《食品工廠機(jī)械與設(shè)備》冷卻和冷凍設(shè)備

第十章冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解制冷原理和一般系統(tǒng)構(gòu)成；了解食品冷凍、冷卻系統(tǒng)的組成；掌握工業(yè)用食品冷凍、冷卻系統(tǒng)中設(shè)備的常見類型，主要構(gòu)成機(jī)器應(yīng)用特點(diǎn)；了解新型食品解凍技術(shù)和設(shè)備。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第一節(jié)機(jī)械式制冷機(jī)制冷基本概念：制冷是指利用物體的相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的方法。根據(jù)制冷劑狀態(tài)變化，可以分為液化制冷、升華制冷和蒸發(fā)制冷三類。習(xí)慣上將利用壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等構(gòu)成的蒸發(fā)式制冷成為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方法成為非機(jī)械制冷。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備1.一般機(jī)械式制冷方法蒸汽壓縮式制冷：原理：常溫及普通低溫下可以液化的物質(zhì)（氨、氟利昂及某些碳?xì)浠衔铮┳鳛楣べ|(zhì)，在循環(huán)過程不斷發(fā)生集態(tài)改變（液→氣→液）并吸收熱量達(dá)到降溫制冷。原理圖問題：理論上的制冷循環(huán)（蒸發(fā)器中出來的制冷劑蒸氣帶有霧滴；潤滑油會(huì)隨溫度的升高而汽化等）。蒸發(fā)壓縮式制冷循環(huán)的原理圖食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備2.常見的壓縮式制冷循環(huán)單級(jí)壓縮制冷循環(huán)：氨液分離器：霧滴被消除，保證了壓縮機(jī)的正常工作；分油器：壓縮機(jī)潤滑油不再進(jìn)入系統(tǒng)，從而提高了冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率；貯液罐：一是保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，二是可以方便地為多處用冷場所提供制冷劑。單級(jí)壓縮制冷循環(huán)圖食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備2.常見的壓縮式制冷循環(huán)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)：高壓縮比（大于8）情形下，可采用多級(jí)壓縮，以雙級(jí)壓縮較為常見，指在制冷循環(huán)的蒸發(fā)器與冷凝器之間設(shè)兩個(gè)壓縮機(jī)，并在兩壓縮機(jī)間再設(shè)一個(gè)中間冷卻器。雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)圖1）制冷劑蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)1），被低壓壓縮機(jī)吸入，經(jīng)絕熱壓縮至中間壓力的過熱蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)2）而排出，進(jìn)入同一壓力的中間冷卻器，被冷卻至干飽和狀態(tài)（狀態(tài)點(diǎn)3）2）中壓干飽和蒸氣在高壓段壓縮機(jī)中被壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)4），在冷凝器中等壓冷卻到干飽和蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)5），并進(jìn)一步等壓冷凝成飽和液體（狀態(tài)點(diǎn)6）。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備3.吸收式制冷常用氨為制冷劑，水為吸收劑原理：低溫低壓氨蒸汽從蒸發(fā)器進(jìn)入吸收器，被低壓的稀溶液吸收，吸收所產(chǎn)生的吸收熱由冷卻水帶走。