作步骤3.1.1无水冰淇淋制作（1）向不锈钢盆中加入淡奶油125 ml、纯牛奶125 ml、绵白糖50 g、果汁30 ml、纯净水0 ml；（2）将盆中液体进行充分搅拌，形成质地细腻、粘稠的冰淇淋液；（3）向混合均匀的冰淇淋液中倒入约70ml液氮，充分搅拌；（4）此时冰淇淋初步完成冷冻过程，但质地较软，继续加入液氮50 ml，充分搅拌，直至冰淇淋液完全凝固，无水冰淇淋完成。
冷冻电镜技术速冻到液氮的原理
冷冻电镜技术速冻到液氮的原理
冷冻电镜技术中，速冻到液氮的原理涉及到样品的快速冷冻以及其后续的处理过程。
在冷冻电镜技术中，样品通常是生物组织或细胞，需要在其自然状态下进行观察。
因此，为了保持样品的原貌并避免伪形态的产生，需要将样品迅速冷冻以固定其结构。
首先，样品通常被置于一种称为冷冻固化剂的物质中，这种物质可以迅速将样品冷冻并固化。
常用的冷冻固化剂包括液氮和乙烷等。
以液氮为例，液氮的温度极低，约为-196摄氏度，能够迅速将样品冷冻至极低温度，从而防止样品内部结构的变化。
在冷冻过程中，样品会迅速形成冰晶，这有助于保持其原始形态。
其次，冷冻后的样品需要进行进一步的处理，以便在电子显微镜中观察。
通常，冷冻固化的样品会被转移到真空中，并通过升温和脱水等步骤，使其逐渐从冷冻状态转变为可观察的状态。
在这个过程中，样品会被逐渐加热并脱除水分，最终形成适合在电子显微镜中观察的样品。
总的来说，冷冻电镜技术中，速冻到液氮的原理是利用极低温度的液氮迅速将样品冷冻固化，以保持样品的原始结构，然后通过
逐渐升温和脱水等处理，将样品转变为适合在电子显微镜中观察的状态。
这一过程确保了样品在电子显微镜中的观察结果准确性和可靠性。
蓝莓流态化速冻工艺及贮藏品质变化规律
蓝莓流态化速冻工艺及贮藏品质变化规律张庆钢;陶乐仁;邓云;郑志皋;蔡梅艳【摘要】研究了蓝莓的液氮式流态化速冻加工工艺及其冻后样品在贮藏期间的品质变化规律.多元线性回归分析显示了液氮式流化床速冻蓝莓适宜的工艺条件为:冻结温度=-40℃、风机风速=4.5 m/s、床层高度=3.6cm.环境扫描电镜(ESEM)显示了流化床速冻蓝莓的内部微观结构在致密性、均匀性和破坏性上优于-18℃冰箱慢速冻结.对贮藏期间的样品采取感官检验方法,通过对蓝莓的外部颜色、内部颜色、硬度和外观品质等评分,结果表明流化床速冻蓝莓的品质优于-18℃冰箱慢速冻结的蓝莓.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2013(039)012【总页数】6页(P171-176)【关键词】流态化;速冻;蓝莓;工艺;品质【作者】张庆钢;陶乐仁;邓云;郑志皋;蔡梅艳【作者单位】上海理工大学低温与食品研究所,上海,200093 ;哈尔滨商业大学制冷空调研究所,黑龙江哈尔滨,150028;上海理工大学低温与食品研究所,上海,200093;上海交通大学食品科学与工程系,上海,200240;上海理工大学低温与食品研究所,上海,200093;上海理工大学低温与食品研究所,上海,200093【正文语种】中文蓝莓(Vaccinium corymbosum L. )，通常称为越橘果，风味独特，营养丰富［1］。
可促进视网膜“杆细胞”生成，改善眼部肌肉疲劳［2］。
能防止自由基的氧化作用，具有强力抗氧化和抗过敏功能，可保护脑神经不被氧化，稳定脑组织功能［3-4］。
蓝莓属多水分浆果，果实成熟期在6 ～8 月份的高温多雨季节［5］，易腐烂，不宜贮存，因此，采收后长期保存蓝莓成为了蓝莓产业发展中一项关键技术。
现在贮存蓝莓的方法有高氧［6］、气调、紫外线照射、壳聚糖涂膜［7］等方式。
流态化速冻以其冻结速度快、解冻后食品质量高的特点逐渐发展成为单体速冻食品产品的重要工业冻结方法之一［8］。
草莓片的真空冷冻干燥工艺的研究
草莓片的真空冷冻干燥工艺的研究摘要本文对冻干草莓片的生产加工工艺进行研究和分析，确信了速冻草莓粒在－10±2℃条件下回软48小时左右再进行切片，制定草莓片的真空冷冻工艺曲线并在生产中应用。
关键词草莓片切片工艺冻干工艺曲线草莓,又叫洋莓,红莓,原产欧洲,本世纪初初传入我国.草莓外观呈心形,颜色鲜艳粉红,果肉多汁,酸甜适口,芳香宜人,营养丰硕,故有”水果皇后”之美称。
据报导，每100克草莓果肉中含糖8至9克、蛋白质0.4至0.6克，维生素C50至100毫克，比苹果、葡萄高7至10倍。
