速冻品质改良几点建议

关于改善我司速冻产品质量的几点建议
速冻谷物产品开裂在行业内早已不再是一个新鲜话题，而是普遍存在，长期困扰速冻谷物食品行业的尖锐问题，它也是制约我国速冻谷物食品行业发展的重要原因之一。

影响速冻谷物产品开裂，纠其主要原因，无非在于冷冻体积膨胀开裂，储、运、销过程中重结晶和冰晶成长开裂。

另外，速冻和冻藏过程中干耗失水、老化、干裂和储、运、销过程中的碰撞对速冻制品开裂的影响也不容小视。

由于开裂问题在冷链不健全的中国不可避免的普遍发生，众多速冻谷物食品生产企业一方面通过控制产品出厂前冰晶形成大小和多少来延缓开裂时间；另一方面通过改善制品良好食用品质（口感、特色品种）、打造和经营优质品牌缩短制品周转期来削弱突出的开裂问题，使之在当前竞争浪潮中处不败之地。

目前，我司速冻产品品种繁多，存在的问题也相对较多，特别是有馅包点的开裂问题异常突出。

这主要与我司现有的速冻硬件设施、工艺流程局限性有关。

考虑到现时对速冻车间的投入和产出，要作彻底整改，一步到位可能需要时间和大量实验数据加以论证、支持。

但总的说来，我们已经寻找到预冷、速冻、包装流程中环境温湿度和速冻成品入库时间是影响速冻产品开裂问题关键的理论依据，并有一些速冻谷物食品生产企业通过控制预冷、速冻、包装流程中环境温湿度和速冻成品入库时间取得明显成效的成功案例。

因此，我们可以围绕上述中心环节，将整改问题化解、分段、分期、分批逐步进行，逐步完善。

先从能作调整和投入不大的地方着手，由易到难，初见成效端黎后，大家才会有信心，齐心合力完成速冻车间的整改。

下面，我就近阶段实验所得相关意见和建议分别作一些阐述，主要包括：一、控制产品出厂前干耗失水、老化、干裂和碰撞；二、预冷实验参数初步建立；三、作好产品分类，并按分类产品作好生产排产；四、速冻半成品及时包装、入库；五、实际生产能力和设备设计能力相匹配，包装线同实际生产相吻合。

一、控制产品出厂前干耗失水、老化、干裂和碰撞
干耗是指速冻制品在预冷、冻结和冻藏过程中，水分以水蒸气或冰晶升华的形式向环境中扩散的过程。

由于在预冷、冻结和冻藏过程中温度梯度的存在，制品温度总高于环境温度，造成制品表面水蒸气压总大于环境蒸气压。

正是在蒸气压差的驱动下，使得制品不断失水。

对于某一品种制品，在相同预冷、冻结和冻藏条件下的干耗失水，只与制品表面与环境温度差以及制品所处环境体系中气流速度有关。

温差越大、气流流速越强，制品越容易失水。

制品本身失水越多、越快，冰晶迁移、成长也会越快，从而加速制品的开裂。

另外，由于制品的干耗失水，加之所处的温度有正好处在加速淀粉老化的范围之内，使得制品组分（主要是指淀粉、蛋白质）更易老化（老化是指松散、无序的结构重新变为致密、有序的结晶状结构）。

制品组分老化越严重，含水量降低，制品结构强度也会变差，也使得开裂更易于进行。

储、运过程中的碰撞，更使制品脆弱结构“雪上加霜”。

干耗失水根本原因是因为温差的存在，造成制品表面与环境间蒸汽压差的长期反复持续进行，使得干裂趋势越发严重，加之储运和销售过程
中不可避免的碰撞，最终导致制品的开裂。

因此，控制产品出厂前的干耗失水，老化是缓解开裂问题的有效途径之一。

当然，谷物制品保鲜、干耗失水在行业内也是重大科研课题之一，目前所取得的进展也相对有限。

至于保水问题，也有一些解决的途径。

诸如：速冻制品分级预冷；速冻半成品及时包装、入库；
1、速冻制品分级预冷：包括常温预冷和送风强制预冷。

通过分级预冷，避免温差过大，减少预冷时的干
耗失水；另外一方面，强制送风会加速水分散失（不利方面），但同时也缩短了预冷时间（有利方面），能使预速冻制品在较短的时间内使制品温度预冷至速冻要求的温度（10C以下）。