吸收后的氨溶液由泵升壓經(jīng)換熱器加熱后進(jìn)入發(fā)生器，因加熱而將高溫、高壓的氨蒸發(fā)出來，然后進(jìn)入精餾塔，同時(shí)發(fā)生期內(nèi)變稀的溶液的溶液經(jīng)換熱器和膨脹閥再回到吸收器中。進(jìn)入精餾塔的蒸氣被冷卻水冷卻后，含制冷劑多的蒸氣進(jìn)入冷凝器，而含制冷劑極少的稀溶液再回到發(fā)生器。由冷卻水帶走熱量，使蒸氣冷凝。冷凝后的制冷劑經(jīng)過膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器，并向被冷卻物質(zhì)吸取熱量。特點(diǎn)：無噪音，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，設(shè)備緊湊，適宜于電能缺乏而熱能充足的地方。吸收式制冷原理圖食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備4.蒸氣噴射式制冷蒸氣噴射式制冷機(jī)與吸收式制冷機(jī)一樣，以消耗熱能來完成制冷機(jī)的補(bǔ)償過程。噴射泵由噴嘴、混合室、擴(kuò)壓器組成，起著壓縮機(jī)的作用。制冷劑是水，水的汽化潛熱大（1）蒸汽噴射式制冷機(jī)工作原理圖（2）T-S圖可逆循環(huán)如圖T-S圖所示，高壓蒸汽經(jīng)噴射器后，溫度由點(diǎn)1位置降至點(diǎn)2位置，使蒸發(fā)器壓力降低，溫度降低，2→3為等溫過程，3→4’熱焓增加，4’→4→5為降溫等溫過程，5→7→8為升溫過程，8→1為等溫過程，6→9為等溫過程。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第二節(jié)制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備冷凍系統(tǒng)包括冷源制作（制冷）、物料的凍結(jié)、冷卻三個(gè)組成部分。制冷機(jī)有活塞式、螺桿式、離心式制冷壓縮機(jī)組、吸收式制冷機(jī)組、蒸汽噴射式制冷機(jī)組以及液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳、鹽液等冷劑；活塞壓縮式制冷機(jī)組是國內(nèi)外主要的冷源制作裝置。物料進(jìn)行凍結(jié)式冷卻的有風(fēng)冷式、浸漬式和冷劑通過金屬管、壁和物料接觸傳熱降溫的裝置。制冷機(jī)是由許多設(shè)備組成的，它包括了壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等主要而必備的設(shè)備，還包括油分離器、貯液桶、排液桶、氣液分離器、空氣分離器、中間冷卻器、涼水設(shè)備等附屬設(shè)備，這些附屬設(shè)備都是為了提高制冷效率、保證制冷機(jī)安全和穩(wěn)定設(shè)置的。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備1.制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)圖1—吸氣管2—假蓋3—連桿4—排氣管5—?dú)飧左w

6—曲軸7—前軸承8—軸封9—前軸承蓋

10—后軸承11—后軸承蓋12—活塞活塞式制冷壓縮機(jī)又稱為往復(fù)式制冷壓縮機(jī)，曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿的傳動(dòng)，活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積發(fā)生周期性變化，從而進(jìn)行工作。優(yōu)點(diǎn)：適用壓力范圍廣；熱效率高，單位耗電量少；對(duì)材料要求低，加工較容易，造價(jià)較低廉；缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器大而重排氣不連續(xù)，造成氣流脈動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的震動(dòng)易損件多，維修量大食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備1.制冷壓縮機(jī)螺桿式制冷壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)型壓縮機(jī)，利用一設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的螺桿形陰陽轉(zhuǎn)子的嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)來改變齒槽的位置和容積，完成吸入、壓縮和排出過程。