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冰结晶表现了冻结过程的最基本的实质。当食品中所含水分结成冰结晶时,即有热量从食品中传出.同时食品的温度也随之降低。从物质分子结构上来看,液体是介于气体和固体之间的。当温度升高时,液体分子运动加速.使它的结构与气体接近;当温度降低时,液体分子运动减慢,其结构则趋向于结晶体。当液体温度降低至冻结点时.液体相与结晶相处于平衡状态:要使液体变为结晶体,就必须破坏这种平衡状态,也就是使液体温度降至稍低于冻结点的温度,造成液体的过冷。因此,过冷现象是使液体中产生冰结晶的先决条件。
当液体处于过冷状态时,其内部形成了稳定的原始结晶核,这个结晶核的形成并非自发的,而是出于某种刺激作用(如液体中所含的灰尘或振动等)产生的。
在稳定的结晶核形成后.如继续散失热量,水分子就聚集在结晶核周围组成结晶冰的晶格排列,使水变成冰而放出热量。这种热量的放出,使水或水溶液的温度由过冷温度上升至冻结点温度。因此,要保证冰结晶过程的进行.必须不间断地将热量移去。
各种食品的汁液均有不同的过冷临界温度。实际上就是温度低于物质的临界温度。物质处于临界状态时的温度为临界温度。这时就是物质以液态形式出现的最高温度,如再将其温度降低于临界湿度,即达到液态将变成固态而成为冰。在冻结过程中,一般不会有稳定的过冷产生。因为冻结时,食品表面层的温度很快降低,破坏了表面层的过冷状态而产生冰晶。随着冻结时间的延长,冰晶将不断地发展.使食品内部的热量不断导出而在其内部亦产生冰结晶。
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