食品速凍機(jī)械與設(shè)備概述(已修改)
2024-11-19 22:31 本頁(yè)面
【正文】 第十一章 食品速凍機(jī)械與設(shè)備,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 機(jī)械制冷原理 第三節(jié) 制冷系統(tǒng)組成 第四節(jié) 食品速凍設(shè)備,第一節(jié) 概述,一、制冷技術(shù) 制冷技術(shù)是將被冷卻物體中的熱量移向周?chē)橘|(zhì)(水或空氣)，使物體溫度降低，且低于周?chē)橘|(zhì)的溫度，并能保持一定的溫度。 熱量常從高溫物體傳向低溫物體，但制冷過(guò)程使熱量從低溫物體傳向高溫物體，這個(gè)過(guò)程要消耗能量。,第一節(jié) 概述,二、制冷技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 直接利用冷凍設(shè)備速凍和冷卻食品生產(chǎn)，貯藏冷庫(kù)。 食品加工機(jī)械的關(guān)鍵設(shè)備如真空冷卻、冷凍濃縮、冷凍干燥和冷凍粉碎等加工設(shè)備機(jī)組。 冷鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)冷凍設(shè)備冷鏈所涉及的貯運(yùn)和展示設(shè)備均需制冷機(jī)械設(shè)備。 食品生產(chǎn)環(huán)境需要制冷設(shè)備如車(chē)間空調(diào)、工藝用冷卻水以及需要較低溫度的冷卻加工操作。,第一節(jié) 概述,三、制冷技術(shù)分類(lèi) 制冷技術(shù)是指利用物體相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過(guò)程。 現(xiàn)代食品工業(yè)中所應(yīng)用的冷源都是人工制冷得到的。 根據(jù)制冷劑狀態(tài)變化，可以分為液化制冷、升華制冷和蒸發(fā)制冷三類(lèi)。 習(xí)慣上將利用壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等構(gòu)成的蒸發(fā)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。 食品工業(yè)中應(yīng)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的應(yīng)用。,第一節(jié) 概述,三、制冷技術(shù)分類(lèi) 制冷技術(shù)是指利用物體相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過(guò)程。 現(xiàn)代食品工業(yè)中所應(yīng)用的冷源都是人工制冷得到的。 根據(jù)制冷劑狀態(tài)變化，可以分為液化制冷、升華制冷和蒸發(fā)制冷三類(lèi)。 習(xí)慣上將利用壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等構(gòu)成的蒸發(fā)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。 食品工業(yè)中應(yīng)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的應(yīng)用。,第一節(jié) 概述,四、非機(jī)械制冷技術(shù) 溶解和融化制冷 固體融解和溶解都可以利用來(lái)制造冷量。例如， 1kg 冰融解吸熱 334.94kJ 。 冰鹽混合物稱為起寒劑。食鹽:碎冰=3:1時(shí)，最低溫度可降到21℃左右。如果需要更低溫度，可使用其它鹽類(lèi)，如氯化鈣、氯化氨、硝酸鈉等與食鹽混合成復(fù)式混合物。 固體升華制冷 固體吸熱后直接變成氣體叫升華，“干冰”(固態(tài)CO2)在 0.1MPa下的升華溫度為78.5℃ ，升華潛熱: 573.59kJ/kg。吸收升華潛熱及升華后的低溫CO2(顯熱)均可用來(lái)冷凍食品。 液化氣體制冷 液化氣體制冷：利用低沸點(diǎn)液化氣體物質(zhì)直接與食品接觸，吸取食品熱量使其凍結(jié)，而自身氣化成氣體。 液氮在大氣壓下，蒸發(fā)溫度為196℃，氣化潛熱：119.3kJ/kg。氮?dú)獾谋葻崛轂?.0 kJ/（kgK）。 每千克液氮蒸發(fā)后溫度升到0℃，共可吸收396kJ/kg的熱量，可使約1kg 水分凍結(jié)成冰。,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,一、壓縮式制冷循環(huán) 是一種以制冷劑為工質(zhì)，通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)制冷劑壓縮做功為補(bǔ)償，利用制冷劑狀態(tài)變化產(chǎn)生的吸熱和放熱效應(yīng)達(dá)到制冷目的的循環(huán)過(guò)程。 基本的機(jī)械壓縮制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四部分組成。,一、壓縮式制冷循環(huán) 制冷劑在機(jī)械壓縮制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過(guò)程為： 等熵過(guò)程：1→2。