而它的苹果酸、柠檬酸、维生素B一、维生素B12，和胡萝卜素、钙、磷铁的含量也比苹果、梨、葡萄高3至4倍。
但由于草莓皮薄多汁，容易损伤，采收期短，不耐贮运。
将草莓加工成真空冷冻干燥的产品，能较好地维持草莓的营养成份，能长时刻贮运，食用方便，大大提高了草莓的商品价值。
利用速冻草莓加工冻干草莓片可不受草莓生产季节限制。
一、材料与方式1.1材料与设备单体速冻草莓粒。
采纳DF-2000真空冷冻干燥机（日本真空株式会社），用AH521-NNN12打点记录仪（日本产）监测草莓片的中心温度、加热搁板温度、媒体温度、干燥槽内真空度和冷阱温度。
URSCHEL切丁机美国制造101-2型电热恒温干燥箱（上海仪器总厂）测定产品的水分、JA系列电子天平。
1.2工艺流程速冻草莓粒→-10±2℃冷藏48小时→切片→铺盘→速冻→升华干燥→解析干燥→挑选→包装→成品→入库。
1.3操作要点新鲜草莓皮薄多汁，切片时易碎、流汁，速冻、冻干后会结团，碎片多。
本工艺是采纳单体速冻的草莓粒，在-10±2℃条件下冷藏48小时回软后切片、铺盘、速冻、冻干。
1.3.1回软切片前将速冻好的草莓粒移到-10±2℃冷藏库冷藏48小时回软。
要注意操纵好库温和时刻，温度太高时刻太长，草莓太软，切片时会软烂，成型不行；温度太低时刻太短，草莓太硬，容易损伤刀具，切片易碎，碎屑多。
草莓结冰实验原理
草莓结冰实验原理
草莓结冰实验是一种简单而有趣的科学实验，通过将草莓浸泡在液氮中，使其迅速冷却并结冰。
这项实验可以帮助我们了解液氮的特性以及物质在不同温度下的变化。
液氮是一种极低温的液体，其沸点为-196℃。
由于其极低的温度，液氮可以迅速将物质冷却至非常低的温度，并使其迅速结冰。
在草莓结冰实验中，我们将草莓放入液氮中，由于液氮的低温作用，草莓会快速冷却并结成固态。
在实验过程中，草莓表面会出现一层白色霜冻。
这是因为空气中含有水分，在接触到极低温度的液氮时会迅速凝固形成霜冻。
同时，草莓内部的水分也会被快速冷却并结成固态。
当我们取出已经结成固态的草莓时，它们会变得非常硬，并且不再具有原来的口感和味道。
除了用于草莓结冰实验，液氮还有许多其他的应用。
在科学研究中，液氮常被用于制备特殊的合金材料、制备超导体和进行高能物理实验等。
在工业生产中，液氮也被广泛应用于冷却、冷冻和保鲜等领域。
总之，草莓结冰实验可以帮助我们更好地了解液氮的特性及其在科学
和工业生产中的应用。
同时，通过这项实验，我们也可以感受到物质在不同温度下的变化以及科学对我们日常生活的影响。
鲜食草莓速冻贮藏技术
政策支持与发展方向
要点一
政策支持
政府将加大对草莓速冻贮藏技术的支持力度，推动技术 创新和产业升级。同时，政府还将加强质量监管和标准 制定，保障草莓速冻产品的质量和安全。
要点二
发展方向
未来草莓速冻贮藏技术的发展将更加注重技术创新和品 质提高。同时，随着人们对健康饮食的关注度不断提高 ，草莓速冻贮藏技术也将更加注重保留营养价值和天然 风味。此外，随着电商平台的快速发展，草莓速冻产品 的线上销售也将成为未来的发展趋势。
液态氮速冻机是一种高效的速 冻设备，使用液态氮作为制冷 剂，具有冷却速度快、冻结品
质好等优点。
低温贮藏设备
低温冷库
低温冷库是用于贮藏速冻草莓的专业冷库 ，温度通常控制在-18℃以下，能够长时 间保持草莓的色泽、口感和营养价值。
VS
冷藏集装箱
冷藏集装箱是一种移动式低温贮藏设备， 具有较好的保温性能和调节温度的功能， 适用于草莓的运输和贮藏。
03
草莓速冻贮藏技术操作流程
原料选择与处理
品种选择
选择适合速冻贮藏的草莓品种 ，如丰香、章姬等。
采收时间
在草莓成熟度适宜时进行采收， 保证果实品质。
挑选与分级
去除劣质果实，根据果实大小、色 泽等进行分级。
清洗与消毒
清洗
用流动水冲洗草莓表面，去除杂质和残留物。
消毒
使用适量消毒剂清洗草莓表面，以减少病原菌数量。
方向。该技术能够快速通过冰晶形成区，减少细胞损伤，保持草莓的
原有品质和口感。
02
真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥技术能够有效地去除草莓中的水分，延长保质期，同时
保持草莓的原有品质和口感。随着技术的不断改进和完善，真空冷冻
液氮速冻技术及设备在水果领域的应用
