【正文】 第十二章 食品速凍機(jī)械與設(shè)備,第一節(jié) 食品冷凍技術(shù)及原理 第二節(jié) 冷凍機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成 第三節(jié) 制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備 第四節(jié) 食品凍結(jié)裝置,第一節(jié) 食品冷凍技術(shù)及原理,冷凍在食品工業(yè)中的應(yīng)用是相當(dāng)廣泛的，它的作用是作為食品加工的手段和防止食品腐敗。冷凍貯藏食品，能延長(zhǎng)食品保存期限，減少食品損耗，以及加工冷凍食品等。 在低溫下，無論是酶或微生物引起的變質(zhì)，都只是一種延緩或減弱的作用，并不能完全抑制它們的作用，故不能認(rèn)為冷凍食品是無菌的。,一、制冷技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用,1．食品的凍結(jié)、凍藏和凍結(jié)運(yùn)輸 主要是畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品的凍結(jié)和凍藏，還有速凍蔬菜、速凍 面食品、冰、雪糕等產(chǎn)品的凍結(jié)和凍藏。 2．農(nóng)產(chǎn)品、食品的冷卻、冷藏和冷卻運(yùn)輸 主要是果品、蔬菜、蛋及油脂、冷飲等產(chǎn)品的冷卻和冷藏。 3．食品加工的特殊手段 冷凍濃縮、冷凍干燥和食品物料的冷卻等。 4．食品生產(chǎn)車間的空氣調(diào)節(jié),二、食品冷凍技術(shù),制冷技術(shù)是利用某種裝置，以消耗機(jī)械功或其他能量來維持某一物料的溫度低于周圍自然環(huán)境的溫度。 這種技術(shù)是建立在熱力學(xué)的基礎(chǔ)上的，是現(xiàn)代食品工程的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。,通常把冷凍分為兩種：一般冷凍和深度冷凍。 一般冷凍：冷凍溫度范圍在100℃以內(nèi)， 深度冷凍：冷凍溫度范圍低于100℃。 食品工業(yè)多采用一般冷凍溫度范圍多在18℃以上。多采用壓縮式單級(jí)冷凍機(jī)制冷系統(tǒng)。 冰箱的冷藏室：35℃，凍藏室18℃。 深度冷凍多用于化工、醫(yī)藥。,第二節(jié) 冷凍機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成,食品冷凍機(jī)械包括制冷機(jī)、冷卻凍結(jié)機(jī)、冷卻儲(chǔ)藏機(jī)、冷卻運(yùn)輸機(jī)和解凍機(jī)等。 冷凍設(shè)備包括冷源制作（制冷）、物料的凍結(jié)、冷卻三個(gè)組成部分。 制冷機(jī)有活塞式、螺桿式、離心式制冷壓縮機(jī)組、吸收式制冷機(jī)組、蒸汽噴射式制冷機(jī)組，活塞壓縮式制冷機(jī)組是國(guó)內(nèi)主要的冷源制作裝置。 物料進(jìn)行凍結(jié)的方式有風(fēng)冷式、浸漬式和冷劑通過金屬管、壁和物料接觸傳熱降溫的裝置。,一般制冷方法,空氣壓縮制冷 蒸汽壓縮式制冷 吸收式制冷 蒸汽噴射式制冷,空氣壓縮制冷,其特點(diǎn)是制冷系數(shù)較小，故經(jīng)濟(jì)性較差；由于在制冷過程中物質(zhì)不發(fā)生集態(tài)變化，無潛熱可利用。故單位制冷量也較小； 為了獲得足夠的制冷量，則需用比較龐大的設(shè)備，必造成動(dòng)力消耗大，成本高； 同時(shí)當(dāng)冷卻溫度降到0℃時(shí)，由于冰霜生成，致使操作難，故在現(xiàn)代工業(yè)中基本上被淘汰。,蒸汽壓縮式制冷,這種方法是用常溫及普通低溫下可以汽化的物質(zhì)作為工質(zhì)（氨、氟利昂及某些碳?xì)浠衔铮?，工質(zhì)在循環(huán)過程不斷發(fā)生集態(tài)變化（即液態(tài)→氣態(tài)，氣態(tài)→液態(tài)），這是食品工業(yè)中使用廣泛的制冷方法。,制冷循環(huán)為： 在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓制冷劑蒸發(fā)（狀態(tài)1），在壓縮機(jī)中被壓縮到冷凝壓力，消耗了機(jī)械功W，此時(shí)為絕熱壓縮過程，同時(shí)溫度不斷升高；然后壓縮后的蒸汽在過飽和狀態(tài)下（點(diǎn)2）進(jìn)入冷凝器中，因受到冷卻介質(zhì)（水或空氣）的冷卻而凝結(jié)成飽和液體（點(diǎn)3），并放出熱量，其冷凝結(jié)成飽和液體，并放出熱量，其冷凝過程為一等溫等壓過程；,由冷凝器出來的制冷劑液體，經(jīng)膨脹閥進(jìn)行絕熱膨脹到蒸發(fā)壓力，溫度降到與之相應(yīng)的飽和溫度。此時(shí)已成為兩相狀態(tài)的汽液混合物；然后進(jìn)入蒸發(fā)器，進(jìn)行等溫等壓的蒸發(fā)過程，以制冷量。