優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力平衡好。體積小、重量輕、占地面積少。適應(yīng)性強(qiáng)。適用于多種工況?？煽啃愿摺Ａ悴考?，沒有易損件，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長。操作維護(hù)方便。缺點(diǎn)：噪聲較大，造成機(jī)組體積過大。（a）螺桿式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)1—平衡活塞2—吸氣端座3—陰轉(zhuǎn)子4—機(jī)體5—陽轉(zhuǎn)子6—主軸承7—排氣端座8—推力軸承9—軸封10—滑閥(a）食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備（b）螺桿式制冷壓縮機(jī)的工作過程(b）(c）（c）螺旋轉(zhuǎn)子凹槽1.制冷壓縮機(jī)離心式制冷壓縮機(jī)離心式制冷壓縮機(jī)是具有葉片的工作輪在壓縮機(jī)的軸上旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入工作輪的氣體被葉片帶著旋轉(zhuǎn),增加了動(dòng)能(速度)和靜壓頭(壓力),然后出工作輪進(jìn)入擴(kuò)壓器內(nèi),在擴(kuò)壓器中氣體的速度轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?進(jìn)一步提高壓力,經(jīng)過壓縮的氣體再經(jīng)彎道和回流器進(jìn)入下一級(jí)葉輪進(jìn)一步壓縮至所需的壓力。優(yōu)點(diǎn)：單機(jī)制冷量大，占地面積少，重量較活塞式輕5～8倍,熱效率高；工作輪和機(jī)殼之間沒有摩擦，無需潤滑。缺點(diǎn)：對(duì)制冷劑的適應(yīng)性差;操作的適應(yīng)性差;對(duì)機(jī)器的危害極大等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備2.蒸發(fā)器蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中的熱交換部件之一，節(jié)流后的低溫低壓液體制冷劑在蒸發(fā)管路內(nèi)蒸發(fā)吸熱，達(dá)到制冷降溫的目的。按被冷卻介質(zhì)類型蒸發(fā)器分為冷卻液體蒸發(fā)器和冷卻空氣蒸發(fā)器兩大類。按照蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的狀態(tài)，蒸發(fā)器可分為干式、滿液式和強(qiáng)迫循環(huán)式三類。冷卻液體蒸發(fā)器:a.立管式蒸發(fā)器b.雙頭螺旋管式蒸發(fā)器c.臥式殼管蒸發(fā)器冷卻空氣蒸發(fā)器：冷卻空氣蒸發(fā)器根據(jù)制造方法不同可分為空氣自然對(duì)流式和強(qiáng)迫空氣對(duì)流式。立管式蒸發(fā)器食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備雙頭螺旋管式蒸發(fā)器1—氨氣出氣管2—氨液分離器3—氨液進(jìn)口4—上總管

5—蒸發(fā)排管6—攪拌機(jī)葉輪7—下總管8—蒸發(fā)器油包9—溢流管10—冷凍水出口11—排污管12—攪拌機(jī)飛輪13—蒸發(fā)器箱體臥式殼管蒸發(fā)器1—冷凍水接管2—液位管3—放空氣口4—浮球閥接口5—壓力表6—安全閥7—傳熱管8—放油口9—泄水口3.膨脹閥

