流态冰制取技术及其在水产物中运用的钻研妨碍（二）

3 流态冰的流态行动与传热特色

3.1 行动特色

流态冰作为一种流体，在实际运输中，冰制可行动性是取技其水保障妨碍短途运输且无窒息的关键。思考到流态冰在管道中展现为固-液流的术及流型，冰晶存在浮力熏染，产物行动泛起出差距的中运钻研流态，根基分为均相行动形态（固-液精采混合行动）、妨碍非平均行动形态（冰晶以及载流流体之间初始分说）、流态挪移床流态（冰晶在管道上部的冰制初始积攒）、牢靠床流态（较小流速导致的取技其水填充床层削减）四种规范，随管道直径、术及长度、产物流体密度、中运钻研粘度、妨碍壁面粗拙度、流态品质分数及其固体性子等变更。此外，流态冰行动的主要下场之一是由于冰的品质以及体积分数的削减而引起的低压降以及磨擦因数，在高冰体积分数（φ12%）下，流态冰的压力降总体上要高良多，直接导致了剪切增稠行动。

在流体活开工况中，实用的减阻措施能为克制流态冰行动的压降、磨擦系数等下场提供处置妄想，退出大批的削减剂或者修正管道的多少多形态，从而飞腾流体的湍流概况磨擦。Ostwald-deWaele模子、Bingham模子、Casson模子、Herschel-Bulkley模子、Papanastastiou模子可用来形貌并提供行动地域内丰硕的参数化信息。国内外已经有学者针对于差距变量：压降、流速、含冰率、颗粒粒径、管道种类等睁开大批试验，并接管适宜的参数模子，进一步钻研流态冰的流变行动，对于其输送的清静妄想以及运行具备教育意思表2。

3.2 传热特色

在流态冰天生器活开工况（液-固相变）中，热量经由两股流体间的传热面（单元m2）传递，冷、热流体之间存在的温度差即为热量传递的增长力，艰深来说，两者单元光阴所交流的热量与传热面积、温度差成正比。当流体流速慢时呈平流，以传导传热为主，较快时呈紊流，主要为对于转达热，若要后退其传热速率，可思考经由后退流体流速、温度、改善壁材等方式适以落伍传热增长力或者飞腾传热阻力。

另一种工况为运输管中，流态冰消融时（固-液相变）的传热特色，管壁的热量先传递到液相，使液相温度飞腾，随后液相将热量再传递给固相，使固相颗粒随着行动不断消融，而消融合使流态冰固相体积分数飞腾、颗粒直径减小，因此流态冰中固体颗粒之间同时具备聚并、破碎以及消融熏染。由于换热器/管道不可视化，审核详细传热历程较难，只能运用数值模拟爆发器内的传热动态合计平均换热系数。Onokoko等用数值措施钻研了乙烯-乙醇-水流态冰在管里手动时的热行动，患上到了凝聚传热特色，搜罗传热系数的轴向扩散、体壁温度、冰体积分数以及凝聚速率，均与非熔融流的响应扩散有清晰差距。Li等运用CFD软件模拟紊流以及湍流态下的传热，发现流态冰的换热功能强烈依赖于流速以及冰品质分数，当在湍流中行动时，热流密度对于Nuis值的影响很小。赵别致等接管用粒子流与传热传质模子相散漫的措施，合计钻研了水平方管内流态冰与渔获物的行动传热，患上悉影响冰与渔获物概况传热的关键是冰颗粒的扩散，随着冰颗粒进口体积分数的后退，渔获物上概况与侧面的热通量部份有所增大且扩散平均。

当初，越来越多的学者经由仿真模拟散漫试验验证探究流态冰的行动以及传热特色，患上出的关连式以及实际根基适用于工程妄想参数，同时也可思考将钻研差距制冰器或者管道部份特色的数群模子结并吞优化，进一步后退工艺精度要求。

