食品速冻机械与设备概述.ppt

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1、第十一章食品速冻机械与设备第一节概述第二节机械制冷原理第三节制冷系统组成第四节食品速冻设备第一节概述一、制冷技术制冷技术是将被冷却物体中的热量移向周围介质(水或空气)，使物体温度降低，且低于周围介质的温度，并能保持一定的温度。热量常从高温物体传向低温物体，但制冷过程使热量从低温物体传向高温物体，这个过程要消耗能量。第一节概述二、制冷技术在食品工业中的应用直接利用冷冻设备------速冻和冷却食品生产，贮藏冷库。食品加工机械的关键设备-----如真空冷却、冷冻浓缩、冷冻干燥和冷冻粉碎等加工设备机组。冷链的各个环节都离

2、不开冷冻设备-----冷链所涉及的贮运和展示设备均需制冷机械设备。食品生产环境需要制冷设备-----如车间空调、工艺用冷却水以及需要较低温度的冷却加工操作。第一节概述三、制冷技术分类制冷技术是指利用物体相变或状态变化产生冷效应的过程。现代食品工业中所应用的冷源都是人工制冷得到的。根据制冷剂状态变化，可以分为液化制冷、升华制冷和蒸发制冷三类。习惯上将利用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等构成的蒸发式制冷称为机械制冷，而将其它的制冷方式称为非机械制冷。食品工业中应用最广的是机械制冷系统，但非机械制冷方式也有一定的应用。第

3、一节概述三、制冷技术分类制冷技术是指利用物体相变或状态变化产生冷效应的过程。现代食品工业中所应用的冷源都是人工制冷得到的。根据制冷剂状态变化，可以分为液化制冷、升华制冷和蒸发制冷三类。习惯上将利用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等构成的蒸发式制冷称为机械制冷，而将其它的制冷方式称为非机械制冷。食品工业中应用最广的是机械制冷系统，但非机械制冷方式也有一定的应用。第一节概述四、非机械制冷技术1、溶解和融化制冷固体融解和溶解都可以利用来制造冷量。例如，1kg冰融解吸热334.94kJ。冰盐混合物称为起寒剂。食盐:碎冰=3:

4、1时，最低温度可降到-21℃左右。如果需要更低温度，可使用其它盐类，如氯化钙、氯化氨、硝酸钠等与食盐混合成复式混合物。2、固体升华制冷固体吸热后直接变成气体叫升华，“干冰”(固态CO2)在0.1MPa下的升华温度为-78.5℃，升华潜热:573.59kJ/kg。吸收升华潜热及升华后的低温CO2(显热)均可用来冷冻食品。3、液化气体制冷液化气体制冷：利用低沸点液化气体物质直接与食品接触，吸取食品热量使其冻结，而自身气化成气体。液氮在大气压下，蒸发温度为-196℃，气化潜热：119.3kJ/kg。氮气的比热容为1.0k

5、J/（kg·K）。每千克液氮蒸发后温度升到0℃，共可吸收396kJ/kg的热量，可使约1kg水分冻结成冰。第二节机械制冷原理一、压缩式制冷循环是一种以制冷剂为工质，通过压缩机对制冷剂压缩做功为补偿，利用制冷剂状态变化产生的吸热和放热效应达到制冷目的的循环过程。基本的机械压缩制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四部分组成。一、压缩式制冷循环制冷剂在机械压缩制冷系统中的循环过程为：等熵过程：1→2。经过蒸发器后，低压低温蒸气被压缩机吸入，经压缩提高压力以及温度，成为高压高温的过热蒸气。等压过程：2→3。过热蒸气的温

6、度高于环境介质（水或空气）的温度，此时的制冷剂蒸气能在常温下冷凝成液体状态。因而，当经过冷凝器后，冷却、冷凝成高压的液态制冷剂（低温高压液体）。等焓过程：3→4。高压液体通过膨胀阀时，因节流作用而降压，制冷剂液本身温度下降（低温低压液体）。等温过程：4→1。把这种低压低温的制冷剂引入蒸发器蒸发吸热，使周围空气及物料温度下降（制冷剂变为低温低压气体）。第二节机械制冷原理二、单级压缩制冷1、制冷循环的问题制冷循环是一种理论循环，实现起来有许多实际问题。例如，蒸发器中抽吸出来的制冷剂蒸气常带有雾滴，带有雾滴的制冷剂蒸气不

7、能使压缩机正常工作。又如，压缩机中的润滑油会随温度升高而气化进入系统中，使得冷凝器和蒸发器的换热效率大大降低。再如，由于没有制冷剂的贮存设备，整个系统工作会变得不稳定。第二节机械制冷原理二、单级压缩制冷2、实际的单级压缩制冷循环有：氨液分离器、分油器、贮氨罐等。贮氨罐压缩机分油器氨液分离器膨胀阀总调节站冷凝器均压管冷排(蒸发器)冷排(蒸发器)水1水放空气放油放油423第二节机械制冷原理二、单级压缩制冷3、辅助设备的作用分油器：冷凝器之前的除油装置，使得压缩机润滑油不再进入系统，从而提高了冷凝器和蒸发器的换热效率；贮

8、氨罐：冷凝器之后需安装一台（套）贮液罐起两方面的作用，一是保证系统运行平稳，二是可以方便地为多处用冷场所提供制冷剂。氨液分离器：氨蒸气中携带的雾滴由氨液分离器消除，保证了压缩机正常工作；第二节机械制冷原理三、双级压缩制冷1、压缩比与双级压缩制冷循环若以压缩机和膨胀阀为界，可粗略地分成高压、高温和低压、低温两个区。（1）压缩比高压端压强对低压端压强的比值称为压