經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器后，低壓低溫蒸氣被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮提高壓力以及溫度，成為高壓高溫的過(guò)熱蒸氣。 等壓過(guò)程：2→3。過(guò)熱蒸氣的溫度高于環(huán)境介質(zhì)（水或空氣）的溫度，此時(shí)的制冷劑蒸氣能在常溫下冷凝成液體狀態(tài)。因而，當(dāng)經(jīng)過(guò)冷凝器后，冷卻、冷凝成高壓的液態(tài)制冷劑（低溫高壓液體）。 等焓過(guò)程：3→4。高壓液體通過(guò)膨脹閥時(shí)，因節(jié)流作用而降壓，制冷劑液本身溫度下降（低溫低壓液體）。 等溫過(guò)程：4→1。把這種低壓低溫的制冷劑引入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，使周?chē)諝饧拔锪蠝囟认陆担ㄖ评鋭┳優(yōu)榈蜏氐蛪簹怏w）。,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,二、單級(jí)壓縮制冷 制冷循環(huán)的問(wèn)題 制冷循環(huán)是一種理論循環(huán)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有許多實(shí)際問(wèn)題。 例如，蒸發(fā)器中抽吸出來(lái)的制冷劑蒸氣常帶有霧滴，帶有霧滴的制冷劑蒸氣不能使壓縮機(jī)正常工作。 又如，壓縮機(jī)中的潤(rùn)滑油會(huì)隨溫度升高而氣化進(jìn)入系統(tǒng)中，使得冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率大大降低。 再如，由于沒(méi)有制冷劑的貯存設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)工作會(huì)變得不穩(wěn)定。,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,二、單級(jí)壓縮制冷 實(shí)際的單級(jí)壓縮制冷循環(huán)有：氨液分離器、分油器、貯氨罐等。,,,,,,,,貯氨罐,壓縮機(jī),分油器,氨液分離器,膨 脹 閥,總調(diào)節(jié)站,冷凝器,均 壓 管,冷排(蒸發(fā)器),冷排(蒸發(fā)器),水,1,水,放空氣,放油,放 油,4,2,3,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,二、單級(jí)壓縮制冷 輔助設(shè)備的作用 分油器：冷凝器之前的除油裝置，使得壓縮機(jī)潤(rùn)滑油不再進(jìn)入系統(tǒng)，從而提高了冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率； 貯氨罐：冷凝器之后需安裝一臺(tái)（套）貯液罐起兩方面的作用，一是保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，二是可以方便地為多處用冷場(chǎng)所提供制冷劑。 氨液分離器：氨蒸氣中攜帶的霧滴由氨液分離器消除，保證了壓縮機(jī)正常工作；,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,三、雙級(jí)壓縮制冷 壓縮比與雙級(jí)壓縮 制冷循環(huán)若以壓縮機(jī)和膨脹閥為界，可粗略地分成高壓、高溫和低壓、低溫兩個(gè)區(qū)。 （1）壓縮比 高壓端壓強(qiáng)對(duì)低壓端壓強(qiáng)的比值稱為壓縮比。 壓縮比由高溫端的冷凝溫度和低溫端蒸發(fā)溫度確定。蒸發(fā)溫度越低，壓縮比越高。 （2）雙級(jí)壓縮 是指在制冷循環(huán)的蒸發(fā)器與冷凝器之間設(shè)兩個(gè)壓縮機(jī)，并在兩壓縮機(jī)間再設(shè)一個(gè)中間冷卻器。 一般而言，當(dāng)壓縮比大于8時(shí)，采用雙級(jí)壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。 對(duì)氨壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)蒸發(fā)溫度在25℃ 以下時(shí)，或冷蒸氣壓強(qiáng)大于1.2MPa時(shí)，宜采用雙級(jí)壓縮制冷。,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,三、雙級(jí)壓縮制冷 雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)圖,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,三、雙級(jí)壓縮制冷 雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)圖,第二節(jié) 機(jī)械制冷原理,三、雙級(jí)壓縮制冷 雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)圖 蒸發(fā)器中形成的低壓、低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)1），被低壓級(jí)壓縮機(jī)吸入，
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