膨脹閥又稱節(jié)流閥，安裝在冷凝器和蒸發(fā)器之間的道路上，是制冷系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件。從冷凝器液化流出的高壓液體制冷劑經(jīng)膨脹閥后壓力下降，沸騰而膨脹為濕蒸氣后進(jìn)入蒸發(fā)器。膨脹閥還用于調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。通過對(duì)膨脹閥的調(diào)節(jié)，可使制冷劑離開蒸發(fā)器時(shí)具有一定的過熱度，保證制冷劑液體不會(huì)進(jìn)入制冷壓縮機(jī)而引發(fā)液擊。常用的膨脹閥有手動(dòng)膨脹閥、浮球式膨脹閥、熱力式膨脹閥。簡單說，膨脹閥由閥體、感溫包、平衡管三大部分組成。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備4.冷凝器冷凝器是將制冷壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣體制冷劑的熱量傳遞給冷卻物質(zhì)（空氣或水），并使其凝結(jié)成中溫高壓液體的熱交換設(shè)備。根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷凝器可分為水冷式冷凝器和風(fēng)冷式冷凝器。水冷式冷凝器：水冷式冷凝器是一種用水作為冷卻物質(zhì)的熱交換器，冷卻水一般為循環(huán)水，需要配有冷卻水塔或冷卻水池。結(jié)構(gòu)型式主要有立式殼管冷凝器、臥式殼管冷凝器及套管式冷凝器。

風(fēng)冷式冷凝器：利用常溫空氣作為冷卻介質(zhì)的冷凝器成為風(fēng)冷式冷凝器（圖10-20）。風(fēng)冷式冷凝器又分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流式兩種。1—放氣管2—均壓管3—安全閥接管4—配水箱5—管板6—進(jìn)氣管7—換熱管8—壓力表接管9—出液管10—放油管風(fēng)冷式冷凝器食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備1）油分離器：用以分離壓縮后氨氣中所帶出的潤滑油，保證油不進(jìn)入冷凝器。2）高壓貯液器：保證系統(tǒng)中制冷劑的供應(yīng)。3）氣液分離器：用以分離自蒸發(fā)器進(jìn)入氨壓縮機(jī)的氨氣中的氨液，保證壓縮機(jī)工作是干沖程。同時(shí)用來分離自膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器的氨液中的氨氣，使進(jìn)入蒸發(fā)器的氨液中無氨氣存在，以提高傳熱效果。4）空氣分離器：分離排除在冷凝器中不能液化的氣體，以保證制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。5）中間冷卻器：應(yīng)用于雙級(jí)（多級(jí)）壓縮制冷系統(tǒng)中用以冷卻低壓壓縮機(jī)壓出的中壓過熱蒸汽。6）除霜系統(tǒng)：把冷凝器派出的熱水冷卻，循環(huán)使用。適合于空氣濕球溫度低于水溫情況。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第四節(jié)食品冷凍設(shè)備凍結(jié)方法裝置形式空氣凍結(jié)法隧道式：推車式、傳送帶式、吊籃式、推盤式、螺旋式流態(tài)化室：斜槽式、一段帶式、兩端帶式、往復(fù)振動(dòng)式間接接觸式臥式平板式、立式平板式、回轉(zhuǎn)式、鋼帶式直接接觸式載冷劑接觸凍結(jié)裝置、低溫液體凍結(jié)裝置、液氮凍結(jié)裝置、液態(tài)CO2凍結(jié)裝置食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備1.空氣冷卻凍結(jié)設(shè)備鋼帶連續(xù)式凍結(jié)裝置鋼帶連續(xù)式凍結(jié)裝置換熱效果好，被凍食品的下部與鋼帶直接接觸，進(jìn)行導(dǎo)熱交換，上部為強(qiáng)制空氣對(duì)流傳熱，故凍結(jié)速度快。螺旋式速凍裝置在傳送鏈上的凍品隨傳送鏈做螺旋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由對(duì)流蒸發(fā)器送來的冷風(fēng)穿過物料層、傳送鏈對(duì)物料進(jìn)行凍結(jié)，并循環(huán)使用。環(huán)形撓性傳送鏈（帶）由立式轉(zhuǎn)筒依靠轉(zhuǎn)筒與傳送鏈側(cè)面間的摩擦力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，沿螺旋線滑道做勻速螺旋線運(yùn)動(dòng)一般采用雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)，以氟利昂-22為制冷劑食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備螺旋式凍結(jié)裝置工作原理1—蒸發(fā)器2—風(fēng)機(jī)3—傳送鏈4—轉(zhuǎn)筒螺旋速凍機(jī)傳送鏈條循環(huán)傳動(dòng)示意圖1—驅(qū)動(dòng)輪2—轉(zhuǎn)筒3—傳送鏈條4—重力張緊器5—電動(dòng)張緊器堆砌式鏈條螺旋速凍機(jī)1.