食品机械设备第十四章速冻与制冰机械ppt课件.ppt

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1、第十四章速冻与制冰机械一、制冷原理逆卡诺循环，又称制冷循环。它是制冷技术的物理基础。这个循环在压容图或温熵图上的方向和卡诺循环相反，是由两个等温过程和两个绝热过程所组成。即①工质首先沿等熵线作绝热压缩。此时压力由p1升至p2，温度从Tc升至Th;②绝热压缩后的工质，再沿等温线2~3作等温压缩。此时熵值减少，压力再次从p2升至p3；③等温压缩后的工质再沿等熵线3~4作绝热膨胀。此时，压力下降至p4，温度降至绝热压缩前的温度Tc；④最后沿等温线4~1作等温膨胀。此时，其熵值又复增加，压力下降至p1，恢复原状。这四个过程均为可逆，所以

2、它是一个理想的循环，在工业生产上是不能实现的，但可作为实际制冷循环完善程度的比较标准。2.制冷过程制冷的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，且低于周围介质的温度，并能保持一定的温度。压缩式冷冻机的制冷过程分为压缩、冷凝、膨胀、蒸发4个阶段。系统中的制冷剂饱和蒸汽被压缩机吸入压缩，在冷凝器内被冷凝为液体而放出热量。液体制冷剂经过膨胀阀后，压力降低，低压液体吸收周围介质的热量而汽化为气体，气体又被压缩，压力升高，气体的热量传递给冷却水而冷凝为液体，形成一个反复循环过程，而使周围介质的温度降低，这就是制冷过程。3.

3、食品冷冻的应用主要表现在以下4个方面：用于冷冻制品、速冻制品的加工；用于食品的贮藏；用作食品加工的特殊手段，如冷冻浓缩、冷冻干燥等；用于生产车间的空气调节。二、常用的制冷剂与载冷剂（一）制冷剂在直接蒸发式制冷机系统中，不断循环、起状态变化，并用以实现制冷目的的工质，称制冷剂或冷冻剂。各种制冷剂的一个共同特性是它们的临界温度较高，在常温及普通低温下能够液化。只有在工作温度范围内能够汽化和凝结的物质才有可能作为制冷剂使用。乙醚是最早使用的制冷剂。1866年威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。1870年卡尔·林德(

4、CartLinde)用NH3作制冷剂。1874年拉乌尔·皮克特(RaulPictel)采用SO2作制冷剂。SO2和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。SO2毒性大，但作为重要制冷剂曾有60年历史。CO2在使用温度范围内压力特高，致使机器极为笨重，但它无毒使用安全。曾在船用冷藏装置中作制冷剂达50年之久，1955年才被氟里昂所取代。在食品工业中，对制冷剂有以下几个方面的要求：1.热力学上的要求2.物理化学上的要求3.生理学上的要求4.经济上的要求1.热力学上的要求在大气压力下，制冷剂的沸腾温度要低，这是一个必要条件。在0.1MP

5、a时一般不应超过-10℃。制冷剂在蒸发器内的压力应等于或大于大气压力，冷凝器的压力不应过高，不超过0.1~0.14MPa。制冷剂单位容积的产冷量应尽可能大，制冷剂的相对密度和粘度应尽可能小，减少制冷剂循环时的阻力。导热系数和散热系数高，蒸发的比容要小，蒸发潜热大，制冷剂凝固点愈低而临界温度愈高愈好。2.物理化学上的要求制冷剂能与压缩机中的水互溶，可以避免制冷系统中形成冰塞。制冷剂对金属不应有腐蚀作用。要稳定，高温下不应分解，不应燃烧和爆炸。制冷剂的渗透性能较弱，如果发生渗漏，要能迅速地确定渗漏处。3.生理学上的要求制冷剂对人的生

6、命和健康不应有危害，不应有毒性和窒息性以及刺激作用。4.经济上的要求制冷剂应易于取得，价格低廉。目前各种制冷剂都有一些缺点，选择时应根据制冷剂的特性及工作条件等因素决定。（二）常用制冷剂*1.氨2.氟利昂-12*3.氟利昂-224.氯甲烷、二氧化硫和二氧化碳1.氨氨具有良好的热力性质，在工业上被广泛的采用。它在0.1MPa下的蒸发温度为239.6K，液体的密度为681.8kg/m3。是一种易于购得，价格低廉的制冷剂。氨（NH3）为中等压力的主要制冷剂之一，其使用范围是蒸发温度在-70℃以上的大中型活塞压缩机，冷凝器的压力不超过1

7、.4MPa，通常在0.7~1.3MPa之间，在蒸发器中只有当温度低于-33.4℃时才发生真空。氨几乎不溶于油中，但吸水性强。75℃时，一个单位容积的水能溶700个单位的氨。工业氨含水不超过0.2%，在制冷系统中不会有冰塞现象。2.氟利昂-12氟利昂-12是一种对人体生理危害性最小的制冷剂。无色、无臭、不燃烧、无爆炸性。在808K下，尚不分解。在一般的工作条件下，冷凝器中的压力不会超过1.1MPa。与水不化合，如有水存在会引起膨胀阀冰塞，通常其含水量不得超过0.0025%。它的渗透能力很强，能透过极细的缝隙，因无臭味，渗漏不易发现

8、。利用氟利昂-12作为制冷剂的制冷系统可降温至-40℃。可应用于各种不同产冷量中等压力的活塞式压缩机。3.氟利昂-22氟利昂-22也是一种中压制冷剂，其压力较氟利昂-12高。当制造233~203K的低温时，采用氟里昂-22比较经济。在0.1MPa下，其蒸发温度为