液氮速冻技术及设备在水果领域的应用水果速冻保鲜是指以低温速冻方式储藏水果的加工方法。
水果冻结后，内部的生化作用停止，所含水分大部分冻结成冰，微生物无法生长和繁殖，因此可以保存较长的时间，而且基本上可以保持原有的自然形状和口味；在储藏期间，水果的色、香、味和蕴含的维生素不会发生明显变化。
速冻水果主要用于制作其他食品原料，如果冻、果酱、点心、蜜饯、冰淇淋以及果汁汽水等。
速冻水果从加工、储藏到运输、销售整个过程是一个冷藏链，都离不开冷藏装置，因此造成总的能耗较高，所以其成本自然也比较高。
速冻水果的步骤说明冻结水果主要步骤有三个阶段：第一阶段：由水果原来的温度降到开始冻结的温度。
第二阶段：水果的汁液冻结。
第三阶段：将水果从冻结温度降低到所需的储藏温度。
速冻水果的原理说明水果冻结是从表面逐渐向内层进行的，当水果制品的热中心（在均质化和各向同性的物质内，热中心落在制品的任何中心上）温度等于或不高于储藏温度3~5℃时，就可以认为冻结完成。
在水果的汁液中，除了大量的水分以外，还溶解有钠、钾、铁、镁等多种无机盐和脂肪、蛋白质等有机物质，共同形成胶体状态的溶液，这种溶液的的冰点低于纯水。
多数水果的最高冻结点在零下0.8~零下2.5℃。
当水果的温度降低到这个冻结点时，部分水分便由汁液分离出来，并逐渐生成冰晶，这样汁液的浓度就越来越大，其冻结点也越来越低，当冻结的温度降低到低溶冰盐的共晶点（大约为零下55℃）时，便把最浓的汗液也全部冻结，此时，胶体变性，可逆性消失，不利于产品的复原。
因此，水果的速冻温度不应低于水果的可逆性界限（一般在零下18~零下25℃），水果的冻结水量一般控制在70~80%，大部分的水果通常在零下3℃左右时开始结冰，当速冻温度降低到零下7℃，大约有50~60%的水分结冰，也就是说，零下3℃~零下7℃温度区间是水果冰晶生成量最大的温度范围，故称之为最大冰晶生成带。
因此如果水果速冻时，能够快速的通过最大冰晶生成带，大部分水分在果肉细胞内开成数量巨多而且极细微的冰晶，物理和化学的变化不太强烈，对果肉组织的损坏极小，当冰晶融化时，水分可以充分的渗入到果肉组织中，使水果组织可以较好的复原，从而得到高品质的水果制品。
液氮在食品冷冻技术及应用
液氮在食品冷凍技術及應用（转载网络）液氮是無色、無味、低粘度的透明液體，化學性質穩定。
液氮在常壓下的沸點是-195.8℃，當它與被凍食品相接觸時，能吸收的蒸發潛熱為198.9kJ/kg；再讓氮蒸氣升溫至-20℃，平均比熱以1.047kJ/（kg·K）計，則能吸收184.1kJ/kg。
兩項合計為383.0kJ/kg，是一種理想的制冷劑.用液氮速凍食品，最早始于美國。
美國在50年代就開始了這方面的研究，至1960年即正式用于速凍食品。
1964年開始在生產上迅速推廣。
液氮速凍技術產生的背景是：1、50年代末，由于宇宙空間技術的發展，作為火箭燃料所產生的大量液態氧的需要，促使空氣液化分離工業的飛躍發展。
液氮的生產使空氣中所含78%的氮的大量液化生產成為可能，從而為冷凍食品工業新的應用開辟了途徑。
2、60年代初，美國的冷凍食品工業面臨一個新的轉折點，當時的冷凍食品向三個方向發展：（1）冷凍食品向“單體快速凍結”（IQF）方向發展；（2）要求通過連續速凍裝置提高冷凍食品的生產量；（3）要求冷凍食品向高質量的速凍保鮮食品發展。
由于這些要求促使凍結方法必須在技術上進行更新，因此液氮速凍技術應運而生，并迅速得到廣泛應用。
液氮速凍有著下列優點：（1）液氮無毒，且對食品成分呈惰性，再者，由于替代了從食品中出來的空氣，所以可在凍結和帶包裝貯藏過程使氧化變化降低到最小限度。
（2）液氮可與形狀不規則的食品的所有部分密切接觸，使傳熱阻力降低到最小限度。
（3）凍結食品的干耗小。
用一般凍結裝置凍結的食品，其干耗率在3%～6%之間，而用液氮凍結裝置凍結，干耗率在0.6%～1%之間。
所以適于凍結一些含水分較高的食品，如楊梅、西紅柿、蟹肉等。
（4）占地面積小，初投資低，裝置效率高。
（5）凍結食品的品質高。
由于液氮和食品直接接觸，以200K 以上的溫差進行強烈的熱交換，故凍結速度極快，每分鐘能降溫7～15K。
食品內的冰結晶細小而均勻，解凍后食品質量高。
食品液氮速冻技术研究进展
食品液氮速冻技术研究进展一、本文概述随着现代食品工业技术的不断进步，速冻技术作为一种重要的食品加工方法，已经得到了广泛的应用。
