一種變頻超聲輔助冷凍面團的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及冷凍食品技術領域，特別涉及一種變頻超聲輔助冷凍面團的方法及裝 置。
【背景技術】
[0002] 食品凍藏技術是通過降低溫度以及改變食品中水的形態的方式，來抑制微生物及 酶類的活動和降低食品基質中的活性，從而防止食品腐敗，保持食品的新鮮度和營養價值。
[0003] 目前，食品快速冷凍技術如風冷、平板接觸、循環鹽水、液氮冷凍等方法也有長足 發展。此外，超聲波輔助冷凍、超高壓輔助冷凍、電場輔助冷凍等新型冷凍方式也在進行著 從實驗室逐漸走向工業化的探索。
[0004] 超聲波是頻率高于20kHz的聲波，其空化效應和熱效應使其在微小元件清洗、物 品加熱等領域得到廣泛的應用。超聲波輔助冷凍的原理是超聲波對結晶有明顯的輔助作 用。空化作用是超聲在液體媒質中傳播時產生的一種效應，是指超聲空化泡的形成、生長、 振蕩、崩潰一系列過程中所產生的物理、化學作用。超聲強化成核的機理大多認為是基于超 聲的空化效應。超聲空化產生的微射流和沖擊波可以破碎已形成的晶體，并可以加速物質 的擴散過程，使固體顆粒得以及時分散獲得較小的晶體顆粒。
[0005] 2013年，HuFen提出了預置氣泡的概念，她將氣泡預置在需要超聲冷凍的樣品中， 探宄了氣泡對超聲波輔助結晶的影響，結果表明預置氣泡可以提高超聲波輔助冷凍的效 率，既縮短啟動超聲波和開始成核之間的滯留時間。預置氣泡的大小和數量也對液體冷凍 的結果有影響，氣泡越多、越小、越均勻更有利于成核。
[0006] 超聲波多用于清洗和檢測，如中國專利ZL201280003822. 4公布了一種超聲波清 洗裝置和超聲波清洗方法；ZL201220010620.X介紹了一種超聲波加熱儀；近年來，超聲波 也在超聲輔助冷凍方面有了長足的發展，中國專利ZL201310100261. 6介紹了變頻超聲波 強化提高荔枝冷凍速度與品質的方法；中國專利ZL01123889. 5公布了一種食品快速冷凍 或冷卻的裝置。中國專利ZL02241523. 8、ZL200510060873. 2、ZL95107114. 9公布了通過改 善冷凍裝置達到快速冷凍物品的目的方法。
[0007] 面食是我國主食之一，由于運輸和貯藏的需要，冷凍面食成為市場上重要部分，但 由于現有面食冷凍技術有限，冷凍面食的風味口感不佳、蒸煮損失大、營養流失嚴重。本發 明介紹的微波輔助面食冷凍能有效保持面食的原始風味和品質，最大限度減小冷凍過程對 面食品質的影響。
[0008] 綜上所述，采用現有的冷凍面團的方法的缺陷在于：傳統方法凍結的面團會產生 較大的冰晶，對面食的結構產生破壞，從而解凍吐水、蒸煮變形且口感不佳。此外，現有的新 型冷凍方法各有弊端，超高壓輔助冷凍對設備要求高且設備昂貴，不利于工業大量生產。

【發明內容】

[0009] 為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種變頻超聲輔助 冷凍面團的方法，通過超聲波輔助浸漬冷凍來提高冷凍面團的質量：減小面團冰晶的大小， 從而將汁液流失率、營養損失以及對口感的破壞降低到最小。
[0010] 本發明的另一目的在于提供實現上述變頻超聲輔助冷凍面團的方法的裝置。
[0011] 本發明的目的通過以下技術方案實現：
[0012] 一種變頻超聲輔助冷凍面團的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)對面團進行發酵；
[0014] (2)對發酵好的面團進行浸漬冷凍，冷凍循環液的溫度為-20°c~-25°c;浸漬冷 凍過程中，當面團的中心溫度達到-1°C~-3°C時，啟用頻率為60kHz~80kHz的超聲波進 行輔助冷凍；當面團的中心溫度達到_3°C~_5°C時，啟用頻率為20kHz~50kHz的超聲波 進行輔助冷凍，直至面團的中心溫度達到18 °C后，停止超聲，停止浸漬，對面團進行冷藏。
[0015] 步驟（2)所述頻率為60kHz~80kHz的超聲波，功率為1000W，工作周期為IOs;每 個工作周期內，工作3s，停止7s;或者
[0016] 每個工作周期內，工作4s，停止6s。
[0017] 步驟（2)所述頻率為20kHz~50kHz的超聲波，功率為1000W，工作周期為IOs;每 個工作周期內，工作3s，停止7s;或者
[0018] 每個工作周期內，工作4s，停止6s。
[0019] 步驟（1)所述對面團進行發酵，具體為：
