食品冷冻技术之压缩机工作原理.ppt

第 3 章 食品冷冻技术 1 制冷技术基本原理 ○制冷：利用人工的方法，把某物体或某空间的温度降低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一低温的过程。 实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中 ★ 制冷≠冷却 ○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。 冷冻包括两部分，制冷和食品冷冻。 ○制冷 是从低于环境温度的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程。 ○制冷技术 就是利用制冷机，以消耗机械功或其他能量来维持某一物料的温度低于周围自然环境的温度。 ○制冷技术分类 按照制冷温度大小，分为三类： 普通制冷：t＞－120℃ 深度制冷： －120℃ ＞t＞－253℃ 超低温制冷：t＜－253℃ 空调用制冷技术属于普通制冷。 食品工业冷冻通常属于一般冷冻。 ★人工制冷技术的发展历史 1755年 爱丁堡的化学教授库仑，利用乙醚蒸发使水结冰 1777年，约翰·莱斯里在实验室发现吸收式制冷的原理 1834年 美、波尔金斯，造出第一台乙醚工质制冷机，英国专利 1859年，费尔狄南·卡尔·林达发明了第一台氨—水吸收式制冷机。 1872年，美国人波依发明了活塞式氨蒸汽压缩制冷机 1930年吸收式制冷的方法经过改进和完善以后，与后起的活塞式蒸汽压缩制冷、蒸汽喷射式制冷并驾齐驱，一直发展到现在这种情况。 纵观制冷技术的发展史，从1859年至今仅有140多年的历史，而在我国制冷技术真正的发展还是新中国成立以后的事情。 ★制冷技术的应用 空调工程 食品工程：冷库、家用冰箱、冰柜、冷藏陈列柜等； 机械与电子工业：工业的许多生产过程需要在低温下进行 ； 农业：种子贮存以及育苗等 ； 医疗卫生事业：血浆、疫苗及某些特殊药品的低温保存 ； 国防工业和现代科学：人工降雨；在高寒地区使用的发动机、汽车、常规武器的环境模拟试验等。 1.1 制冷技术在食品工业中的应用 ○冷冻技术在食品工业中的应用 用于冷冻制品、速冻制品的加工； 用于食品的储藏； 用做食品加工特殊方法，冷冻浓缩，冷冻干燥； 用于生产车间的空气调节等。 ○冷冻技术应用举例 如，速冻加工；冷冻储藏；冷冻干燥等。 ○冷冻储藏可较好地保持食品原有的色、香、味，防止食品腐败，延长食品保存期限。 　○食品冷冻加工和速冻已形成一个独立的工业部门，正在迅速发展中。 1.2 制冷基本概念、原理与方法 1.2.1 制冷技术的热力学基础及基本概念 （1）卡诺循环及逆卡诺循环 ○卡诺循环 条件是恒高温热源、恒低温 热源和两个绝热过程组成，工 质只在两个温度恒定的热源之 间工作的循环过程，包括。等 温膨胀，绝热膨胀，等温压缩， 绝热压缩四个过程。 卡诺循环对外作功，而高、恒温源的温差越大，热效率η越高。 ○逆卡诺循环 是卡诺循环的反过程，是制冷循环，是外界对系统内作功，是制冷技术的物理基础。 ○逆卡诺循环的制冷工作过程： ①工质做绝热压缩P1—P2，即1-2，温度上升Tn—Tc。 ②绝热压缩后，做等温压缩， P2—P3，此阶段体积减小。 ③等温压缩后，减压，工质做绝热膨胀，减压至P4 ，温度降至Tn。 ④后做等温膨胀。 （2）制冷过程 ○制冷任务是将被冷却物体中的热量移向周围介质，使物体温度降低。制冷过程可使热量从低温流向高温，逆能 量传递方向，需要耗 能。 ○压缩机制冷过程 分压缩、冷凝、膨 胀、蒸发4个阶段。 （讲解） ○蒸汽压缩式制冷循环的制冷过程 压缩机: 压缩机和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。　　　　　　 冷凝器:冷凝器是输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。 膨胀阀:节流阀对制冷剂起节流 降压作用，并调节进入蒸发 器的制冷剂流量。 蒸发器:蒸发器是输出冷量的设 备，制冷剂在蒸发器中吸收 被冷却对象的热量，从而达 到制冷的目的 冷凝器图片 螺杆式制冷压缩机 （3）制冷量与制冷系数 ①制冷量：也称制冷能力，即在一定的操作条件下单位时间制冷剂从被冷冻物取出的热量，以Q表示，单位为W、KW。在国外有冷冻吨表示法（吨冷R.T）。 ②制冷系数：是评价某具体制冷循环的一项经济性指标。表示制冷循环中的制冷量Q与该循环所需消耗的功率P之比，用ε表示。 （4）制冷剂的压焓图 对常用的蒸汽压缩式制冷循环进行热力计算时，常使用压焓图。 压焓图 等压线 — 水平线 等焓线 — 垂直线 等