食品液氮速冻技术，作为速冻技术中的一种，其独特的冷冻方式和效果，为食品保鲜、延长保质期以及保留食品原有口感和营养价值提供了有力的支持。
本文旨在综述食品液氮速冻技术的研究进展，包括其基本原理、应用领域、优势与挑战等方面，以期为未来食品速冻技术的发展提供参考。
本文首先简要介绍了食品液氮速冻技术的基本原理，即通过液氮的快速蒸发吸热，使食品在短时间内达到极低的温度，从而实现食品的速冻。
随后，文章回顾了近年来食品液氮速冻技术在不同食品领域的应用研究，如肉类、水产品、果蔬等，展示了该技术在提高食品品质、延长保质期方面的显著效果。
在介绍应用研究的本文也探讨了食品液氮速冻技术的优势与挑战。
优势方面，该技术具有冷冻速度快、冷冻效果好、对食品营养成分影响小等优点，能够满足现代消费者对食品品质和口感的高要求。
然而，挑战也同样存在，如液氮的成本较高、操作安全性需进一步提高等问题，限制了该技术的广泛应用。
本文展望了食品液氮速冻技术的未来发展趋势，包括技术创新、成本降低、应用领域拓展等方面，以期推动该技术在食品工业中的更广泛应用，为食品产业的可持续发展做出贡献。
二、液氮速冻技术基础液氮速冻技术是一种先进的食品冷冻技术，其基本原理是利用液氮的超低温特性（-196℃），迅速将食品内部的热量带走，实现食品的快速冻结。
液氮速冻技术相较于传统的空气冷冻和接触式冷冻方法，具有更高的冻结速度和更低的温度，从而能够最大限度地保持食品的营养成分、口感和色泽。
液氮速冻技术的基础在于对食品进行快速而均匀的冷却。
在液氮速冻过程中，食品被置于液氮环境中，由于液氮的超低温，食品表面的水分会迅速凝结成冰，形成一层冰晶。
随后，冰晶通过热传导和对流作用，将食品内部的热量迅速带走。
由于液氮的汽化潜热非常大，使得冻结过程能够在短时间内完成，从而减少了冰晶生成的数量和大小，避免了食品在冻结过程中出现的组织结构破坏和营养流失。
鲜草莓速冻制品及加工方法[发明专利]
![鲜草莓速冻制品及加工方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/33d66283a45177232e60a2e2.png)
专利名称：鲜草莓速冻制品及加工方法专利类型：发明专利
发明人：李正娟
申请号：CN201410096135.2
申请日：20140314
公开号：CN104905388A
公开日：
20150916
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于农用产品加工技术领域，具体涉及鲜草莓速冻制品及加工方法，本发明通过清洗消毒、沥水称重、调糖装盘和速冻包装的工艺过程，将新鲜草莓采摘之后进行清洗消毒和沥水沉重后，加入草莓净重30-50%浓度的白砂糖浸渍。
均匀撒在果面，搅拌均匀装盘后送入低温冷库速冻，速冻温度为零下37-40℃，冻结时间为30-40min完成，直至果心温度为零下16-18℃，速冻完成的工艺流程，在根本上解决了新鲜草莓容易腐败变质的问题，而且在速冻前对草莓进行调糖搅拌，使得草莓的口感进行了改善，便于运输和人们的食用。
申请人：李正娟
地址：730070 甘肃省兰州市安宁区菅门村1号
国籍：CN
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草莓速冻加工工艺流程
草莓速冻加工工艺流程英文回答：The process of frozen strawberry processing typically involves several steps. Here is a general outline of the process:1. Harvesting: Fresh strawberries are carefully picked at the peak of ripeness to ensure the best flavor and quality.2. Sorting and Cleaning: The harvested strawberries are then sorted to remove any damaged or spoiled fruits. They are also thoroughly cleaned to remove any