因此，送风速率应控制在一定范围之内（2~3m/min；参考其他厂家参数）。

2、速冻半成品及时包装、入库：经速冻机速冻的半成品应尽可能及时打包，装箱和入库。

因为速冻裸露制
品长期处于开放空气体系中，体系中的气流会加速水分蒸发，增加干耗，同时也起到隔热，降低温差，间接减少水分蒸发的作用。

包装对减少干耗、延长解冻时间有非常显著的作用，后面专门分述。

3、添加合适的保鲜、保水成分的添加剂：
A
、乳化剂
在众多乳化剂中，我们选择使用适合于面制品的GMS、SSL、CSL、SE、LCH 、DATEM 及其改性产品。

其中，GMS、LCH、SSL在保鲜抗老化方面作用相对较好。

但LCH由于流散性差，有特殊性气味，国产化程度不高，使用并不广泛。

近年来，其改性产品作用特性越来越引起人们的重视。

GMS、SSL在面粉及其制品中使用较为广泛。

下面是乳化剂同面团组分（蛋白质分子和淀粉分子）结合的原理模式图。

（DATEM、GMS 与面团结合模式）（乳化剂与直链淀粉结合，阻止老化模式）
B、磷酸盐、失水山梨醇、改性淀粉等：选择使用多羟基保水化合物，一方面与面团组分强烈结合，
提高面团强度（耐搅拌性能）；另一方面，提供了更多的水结合位点，能吸附更多的游离水，从而减少游离水的含量，控制水分散失。

C、酶制剂：真菌-α-淀粉酶、麦芽糖酶
真菌-α-淀粉酶专一水解直链和支链淀粉1，4-α-糖苷键，产生糊精和麦芽糖，阻止淀粉老化，起到保鲜功能。

麦芽糖酶在一定程度上，乳化剂、真菌和细菌淀粉酶用于延长谷物制品货价期，但其作用是有限
的。

Novozymes研究开发了麦芽糖-α-淀粉酶，它通过改变小麦粉而有着极好的保鲜作用。

它能阻止淀粉老化保持新鲜；在贮存过程中保持制品弹性使之有新鲜的口感。

麦芽糖酶是目前业内寻求解决谷物制品抗老化、保鲜问题的新型原料之一，应用前景看好。

二、预冷实验参数初步建立
实验过程中，选取较难预冷的制品品种为实验对象，如手工叉烧包，分别在室温预冷、静风强制预冷、送风强制预冷条件下，测得预冷温度~时间曲线、预冷降温速率~时间曲线：
图1、不同条件下手工叉烧包预冷降温曲线图图2、不同条件下手工叉烧包预冷降温速率曲线图
由上左图可知：预冷条件对于速冻包点制品预冷效果影响极大，诸如环境温度、环境体系气流速度等都是影响预冷效果的重要因素。