空氣冷卻凍結(jié)設(shè)備流態(tài)化速凍裝置被凍食品放在開孔率較小的網(wǎng)帶或多空槽板上，高速冷空氣流自上而下流過網(wǎng)帶或槽板，將被凍食品吹起呈懸浮狀態(tài)，使固態(tài)被凍食品具有類似于流體的某些表現(xiàn)特性。優(yōu)點(diǎn)：換熱效果好，凍結(jié)速度快、凍結(jié)時(shí)間短；凍品脫水損失少，凍品質(zhì)量高；可實(shí)現(xiàn)單體快速凍結(jié)，凍品相互不黏結(jié)；可進(jìn)行連續(xù)化凍結(jié)生產(chǎn)。食品流態(tài)化凍結(jié)裝置按其機(jī)械傳送方式可分為：帶式、振動(dòng)式和斜槽式等型式。帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置示意圖食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備1）帶式流態(tài)化速凍裝置以不銹鋼網(wǎng)帶作為物料的傳送帶。典型的用于果蔬速凍的帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置。單流程一段帶式速凍裝置適用于凍結(jié)軟嫩或易碎的食品，如草莓、黃瓜片、青刀豆、蘆筍、油炸茄塊等多流程兩段帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置適用范圍較廣1.空氣冷卻凍結(jié)設(shè)備流態(tài)化速凍裝置

MA型往復(fù)式振動(dòng)流態(tài)化速凍裝置1—蒸發(fā)器2—卸料口3—物料4—進(jìn)料口5—隔熱層6—風(fēng)機(jī)2）振動(dòng)式流態(tài)凍結(jié)裝置以振動(dòng)槽作為物料水平方向傳送手段。由于物料在行進(jìn)過程中受到振動(dòng)作用，因此，這類形式的速凍裝置可顯著地減少凍結(jié)過程中黏結(jié)現(xiàn)象的出現(xiàn)。3）斜槽式流態(tài)凍結(jié)裝置其特點(diǎn)是無傳送帶或振動(dòng)篩等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主體部分分為一塊固定的多孔槽板，槽的進(jìn)口稍高于出口，被凍食品在槽內(nèi)依靠上吹的高速冷氣流，使其得到充分流化，并借助于具有一定傾斜角的槽體，向出料口流動(dòng)。料層高度可由出料口的導(dǎo)流板進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制凍結(jié)時(shí)間和凍結(jié)能力，這種凍結(jié)裝置具有構(gòu)造簡單成本低、凍結(jié)速度快、流化質(zhì)量好、凍品溫度均勻等特點(diǎn)。斜槽式流態(tài)凍結(jié)裝置示意圖食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備2.間接接觸凍結(jié)設(shè)備臥式平板速凍機(jī)立式平板凍結(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

間接接觸式凍結(jié)設(shè)備是指產(chǎn)品與一定形狀（內(nèi)通制冷劑或載冷劑）的蒸發(fā)器或換熱器表面進(jìn)行接觸換熱的冷凍設(shè)備。接觸式速凍設(shè)備主要依靠傳導(dǎo)方式傳熱，凍結(jié)效果直接與產(chǎn)品和換熱器表面的接觸狀態(tài)有關(guān)。常見的間接接觸式速凍設(shè)備有平板式凍結(jié)器、鋼帶式凍結(jié)器和轉(zhuǎn)鼓式凍結(jié)器等。1）平板式凍結(jié)器平板凍結(jié)裝置是一組與制冷劑管道相連的空心平板作為蒸發(fā)器的凍結(jié)裝置，將凍結(jié)食品放在兩相鄰的平板間，并借助液壓系統(tǒng)使平板與食品緊密接觸。由于金屬平板具有良好的導(dǎo)熱性能，故傳熱系數(shù)高。根據(jù)平板的布置形式，平板式速凍設(shè)備分為臥式、立式兩類。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備2.