冷庫(kù)制冷工藝的定義及其設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 制冷工藝是制冷系統(tǒng)中的一個(gè)具體概念，是制冷循環(huán)系統(tǒng)中各個(gè)組成部分有機(jī)聯(lián)合工藝技術(shù)。所有的制冷裝置無(wú)論大小均需要進(jìn)行制冷工藝的設(shè)計(jì)。冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)時(shí)大型制冷工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。本書主要研究食品冷藏供液的制冷裝置中制冷工藝的設(shè)計(jì)，也就是冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)。“冷庫(kù)”是對(duì)易腐敗食品進(jìn)行冷加工或冷藏的建筑物，它既要負(fù)荷生產(chǎn)的需要，又要負(fù)荷流通的需要。 冷庫(kù)提供的冷凍、冷藏條件，使加工及貯存的易腐敗食品保質(zhì)保量，為農(nóng)牧也生產(chǎn)服務(wù)，為人民生活服務(wù)。而制冷工藝設(shè)計(jì)就是為各空間提供冷源，也就是為各冷間提供不因室外空氣參數(shù)和室內(nèi)條件而變化的較為穩(wěn)定的“溫濕度”，以達(dá)到延長(zhǎng)易腐敗食品的貯存期限、****限度地保持食品質(zhì)量的目的，這就是制冷工藝課程的主要任務(wù)。冷庫(kù)設(shè)計(jì)要確保技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能優(yōu)化、安全適用、質(zhì)量保證。 完整的冷庫(kù)設(shè)計(jì)包括制冷工藝設(shè)計(jì)、土建設(shè)計(jì)、電器設(shè)計(jì)、采暖于通風(fēng)設(shè)計(jì)，以及給排水設(shè)計(jì)等五個(gè)方面。其中制冷工藝是先行，是主導(dǎo)，其他設(shè)計(jì)要根據(jù)制冷工藝設(shè)計(jì)提出的條件、數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)要密切配合，協(xié)同一致，共同完成冷庫(kù)設(shè)計(jì)。冷庫(kù)制冷工 冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)即根據(jù)制冷機(jī)工作的原理，根據(jù)易腐敗食品冷加工或冷藏的技術(shù)要求、衛(wèi)生要求，參照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，合理地選擇和裝設(shè)全部制冷機(jī)器與設(shè)備（包括管道、閥門、管件、儀表等）。設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行可行性研究、調(diào)查，了解建庫(kù)的確自然、社會(huì)情況以及各種物質(zhì)、技術(shù)條件。設(shè)計(jì)時(shí)，吸取同類冷庫(kù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)；參考國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)新成就；在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝和新材料；使冷庫(kù)系統(tǒng)投入使用時(shí)生產(chǎn)流程合理，節(jié)約能源，操作維修方便。 國(guó)內(nèi)冷庫(kù)建設(shè)近幾年發(fā)展非常迅速，新建的食品冷庫(kù)越來(lái)越多，而且新增的冷庫(kù)都在不斷應(yīng)用新技術(shù)，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，在設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)和保養(yǎng)等方面都包含越來(lái)越多的技術(shù)含量，使冷庫(kù)在使用中真正做到安全、節(jié)能、好用。 近二十幾年來(lái)，人們研究得最為積極的是對(duì)CFCs類氟利昂制冷劑的替代研究，其中冷庫(kù)或其他小型制冷裝置用制冷劑的替代研究表明，氨是一種很好的替代物。它不僅在大型冷控股中作為制冷劑，而且隨著新研究成果的出現(xiàn)，例如，密封性好的裝置和設(shè)備的研制成功、低粘度PAO潤(rùn)滑油與氨互溶性的發(fā)現(xiàn)等，使氨已可以用于小型的制冷裝置及空調(diào)系統(tǒng)。目前已研制出專門用氨做制冷劑的氨用小型壓縮機(jī)。擴(kuò)大氨制冷機(jī)組的使用可以部分解決CFCs的替代問題。
冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)的一般流程 冷庫(kù)制冷工藝的基本任務(wù)，是根據(jù)制冷原理和需冷場(chǎng)的性質(zhì)、冷加工工藝的要求，把制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥及其輔助設(shè)備組合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整、合理的制冷循環(huán)系統(tǒng)，創(chuàng)造生產(chǎn)過(guò)程中所需求的低溫環(huán)境，用于易腐食品的凍結(jié)和冷藏。 冷加工工藝要求是制冷工藝設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，制冷工藝設(shè)計(jì)時(shí)冷庫(kù)設(shè)計(jì)內(nèi)容中的主要組成部分。冷庫(kù)設(shè)計(jì)中的土建設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)都應(yīng)符合制冷工藝的要求，但制冷工藝設(shè)計(jì)也要受建筑、結(jié)構(gòu)及水電方面各自特點(diǎn)的制約。其中，制冷工藝設(shè)計(jì)是先行和主導(dǎo)，其他設(shè)計(jì)要依據(jù)制冷工藝設(shè)計(jì)提出的條件、數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行。 食品冷加工的機(jī)理及影響食品冷加工質(zhì)量的主要因素 在進(jìn)行制冷工藝設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要根據(jù)制冷機(jī)的工作原理，其次要根據(jù)易腐敗食品冷加工或冷藏的技術(shù)要求、衛(wèi)生要求，參照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇和裝設(shè)全部制冷及其與設(shè)備（包括管道、閥門、管件、儀表等）因此，一個(gè)冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)的成功與否，是看最終能否滿足凍結(jié)和凍藏等冷加工食品的質(zhì)量要求。為了能更好地設(shè)計(jì)制冷工藝，首先必須對(duì)食品冷加工的機(jī)理和影響食品冷加工的主要因素進(jìn)行了解。
食品冷加工的原理 引起食品腐敗變質(zhì)的主要原因是微生物的作用和酶的催化作用，而作用的強(qiáng)弱均與溫度緊密相關(guān)。一般來(lái)講，溫度降低均使作用減弱，從而阻止或延緩食品腐爛變質(zhì)的速度。因此，食品可以低溫下作長(zhǎng)時(shí)間的貯藏而不變質(zhì)，這就是人們利用低溫保藏食品的機(jī)理。 食品的冷加工主要包括冷卻、凍結(jié)、冷藏和升溫解凍等內(nèi)容。各種食品應(yīng)按其特點(diǎn)和貯藏要求，選用適宜的溫度，即分別采用不同的冷加工工藝。比如對(duì)于水果、蔬菜等職務(wù)性食品，由于采摘后仍是一個(gè)有生命力的物體，冷加工前先要經(jīng)過(guò)預(yù)冷間出去田間熱，然后進(jìn)入冷加工流程。除加工成凍結(jié)食品外，對(duì)新鮮水果、蔬菜不僅必須維持的它的“活體”狀態(tài)，還要減弱它的呼吸作用，所以一般都在“冷卻”狀態(tài)下，即在冷卻物冷藏間進(jìn)行保藏，而冷卻物冷藏間要針對(duì)不同的品種設(shè)定不同的溫度、相對(duì)濕度條件，而對(duì)于肉類動(dòng)物性食品，經(jīng)加工整理后，肉體細(xì)胞已經(jīng)死亡，只有把它放在低溫環(huán)境下，減弱酶的活性及一直微生物的生命活動(dòng)才能延長(zhǎng)包藏起。所以對(duì)于肉類食品是經(jīng)整理后馬上進(jìn)行急凍間凍結(jié)，肉體中心溫度達(dá)-15℃以下后，再放到-25~-18℃的低溫冷藏間中低溫冷藏。