室温条件不能将预速冻制品预冷至要求温度范围内，必须强制预冷才能满足要求。

另外，送风能进一步改善传热，提高预冷效果。

实验条件范围内，前20分钟，室温条件只能将叉烧包中心温度预冷降至接近40℃；而实验控制条件下强制预冷可以将叉烧包中心温度预冷降至30℃以下。

超过20分钟，送风强制预冷明显好过静风强制预冷效果。

其中，约40分钟时间，送风强制预冷条件下叉烧包中心温度下降至10℃以下，满足速冻制品的预冷要求温度。

而静风强制预冷条件下，叉烧包中心温度降至10℃需在45~50分钟之间。

由上右图可知，实验范围内，送风强制预冷叉烧包降温速率明显好过静风强制预冷效果，强制预冷降温快过室温预冷降温速率。

但是在最初的5分钟内，室温预冷、静风强制预冷、送风强制预冷降温速率差异不大，都在3℃/min以上。

之后的第6至20分钟里，室温预冷降温速率明显小于强制预冷降温速率，但送风强制预冷和静风强制预冷降温速率差异不大，都在1℃/min~3℃/min 之间。

直到20钟左右，三种条件下的预冷降温重新降至1℃/min~1.5℃/min的水平，然后保持缓慢下降的趋势。

但大体上还是送风强制预冷降温速率好过静风强制预冷效果，强制预冷降温快过室温预冷降温速率。

综合考虑预冷效果、能耗问题和预冷对制品品质的影响，可以考虑采用室温预冷和送风强制预冷相结合的办法。

另外，较高的产品中心温度，立即采用送风强制预冷，包皮表面易收缩起皱；水蒸气易冷凝成水滴
落在包皮表面造成次品。

因此，可以先室温预冷15~20分钟，再强制送风预冷，使制品中心温度降至要求的温度。

实验测得，将室温条件预冷15分钟的叉烧包，此时中心温度约45℃，然后再送风强制预冷（-5~-6℃；RH65%~70%）。

时经33.5分钟，叉烧包中心温度下降至10℃以下。

即：实验范围内，采用先室温预冷15分钟、后送风强制预冷35分钟（分级预冷）相结合的办法，在50分钟内可以将叉烧包中心温度预冷至要求的温度（10℃以下）。

三、作好产品分类，并按分类产品作好生产排产
1、为什么要对产品进行分类：
由于我司现有速冻产品品种繁多，包括甜包、咸包、饺子、汤圆、烧卖、糯米鸡、像生及其它八大系列共150多个品种。

而不同品种制品预冷、速冻和解冻性能是有差异的，有些品种间差异还是相当大的。

例如，咸馅包点较之甜馅包点更难冻结冻透；有馅包比无馅包更难冻结冻透；有外包装的产品不易冻结等等。

采用目前速冻工艺（常温预冷至中心温度30℃左右，再经0℃左右预冷10分钟，-35±3℃速冻18~20分钟），经常温预冷初始中心温度为30℃的麻蓉包、生肉包、花卷、40件家庭装叉烧包过冷冻隧道，测得麻蓉包中心温度约为-3~-5℃，而生肉包中心温度为0~-3℃，花卷中心温度约为-11~-13℃，家庭装叉烧包中心温度却在13℃以上。

由此可见，不同品种产品速冻效果差异很大。

如果所有品种产品都采用同种速冻参数速冻，势必造成较难冻结的产品速冻会达不到要求的温度，而对于那些易于冻结冻透的产品，可能会造成一定的能源浪费。

所以，惟有对产品进行分类，将预冷、速冻性能相近的制品品种归为同一类别，才能满足制品预冷、冻结效果一致性。

2、怎样作好产品分类
我司速冻产品8大系列的150多个品种中，发酵型面食制品占到八成五以上，其中咸馅包类比重最大，其次是刀切馒头、甜馅包类，再次是其它类。

发酵型包类组分主要是包皮和馅料或无馅料。

其中包皮热容量较小，传热相对较慢。

而馅料热容量较大，比热容也大，但传热相对较快，其中含有脂肪、肉类的馅料传热较慢；另外，含有脂肪和肉类的馅料冻结临界温度范围更宽，对短时间内冻结至要求温度条件更严格。

所以一般无馅料包较之有馅包更易预冷和冻结，甜馅包较之咸馅包更易预冷和冻结。

综合各组分特性，预冷及速冻性能可以将我司速冻产品划分为下列几大类：
A、咸馅包系列；叉烧包、生肉包、煎包等
B、甜馅包系列；麻容包、豆沙包、奶黄包、凤凰包等
C、无馅包点系列；刀切馒头、花卷、银丝卷等
D、饺子、汤圆系列；饺子、汤圆、云吞等
E、烧卖、春卷、干蒸、水晶像生系列；烧卖、春卷、干蒸、水晶像生、糯米鸡等
3、根据产品分类作好生产排产
根据产品分类，将预冷及速冻性能相近的产品尽可能安排在一起预冷或速冻，避免将预冷及速冻性能差异较大的品种同时安排预冷或速冻，造成部分产品不能冻结至要求的温度范围。