dirt or debris.3. Preparing: The strawberries are hulled, which involves removing the green leafy tops and any remaining stems. This step ensures that only the edible part of the fruit is used.4. Blanching: The strawberries are blanched in hot water or steam for a short period of time. Blanching helps to preserve the fruit's color, texture, and flavor by inactivating enzymes that can cause degradation.5. Cooling: After blanching, the strawberries are quickly cooled down to prevent overcooking and to maintain their firmness and shape.6. Freezing: The cooled strawberries are then frozen using either a batch freezer or a continuous freezer. The freezing process helps to preserve the strawberries by slowing down enzymatic reactions and microbial growth.7. Packaging: The frozen strawberries are carefully packaged in suitable containers, such as bags or cartons, to protect them from freezer burn and maintain theirquality during storage.8. Storage: The packaged frozen strawberries are stored in a freezer at temperatures below -18°C (-0.4°F) to maintain their frozen state and extend their shelf life.9. Distribution: The frozen strawberries aredistributed to various markets, including food manufacturers, retailers, and foodservice establishments.10. Consumption: The frozen strawberries can be used ina variety of applications, such as desserts, smoothies, jams, and sauces.中文回答：草莓速冻加工的工艺流程通常包括以下几个步骤：1. 采摘，新鲜的草莓在成熟的时候被小心地采摘，以确保最佳的口味和质量。
草莓微冻保鲜方法的研究_林向东
2.1 材料
2.1.1 供试原料 市售新鲜草莓。
2.1.2 仪器设备 低温冰柜、可控温冰箱
(0~(-5±0.2)℃)、隧道式速冻生产线、温度计、
湿度仪、手持测糖仪、果实硬度计、分光光度计。
2.2 试验方法
2.2.1 微冻条件的确定
1)冻结点的测定。试验中采用最低标记的温
9%,在草莓组织中约增加6%[4]。膨大的冰晶体会
对细胞造成机械损伤,直接的表现是解冻后产品组
织崩溃。
试验结果表明,只要不超过草莓组织细胞的低
温可耐受极限,轻微的冻结不会伤及其组织结构。
当缓慢解冻时,细胞间隙的冰晶重新融化成水,并慢
慢被草莓组织细胞所吸收,恢复其原有的新鲜组织
状态。不过,解冻时的温度确定也很关键,如温度过
常规冻结-24 36 6.0 >15—
缓慢冻结-2 12 h 6.3 9.8 6.2
对经上述各种降温方式处理后草莓的外观、色
