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    空氣制冷機在冷凍中的相關具體作用

    發布時間:2017-07-28 10:07:29
      空氣制冷機主要應用于低溫領域,可是隨著氟利昂對環境破壞題目的提出,空氣制冷機的應用范圍開始拓寬。在食品冷凍領域的應用,由于某些關鍵題目沒能得到解決,因此沒能實際應用。隨著食品快速凍結要求的日益迫切,使得凍結裝置的冷源正朝低溫化發展。目前常用的蒸汽壓縮式制冷機,為了滿足快速凍結裝置的低溫要求,也已由雙級壓縮制冷機向復疊式制冷機方向轉移。所帶來的題目則是裝置龐大、結構復雜、投資增大、控制困難和效率降低。
     
      食品的快速凍結
      食品快速凍結是指食品迅速通過其最大結晶區域,當食品均勻溫度低至一18℃時而迅速凍結的方法。食品在凍結過程中會發生各種各樣的變化,如物理變化(體積、導熱性、比熱、干耗等),化學變化(蛋白質變性、色變等),細胞組織變化以及生物和微生物的變化等??焖賰鼋Y食品的特點是最大限度地保持食品原有的營養價值和色香味,也就是說,在凍結過程中必須保持食品所發生的上述各種變化達到最大的可逆性。凍結過程中天生冰結晶的數目和大小對于凍結過程的可逆性程度具有很大的意義。凍結速度越快,形成的冰結晶越細小、均勻,而不致于刺傷細胞造成機械損傷。由于有機體內汁液都是非飽和的有機溶液,在低于冰點時,首先是自由水凍結。隨著溫度的下降,非飽和的有機溶液繼續濃縮,最后剩余的部分以低共溶混合物的形式均勻凍結。
     
      凍結裝置
      由于食品的規格、外形不規整,凍結過程中不??词称放c冷表面或液體載冷劑相接觸,防止造成食品污染。吹風式凍結裝置的應用最為廣泛。常用的吹風式凍結裝置多采用R717或氟利昂制冷系統。吹風式凍結是被凍結食品與冷風相接觸使食品溫度降低,直至內部水分凍結的凍結方式,其典型凍結裝置如圖1所示。凍結裝置由保溫體、食品傳送機械、送風機和制冷系統組成。食品擺放在傳送機械上,保溫體內的空氣由制冷系統通過蒸發器冷卻降溫并由軸流風機推動循環活動,不斷與食品表面接觸,帶走食品熱量,使食品被冷卻和凍結。食品熱量等熱負荷被循環空氣與制冷系統蒸發器表面接觸,并將熱量轉遞至制冷系統,由制冷系統輸送至環境,低溫冷水機。
     
      食品的凍結干耗
      吹風式凍結是最易引起凍品干耗的凍結方式。食品暴露在空氣中,重量就會減輕,光彩、外觀都會惡化。水分由食品表面蒸發或升華到空氣中被稱為干耗。
     
      空氣制冷機在食品冷凍上的應用分析
      空氣與氟利昂制冷劑的比較,在5種安全制冷劑(空氣、水蒸氣、烴類、二氧化碳和氨)中空氣為首。對照制冷劑選擇要求,空氣具有以下特點:
     
     ?。?)無毒無味、不燃燒、不爆炸和對環境沒有不良影響。
     
     ?。?)具有很好的化學穩定性,純凈的空氣不具有對金屬材料或非金屬材料的腐蝕性,不會變質及與潤滑油相容。在空氣制冷機的制冷范圍內,不會出現高溫分解現象。
     
     ?。?)空氣的導熱系數約是R22汽體的2倍,稍小于氨蒸汽,其換熱器的性能優于大多數的氟利昂制冷劑氣體換熱器。
     
     ?。?)空氣的粘度無論在低溫還是高溫下約大于R22蒸汽的粘度10倍,密度比R22蒸汽小約8倍,在設備和管道內的阻力相差不大。
     
     ?。?)循環效率可用COP值進行比較,當制冷溫度低于一65℃時,空氣制冷劑的COP大于蒸汽壓縮式制冷機,且制冷溫度越低,兩者相差越懸殊。
     
     ?。?)空氣制冷方式屬于透平膨脹(節流降壓)制冷,與蒸汽壓縮式制冷的制冷劑蒸發制冷不同,制冷機的工作壓力保持正壓,空氣壓縮機的壓縮比也遠遠小于制冷壓縮機,因此安全性更高,系統中的管道和設備管材都可采用耐壓較低的材料,冰水機。
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