食品名稱 | 冷藏溫度/℃ | 相對(duì)濕度（%） | 最長(zhǎng)貯存期 | 凍豬肉 | -24~-18 | 85~95 | 2~8個(gè)月 | 凍牛肉 | -23~-18 | 90~95 | 9~12個(gè)月 | 凍羊肉 | -18~-12 | 80~85 | 3~8個(gè)月 | 凍家禽 | -30~-10 | 80 | 3~12個(gè)月 | 凍家兔 | -24~-12 | 80~90 | 6個(gè)月 | 凍魚 | -20~-12 | 90~95 | 8~10個(gè)月 | 凍蛋 | -18 | 85~95 | 12個(gè)月 | 鮮蛋 | -1~-0.5 | 80~85 | 8個(gè)月 | 蘋果 | -1~+1 | 85~90 | 2-7個(gè)月 | 桔子 | 0~1.2 | 85~90 | 8~10個(gè)星期 | 柚子 | 0~10 | 85~90 | 3~12個(gè)月 | 梨 | +1.5~-0.5 | 85~90 | 1~6個(gè)月 |
一般來(lái)說(shuō)，凍藏時(shí)的溫度越低，食品的保藏期越長(zhǎng)。但值得注意的是，冷藏的溫度條件和貯藏期的長(zhǎng)短，還涉及投資和長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)成本，必須要加以綜合考慮。如果冷藏的溫度越低，不僅投資增加，而且消耗能量增大，冷加工成本就高。因此，合理選擇冷藏庫(kù)的溫度，使其在保持食品質(zhì)量的前提下，減少初期投資，降低能耗，是制冷工藝設(shè)計(jì)中必須重視的問題。 影響食品質(zhì)量的主要因素 食品凍結(jié)、冷藏的目的在于****限度地保持食品的原有品質(zhì)。因此，在進(jìn)行制冷工藝設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)分析影響食品質(zhì)量的各種因素，才能根據(jù)貯藏對(duì)象設(shè)計(jì)出最適宜的接方法和貯藏方法。
凍結(jié)速度對(duì)食品質(zhì)量的影響 食品凍結(jié)時(shí)形成的冰晶大小，直接影響食品組織細(xì)胞的破壞程度和解凍汁液流失量的多少。實(shí)踐證明：快速凍結(jié)使食品內(nèi)部形成小的冰晶，組織細(xì)胞被破壞程度輕微，解凍后液汁流失少；而慢速凍結(jié)則剛好相反。所謂快速凍結(jié)，從食品熱中心的降溫速率來(lái)說(shuō)，是指食品熱中心溫度從-1℃降到-5℃所用時(shí)間小于30min，若大于30min就位慢速凍結(jié)；若從冰峰移動(dòng)速率來(lái)說(shuō)，以-5℃作為冰封面，當(dāng)冰峰移動(dòng)速度處于5~20cm/h時(shí)，就是快速凍結(jié)，而當(dāng)冰峰移動(dòng)速度處于0.1~1cm/h時(shí)，就是慢速凍結(jié)。不同的冷庫(kù)在進(jìn)行制冷工藝設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)食品凍結(jié)速度的快慢是要提前考慮到的 凍結(jié)方法對(duì)食品質(zhì)量的影響 食品凍結(jié)方法有很多，包括空氣吹風(fēng)凍結(jié)、接觸式凍結(jié)、液體噴淋式凍結(jié)、固定隧道式凍結(jié)以及連續(xù)式速凍裝置等，不同的食品對(duì)凍結(jié)方法的敏感程度是不同的。有的凍結(jié)方法可能造成食品的失重嚴(yán)重或變色、或風(fēng)味改變等。在制冷工藝設(shè)計(jì)中都要提前計(jì)劃好。 3）貯藏條件對(duì)食品質(zhì)量的影響 低溫冷藏可以延長(zhǎng)食品的貯藏期限，高的空氣相對(duì)濕度可以減少食品的干耗，但也為微生物的滋生創(chuàng)造了條件。蒸發(fā)器表面溫度和室內(nèi)空氣溫度的溫差小，需要較大的蒸發(fā)了面積，但大的溫差又會(huì)增加食品的干耗。外部熱量的侵入會(huì)加劇庫(kù)溫的波動(dòng)，從而引起食品凍藏質(zhì)量的明顯下降，造成食品的干耗、脂肪氧化、蛋白質(zhì)變性、甚至食品的食用價(jià)值地下，品質(zhì)變劣。因此，合理設(shè)計(jì)冷庫(kù)配置裝置的各個(gè)部分，保證合適的冷藏條件是至觀重要的。
|