计划部和生产部做好沟通协调。

计划部能否先做好一周需求计划，提前下达至生产部速冻车间。

速冻车间再根据需求，做好一周的生产计划，落实到每天生产什么品种，多少产量。

先生产急需产品，后生产备货产品。

实
受生产设备、人工限制。

四、实际生产与设备设计能力相匹配、产量与包装能力相匹配
1、实际生产应与设备设计能力相匹配
（1）速冻设备选型与送风系统安装不合理
目前，我司选用的速冻设备是辽宁省食品制冷研究设计院和□□□□□公司共同设计安装的WD-1000型网带式单体隧道速冻机。

装机总生产能力为1000±10% KG/H。

隧道总长22.5米，其中预冷段8米，速冻段长14.5米，网带输送速率约0.8m/min。

预冷段入口温度为0±3℃，速冻段出口温度为-35±5℃。

即预冷时间约10分钟，实际速冻时间约18~20分钟。

该速冻隧道行程短（直线运动），冷风机风道阻力小，易形成高速冷风气流，速冻效率高，特别适合于冻结时间短（20min内完成冻结）的品种（如蔬菜、鱼片、水饺、草莓等）。

对于较难速冻的品种，如冻结时间超过30分钟的品种，不改变相关参数，是不可能达到要求冻结效果的。

另外，冷源送风系统采用对列式正向送风，加之膜托托底盘多为密闭结构，不能形成气体对流。

这样条件下的气流容易形成湍流，不利于热交换。

既阻碍了冻结效率，又浪费了冷源，增加了能耗。

实际上，该速冻机并不太适合我司速冻产品（发酵面点、尤其是发酵类有馅面点，速冻冻结时间超过35分钟）的快速冻结。

当然，通过调整相关参数，如加大制冷量（实际上已经加大了冷气通入量，否则速冻出口温度不可能保持在-35℃左右，而是逐渐升温的）、调整网带输送速率（降低输送速率会减
小冻结产品产量）
A 、加大制冷量实际上，目前已经加大了冷气通入量。

已经将1号速冻线、2号速冻线制冷机组同时
开启提供1号速冻线的所需的冷源。

出于生熟分开的目的，2号线仅用于速冻水饺、汤圆、混沌等生制产品的速冻。

但在我司速冻产品结构中，水饺、汤圆和混沌的比例极小(一成以下)，平时2号速冻线的利用率是极低的。

考虑能否充分利用两条速冻设备，同时开启1号线、2号线，且增加能耗并不会太多。

B 、降低网带输送速率采用目前一号速冻线，网带输送速率一直在0.8m/min左右，实际速冻冻结时
间仅有18分钟左右。

在这台速冻机上使用这个参数，只适用于蔬菜、鱼片等易冻结品种，但不适合于我司绝大多数品种的速冻。

目前，市面上的速冻发酵面点的冻结时间多在30分钟以上。

从简单的时间上算得，输送速率至多不超过0.5m/min。

这样一来，就会减少约37.5%的速冻产量。

从热交换上看，可以减少冷源供给量，提供用作预冷间或2号速冻线的冷源。

实际上，我司目前几乎所有品种的速冻产品经目前速冻机速冻后的冻结中心温度都不满足要求（无馅的包类中心温度在-10℃以下，有馅包类中心温度约在0~-5℃范围内，家庭装叉烧包更在10℃以上，与要求的冻结温度-18 ℃相差甚远）。

