制冷与食品 冷冻.ppt

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1、第三章制冷与食品冷冻本章概述冷冻是利用制冷技术产生的低温源使产品从常温冷却降温，进而冻结的操作过程。冷冻一般分为一般冷冻、深度冷冻两种。一般冷冻温度在-100℃以上，而深度冷冻在-100℃以下。在食品工业中的应用：①用于冷冻制品、速冻制品的加工；②用于食品的储藏；③用于食品加工的特殊方法；④用于生产车间的空气调节。3.1制冷技术原理3.2制冷剂和载冷剂3.3食品冻结制冷原理制冷过程制冷方法蒸汽压缩式制冷循环计算本章概述制冷剂的选用原则制冷剂载冷剂食品的冻结曲线冻结对食品的影响食品冻结的速度与时间3.1制冷技术原理1.制冷原理：逆卡诺循环逆

2、卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程所组成。1-2：等熵绝热压缩过程外界对系统做功2-3：等温压缩过程系统向环境放出热量3-4：等熵绝热膨胀过程系统对外界做功4-1：等温膨胀过程系统从环境中吸收热量3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算3.1制冷技术原理4个过程均可逆，但在工业生产中不可能实现：1）实际制冷过程中，不存在真正的绝热过程，肯定有摩擦损失2）无法实现没有温差的等温传热过程3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算3.1制冷技术原理2.制冷过程压缩式制冷机的制冷过程：压缩、冷凝、膨胀、蒸发制

3、冷剂主要设备：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算1.低温、低压气体3.高压、低温液体4.低温、低压液体2.高温、高压气体3.1制冷技术原理3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算3.制冷量与制冷系数制冷量：在一定的操作条件下，单位时间制冷剂从被冷冻物中提取的热量，以Q表示，单位W，J/h。制冷系数：表示制冷循环中制冷量Q与该循环所消耗的功率P之比，也是指加入单位功时能从被冷冻物料取出的热量数。理论上推导出逆卡诺循环的制冷系数为：TC：高温热源；TN低温热源3.1制冷技

4、术原理4.制冷剂的压焓图1等压线2等焓线3等干度线4等温线5等熵线6等容线3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算3.1制冷技术原理1.一般制冷方法1.1蒸汽压缩式制冷用常温及普通低温下可以液化的物质作为工质，工质在循环过程中将不断发生相变。3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算利用液体蒸发来制冷，单位制冷量大；有相变的传热过程，传热系数大；3.1制冷技术原理1.一般制冷方法1.2吸收式制冷3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算浓度高的制冷剂高温、高压制冷剂蒸汽低温、高压冷凝液低温

5、、低压冷凝液低温、低压蒸汽节流阀降压溶液泵冷却水冷却3.1制冷技术原理1.一般制冷方法1.3蒸汽喷射式制冷3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算喷射泵由喷嘴、混合室、扩压器组成800-1000m/s的气流速度3.1制冷技术原理1.4非机械压缩制冷物理状态的变化制冷1）融解和溶化制冷：2）固体升华和液体汽化3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算3.1制冷技术原理2.低温制冷方法2.1多级制冷循环3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算三个冷却器两个压缩机两个膨胀阀液态制冷剂：一部分通

6、过中间冷却器冷却减压，一部分节流阀减压减压后的制冷剂：一部分与通过中间冷却器的过冷液汇合进入低压系统，一部分则进入中间冷却器内蒸发。3.1制冷技术原理2.低温制冷方法2.2串级制冷循环3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算以高温制冷剂所产生的冷效应去冷凝液化低温的制冷剂；而此液化后的低温制冷剂又去液化另一沸点更低的制冷剂，如此逐级液化达到所要求的低温。3.1制冷技术原理1.单级压缩制冷循环单级压缩制冷理论循环的假设条件：①压缩机吸入的气体是饱和气体；②在节流阀前是饱和液体；③蒸发和冷凝的压力和温度稳定；④制冷压缩机汽缸

7、没有摩擦、节流等损耗；⑤气缸阀与外界没有热交换，也没有余隙容积；⑥管道中没有任何损失，压力降低仅在膨胀阀中进行。3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算蒸发温度T0：-20℃冷凝温度TK：+20℃3.1制冷技术原理1.单级压缩制冷循环单级压缩制冷循环理论计算：3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算1-2压缩机绝热压缩过程；2-3冷凝器等压放热过程；3-4节流阀节流过程；4-1蒸发器的等压吸热过程。根据制冷机的制冷量Q0，蒸发温度T0，冷凝温度TK，过冷温度Tu，来确定各点3.1制冷技术原理1）单位制冷

8、量单位质量或单位容积制冷剂在蒸发器中吸收的热量称为单位制冷量。单位质量制冷量：（J/kg）单位容积制冷量为：（J/m3）3.1.1制冷原理3.1.2制冷方法3.1.3制冷循环计算3.1制冷技术