第六章食品冷藏

1、第六章第六章 食品冷藏食品冷藏p掌握冷藏的基本設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法p熟練應(yīng)用食品冷藏方法并能夠進(jìn)行基本的冷量計(jì)算和設(shè)計(jì)p了解食品加工中制冷的原理、食品冷藏的分類及特點(diǎn)本章重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)和難點(diǎn)第六章第六章 食品冷藏食品冷藏第一節(jié)第一節(jié) 制冷的基本原理與方法制冷的基本原理與方法 制冷(Refrigeration)是利用一些物質(zhì)在相變時(shí)產(chǎn)生的冷效應(yīng)而獲得低溫源的操作過程。 實(shí)現(xiàn)制冷所必需的裝置稱制冷機(jī)(Refrigerating machine)。 現(xiàn)代食品工業(yè)已普遍采用了人工制冷的方法，這種技術(shù)是建立在熱力學(xué)基礎(chǔ)上的，是現(xiàn)代食品工程中重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。一、制冷的基本原理一、制冷的基本原理 1.

2、 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)(Carnot cycle) 2. 逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)(Reverse Carnot cycle)一、制冷的基本原理 3. 制冷過程制冷過程等等溫溫等等壓壓壓縮機(jī)壓縮機(jī)等等壓壓冷冷凝凝器器蒸蒸發(fā)發(fā)器器冷卻劑冷卻劑膨脹閥膨脹閥等熵等熵等焓等焓熱熱圖圖6-3 6-3 制冷循環(huán)制冷循環(huán)一、制冷的基本原理 4. 制冷量與制冷系數(shù)制冷量與制冷系數(shù) （1）制冷量(Cooling capacity) 是制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷效應(yīng)，也稱制冷能力，即在一定的操作條件下，單位時(shí)間制冷劑從被冷凍目標(biāo)物中取出的熱量，以Q表示之，單位為W。 （2）制冷系數(shù)(Refrigeration coefficien

3、t) 是指單位功耗所能獲得的冷量，也稱制冷性能系數(shù)。它表示制冷循環(huán)中的制冷量Q與該循環(huán)所需消耗的功率P之比。一、制冷的基本原理 5. 制冷劑的壓焓圖制冷劑的壓焓圖 （1）臨界點(diǎn)K和飽和曲線 （2）三個(gè)狀態(tài)區(qū)一、制冷的基本原理 5. 制冷劑的壓焓圖制冷劑的壓焓圖 （3）六組等參數(shù)線 等壓線 等焓線 等溫線 等熵線 等容線 等干度線二、一般制冷方法 1. 空氣壓縮制冷空氣壓縮制冷壓縮機(jī)壓縮機(jī)膨膨脹脹閥閥冷卻器冷卻器吸熱器吸熱器1234圖6-5 空氣壓縮制冷空氣壓縮制冷 二、一般制冷方法 2. 蒸汽壓縮式制冷蒸汽壓縮式制冷 膨膨脹脹機(jī)機(jī)冷凝器冷凝器圖圖6-6-蒸氣壓縮式制冷循環(huán)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)蒸發(fā)

4、器蒸發(fā)器壓壓縮縮機(jī)機(jī)二、一般制冷方法 3. 吸收式制冷 二、一般制冷方法 4. 蒸氣噴射式制冷蒸氣噴射式制冷 二、一般制冷方法 5. 低溫制冷方法1高壓壓縮機(jī) 2冷凝器 3高壓膨脹閥 4中間冷卻器 5水冷卻器 6低壓壓縮機(jī) 7蒸發(fā)器 8低壓膨脹閥圖6-9 兩級制冷循環(huán) 1高溫壓縮機(jī) 2高溫冷凝器 3高溫膨脹閥 4中間熱交換器 5低溫壓縮機(jī) 6低溫膨脹閥 7低溫蒸發(fā)器圖6-10 串級制冷循環(huán) 第二節(jié)第二節(jié) 制冷劑與載冷劑制冷劑與載冷劑 制冷劑是制冷系統(tǒng)中的工作介質(zhì)，也稱為制冷工質(zhì)。 制冷循環(huán)中，如果制冷劑吸熱的蒸發(fā)器直接與被冷卻物體或被冷卻物體的周圍環(huán)境進(jìn)行換熱，這種制冷方式稱為直接制冷。 間接

5、制冷是用價(jià)廉物質(zhì)作媒介載體實(shí)現(xiàn)制冷裝置與被冷卻物體或空間的熱交換，這種媒介載體工質(zhì)稱載冷劑，也稱冷媒。一、對制冷劑的要求一、對制冷劑的要求 1. 熱力學(xué)上的要求 2. 物理化學(xué)上的要求 3. 安全性及生理學(xué)上的要求 4. 經(jīng)濟(jì)上的要求二、制冷劑的種類二、制冷劑的種類 無機(jī)化合物。 飽和碳?xì)浠衔锏柠u代物。 飽和碳?xì)浠衔铩?不飽和碳?xì)浠衔铩?共沸混合制冷劑。 非共沸混合制冷劑。 三、三、 制冷劑的分類制冷劑的分類 高溫制冷劑。 中溫制冷劑。 低溫制冷劑。四、四、常用制冷劑常用制冷劑 水 不宜在壓縮式制冷機(jī)中使用，只適合在空調(diào)用的吸收式和蒸汽噴射式制冷機(jī)中作制冷劑。 氨 目前氨用于蒸發(fā)溫度在-

