NDQF無損速凍技術

NDQF無損速凍技術(英文名:Non-destructive quick freezing)是目前國際上領先的速凍技術,其綜合運用了量子反常霍爾效應、電化學及過冷水原理,實現食材、預製菜速凍過程中冰晶不產生尖角、體職不產生膨脹、速凍過程不產生壓力差,從而達到解凍後與新鮮食材、預製菜無損耗的效果。

基本介紹

  • 中文名:NDQF無損速凍技術 
  • 外文名:Non-destructive quick freezing 
背景,原理,

背景

食材、預製菜的細胞中絕大多數組成部分為水,而在速凍過程中,水分子結冰過程中會產生三大問題,導致解凍後會出現細胞出水(原來在細胞壁裡面的水分流到了細胞壁之外,在組織的細胞之間)、氧化等現象,與速凍前的新鮮食材、預製菜出現品質上的巨大差異,這是目前所有速凍產業最大的問題。
這三大問題分別是:
1、 水分子結成冰後,是晶體狀,俗稱結晶,結晶後的水分子會有6個尖角,呈雪花狀。這是因為水分子共有10個電子,其中4個電子組成了共價鍵而固定,剩餘的6個電子是雜亂無章的排列,結晶後會產生6個尖角,這6個尖角會刺破細胞壁,導致細胞內的水分子流到細胞之間,從而破壞了原有的細胞結構;
2、 水分子結冰後,體積會膨脹9-10%,這個體積的增長,也會破會細胞壁,讓細胞內的水分流到了細胞之間,一樣破壞了原有的細胞結構;
3、 溫度傳遞的過程,對於食材而言,是一個由外向內溫度逐漸降低的過程,比如說一個榴槤在速凍過程中,首先是表皮的溫度達到零度,從而表皮的細胞中的水分子開始結冰,而此時,榴槤果肉的溫度還有6-10度之間,這樣就產生了壓力差,這個壓力差會破壞細胞壁。另外就是因為溫度的傳遞媒介是空氣,當表皮結冰後,溫度向中心果肉的傳遞就變得很難,也導致了中心溫度下降緩慢,還有就是靠近凍的水更容易結成冰,這就導致冰晶會越來越大,也會破壞細胞壁。
解決方案
1、 冷源溫度夠低,比如說液氮速凍,液氮的溫度是-196度,在這樣巨大的溫差下,讓水分子冰晶生成期(0到-5度)的過程中時間足夠短,從而避免的冰晶的體積膨脹,從而減少因體積膨脹而導致的細胞壁破壞。氟製冷、氨製冷、乾冰的原理也是如此,速凍隧道或速凍庫的溫度越低,因水分子結晶過程中的體積腫脹帶來的損傷就越少。
2、 溫度傳遞速度更快的冷凍液冷凍,也稱微凍技術。這個技術的主要原理是利用液體作為溫度傳遞的介質,因為溫度在液體中的傳播速度是氣體中的40倍(上述第1種冷凍技術是利用空氣作為溫度傳遞的媒介),從而使冰晶生成時間更短。這種冷凍液就是相變材料,利用不同材料的結冰溫度不同的原理,比如說海水是零下4-5度結冰,生產冰棍時普遍使用的鹽水槽就是這個原理,加鹽使水的結冰溫度降低,海鮮冷凍時塗抹鹽,也是這一原理。30號柴油也是這樣,在-30度時才會結冰。因為食材是要浸泡在化學成分添加的冷凍液中的,所以需要把食材包裝後才能浸泡速凍,並易產生污染,所以只適合於獨立包裝的大塊食材,如魚等,一些小體積產品,如草莓、櫻桃等就不太適合,因為一個包裝內如果有多顆的話,就會粘在一起。
以上這兩種技術都只解決了以上說的三點問題中的第二點,即體積膨脹的問題,但對於第一點和第三點,即冰晶尖角和溫度從表及里的問題並沒有有效解決。

原理

1、 在速凍過程中,給食材(或預製菜)加一個弱電流,在電流的影響下,電子會朝著同一個方向排列,從而解決了結晶時產生尖角的問題,且由於細胞壁口同處於正極或負極狀態,會產生同性相斥效應,促使細胞壁口處於打開狀態,溫度更容易傳遞進細胞壁內部,加快速凍進程;
2、 利用量子反常霍爾效應下的過冷水原理。舉一個例子,比如說周圍環境在-5度左右時,如果把一瓶水靜置,那水馬上就會結成冰,而如果有個外力讓水一直在晃,那么水就一直保持液態,不會凝結成冰。但是如果此時的環境溫度是-40以下時,則無論怎么晃,水都會迅速凝結成冰,比如說黃河的瀑布都會產生冰凌現象,再比如說在東北-40左右時,把一盆燒開水灑向天空,水則立馬凝結成冰霧的壯觀景像。NDQF(Non-destructive quick freezing)無損速凍的原理就是在速凍時,產生不斷的電磁波,讓細胞中的水分子處於震盪狀態,這樣即便在-8度時,水分子仍然保持液態。比如說榴槤速凍時,維持速凍隧道或速凍庫在-8度一段時間。讓榴槤表皮和果肉的內外溫度都達到-8度,內外就沒有了溫差,然後迅速降溫到-9度時,所有內外的水分子會同時多點結晶。大家可以腦補下泰國可樂冰沙,就是利用這一原理,因為可樂中有壓力,所以導致在-5度的凍箱中,可樂仍然保持液態,而拿到常溫下,只要擰開瓶蓋卸壓後,只要輕輕一敲,或者直接倒出,可樂就以幾肉眼可見的速度迅速多點凝結成冰沙。
利用NDQF(Non-destructive quick freezing)無損速凍生產出的食材(預製菜),會有明顯的以下優勢:
1、 解凍後還原度高,細胞結構沒有破壞,減少了脫水及氧化,品質跟新鮮原料幾乎無差異。
2、 速凍速度快、成本低,因為我們只要在零下8到10度時、冰晶生成期時需要速凍,一旦冰晶生成後,就不需要靠巨大的溫差來消耗不必要的溫差浪費。
3、 只要有電的地方就能生產,不像液氮會受周邊原料供應的影響;
4、 潔淨衛生,速凍過程中不產生二次污染

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