摘要：冷凍牛肉卷中心溫度的高低對(duì)牛肉卷的加工性能有重要影響。采用冷凍庫(kù)對(duì)牛肉卷進(jìn)行凍結(jié)試驗(yàn)，探討冷凍庫(kù)不同位置對(duì)冷凍牛肉卷中心溫度的影響。結(jié)果表明，冷凍牛肉卷中心溫度的高低與接觸到的冷氣量有關(guān)，接觸到的冷氣量越多，溫度越低，反之越高；冷凍庫(kù)不同檢測(cè)點(diǎn)冷凍牛肉卷中心溫度溫差較大，且各個(gè)部位上中下溫度的變化沒(méi)有明顯的規(guī)律性，這與各個(gè)部位風(fēng)速不同導(dǎo)致接觸到的冷氣量不同有關(guān)。如何通過(guò)一定的技術(shù)手段將冷氣均勻分配到冷凍庫(kù)的各個(gè)位置、縮短各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)冷凍牛肉卷中心溫度的差異是冷凍庫(kù)設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)課題。
關(guān)鍵詞：冷凍庫(kù)；冷凍牛肉卷；風(fēng)速
作為提高牛肉食用便利性的一種途徑，生制調(diào)理速凍牛排已深入人們的生活。牛排的前身是冷凍牛肉卷。在流水線生產(chǎn)中，通過(guò)對(duì)冷凍牛肉卷切片得到牛排制品，冷凍牛肉卷溫度過(guò)低、過(guò)硬會(huì)造成切片困難，過(guò)高、過(guò)軟則會(huì)影響切片形狀。因此，冷凍牛肉卷中心溫度的高低對(duì)牛肉卷的加工性能有重要影響。
試驗(yàn)擬實(shí)測(cè)某食品有限公司用于制作牛排的冷凍牛肉卷的中心溫度分布，旨在探索冷凍庫(kù)不同位置對(duì)牛肉卷冷凍效果的影響，為冷凍庫(kù)進(jìn)行風(fēng)速場(chǎng)設(shè)計(jì)提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料與處理
牛肉卷，形狀相似，大小相近，長(zhǎng)約60cm、周長(zhǎng)39～41cm的橢圓柱形。肉卷成型后，對(duì)牛肉卷進(jìn)行冷凍固化。冷凍采用-26℃±1℃低溫庫(kù)機(jī)械吹風(fēng)凍結(jié)，凍結(jié)時(shí)間約13h，凍結(jié)至中心溫度-6℃以下。
1.2 試驗(yàn)方法
低溫冷凍庫(kù)庫(kù)容為770cm×290cm×215cm，冷凍溫度設(shè)置為-26℃±1℃。肉卷（初始溫度約12℃～15℃）挨著擺放于擱架上（擱架為128cm×88cm×160cm，上下共8層，層間距約21cm，最下層離地13cm），擱架擺在冷凍庫(kù)兩側(cè)，每側(cè)4個(gè)擱架共8個(gè)擱架。
風(fēng)機(jī)6個(gè)平均分布在庫(kù)頂橫向中線（見(jiàn)圖1）。風(fēng)機(jī)為軸流運(yùn)行方式。牛肉卷冷凍的基本過(guò)程是，自庫(kù)頂導(dǎo)入的冷氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)快速引向地面、再分散至擱架的各個(gè)部位與牛肉卷直接接觸，牛肉卷與冷氣接觸后，經(jīng)過(guò)熱交換降溫冷卻。
風(fēng)速測(cè)量使用泰克曼TD8902風(fēng)速風(fēng)溫儀（量程0.3～45m/s，精度），選其中一角設(shè)上中下三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，選橫向其中一端靠墻兩個(gè)風(fēng)機(jī)之間設(shè)上中下三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，選一個(gè)風(fēng)機(jī)正下方設(shè)上中下三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，共9個(gè)檢測(cè)點(diǎn)（見(jiàn)圖2）。上中下分別相當(dāng)于擱架的8，5和2層。風(fēng)速檢測(cè)時(shí)，庫(kù)內(nèi)不放擱架及牛肉卷，進(jìn)行風(fēng)速無(wú)妨礙檢測(cè)。
溫度測(cè)量使用TOOLwell T-70溫度計(jì)（量程-40℃～150℃），設(shè)6個(gè)部位18個(gè)點(diǎn)，即每個(gè)部位設(shè)上中下3個(gè)點(diǎn)，分別相當(dāng)于擱架的8，5和2層，見(jiàn)圖3（①②③代表不同位置的正面，③④是相對(duì)正反面，⑤⑥是同一角上的外側(cè)和反面）。溫度檢測(cè)對(duì)象為凍結(jié)牛肉卷中心溫度。
2 結(jié)果與分析
2.1 冷凍庫(kù)內(nèi)風(fēng)速的變化