因此，网带输送速率必须放慢。

否则，不能将预速冻制品快速冻结至要求的温度。

C 、降低预速冻制品的预冷温度通常发酵面制品预冷温度控制在10℃以下，再经速冻机冻结。

而目
前我司只采用了常温预冷，制品中心温度一般在25℃~35℃之间。

实验中即使是将制品温度预冷至10℃以下，再过速冻机仍然不能将制品冻结至要求的温度（以叉烧包为例，预冷中心温度7.6℃，出速冻机中心温度-6℃）。

可以考虑将制品预冷温度进一步降低，但在低温条件下进一步降温所需能耗较大，不大合理。

D 、增加速冻隧道长度目前我司1号速冻线速冻段长14.5米，网带输送速率约0.8m/min，速冻时间
约18min。

而当前多数速冻包点生产厂家的速冻时间多在35分钟以上。

可以考虑能否将预冷段改造成速冻段，预冷过程由外置预冷段完成。

这样一来，速冻段增加至22米左右，可以将速冻时间增加至27.5分钟以上。

通过适当减慢网带输送速率，可以将速冻时间增加至30分钟以上。

（2）实际生产量远大于设备设计生产能力
初步估算目前1号速冻线的实际生产能力。

以450G/袋叉烧包为例：网带上可同时纵向并排16托叉烧包，膜托长约22.5CM，网带输送速率约0.8m/min。

初步计算实际速冻生产能力P(KG/H)=(0.45KG*16*0.8M/MIN*60MIN)/22.5CM=1536KG/H. 其它产品大致也在1500公斤至
2500(40件家庭装叉烧包)公斤/
析，网带输送速率也偏高。

要将生产量控制在设计安装范围内，网带输送速率最好控制在0.2~0.5m/min 范围内。

此时对应速冻冻结时间为29min~72.5min，与目前大多数速冻机厂家推荐的速冻冻结时间基本相符（30min~60min）
(3) 产量与包装能力相匹配
由于目前速冻车间每天生产品种较多，一般在6个以上，有时多达8个，甚至更多。

包装采用手工包装和机械自动包装。

手工包装较灵活，但效率低；机械自动包装效率高，但易出现故障，造成次品率
高，浪费严重。

特别是生产品种较多时，包装和生产明显出现不匹配的问题。

要么包装线相对过剩，要么产品大量积压，不能及时包装，特别是在不同产品间转换包材时更为严重。

因此，要协调好速冻生产量和包装能力二者间的关系，避免出现资源浪费、产品冻结后又重新深度解冻的问题
五、速冻半成品及时包装和成品迅速入库
1.速冻半成品为什么要及时包装。

过速冻机的冻结产品，暴露在空气中，由于环境温度过高，加之环境中气流影响，很容易造成冻结产品的重新解冻，较短时间内的解冻程度相当高。

但是加过外包装后，能有效延长解冻时间。

实验选取较易解冻的品种花卷和较难解冻的机制叉烧包为对象，将其中一组事先冻结至-10℃以下，然后分别暴露在包装车间环境中任其自然解冻，记录解冻温度、回温速率和时间；另一组是将冻结至-10℃以下的花卷和叉烧包立刻加外包装，然后放置在测其产品中心温度，记录其解冻温度、回温速率和时间。

实验中以花卷、叉烧包中心温度解冻至0℃规定为彻底解冻温度，并记录解冻至0℃时所需时间为解冻时间。

图1 不同包装室温条件花卷解冻回温曲线图图2 不同包装室温条件花卷解冻回温速率曲线图
图3 不同包装室温条件叉烧包解冻回温曲线图图4 不同包装室温条件叉烧包解冻回温速率曲线图
由上图1所示，实验条件范围内，加外包装的花卷与不加外包装的花卷解冻回温相差甚远。

其中加外包装后能明显有效延长制品的解冻时间和降低解冻回温速率。

以冻结中心温度-11.3~13.5℃的花卷为初始解冻温度，裸露条件的花卷解冻回温至0℃大约需35分钟左右，而包装条件下的花卷解冻回温至0℃需时近70分钟，彻底解冻时间差不多延长了近一倍。

从图2可看出，花卷解冻全过程中，开始中心温度会稍微降低（回温速率为负值），估计是建立解冻温度梯度的反向分布。

刚出速动机制品的温度分布是自内至表面温度逐渐降低的，中心温度最高，而表面温度最低。

当放置高温环境开始解冻时，表面温度迅速升温至最高（高过制品中心温度）。

此时，制品包皮中层温度反而最低，一方面吸收表层热量开始升温，另一方面吸收制品中心温度的热量，致使制品中心温度开始解冻时会稍微降低。

这个过程持续时间较短，迅速完成制品温度从中心到表层自低渐高的温度分布。

然后，制品开始以逐渐攀升的速率解冻回温并保持在一定水平。

当进入到临界冻结温度范围内（也是冻结时的危害温度区域-1~-5℃之间），解冻回温速率开始继续攀升直至穿过临界冻结温度范围时至最大，并维持较高速率继续解冻回复升温。

