第十二章 食品速冻机械与设备.ppt

第十二章 食品速冻机械与设备 本章主要内容 第一节 食品冷冻的基本原理 第二节 冷冻机系统构成 第三节 制冷系统的主要设备 第四节 食品冻结装置 第一节 食品冷冻的基本原理 食品腐败的基本原因是酶和微生物的作用 酶的分解和微生物的繁殖对温度具有较强的敏感性和依赖性，温度降低，酶的活性就大大减弱，微生物的生命活力就受到抑制，繁殖能力大大地降低。利用酶和微生物的这种特性，在食品保存上发展了食品冷冻技术 植物类食品的保藏期较短 动物类产品，贮藏的温度越低，质量保持越久 第二节 冷冻机系统构成 食品冷冻机械包括制冷机、冷却冻结机和解冻机等 制冷机对冷媒(制冷剂)，如氨或氟利昂等进行压缩，然后经冷凝、膨胀、节流，形成能吸收热量的冷源而冷却食品物料。 冷却冻结机的功用是对食品物料进行快速的降温而使其达到低温冻结。 一、制冷机的制冷 1、制冷循环原理图 制冷机的“制冷”，是指以人工的制冷方式，其理想的循环是逆卡诺循环过程。人工制冷是利用制冷剂在0．1 MPR的压力下吸热气化后，其低压低温蒸气回复到液体状态的特性，通过压缩机和冷凝器使制冷剂不断重复上述过程，在蒸发器中蒸发，不断吸热而使食品物料达到冷却的目的。 2、制冷的方式 利用压缩机作功的压缩式制冷； 通过热能为动力，利用溶液的某些特性进行工作循环的吸收式制冷； 利用具有一定压力的蒸气的喷射吸引和扩压实现对工质作功补偿的蒸气喷射制冷； 利用直流电流通过半导体使产生热电效应补偿的热电式制冷。 二、单级压缩制冷循环 在这个制冷系统中，液态制冷液在蒸发器中吸收被冷却物料的热量后，气化成低压低温的蒸气，蒸气被压缩机吸入，压缩成高温高压的蒸气后排入冷凝器，在冷凝器中向水或空气冷却介质放热冷凝为高压液体，再经膨胀阀节流为低温低压的制冷剂，再次进入蒸发器吸热气化，达到循环制冷的目的。 存在的问题 (1)冷却系数下降； (2)压缩机的排气温度很高，使润滑油变稀，润滑条件变坏，甚至出现润滑油炭化现象，出现过热，使传热性降低； (3)液态制冷剂节流时的损失增加，单位制冷量和单位容积制冷量大为下降。 三、双级压缩制冷循环 双级压缩制冷循环的压缩过程分两阶段进行 由两台压缩机组成的双机双级系统，也可以由一台压缩机组成的单机双级系统 中间冷却方式决定于制冷剂的种类 双级压缩循环特有的中间压力或温度，则使用计算或采用模拟法来确定 双级压缩制冷循环的优点是可以获得较低的蒸发温度(一40～一70℃)，但缺点是设备投资比单级压缩制冷循环大，操作也复杂。 四、叠式制冷循环 复叠式制冷循系统通常由高温部分和低温部分组成，高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂，每一部分都有一个完整的制冷循环。 高温部分制冷剂的蒸发是用来使低温部分制冷剂冷凝，而低温部分系统中的制冷剂在蒸发时吸热制冷。系统中的高温部分和低温部分用一个蒸发冷凝器联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器，这样，低温部分制冷剂吸收的热量就可以通过蒸发冷凝器传递给高温部分的制冷剂，而高温部分的制冷再通过其本身系统中的冷凝器将热量释放给水或空气等环境介质。 第三节 制冷系统的主要设备 在制冷系统中，压缩机、冷凝器、膨胀阀(节流阀)和蒸发器是制冷系统中的四大机械部件。 一、压缩机 压缩机是制冷系统的主要设备，其功用是吸取蒸发器中的低压低温制冷剂蒸气，将其压缩成高温高压的过热蒸气，推动制冷剂在系统中循环流动，达到制冷的目的。 基本工作原理分为容积型和速度型两大类。 容积型压缩机又可分为两类，一是往复式压缩机，二是回转式压缩机。 (一)立式压缩机 1．立式压缩机的工作原理 2．立式压缩机的主要结构 (1)曲轴箱 (2)汽缸 (3)水套 (4)活塞与气阀 (5)活塞环 (6)吸、排气阀 (7)曲轴连杆机构 (8)润滑装置 (二)卧式压缩机 卧式压缩机一般是双作用的，活塞在其中，当活塞向左运动时，左边汽缸中的制冷剂气体被压缩，压力增大，压力将排气阀打开进行排气，而右边汽缸进行吸气；反之，活塞向右运动，则右边汽缸排气，左边汽缸吸气。 卧式压缩机的特点 卧式压缩机的优点是制冷量大，转速慢，操作稳定。缺点是压缩机的吸气系数受余隙体积、压缩比、吸排气阀的阻力和泄漏等因素的影响，一般吸气系数小于1。另外，机身亦笨重，占地面积大和因汽缸水平运动，受缸体重量的影响，汽缸单边磨损大。 (三)多缸压缩机 有V式、W式和S式 汽缸数目：2、4、6、8四种 (四)螺杆式制冷压缩机 1．螺杆式制冷压缩机的工作原理 2．螺杆式制冷压缩机的特点 (1)结构紧凑 (2)容积效率高 (3)使用安全可靠 (4)排气温度低 (5)能量可以无级调节