兩段式冷卻在肉牛屠宰工廠設計中的應用

韓志立，盧維國

（華商國際工程有限公司，北京 100069）

兩段式冷卻在肉牛屠宰工廠設計中的應用

韓志立，盧維國

（華商國際工程有限公司，北京 100069）

兩段式冷卻技術已經廣泛應用于生豬的屠宰加工，在降低干耗、抑制細菌繁殖和提高肉品品質方面取得了良好的效果。盡管國內外學者對該冷卻技術在肉牛屠宰加工中的應用進行了大量研究，但受到牛肉在低溫下易產生冷收縮等因素的影響還未能得到廣泛應用，通過設置-4 ℃的快冷溫度和對冷間內冷風機的合理布置為該技術在肉牛屠宰中的應用做了進一步探索。

兩段式冷卻；肉牛屠宰；-4℃快冷間；冷風機布置

（Hua Shang International Engineering Co.， Ltd.，Beijing 100069， China）

隨著我國肉類加工技術的不斷提高和進步，經過排酸的高品質冷卻肉已經逐步替代熱鮮肉進入百姓餐桌，這是我國肉類消費的一大飛躍。在冷卻肉生產過程中起到關鍵作用的冷卻工藝技術也在不斷改進，主要的冷卻技術有常規冷卻、延遲冷卻、兩段式冷卻、噴淋冷卻和真空冷卻等。冷卻是肉牛屠宰過程中時間和能量消耗最大的工藝，選擇最佳的冷卻程序可以降低冷卻時間和胴體質量損失，改善肉品品質[1]。

1 兩段式冷卻在肉牛屠宰加工中的研究現狀

近年來，兩段式冷卻在生豬的屠宰加工中已經得到廣泛應用，并取得了良好的效果。國內外的學者也對兩段式冷卻在肉牛屠宰加工中的應用，進行了大量的試驗和研究。對牛胴體采用快速冷卻（-20℃，2 h速冷，風速3 m/s） 處理，與傳統冷卻相比，肌節長度縮短，肌肉的剪切力值增大。Janz J A M認為快速冷卻可以縮短冷卻時間，但同時使肉質產生冷收縮。高素娟等人[2]通過對牛胴體進行兩段式冷卻處理（溫度-13～-15 ℃，風速3 m/s，時間2 h，隨后轉入常規冷卻間停留24 h） 和常規冷卻處理（溫度0～4 ℃，風速0.5 m/s，時間24 h） 對比分析后發現，兩段式冷卻處理顯著降低胴體的冷卻質量損失，并有利于改善肉的色澤。盡管國內外學者已對兩段式冷卻在肉牛屠宰中的應用進行了大量研究，但目前依然未能廣泛應用于肉牛屠宰中，主要有2個方面原因，一方面牛肉的pH值下降到5.9～6.2之前，溫度降低到12 ℃以下，容易產生冷收縮的情況，影響了兩段式冷卻在肉牛屠宰中的應用；另一方面快冷間和冷卻間內的冷風機布置及選型會影響房間內的風場與溫度場的均勻性，布置不合理會導致部分區域產品凍結。基于以上2個方面的考慮，在實際屠宰過程中采用兩段式冷卻時，一是將兩段式冷卻中快冷間的溫度設定在-4 ℃，在該溫度下將牛胴體冷卻1.5 h，使胴體溫度由37 ℃快速降低到27 ℃，隨后轉入常規冷卻間內停留48 h，使中心溫度降低到7 ℃以下；二是對在快冷間和冷卻間的冷風機布置及選型上進行了研究。

2 快冷間冷風機布置和選型特點

快冷間的冷間溫度為-4 ℃，牛胴體進入快冷間溫度約為37 ℃，冷卻時間為90 min，冷卻后胴體溫度為27 ℃。項目設置一個快冷間，冷間內共配置7臺冷風機。胴體進入時約為37℃，這會使冷間溫度迅速上升，冷間內濕度很大，冷風機結霜頻繁。冷風機在結霜時，經過前幾排翅片的空氣濕度較大，翅片結霜厚度較厚，而后幾排翅片結霜較薄，所以應選擇大片距冷風機，且盡量選擇變片距冷風機。變片距冷風機前幾排翅片間距大、后幾排翅片間距小，結合冷風機的結霜特點，變片距冷風機能有效降低冷風機風量的降低速度和冷風機融霜頻率，提高制冷系統運行效率，縮短胴體的冷卻時間。同時為了達到快速冷卻、均勻配風減少冷卻干耗等目的，設計選用下出風、下回風式冷風機。冷風機在冷間中間回風，冷間兩側出風。胴體肉片間的風速控制在2 m/s較為適宜。

快冷間冷風機平面布置（一） 見圖1，快冷間剖面示意（二） 見圖2。

圖1 快冷間冷風機平面布置(一)

圖2 快冷間剖面示意(二)

根據具體項目情況不同，快冷間也可采用織物風道送風。采用織物風道送風可根據快冷間幾何尺寸和快冷間內設備及胴體的布置模擬溫度場、濕度場和風速場，做出更為準確的風力組織。由于快冷間設備負荷較大，需要配置的冷風機數量較多，而采用織物風道送風時，風道占用一部分庫內空間，冷風機數量會受到限制。

快冷間冷風機平面布置（一） 見圖3，快冷間剖面示意（二） 見圖4。

3 冷卻間冷風機布置和選型特點

圖3 快冷間冷風機平面布置(一)

圖4 快冷間剖面示意(二)

冷卻間的冷間溫度要求為0～4 ℃，牛胴體進入冷卻間溫度約為27 ℃，冷卻時間為48 h，冷卻后胴體中心溫度為7 ℃。項目設置9個冷卻間，每個冷卻間內配置3臺冷風機。雖然經過首段冷卻，胴體溫度仍然較高，所以在冷卻間內仍然建議采用大片距的變片距冷風機。冷風機選用斜45°出風，斜45°回風式冷風機。胴體肉片間的風速應控制在1.5 m/s左右較為適宜。

冷卻間冷風機平面布置見圖5，冷卻間剖面示意見圖6。

圖5 冷卻間冷風機平面布置

圖6 冷卻間剖面示意

4 結語

利用-4 ℃快冷間內較低溫度和較大風速，使胴體溫度快速下降，并在胴體表明形成一層“皮膜”，可以減少胴體的質量損失和阻隔微生物的入侵，延長肉品的保質期。經過兩段式冷卻后的牛胴體表面干燥，外觀良好，平均干耗為1.0%～1.2%，比常規冷卻減少1/3左右。

[1]Savell J W， Mueller S L， Baird B E.The chilling of carcasses[J].Meat Science， 2005， 70 （3）： 449－459.

[2]高淑娟，毛衍偉，毛秀江，等.兩段式冷卻對牛肉食用品質的影響 [J].農業工程學報，2009，25（10）：312-317.◇

TS231

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.023

1671-9646（2017） 10a-0073-02

2017-09-25

韓志立（1984— ），男，碩士，工程師，研究方向為禽畜屠宰及肉制品工廠食品工藝設計。