泽、硬度等指标综合评定后认为,空气速冻和浸渍速
冻的草莓果实虽然解冻后形态恢复比常规冻结的
好,但已失去了商品价值。而由于缓慢冻结过程中
草莓的温度与外界温度(-2℃)接近,故其水分冻
可耐受极限。
3)草莓微冻降温方式的选择。采用空气速冻、
浸渍速冻、常规冻结、缓慢冻结的方法处理草莓,以
达到冻结点时为止。待解冻后观察其色泽、形态、硬
度方面的变化,以寻求草莓达到微冻的最适降温方
式。
2.2.2 草莓微冻保鲜实验 用以上确定的参数,对
草莓进行微冻保鲜实验。
2.2.3 草莓微冻贮藏过程中生理生化的研究 观
3.2 草莓组织可耐受低温极限
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料悬浮向上，使食品床层膨松，空隙率增大，即开
始进入流化状态，此状态称为“临界流化床”，所
万 方数据
一６１—
第２９卷第２ｍ
恻冷学报
Ｖ０１．２９，Ｎｏ．２
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对应的气流速度为临界流化速度，或最小流化速 度，此时的流化态还不稳定；“正常流化状态”是
处于临界流化速度以上的某一范围内：随着气流速
ｏｆｊｕｉｅｅ
ｌｅａｋａｇｅ ｂｙ ｆｒｅｅｚｉｎｇ
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ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ
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风速／ｍ・Ｓ－ｌ
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ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｏｄ
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速冻和缓冻的主要区别在于细胞汁液冻结 时，所形成冰晶体的大小、数量及其分布的差别。 缓慢冻结时冰晶体常在细胞间隙内形成，数量少而 粗大，由于大粒冰晶体对细胞结构造成的破坏，以
ｆｒｏｚｅｎ ｂｅｌｏｗ一５０＂０．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｆｒｏｚｅｎ ｓｔｒａｗｂｅｒｒｙ
ｗａｓ ｓｔｏｒｅｄ
ａｔ－２６＂Ｃ ｆｏｒ ｎｉｎｅ ｍｏｎｔｈｓ，ｉｔｓ ｒａｔｅ ｏｆ
ｊｕｉｃｅ ｌｅａｋａｇｅ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ５．８％ａｆｔｅｒ ｔｈａｗｉｎｇ．．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
图４风速及层高对草莓流态化的影响 （筛板开孔率５０％，孔径５ｍｍ）
Ｆｉｇ．４ Ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ｓｔａｔｅ ｂｙ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｌａｙｅｒ
及原生质脱水时形成的高浓度电解质对蛋白质和胶
体所产生的不可逆变化，使得细胞在解冻后很难将 这些游离状态汁液（原先冻结的水分）重新吸回，造 成解冻后的汁液流失；相反，快速冻结时水分多在 细胞内形成冰晶体，细小而量多，分布均匀，因而 细胞和原生质受损伤的程度较低，解冻时可将原先 冻结的大部分汁液吸回并保持原态。食品汁液中常 溶有各种酸类、盐类、萃取物质、可溶性蛋白质和 维生素等，因此食品出现严重的汁液流失，也就意 味着失去了营养成分和风味［５】。 综上所述，建议采用－５０℃以下温度进行冻 结，冻品在－２６℃冰箱中贮藏９个月后，解冻时的 汁液流失率可低于５．８％，可很好地保持草莓的营 养及商品价值。 参考文献
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１．５ ２
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时在各种规格筛板上放置草莓样品，采用不同的