随着制品中心温度与环境温度间梯度的逐渐减小，回温速率也开始减小。

从解冻全过程看，未加包装的花卷解冻回温速率比加外包装的花卷回温速率高许多。

特别是在穿过临界冻结温度范围时，未加包装的花卷解冻回温速率大约维持在0.85~1.35℃/min的水平，最大回温速率高达1.35℃/min，持续时间4~5分钟；而加外包装的花卷的解冻回温速率维持在0.25~0.4℃/min的低水平，最大回温速率仅有0.4℃/min，持续时间近20分钟。

从图3、图4的叉烧包实验中也可得到类似的结论：1、叉烧包中心温度开始会稍微降低；2加有外包装的叉烧包彻底解冻时间明显长过未加外包装的叉烧包（初始解冻温度约-8.5℃的叉烧包，加外包装的彻底解冻时间约70分钟，未加外包装的叉烧包彻底解冻时间大约36分钟）；3、叉烧包建立反向温度分布的时间较之花卷时间要长一些。

综合较易解冻的花卷制品和较难解冻的叉烧包制品的解冻回温实验，可得到如下结论：给速冻半成品及时加外包装，对延缓速冻制品解冻极为有效。

2、速冻成品及时包装入库
前面系统阐述了速冻制品及时加包装后能有效延长解冻时间的理论和实验效果，即及时将冻结至要求温度的速冻制品加包装，包括外包装、装箱能有效延长速冻制品的解冻时间。

包装保温条件越完备，制品温度波动会明显减小。

另外一方面，装箱速冻成品应尽快进入到下一个冷链环节，及时入库。

建议能否在二搂包装车间和一楼冻仓库的楼层上钻一个孔洞，加一套皮带输送机，将箱装速冻成品迅速输送至冻仓库旁的预冷间。

避免包装速冻成品在包装间叉板上和运送至冻库的时间过长。

综上所述：可得如下结论与意见：
1、影响速冻谷物产品开裂，主因是冷冻体积膨胀开裂，储、运、销过程中冰晶成长开裂。

另外速冻和
冻藏过程中干耗失水、老化、干裂和储、运、销过程中的碰撞对速冻制品开裂的影响也不容小视。

2速冻制品分级预冷；速冻半成品及时包装、入库；添加合适的保鲜、保水成分的添加剂，如乳化剂、磷酸盐、失水山梨醇、改性淀粉等多羟基保水化合物、酶制剂（真菌-α-淀粉酶、麦芽糖酶）能有效控制产品出厂前干耗失水、老化、干裂。

3、采用先室温预冷15分钟、后送风强制预冷35分钟（分级预冷）相结合的办法，在50分钟内可以
将叉烧包中心温度预冷至要求的温度（10℃以下）。

4、预冷及速冻性能可以将我司速冻产品划分为下列几大类：咸馅包系列、甜馅包系列、无馅包点系列、
饺子、汤圆、混沌系列、烧卖、春卷、干蒸、水晶像生系列五大类。

5、根据产品分类作好生产排产，变目前的被动生产为主动生产。

6、速冻设备选型与送风系统安装不合理：目前我司速冻设备选型及安装更适合于冻结时间短（20min
内完成冻结）的品种（如蔬菜、鱼片、水饺、草莓等）的速冻。

通过调整相关参数，如加大制冷量调整网带输送速率、降低预速冻产品预冷温度、增加速冻隧道长度等途径，或许能弥补目前设备缺陷带来的不足。

7、实际速冻生产能力是设备设计安装生产能力的1.5~2.5倍；包装和生产明显出现不匹配。

8、给速冻半成品及时加外包装，对延缓速冻制品解冻极为有效。

9、速冻成品及时包装入库，建议在二搂包装间与一搂冻藏库之间加一套皮带输送机，将箱装速冻成品
迅速输送至冻仓库旁的预冷间。

开发部：熊志国
2004-4-25。