4 流态冰在水产物中的钻研

4.1 预冷熏染

流态冰具备较大的传热面积以及热传递能耐，降温速率快，因此罕用于水产物的预冷，后退后续的破费加工功能。流态冰预冷是指水产物在解冻、冷藏、贮运等操作前，运用流态冰将其从初始温度（30℃摆布）快捷降至所需要的尽头温度（0～15℃）的历程。Lin等钻研在-1.5°C下用流态冰预冷、直接冷冻对于琵琶鱼肝脏品质以及微妄想的熏染，服从展现，两组鱼的内聚性以及耐嚼性等鲜度参数均呈着落趋向，但前者较为飞快，可延迟样品的机关伤害。高红岩等将流态冰预冷与冰温蕴藏相散漫，钻研其对于别致鳕鱼片品质的影响，发现预冷可缩短样品从中性期到侵蚀期的历程，缩短货架期达17d。同时，钻研表明，将预冷前处置与冷冻叠加熏染于水产物，保鲜下场更清晰。Zakhariya中分说用流态冰以及片冰对于澳洲肺鱼妨碍差距光阴的前处置后于−20℃条件下蕴藏20d，试验表明，经流态冰处置的鱼体卵白质含量、水份含量均高于片冰组，TVB-N、pH及活菌数低于片冰处置组，可看出流态冰能实用坚持水产物的别致品质。Zhao等钻研了在冰箱（5℃）或者流态冰（0℃）中的预冷与解冻相散漫对于金鲳鱼的冷冻速率以及品质的影响，发如今流态冰中妨碍预冷有助于后退后续冷冻历程的冷冻速率，而且用1.7m/s的冷媒在-100°C下不断冷冻，是坚持冷冻金鲳鱼品质的最实用措施。这两种措施也为食物市场中水产物的前处置加工提供了参考。

4.2 蕴藏保鲜熏染

流态冰将产物温度操作在零度如下，以较高温度缓解卵白质、脂质氧化。Rodriguez等比力了比目鱼在流态冰或者片冰中的生化、微生物学反映。服从表明，运用前者贮存清晰飞腾了核苷酸降解、脂质氧化速率，比目鱼肌肉的部份高份子量卵白质坚持精采的晃动性。Zhang等探究了流态冰熏染于金枪鱼品质的影响，经处置后发现鱼肌肉中的肌原纤维卵白、Ca2+-ATPase活性以及总巯基含量均高于空缺以及片状样品。此外，流态冰相较于碎冰保鲜可清晰飞腾水产物的侵蚀速率，坚持其原有的鲜度。以碎冰为比力，张皖君等合成了3种冰藏处置后鲈鱼中微生物等的变更纪律，其中流态冰可实用抑制鲈鱼中ATP降解、抑制微生物妨碍；蓝蔚青等发现经流态冰处置后的南美白对于虾样品的弹性、品味性、TVB-N含量、TBARS值与菌落总数不断坚持在较低水平，品质清晰均优于碎冰处置组。显而易见，基于流态冰冰晶的物理特色，使患上在蕴藏情景上水产物的保鲜下场清晰优于传统冰，飞腾水产物受到的传染以及破损水平，可能在较持久内坚持水产物资量。

4.3 冷致去世熏染

个别，海上渔业捕捞水产物后，收获以及屠宰（刺杀、击昏）历程中的压力会对于肉质有清晰影响，降生前挣扎会延迟肌肉细胞的寿命。以是需对于水产物妨碍快捷屠宰，使敏理性以及意见的快捷损失，保障水产物产量以及品质的最大化。Anders等将鲭鱼不断击昏（5s）并在流态冰中冷却6min，钻研发现，在鲭鱼晕眩无意见情景下，可引起降生、改善鲭鱼的肉质。Huidobro中分说将金头鲷浸泡在流态冰浴、冰水中，并审核在两组情景下鱼体降生后的质质变更，前者削减了鱼残缺解冻所需的光阴；可是运用最高温度（-2.2℃）时泛起了眼睛混浊，导致概况的劣变。直接运用流态冰妨碍致去世，大大飞腾了鱼类的商业价钱。基于上述原因，Lopez-Canovas等运用差距规范的冰散漫丁香精油（CEO），并封装在β-环糊精（β-CD）纳米胶囊中以调解金头鲷的致去世条件，服从表明，该措施与当初冷冻、屠宰以及冷藏历程中运用的冰包埋精油技术兼容，可实用飞腾宰杀时的应激水平，取患上品质更高、保质期更长的鲜鱼。显明，抉择繁多的流态冰杀去世鱼类是不值患上推选的，对于水产品质地有负面影响，但可能判断冰浴的最佳温度规模，再散漫其余适量的宰杀方式来妨碍处置。

4.4 船载车载运输中的运用

水产物自捕捞后，履历一系列的转运流程抵达售卖市场，时期受到种种情景因素（磨擦、撞击以及温度变更等）的影响，这些因素均有可能导致水产物爆发差距水平的侵蚀演化、泛起异味等不良天气。因此，研发在船载车载中的水产物保鲜技术显患上尤为紧张。Yuan等将鱿鱼蕴藏在40r/min、−4℃的摇床中，运用动态流态冰模拟船上保鲜鱿鱼的下场，服从展现，相对于冰水混合、碎冰与冰箱组，流态冰能清晰缓解鱿鱼的侵蚀演化速率，知足鱿鱼远洋运输的要求。Huidobro等在船上用流态冰加工深水粉红虾并审核查品质的影响，不光缓解了pH的飞腾以及微生物的妨碍，质地也爆发很小的变更。钻研表明渔船上运用流态冰优于传统冰，特意适用于将虾用作需要去除了甲壳加工规范的质料时。