6、65以上的大型或中型單級、雙級活塞式制冷機(jī)中，也有應(yīng)用于大容量離心式制冷機(jī)中。 氟利昂 又名氟里昂 在制冷循環(huán)工作溫度范圍內(nèi)不燃燒、不爆炸，熱穩(wěn)定性好，凝固點(diǎn)低，對金屬的潤滑性好但由于氟利昂可能破壞大氣臭氧層，我國全面禁止生產(chǎn)和使用。 碳?xì)浠衔?這些制冷劑的優(yōu)點(diǎn)是易于獲得、價(jià)格低廉、凝固點(diǎn)低、對金屬不腐蝕、對大氣臭氧層無破壞作用。但它們的最大缺點(diǎn)是易燃、易爆。五、五、制冷劑的發(fā)展趨勢制冷劑的發(fā)展趨勢 新型的替代制冷劑主要包括人工合成型和天然型兩大類，有單一工質(zhì)和混合工質(zhì)兩個(gè)方面，混合工質(zhì)又可分為共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三種。 制冷劑的發(fā)展趨勢有以下兩個(gè)方面：一是環(huán)保。二是節(jié)能。

7、六、載冷劑 采用載冷劑的優(yōu)點(diǎn)是可以減小制冷機(jī)系統(tǒng)的容積及制冷劑的充灌量；其缺點(diǎn)是系統(tǒng)比較復(fù)雜，且增大了被冷卻物和制冷劑間的溫差。 載冷劑的種類很多。常用的有水、鹽水、乙二醇或丙二醇溶液。第三節(jié)單級蒸氣壓縮式制冷的熱力計(jì)算 一、單級壓縮制冷循一、單級壓縮制冷循環(huán)的理論計(jì)算環(huán)的理論計(jì)算 計(jì)算的方法是根據(jù)制冷機(jī)的制冷量、蒸發(fā)溫度,冷凝溫度及過冷溫度,在壓焓圖上定出各狀態(tài)點(diǎn),并查出各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)，然后進(jìn)行下列計(jì)算。第三節(jié)單級蒸氣壓縮式制冷的熱力計(jì)算 單位制冷量 制冷劑循環(huán)量 制冷劑的放熱量 q=h1-h4 J/kgG=Qq=Qh1-h4 kg/sQ=G(h2-h3) J/s第三節(jié)單級蒸氣壓縮式制冷的熱

8、力計(jì)算 壓縮機(jī)消耗功率 制冷系數(shù) J/kg 12hhW-=J/s )(12hhGGWP-= 1241hhhhWq-=第四節(jié)第四節(jié) 食品的冷凍食品的冷凍 采用冷加工的方法能夠使食品在較長時(shí)間內(nèi)貯藏而不變質(zhì)。 食品冷凍分為兩種形式，一種稱為食品冷卻，即所謂的“冷藏”。另一種為食品凍結(jié)，即所謂的“凍藏”。 一、凍結(jié)曲線一、凍結(jié)曲線 1. 水的凍結(jié)曲線水的凍結(jié)曲線 2. 食品的凍結(jié)曲線食品的凍結(jié)曲線 3. 水分結(jié)冰率與最大冰晶生成區(qū)水分結(jié)冰率與最大冰晶生成區(qū) 各種食品凍結(jié)時(shí)，大部分水分是在靠近冰點(diǎn)的溫度區(qū)域內(nèi)形成冰晶體的，而到了后期，結(jié)冰率隨溫度而變化的程度不大。通常把水分結(jié)冰率變化最大的溫度區(qū)域稱為最大冰晶生成區(qū)，此溫度區(qū)域?qū)?yīng)的溫度在-1-5間。 圖6-14 凍結(jié)過程中結(jié)冰率與溫度的關(guān)系曲線二、凍結(jié)對食品的影響二、凍結(jié)對食品的影響 1. 物理性質(zhì)變化物理性質(zhì)變化 (1)密度 (2)比熱容 (3)熱導(dǎo)率 2. 質(zhì)構(gòu)質(zhì)構(gòu)(Texture)的變化的變化 (1)汁液流失 (2)干耗量二、凍結(jié)對食品的影響 3. 凍結(jié)過程的傳熱與溫度分布凍結(jié)過程的傳熱與溫度分布 食品冷凍過程耦聯(lián)了兩個(gè)不穩(wěn)定傳熱過程：外部傳熱過程與內(nèi)部傳熱過程。 食品冷凍時(shí)各部位的溫度、密度和傳熱速率等不盡相同，還隨著時(shí)間而變化。 在經(jīng)過充分長的時(shí)間后，食品各部位的溫度趨于一致，且與冷凍介質(zhì)的溫度接近，此時(shí)的溫度分布又呈現(xiàn)新的