并回復(fù)到起始狀態(tài)，完成一個(gè)循環(huán)。,氨氣吸收式制冷機(jī)工作原理 在線觀看 酷6視頻,由此可見，蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的蒸發(fā)過程和冷卻過程是在等溫度情況下進(jìn)行的，不可逆性小，故循環(huán)的制冷系數(shù)大。 它是利用液體的蒸發(fā)過程來制冷，故單位制冷量大； 同時(shí)，在蒸發(fā)器和冷凝器中都是有集態(tài)改變的傳熱過程，傳熱系數(shù)較大，因而設(shè)備不是很龐大。,吸收式制冷方法與壓縮式不同，它是利用熱能以代替機(jī)械能而工作的。吸收式制冷系統(tǒng)使用了兩種工質(zhì)，一種是產(chǎn)生冷效應(yīng)的制冷劑；另一種是吸收制冷劑而生成溶液的吸收劑。 對(duì)制冷劑的要求與壓縮式的相同，而對(duì)吸收劑則必須是吸收能力強(qiáng)，同是在相同壓力下，其沸點(diǎn)要遠(yuǎn)高于制冷劑的沸點(diǎn)。因而，當(dāng)溶液受熱時(shí)，蒸發(fā)出來的蒸汽中，含制冷劑多，而含吸收劑很少。,吸收式制冷,蒸汽噴射式制冷,蒸發(fā)噴射式制冷機(jī)與吸收式制冷機(jī)一樣，以消耗熱能來完成制冷機(jī)的補(bǔ)償過程。 它是利用高壓水蒸汽通過噴射器造成低壓，并使水在此低壓蒸發(fā)吸熱的原理進(jìn)行制冷的。 制冷劑是水。,工作原理： 鍋爐的高壓蒸汽進(jìn)入噴射器中，工作蒸汽在噴嘴中膨脹，獲得很大的汽流速度（80010000m/s）。由于這時(shí)壓力能變?yōu)閯?dòng)能，產(chǎn)生真空，使蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)成蒸汽。當(dāng)蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)時(shí)，就從周圍的水中及取熱量，使其成為低溫水，供降溫使用。,制冷系數(shù),制冷系數(shù)定評(píng)價(jià)某具體制冷循環(huán)經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)指標(biāo)。它是衡量制冷機(jī)工作的重要指標(biāo)。 它表示制冷循環(huán)中的制冷量Q0與該循環(huán)消耗的外功W之比，即： 換言之，制冷循環(huán)的制冷系數(shù)ε是表示消耗單位外功所能獲得的制冷量。,壓縮制冷循環(huán),以下介紹在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)。 一、單級(jí)壓縮制冷實(shí)際循環(huán) 二、雙級(jí)壓縮制冷循環(huán),一、單級(jí)壓縮制冷實(shí)際循環(huán)系統(tǒng),氨的低壓蒸汽，在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高壓的過熱蒸汽。經(jīng)油分離器，進(jìn)入冷凝器冷卻，冷凝成液氨，把熱量傳遞給水。高壓液氨進(jìn)貯氨器，經(jīng)調(diào)節(jié)站，通過調(diào)節(jié)閥節(jié)流降壓→氨液分離器→液體→蒸發(fā)器；氣體進(jìn)壓縮機(jī)（作用）,單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，在中溫下（20~40℃）蒸發(fā)溫度，要求壓縮機(jī)壓縮比大。 但壓縮比大會(huì)出現(xiàn)一些問題：冷卻系數(shù)下降；壓縮機(jī)的排氣溫度很高，使?jié)櫥妥兿。瑵?rùn)滑條件變壞；液態(tài)制冷劑節(jié)流時(shí)的損失增加，單位制冷量大為下降。 故單級(jí)壓縮制冷循環(huán)所能達(dá)到的蒸發(fā)溫度有限，一般來說，單級(jí)氨制冷壓縮機(jī)的最大壓縮比不超過8，氟利昂制冷機(jī)不超過10。,二、雙級(jí)壓縮制冷循環(huán),為什么采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)？ 通常的單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)，蒸發(fā)溫度只能達(dá)到25℃左右，當(dāng)生產(chǎn)上需要更低的蒸發(fā)溫度時(shí)，單級(jí)制冷循環(huán)便不適應(yīng)了（欲獲得更低的制冷溫度，則蒸發(fā)壓力就變得更低）。,,如果依靠單級(jí)壓縮機(jī)壓縮，則壓縮比過大，制冷量小，功耗不經(jīng)濟(jì)。 另外，壓縮比過大，壓縮終了時(shí)蒸汽的溫度很高，須采用高著火點(diǎn)的潤(rùn)滑油壓縮機(jī)，且溫度高使?jié)櫥偷?