风速，记录Ｕ型管压力计两端的压强，绘制出压降 图，同时观察样品在筛板上的流化状态。分析压降 图及样品的流化状态，得出该样品最适宜的筛板和 风速等。
Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
Ｓｔｒａｗｂｅｒｒｙ Ｆｒｅｅｚｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｂｙ Ｌｉｑｕｉｄ —Ｎｉｔｒｏｇｅｎ
Ｑｕｉｃｋ Ｆｒｅｅｚｉｎｇ
Ｃａｏ Ｊｉａｎｘｉｎ
Ｆａｎ Ｊｉａｎ
Ｚｈａｏ Ｔｉａｎｒｕｉ
Ｑｉｎ Ｙｕｙｕｅ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，６５０２２４， Ｃｈｉｎａ）
５ｒａｍ，开孔率分别为４０％、５０％）对新鲜草莓进行
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｑｕｉｃｋ ｆｒｅｅｚｉｎｇ
中，找出让温度曲线平稳的参数值。再浸入不同浓
流态化状况研究，寻找其最佳流态化效果，结果如
图２—４所示。
５００ ４５０ ４００
度的ＮａＣｌ和ＭｇＣｌ：冰水溶液中，用同样方法得到使
入－２６＂Ｃ冰箱中冻藏６个月，取出冻品于室温下空
推动物料，此状态称为“固定床”；随着气流速度 的增大，食品床层两侧的气流压降也将增加，气流 速度增加到一定值时，草莓层开始松动，当压力降
达到一定数值时，物料不再保持静止状态，部分物
气中解冻，让汁液自然流出，用滤纸吸干其表面水
后称重，计算汁液流失率。 汁液流失率（％）＝１００（解冻前重一解冻后重）／解 冻前重。
１．３．４冻结速率【２ｌ
以时间计算，即食品中心温度从一１℃降 至一５℃所需的时间。
（ｕｓｉｎｇ
ｔｈｅ ｓｉｅｖｅ ｐｌａｔｅ ｏｆ
４０％ｐｏｒｏｓｉｔｙ
ａｎｄ
５ｒａｍ ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）
在风速较小时物料层静止不动，这时气流从 物料间通过，气体对物料的推力和摩擦力，不足以
１．３．５汁液流失率 把不同冻结温度下所得的草莓冻品，放
Ｔｈｅ ｏｆｓｏｍｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｓｌｏｗ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｑｕｉｃｋ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆｊｕｉｃｅ ｌｅａｋａｇｅ ｏｆｆｒｏｚｅｎ ｉ．ｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｓｔｒａｗｂｅｒｒｙ ａｆｔｅｒ ｔｈａｗｉｎｇ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｐｒａｙ ｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｑｕｉｃｋ ｆｒｅｅｚｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ
温度平稳的参数值，由此确定热电偶的测温性质， 并于程序中进行校正设定，达到准确测温的目的。
１．３．２筛板及风速的选定
冻结室底部可安装不同规格（孔径、开孔率）
星；ｉ：
世２５０ 出２００
１５０ １００ ５０ Ｏ Ｏ．５ １
的筛板，筛板上下表面附近分别与ｕ型管压力计两
端相连，用于测量筛板上下的压力变化。此外，将 风速计探头置于筛板下方并连接至主控电脑。试验
约３０ｒａｍ长（打磨时尽量在保持原粗细的前提下将 表面镀层尽量磨千净）后插入传感器中，打开计算
在探索草莓的适宜冻结工艺条件，以期对草莓保鲜
贮藏提供理论依据和技术参考。
机温度测试程序，．将热电偶一端放入恒温水浴锅
收稿日期：２００７年９ｆｌ １９日
万方数据 一６０—
１０
２结果与讨论
２．１风速及食品层高对草莓压降的影响
Ｊｉａｎｔｏｎｇ，
（ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｅｖｅ ｐｌａｔｅ ｏｆ ５０％ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｎｄ ５ｍｍ ｐｏｒｅ