[0020] 在面團發酵過程中，使用超聲波檢測超聲波在面團發酵過程中的衰減△a，當超 聲波的衰減Aa達到1~2時，將面團周圍緊密包裹食品級保鮮袋，進行步驟（2);
[0021] 其中，
[0022] t為發酵剛開始的時刻，h為進行超聲波檢測的時刻，L為待檢測面團的厚度，A0 為超聲波的邊緣信號強度；f(t)為t時刻檢測到的超聲波的強度衰減系數；f_為ti時刻檢 測到的超聲波的強度衰減系數。
[0023] 所述L為I. 5mm~3mm〇
[0024] 所述冷凍循環液為乙醇-丙二醇水溶液或質量濃度為55%的酒精水溶液。
[0025] 實現所述的變頻超聲輔助冷凍面團的方法的變頻超聲輔助冷凍面團的裝置，其特 征在于，包括超聲波輔助冷凍槽，所述超聲波輔助冷凍槽包括超聲波處理腔、超聲波換能 器、帶有鎧式頭的熱電偶、溫度記錄儀、超聲波控制面板；
[0026] 所述聲波換能器設于超聲波處理腔的下方，與超聲波控制面板連接；
[0027] 所述帶有鎧式頭的熱電偶與溫度記錄儀連接。
[0028] 所述的變頻超聲輔助冷凍面團的裝置，還包括超聲波衰減檢測器；所述超聲波衰 減檢測器包括丙烯酸托盤、超聲波換能器、脈沖發生器、電腦和信號接收器；所述丙烯酸托 盤包括上部和下部，被測面團夾于上部和下部之間；所述超聲波換能器為兩個，分別設于丙 烯酸托盤的上部的上方及丙烯酸托盤的下部的下方；脈沖發生器與其中一個超聲波換能器 連接，另一個聲波換能器與信號接收器連接；所述信號接收器連接分別與電腦、脈沖發生器 連接。
[0029] 與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：
[0030]I、本發明的變頻超聲輔助冷凍面團的方法可以控制冷凍成核時間，且相比傳統平 板接觸冷凍減小冰晶的粒徑大小達25%以上從而保證了產品解凍后無吐水現象，保持原始 風味，蒸煮不變形。
[0031] 2、本發明提高了冷凍效率并且使冷凍靦腆具有更好的微觀結構。
[0032] 3、本發明在發酵過程中加入了檢測環節，掌控了從發酵過程過渡到冷凍過程的最 佳時機，使出品質3；穩定可控。
[0033] 4、本發明結合超聲檢測設備和超聲波輔助冷凍設備，實現了效益最大化，最大程 度保證冷凍產品質量。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的實施例1的變頻超聲輔助冷凍面團的裝置示意圖。
[0035] 圖2為本發明的實施例1的超聲波衰減檢測器。
[0036] 圖3為本發明的實施例2制備得到的冷凍面團和對照組的冰晶的粒徑大小分布 圖。
[0037] 圖4為本發明的實施例3制備得到的冷凍面團和對照組的冰晶的粒徑大小分布 圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面結合實施例，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0039] 實施例1
[0040] 本實施例的變頻超聲輔助冷凍面團的裝置如圖1所示，包括超聲波輔助冷凍槽和 超聲波衰減檢測器4 ;所述超聲波輔助冷凍槽包括超聲波處理腔2、超聲波換能器3、帶有鎧 式頭的熱電偶5、溫度記錄儀6、超聲波控制面板7 ;所述超聲波處理腔2設有冷凍液循環出 口 1和冷凍液循環入口 8。所述聲波換能器設于超聲波處理腔的下方，與超聲波控制面板連 接；所述帶有鎧式頭的熱電偶與溫度記錄儀連接。
[0041] 如圖2所示，所述超聲波衰減檢測器包括丙烯酸托盤42、超聲波換能器41、脈沖發 生器44、電腦45、信號接收器46 ;所述丙烯酸托盤包括上部和下部，被測面團43夾于上部 和下部之間；所述超聲波換能器為兩個，分別設于丙烯酸托盤的上部的上方及丙烯酸托盤 的下部的下方；脈沖發生器與其中一個超聲波換能器連接，另一個聲波換能器與信號接收 器連接；所述信號接收器連接分別與電腦、脈沖發生器連接。
[0042] 下面對處理裝置各組成部分做詳細的介紹：
[0043] 冷凍液循環出口：乙醇-丙二醇水溶液（凍結點_38°C)或55%酒精水溶液（凍結 點_40°C)從這個出口流出，出口開關在處理過程中保持打開狀態，利于冷凍液充分循環， 從而保持在-20 °C~-25 °C的低溫。
[0044] 超聲波處理腔：內裝滿冷凍液，為面團提供浸漬冷凍環境。同時作為超聲波的發出 設備對進行超聲處理。
[0045] 超聲波換能器：處理開始前，開啟超聲波電源，當觸發按鈕時，即可發出超聲波。
[0046] 超聲波衰減檢測器：自行組裝設備，在發酵過程中，隨機定時抽取2g~4g面團做 檢測，若Aa達到1~2,檢測器升起。
[0047] 帶有鎧式頭的熱電偶：熱電偶可準確測量面團中心的溫度，當溫