間接接觸凍結(jié)設(shè)備2）回轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝置回轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝置是一種新型的間接接觸連續(xù)式凍結(jié)裝置。其主體為一不銹鋼制成的回轉(zhuǎn)筒，外壁為冷卻表面，內(nèi)壁之間的空間供載冷劑流過換熱，載冷劑由空心軸一端輸入筒內(nèi)，從另一端排出。被凍品呈散狀由入口送到回轉(zhuǎn)筒的表面，由于轉(zhuǎn)筒表面溫度很低，食品立即粘在上面，進(jìn)料傳送帶再給凍品稍施加壓力，使其與回轉(zhuǎn)筒表面接觸得更好。轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周，完成食品的凍結(jié)過程。凍結(jié)食品轉(zhuǎn)到刮刀處被刮下，刮下的食品由傳送帶輸送到包裝生產(chǎn)線。該凍結(jié)裝置的特點(diǎn)是：占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，凍結(jié)速度快，干耗少，生產(chǎn)率高。3）其它接觸式凍結(jié)器除了以上用于固體物料的接觸式凍結(jié)器以外，還有用于液體物料的凍結(jié)器，如冰淇淋凍結(jié)器，用于冷凍濃縮的轉(zhuǎn)鼓式凍結(jié)器。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備3.直接接觸凍結(jié)設(shè)備鹽水連續(xù)浸漬凍結(jié)裝置示意圖1—凍結(jié)器2—出料口3—滑道4—進(jìn)料口5—鹽水冷卻器6—除鱗器7—鹽水泵直接接觸凍結(jié)裝置的特點(diǎn)是食品直接與冷媒接觸進(jìn)行凍結(jié)。所用的冷媒可以是載冷劑如食鹽溶液，也可以是低溫制冷劑的液化體氣體，如液氨、液體CO2等。冷媒與食品接觸的方式有浸漬式和噴淋式兩種。1）鹽水浸漬凍結(jié)裝置主要用于魚類的凍結(jié)，與鹽水接觸的容器用玻璃鋼制成，有壓力的鹽水管道用不銹鋼其它鹽水管道用塑料，從而解決了鹽水的腐蝕問題。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備2）液氮噴淋速凍裝置使用液氮做冷媒時(shí)，可將液氮直接噴向食品，使食品直接與-196℃的低溫接觸而快速凍結(jié)液氮速凍機(jī)的流程形式第五節(jié)真空冷卻設(shè)備真空冷卻的原理真空冷卻法是使被冷卻的食品物料處于真空狀態(tài)，并保持冷卻環(huán)境的壓力低于食品物料的表面水蒸氣壓，食品物料中的水分蒸發(fā)進(jìn)入空氣中，由于水分蒸發(fā)帶走大量的蒸發(fā)潛熱，使食品物料的溫度降低。真空預(yù)冷速率的快慢取決于果蔬的比表面積、產(chǎn)品失水難易程度、包裝容器的通氣性及真空泵的性能等因素。真空冷卻裝置原理圖1.壓力表2.真空槽3.排水口4.真空泵5.排氣6.節(jié)流閥7.蒸發(fā)器（捕水器）8.冷凝器9.壓縮機(jī)當(dāng)食品物料的溫度達(dá)到冷卻要求的溫度后，應(yīng)破壞真空以減少水分的進(jìn)一步蒸發(fā)。真空冷卻適用于蒸發(fā)表面積大、通過水分蒸發(fā)能迅速降溫的食品物料，如蔬菜中的葉菜類。對(duì)于這類食品物料，由于蒸發(fā)速度快、降溫時(shí)間短，造成的水分損失不是很大食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第五節(jié)真空冷卻設(shè)備1）果蔬真空預(yù)冷機(jī)蔬菜真空預(yù)冷設(shè)備是為防止果蔬花卉鮮度和品質(zhì)下降，而利用真空預(yù)冷原理設(shè)計(jì)將果蔬花卉放置在真空狀態(tài)的槽內(nèi)，在低壓下水分從果蔬花卉表面蒸發(fā)出來，利用水從果蔬花卉表面奪取蒸發(fā)潛熱的方法，達(dá)到冷卻的效果。果蔬真空預(yù)冷機(jī)01—貨物02—門導(dǎo)軌03—真空箱體04—減速機(jī)05—進(jìn)貨軌道06—控制電箱07—真空泵08—門09—出貨軌道旋片式真空泵剖視圖1—進(jìn)口咀2—濾網(wǎng)3—擋油板4—進(jìn)口咀O形密封圈5—旋片彈簧6—旋片7—轉(zhuǎn)子8—泵身9—油箱10—1號(hào)真空泵油11—排氣閥片利用旋片真空泵完全可以達(dá)到果蔬預(yù)冷所需的真空度(≤660Pa)，果蔬真空預(yù)冷機(jī)基本組成是真空箱體、捕水器、制冷機(jī)組和旋片式真空泵。