中的－９０℃、－７０℃及一５０℃采用喷雾式流态化液 氮速冻装置，而一３５℃（缓）采用冰箱中静态空气冻 结，故速度相差很大；－９０＇Ｃ冻结效果最好，冻品
在－２６℃冰箱中贮藏９个月，解冻后的汁液流失率 很低，仅为４．０％，－７０℃与－５０℃冻结效果相近， 其汁液流失率分别为５．３％和５．８％，而－３５＂Ｃ缓冻效 果就差得多，其汁液流失率高达１３．４％。
４００
风速／ｍ．Ｓ－Ｉ 图２风速及层高对蕈莓流态化的影响 （筛板开孔率３０％，孔径５ｒａｍ） Ｆｉｇ．２ Ｏｎ （ｕｓｉｎｇ
ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ｓｔａｔｅ ｂｙ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｌａｙｅｒ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆｔｈｅ ｆｏｏｄ ｔｈｅ ｓｉｅｖｅ ｐｌａｔｅ ｏｆ
３０％ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｎｄ ５ｍｍ ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）
裹１冻结温度及速度与解冻后草莓汁液流失关系
Ｔａｂ．１ Ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
度的进一步增大，床层的均匀和平稳状态受到破 坏，物料内部极易出现“沟流”【４】，沟流的出现使
气流分布不均匀，大部分冷风不能与食品颗粒充分 接触便已通过，出现强烈的颗粒搀混现象并使冻结 过程减弱。 由图２可以看出，当采用开孔率为３０％，孔径
（孔径都为５ｍｍ，开孔率分别为３０％、４０％、５０％） 对草莓物料压降的影响，寻找其最佳流态化效果， 再研究冻结速度与解冻后的汁液流失率关系等，旨
草莓（丰香型）：购自昆明市官渡区。
１．２仪器设备
‘
恒温水浴锅；天平；真空包装机；冰箱；液
氮速冻装置（图１）窖。
１．３试验方法
１．３．１热电偶的制作和校正 将两根同等长度的康铜丝和纯铜丝相互缠绕 在一起，一端用细砂纸打磨约５ｒａｍ长，并用锡点 焊将两金属丝顶端相互连接在一起，另一端则打磨
／／ｌ＋层局：５ｃｍ＝：霪篙黑：： ｆ／．．．．．．Ｉ＋层高：６ｃｍ
Ｏ．５ １ １．５ ２ ２．５
３
３．５
４
４．５
风速／ｍ．Ｓ。１ 圈３风速及层高对蕈莓流态化的影响 （筛板开孔率４０％，孔径５ｍｍ）
Ｆｉｇ．３ Ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ｓｔａｔｅ ｂｙ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｌａｙｅｒ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｏｄ
［１】丁纯孝，周奇文，彭信勤，等．实用食品加工新技术精选 ４【Ｍ】．北京：中国轻工业出版社，２０００：１７０－１７３． 【２】高福成主编，张憨编著．速冻食品【Ｍ】ｊＥ京：中国轻工业 出版社。１９９８：１４． 【３】张裕中，臧其梅．食品加工技术装备［Ｍ】．北京：中国轻工 业出版社。２０００：５６６－５６７． 【４】杜建通，张荣玲．冻结装置内空气阻力的确定与风机 的选择［Ｊ】．冷藏技术，１９９９（２）：１０—１２．（Ｄｕ
樊建赵天瑞曹建新覃宇悦
（昆明理工大学食品工程研究中心云南昆明６５０２２４）
摘要采用喷雾式流态化液氮速冻及缓冻，探讨了在选用不同的筛板、风速和食品层高，以及不同的冻结温度下草莓的流 化状态，冻结速率与解冻后冻品汁液流失率之间的关系等。结果表明：选用开孔率为５０％，孔径为５ｍｍ的筛板，用３．０ｍ・Ｓ－１ 循环风速对床层高度为４ｃｍ的新鲜草莓进行流态化速冻效果最佳；建议采用一５０℃以下温度进行冻结，冻品在一２６℃冰箱中 贮藏９个月后，解冻时的汁液流失率低于５．８％。 关键词园艺学；草莓；液氮速冻；冻结工艺；流态化；汁液流失率 中图分类号ｌ ＴＳ２５５．３；Ｓ６０９＋．３ 文献标识码‘Ａ