從表1可以看出，風(fēng)機(jī)口正下方風(fēng)速?gòu)娘L(fēng)機(jī)口到地面是不斷降低的，靠墻邊及墻角風(fēng)速很低且中間點(diǎn)要大于上下兩個(gè)點(diǎn)。這是由于軸流風(fēng)機(jī)中氣體基本平行于風(fēng)機(jī)軸流動(dòng)，所以正下方的風(fēng)速要大于側(cè)面。側(cè)面中間風(fēng)速大于上下兩點(diǎn)可能與空氣與地面接觸后折射上去有關(guān)。
因放置擱架和牛肉卷后，擱架各個(gè)部位的風(fēng)速不方便檢測(cè)，因此有關(guān)部位在凍結(jié)牛肉卷過(guò)程中的實(shí)際風(fēng)速如何，未進(jìn)行進(jìn)一步研究。
2.2 冷凍庫(kù)內(nèi)冷凍牛肉卷中心溫度的變化
從表2可以看出，冷凍牛肉卷平均中心溫度：正面①＜正面②＜正面③；正面③＜反面④；反面⑤＜外側(cè)⑥。
表1 風(fēng)速檢測(cè)記錄 m·s-1
| 取點(diǎn) | 檢測(cè)部位 | ||
| ① | ② | ③ | |
| 上 | 12 | 0.5 | 0.5 |
| 中 | 10 | 1.5 | 1.5 |
| 下 | 2.5 | 0.5 | 0.5 |
| 平均 | 8.2 | 0.8 | 0.8 |
表2 冷凍牛肉肉卷中心溫度檢測(cè)記錄 ℃
| 取點(diǎn) | 檢測(cè)部位 | |||||
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | |
| 上 | —22.3 | —14.0 | —14.0 | —15.6 | —12.9 | —12.7 |
| 中 | —23.0 | —18.6 | —13.8 | —8.6 | —10.1 | —7.1 |
| 下 | —16.6 | —18.9 | —15.1 | —12.4 | —12.6 | —8.3 |
| 平均 | —20.6 | —17.2 | —14.3 | —12.2 | —12.9 | —10.4 |
冷凍牛肉卷平均中心溫度的高低與牛肉卷接觸到的冷氣量有關(guān)，接觸冷氣量越多，溫度越低，反之越高。冷氣通過(guò)風(fēng)機(jī)直接傳送或折射到牛肉卷上，因此正面冷凍溫度要低于后面和側(cè)面，這是由于正面風(fēng)速大的緣故。但后面、側(cè)面因受擱架和牛肉卷本身的阻擋，風(fēng)速和接觸到的冷氣要比正面低。同樣是正面，因風(fēng)機(jī)位置不同，冷氣通過(guò)地面折射的角度也不盡相同，因此不同位置冷凍溫度變化也不盡相同（如①②③）。
從冷凍牛肉卷絕對(duì)中心溫度來(lái)看，高低溫差達(dá)15.9℃，且各個(gè)位置溫度高低無(wú)明顯的規(guī)律性，有的位置中部溫度低（如①）、有的位置上部溫度低（如④⑤⑥）、有的位置下部溫度低（如②③）。這同樣與冷氣量分布不同有關(guān)。
冷氣的分布，除受風(fēng)力影響外，還受冷氣自身重力的影響，因冷氣比重要比自然空氣大，會(huì)經(jīng)時(shí)沉到庫(kù)底。表3是冷凍庫(kù)停止制冷后放置一天冷凍牛肉卷中心溫度的檢測(cè)結(jié)果。從表3可以看出，冷凍牛肉卷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間放置后，均為下層溫度＜中層溫度＜上層溫度，這就是停止制冷后冷氣下沉的緣故。
表3 冷凍牛肉卷中心溫度延時(shí)檢測(cè)記錄 ℃
| 取點(diǎn) | 檢測(cè)部位 | ||
| ③ | ④ | ⑥ | |
| 上 | —9.2 | —8.9 | —9.0 |
| 中 | —14.1 | —13.8 | —13.0 |
| 下 | —15.8 | —14.8 | 14.6 |
| 平均 | —13.0 | —12.5 | —12.2 |
3 結(jié)論
通過(guò)對(duì)風(fēng)速及牛肉卷冷凍溫度的分析，可以得出一下結(jié)論：
1)冷凍牛肉卷中心溫度的高低與接觸的冷氣量有關(guān)，接觸的冷氣量越多，溫度越低，反之越高。冷凍牛肉卷中心溫度總的趨勢(shì)是正面低于后面和側(cè)面。但各個(gè)部位上中下溫度的變化沒(méi)有明顯的規(guī)律性，這與各個(gè)部位風(fēng)速不同導(dǎo)致接觸到的冷氣量不同有關(guān)。
2)牛肉卷凍結(jié)結(jié)束后，高低溫差較大，在流水線生產(chǎn)中，將對(duì)冷凍牛肉卷的切片造成嚴(yán)重影響。因此，如何縮短各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)冷凍牛肉卷中心溫度的差異是冷凍庫(kù)設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)課題，如何通過(guò)一定的技術(shù)手段將冷氣均勻分配到冷凍庫(kù)的各個(gè)位置值得進(jìn)一步研究。