真空預(yù)冷機(jī)設(shè)備核心是真空室和真空泵。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第五節(jié)真空冷卻設(shè)備2）熟食真空快速冷卻機(jī)熟食品的冷卻不同于果蔬的預(yù)冷，起始溫度很高，一般在90℃以上，冷卻過程中會(huì)有大量的水汽逸出，因此，如果還是采用旋片真空泵、捕水器組合系統(tǒng)，勢必捕水器和制冷機(jī)組都要配得很大，不但機(jī)組龐大而且能耗很高，極不經(jīng)濟(jì)在真空冷卻裝置中，由于熟食品從高溫到室溫冷卻過程中對(duì)真空度的要求相對(duì)較低，采用水力噴射方法就可達(dá)到要求的真空度，而無需采用真空泵和制冷系統(tǒng)，這可大大節(jié)約了能耗。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備

右圖該設(shè)備主要由真空箱體、低溫復(fù)合真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、復(fù)壓及滲氣裝置、測控系統(tǒng)（包含PLC觸摸屏等）組成。設(shè)備左端為真空箱體，右端為低溫復(fù)合真空系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)，真空箱右上方安裝PLC觸摸屏，整機(jī)外形用不銹鋼薄板裝飾，滿足食品衛(wèi)生要求。熟食食品真空速冷卻機(jī)系統(tǒng)原理圖第五節(jié)真空冷卻設(shè)備3）真空技術(shù)其它應(yīng)用同樣是采用抽真空的技術(shù)也可以運(yùn)用到印刷行業(yè)里給印刷品脫除揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)，尤其是煙標(biāo)印刷對(duì)異味控制得比較嚴(yán)格。真空脫異味設(shè)備的原理就是使產(chǎn)品處于真空動(dòng)壓狀態(tài)下，產(chǎn)品中的異味物質(zhì)在波動(dòng)的壓差作用下迅速脫離吸附表面，被真空泵排至室外，從而達(dá)到脫味的效果。真空脫味機(jī)脫味快速、均勻，與傳統(tǒng)方法相比可顯著縮短散味時(shí)間，大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。另外也適用于食品包裝紙、餐具、人造板、家具等所含苯、甲苯、甲醛、乙苯、丁酮等多種揮發(fā)性有機(jī)化合物。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備4）真空冷卻的優(yōu)勢真空冷卻不僅僅適用于生菜、萵苣、蘑菇、竹筍、卷心菜、菠菜等蔬菜，也適用于切花、水果、烘焙食品、米飯、熟肉、水產(chǎn)品。真空冷卻技術(shù)作為最具潛力的高溫食品快速冷卻技術(shù)之一。a.真空冷卻的最大優(yōu)點(diǎn)是降溫速度快。例如，將6kg的火腿從70℃降到4℃只需要2個(gè)小時(shí)，而風(fēng)冷卻要9.4個(gè)小時(shí)。b.降溫均勻。即便是一堆食品在一起真空冷卻，任何部位的降溫速率都基本相同。c.因?yàn)檎婵绽鋮s過程中食品不受強(qiáng)空氣流的沖擊，無論怎么放置都不會(huì)影響食品的冷卻效果，所以減小了很多勞動(dòng)量，同時(shí)也避免了很多不必要的機(jī)械損傷。d.處理成本非常低。第五節(jié)真空冷卻設(shè)備5）其他常見的食品冷卻方法冷水預(yù)冷裝置原理圖1—冷水槽2—冷水泵3—噴灑頭4—擱物架5—噴淋室冷水冷卻是應(yīng)用低溫水將被冷卻的食品降溫的方法，主要有降水式、噴淋式和浸漬式三種形式。主要優(yōu)勢是：原料水的成本比較低，冷卻以后食品質(zhì)量的損失比較少；缺點(diǎn)就是在冷卻過程中，食品要和水直接接觸，水中的微生物能夠使食品腐蝕。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備冷風(fēng)冷卻是利用強(qiáng)制流動(dòng)的冷空氣和食品發(fā)生對(duì)流換熱，使食品的溫度下降的冷卻方法。該方法使用方便，應(yīng)用范圍廣。冷風(fēng)冷卻還可用來冷卻禽、蛋、調(diào)理食品以及不能用水冷卻的食品等。冷風(fēng)冷卻的主要的形式有：強(qiáng)風(fēng)冷卻、壓差冷卻。