[发明专利]一种超声强化冷冻面团的设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面团的冷冻设备和方法，具体来说，是一种超声强化冷冻面团的设备和方法。

背景技术

冷冻加工能减缓食品劣变及病原体微生物的生长，降低绝大多数生化反应速度，可以有效保持食品鲜度、营养价值和原有风味，在各种食品加工手段中具有高度的安全性；用冷冻贮藏的方法保藏和运输易腐食品具有重要的意义，又不会使食品受到污染，因此，食品冷冻技术在食品加工中得到广泛应用。然而，由于水在结冰过程体积膨胀的异常性质，食品中水分在冷冻过程形成的较大冰晶对食品组织结构造成一定程度的破坏，导致冷冻食品的品质下降。为了改善冷冻加工对食品品质的影响，人们在设计和评价食品冻结设备和考虑食品冻结生产工艺、冷冻贮藏时，尽量优化食品冻结时间、冻结速度以及冻藏温度的稳定等影响冷冻食品品质的重要因素。

近年来发展起来的食品冷冻新技术新方法有高压食品冷冻技术、冰核细菌和生物冷冻蛋白技术、CAS(细胞存活)冻结装置和冰温技术，本发明涉及的超声强化冷冻技术也是其中之一。功率超声在食品内部溶液中会产生超声空化效应或机械效应，以及一系列次级效应。湍动效应、界面效应和微扰效应等超声空化次级效应对食品冷冻的传热过程有积极影响，能使边界层减薄，接触面积增大，传热阻滞减弱，有利于提高传热速率，强化传热过程。已有研究表明，超声波能促进冰结晶的成核和抑制晶体生长。超声空化效应产生的大量微小气泡在冻结过程中可以作为冰结晶所必需的晶核；超声空化后形成的冲击波和微射流可以破碎已有冰晶，形成分散的细小晶体成为冻结过程的小晶核。

冷冻调理食品具有卫生、食用方便、营养合理、能耗低及减轻家务劳动等优点。面粉是调理食品的主要原料之一，在调理食品中以面团的形式存在。普通的冷冻方式会形成大冰晶破环面筋蛋白网络结构，造成面团质量下降。超声强化冷冻面团可以加速面团的冷冻速率，在面团内部形成较小的冰晶体，改善冷冻面团品质。目前尚未有超声强化冷冻面团的装置及方法

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种超声强化冷冻面团的设备。

本发明的另一发明目的在于提供一种超声强化冷冻面团的方法。

为达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种超声强化冷冻面团的设备，由超声波装置、温度检测装置和冷却循环装置组成，其中，超声波发生器与底部带有超声换能器(11)的超声槽(5)构成超声波装置；镍-铬合金热电偶探头(3)、扫描式热电偶测温仪(4)和计算机(12)构成温度检测装置；管路一(1)、管路二(7)和热交换冷却器(10)组成冷冻循环装置；各部件连接方式是：镍-铬合金热电偶探头(3)置于超声槽(5)中的面团内部，扫描式热电偶测温仪(4)实时监测面团内部温度，并输送到计算机(12)记录；超声波发生器把频率为50Hz的商用电转换为超声频电，经导线(8)输送到超声换能器(11)，超声换能器(11)将电能转化成超声机械能在超声槽(5)内的冷冻媒质中传播；热交换冷却器(10)贮液槽内的冷冻媒质在压力泵作用下，通过管路二(7)从超声槽(5)底部进入超声槽，超声槽(5)内的冷冻媒质经过超声槽(5)的溢流口通过管路一(1)回到热交换冷却器(10)的贮液槽，实现冷冻媒质的循环。

所述的管路二(7)和管路一(1)的外表面包有保温材料，管路一(1)和管路二(7)在靠近超声槽的一端装有球形阀门；超声槽(5)的器壁和热交换冷却器(10)贮液槽的器壁制造成夹层，夹层内部填充保温材料。

一种超声强化冷冻面团的方法，包括以下步骤：

(1)在热交换冷却器(10)的贮液槽和超声槽(5)内注入冷冻媒质，开启热交换冷却器(10)，设定热交换冷却器(10)贮液槽内的冷冻媒质温度为-24～-22℃；

(2)开启管路一(1)、管路二(7)与超声槽(5)间的球形阀门，然后开启冷冻循环装置的压力泵，设定泵的转速为2500～3500r/min；

(3)待超声槽(5)内的冷冻媒质的温度降至-21～-20℃；调节压力泵的流速，使得超声槽(5)内的冷冻媒质的温度维持在-21～-20℃；

(4)将面团成型为圆柱体，用食品用保鲜膜紧贴包裹面团后，将面团置于超声槽(5)内的冷冻媒质中，使得圆柱形面团的下底面离超声槽底面有4～6cm的距离；

(5)在超声槽(5)内的冷冻媒质中放置面团的同时，开启超声波装置，设定超声电功率为224-418W，超声波占空比为1∶1.5～1∶4；

(6)开启温度检测装置，用计算机(12)记录冷冻过程面团的温度变化直至面团中心点温度降至-18～-17℃，冷冻结束。