4.5 流态冰复合型保鲜技术探究

当初，为了将水产物在贮存中受到的伤害降到最低，有试验钻研将流态冰以及差距的削减剂相散漫，以抵达更优异的保鲜下场。在散漫抗氧化剂方面，施源德等运用照应面法的中间组合试验判断流态冰最佳配方，钻研表明，在−4℃下配制的0.25%茶多酚、0.2%二氧化硅、3%氯化钠的茶多酚流态冰能实用抑制鲭鱼中挥发性盐基氮以及组胺的发生。张皖君等比力了运用流态冰、竹叶抗氧化物流态冰（AOB-SI）、迷迭香提取物流态冰（RE-SI）处置对于鲈鱼蕴藏时期抗氧化活性及微生物熏染下场，服从表明，AOB-SI与RE-SI处置组较于SI组可清晰延缓鲈鱼样品的POV值、MDA值以及FFA值的飞腾，以及卵白质氧化以及微生物的妨碍孳生。在散漫抗菌剂方面，冯家敏等接管流态冰散漫防黑变剂等探究南美白对于虾的鲜度坚持以及黑变天气抑制措施，发现流态冰与4-HR或者植酸钠、ClO2混合保鲜对于虾仅头部细小褐变，肌肉详尽有弹性。黄利华等钻研了ClO二、乳酸链球菌素（Nisin）以及二甲基二碳酸盐（DMDC）抑菌流态冰对于白鲳鱼品质特色的影响，服从表明，白鲳鱼的TVB-N值以及TBARS值飞腾，抑菌流态冰可能增长鱼肉pH、硬度、弹性以及色度等的晃动性。Campos等将流态冰以及臭氧散漫先后对于大菱鲆保鲜下场妨碍比力，发现臭氧流态冰抑制脂肪水解及氧化反映等方面的下场比流态冰突出，缩短了食物货架期。可是在钻研试验中，尽管发现流态冰复合保鲜下场优于繁多流态冰，可是在水产物实际保鲜运用中，抉择对于其有害的抗氧化剂、抗菌剂及浓度比例是值安妥前的钻研者深入品评辩说的。

5 流态冰技术的运用远景

流态冰作为一种快捷冷却水产物的蓄冷新技术，在未来具备重大的睁开后劲，因此，越来越多的企业以及钻研团队争相开拓立异，并自动地向着更深条理的规模奉背运用。在流态冰成为紧张钻研倾向的同时，其存在的下场也不容轻忽。制取流态冰的温度、盐度以及组成冰晶后的含冰率等都市影响水产物的冷藏与保鲜下场，运用动态法制取的流态冰在行动性、粒径巨细以及晃动性等方面也存在差距，实际运历时需凭证产物的需要来抉择差距的流态冰。对于水产物的钻研倾向可能沿着如下多少方面睁开：

（1）规模化破费流态冰，并直接用于水产物中是飞腾水产物损失率、后退别致品质的实用道路。地球淡水资源有限，而淡水资源丰硕且易患，运用淡水作为制冰溶液，可散漫运用过冷水法一体化制冰装置制取流态冰，实现深海远洋渔船上不断动态制冰以及就地保鲜。

（2）流态冰保鲜技术中，流态冰的杀菌机理起侧紧张熏染，未来在制冰零星中可替换蓄冰溶液的规范：电解水或者高温等离子体活化水等，将其制冰后熏染于水产物可抵达高效抑菌下场。

（3）刮削法以及过冷法是流态冰制取的罕用技术，产冰中会泛起机损、易冰堵、功能低等下场，脉冲电场、电子辐射、磁场、超声波辅助匆匆核成冰成为一种可行性妄想。当初已经有超声辅助制冰等运用报道。

（4）对于远洋渔业捕捞后的渔获物，可思考运用流态冰喷淋-输送带的装置，运用于远洋渔船，并于前期运输、蕴藏中建树无损-感应检测零星，实时监控水产物的鲜度变更、后退清静性。

新时期新谋求，流态冰作为新型的绿色保鲜介质，其制取技术的研发、工程运用的开拓，既能照应国家的立异、绿色睁开理念，又对于国家的能源节约、经济效益后退有着深远意思，成为未来不革除了究确凿定趋向。

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