冰是一種很好的冷卻介質(zhì)，有著很強(qiáng)的冷卻能力。冰預(yù)冷就是將天然或者人造的冰塊敷在果蔬上，冰在與被冷卻的食品接觸過程中，通過冰的融化吸收熱量，冰融化成水要吸收334.53J/kg的相變潛熱，從而帶走了田間熱，使食品溫度得到降低。蘋果、梨等常用碎冰進(jìn)行冷卻，成本相對(duì)于其它的冷卻方法較低。但是冷卻過程中食品可能會(huì)發(fā)生冷害現(xiàn)象，從而影響冷卻的效果，降低果蔬品質(zhì)。第六節(jié)凍結(jié)食品的解凍裝置解凍是將凍結(jié)食品中形成的冰晶還原融解成水的過程。隨著冰晶的融化，細(xì)胞內(nèi)親水膠質(zhì)吸收水分，出現(xiàn)水分逐漸向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散和滲透，細(xì)胞的完整性與解凍速率成為實(shí)現(xiàn)食品解凍后復(fù)原狀態(tài)的重要條件；食品在解凍時(shí)，應(yīng)盡快通過最大結(jié)晶生成帶，并且應(yīng)使食品內(nèi)外溫差小，以免發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象。食品的冷卻和解凍曲線食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第六節(jié)凍結(jié)食品的解凍裝置解凍設(shè)備從提供熱的方式來看，解凍有兩類方法外部加熱法：由溫度較高的介質(zhì)向凍結(jié)品表面?zhèn)鳠?，熱量由表面逐漸向中心傳遞，主要有空氣解凍、水解凍、水蒸氣解凍等；內(nèi)部加熱法：高頻、微波、通電等加熱方法使凍結(jié)品各部位同時(shí)加熱；另外，還有利用高壓靜電場、電暈放電微能解凍、組合式解凍裝置等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備1）空氣解凍以空氣為加熱介質(zhì)進(jìn)行解凍，解凍方式常有有靜止空氣式、流動(dòng)式和加壓式等,設(shè)備簡單，應(yīng)用普遍。常溫自然對(duì)流的空氣傳熱效果差，解凍速度慢，凍品質(zhì)量亦受到影響。若用風(fēng)機(jī)使空氣強(qiáng)制流動(dòng)，并且控制溫度、濕度，則可加快解凍速度。高濕度空氣解凍系統(tǒng)示意圖1—解凍庫2—臺(tái)車3—風(fēng)機(jī)4—泵5—熱交換器6—液接觸裝置7—空氣凈化器8—加濕塔問題：由于空氣的導(dǎo)熱性較差，比熱又小，因此解凍速率慢，解凍時(shí)間長，肉的表面易變色，干耗較嚴(yán)重，易受灰塵和微生物的污染，雖然通過加快空氣流動(dòng)可以縮短解凍時(shí)間，但水分蒸發(fā)和汁液流失又會(huì)加大產(chǎn)品的質(zhì)量損失。第六節(jié)凍結(jié)食品的解凍裝置噴淋沖擊解凍裝置示意圖1—噴淋器2—凍蝦塊3—冰4—蝦5—移動(dòng)籃子6—水槽7—水泵8—進(jìn)水口9—滑運(yùn)道10—加熱器2）水解凍冷凍物料在靜止或流動(dòng)的水中解凍，靜水解凍又分為常壓水解凍和高壓靜水解凍兩種方式。物料表面與水的傳熱速率是在空氣中傳熱速率的10-15倍，在較低的溫度下，也有較快的解凍速率。沒有酸化和干燥的問題，但裸露的表面容易吸水，營養(yǎng)成分損失嚴(yán)重。解凍用水有微生物污染的危險(xiǎn)性，另外還有污水排放的問題。多用于水產(chǎn)品的解凍。魚和貝類，特別是蝦和貝類，在空氣中解凍時(shí)，易發(fā)生變色和變臭，在水中解凍比較合適。噴淋沖擊解凍的優(yōu)點(diǎn)是:解凍時(shí)間短、解凍均勻、解凍魚的品質(zhì)好。噴淋沖擊解凍與流水、靜水、室溫放置解凍相比較,其鮮度是最好,感官評(píng)價(jià)也最高，還有用水量大減少等優(yōu)點(diǎn)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備——冷卻和冷凍設(shè)備第六節(jié)凍結(jié)食品的解凍裝置（3）真空解凍真空解凍是利用真空中水蒸汽在凍結(jié)食品表面凝結(jié)所放處的潛熱進(jìn)行解凍。真空解凍溫度較低，適合一些熱敏性的食品。它的優(yōu)點(diǎn)是：（1）食品表面不受高溫介質(zhì)影響，而且解凍快；（2）真空低氧，可防止食品解凍過程中的氧化裂變，也可抑制一些好氧性微生物的繁殖；（3）食品解凍后汁液流失少。缺點(diǎn)是：解凍食品外觀不佳，大塊肉的內(nèi)層深處的升溫較慢，且成本高。（