食品速凍機(jī)械與設(shè)備課件

第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備2022/11/8第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備2022/11/2第十章食品速凍機(jī)械1第一節(jié)概述一、制冷技術(shù)

制冷技術(shù)是將被冷卻物體中的熱量移向周圍介質(zhì)(水或空氣)，使物體溫度降低，且低于周圍介質(zhì)的溫度，并能保持一定的溫度。熱量常從高溫物體傳向低溫物體，但制冷過程使熱量從低溫物體傳向高溫物體，這個(gè)過程要消耗能量。

第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述一、制冷技術(shù)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備2第一節(jié)概述二、制冷技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用直接利用冷凍設(shè)備------速凍和冷卻食品生產(chǎn)，貯藏冷庫。食品加工機(jī)械的關(guān)鍵設(shè)備-----如真空冷卻、冷凍濃縮、冷凍干燥和冷凍粉碎等加工設(shè)備機(jī)組。冷鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開冷凍設(shè)備-----冷鏈所涉及的貯運(yùn)和展示設(shè)備均需制冷機(jī)械設(shè)備。食品生產(chǎn)環(huán)境需要制冷設(shè)備-----如車間空調(diào)、工藝用冷卻水以及需要較低溫度的冷卻加工操作。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述二、制冷技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用第十章食品速凍機(jī)械3第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類制冷技術(shù)是指利用物體相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過程。現(xiàn)代食品工業(yè)中所應(yīng)用的冷源都是人工制冷得到的。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)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。食品工業(yè)中應(yīng)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的應(yīng)用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備4第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類制冷技術(shù)是指利用物體相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過程?，F(xiàn)代食品工業(yè)中所應(yīng)用的冷源都是人工制冷得到的。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)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。食品工業(yè)中應(yīng)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的應(yīng)用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備5第一節(jié)概述四、非機(jī)械制冷技術(shù)

1、溶解和融化制冷固體融解和溶解都可以利用來制造冷量。例如，1kg冰融解吸熱334.94kJ。冰鹽混合物稱為起寒劑。食鹽:碎冰=3:1時(shí)，最低溫度可降到-21℃左右。如果需要更低溫度，可使用其它鹽類，如氯化鈣、氯化氨、硝酸鈉等與食鹽混合成復(fù)式混合物。2、固體升華制冷固體吸熱后直接變成氣體叫升華，“干冰”(固態(tài)CO2)在0.1MPa下的升華溫度為-78.5℃，升華潛熱:573.59kJ/kg。吸收升華潛熱及升華后的低溫CO2(顯熱)均可用來冷凍食品。3、液化氣體制冷液化氣體制冷：利用低沸點(diǎn)液化氣體物質(zhì)直接與食品接觸，吸取食品熱量使其凍結(jié)，而自身氣化成氣體。液氮在大氣壓下，蒸發(fā)溫度為-196℃，氣化潛熱：119.3kJ/kg。氮?dú)獾谋葻崛轂?.0kJ/（kg·K）。每千克液氮蒸發(fā)后溫度升到0℃，共可吸收396kJ/kg的熱量，可使約1kg水分凍結(jié)成冰。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述四、非機(jī)械制冷技術(shù)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備6第二節(jié)機(jī)械制冷原理一、壓縮式制冷循環(huán)是一種以制冷劑為工質(zhì)，通過壓縮機(jī)對制冷劑壓縮做功為補(bǔ)償，利用制冷劑狀態(tài)變化產(chǎn)生的吸熱和放熱效應(yīng)達(dá)到制冷目的的循環(huán)過程?；镜臋C(jī)械壓縮制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四部分組成。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第二節(jié)機(jī)械制冷原理一、壓縮式制冷循環(huán)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)7一、壓縮式制冷循環(huán)制冷劑在機(jī)械壓縮制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過程為：等熵過程：1→2。經(jīng)過蒸發(fā)器后，低壓低溫蒸氣被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮提高壓力以及溫度，成為高壓高溫的過熱蒸氣。等壓過程：2→3。過熱蒸氣的溫度高于環(huán)境介質(zhì)（水或空氣）的溫度，此時(shí)的制冷劑蒸氣能在常溫下冷凝成液體狀態(tài)。因而，當(dāng)經(jīng)過冷凝器后，冷卻、冷凝成高壓的液態(tài)制冷劑（低溫高壓液體）。等焓過程：3→4。高壓液體通過膨脹閥時(shí)，因節(jié)流作用而降壓，制冷劑液本身溫度下降（低溫低壓液體）。等溫過程：4→1。把這種低壓低溫的制冷劑引入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，使周圍空氣及物料溫度下降（制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w）。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備一、壓縮式制冷循環(huán)第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)8二、單級壓縮制冷1、制冷循環(huán)的問題制冷循環(huán)是一種理論循環(huán)，實(shí)現(xiàn)起來有許多實(shí)際問題。例如，蒸發(fā)器中抽吸出來的制冷劑蒸氣常帶有霧滴，帶有霧滴的制冷劑蒸氣不能使壓縮機(jī)正常工作。又如，壓縮機(jī)中的潤滑油會(huì)隨溫度升高而氣化進(jìn)入系統(tǒng)中，使得冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率大大降低。再如，由于沒有制冷劑的貯存設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)工作會(huì)變得不穩(wěn)定。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備二、單級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備9二、單級壓縮制冷2、實(shí)際的單級壓縮制冷循環(huán)有：氨液分離器、分油器、貯氨罐等。貯氨罐壓縮機(jī)分油器氨液分離器膨脹閥總調(diào)節(jié)站冷凝器均壓管冷排(蒸發(fā)器)冷排(蒸發(fā)器)水1水放空氣放油放油423第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備二、單級壓縮制冷貯氨罐壓縮機(jī)分油器氨液分離器膨總調(diào)節(jié)站冷凝器10二、單級壓縮制冷3、輔助設(shè)備的作用分油器：冷凝器之前的除油裝置，使得壓縮機(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；貯氨罐：冷凝器之后需安裝一臺(tái)（套）貯液罐起兩方面的作用，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。氨液分離器：氨蒸氣中攜帶的霧滴由氨液分離器消除，保證了壓縮機(jī)正常工作；第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備二、單級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備11三、雙級壓縮制冷1、壓縮比與雙級壓縮制冷循環(huán)若以壓縮機(jī)和膨脹閥為界，可粗略地分成高壓、高溫和低壓、低溫兩個(gè)區(qū)。（1）壓縮比高壓端壓強(qiáng)對低壓端壓強(qiáng)的比值稱為壓縮比。壓縮比由高溫端的冷凝溫度和低溫端蒸發(fā)溫度確定。蒸發(fā)溫度越低，壓縮比越高。（2）雙級壓縮是指在制冷循環(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。一般而言，當(dāng)壓縮比大于8時(shí)，采用雙級壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。對氨壓縮機(jī)來說，當(dāng)蒸發(fā)溫度在-25℃以下時(shí)，或冷蒸氣壓強(qiáng)大于1.2MPa時(shí)，宜采用雙級壓縮制冷。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備12三、雙級壓縮制冷2、雙級壓縮制冷循環(huán)圖冷凝器高壓壓縮機(jī)低壓壓縮機(jī)水蒸發(fā)器膨脹閥I膨脹閥II中間冷卻器水液面123456789第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷冷凝器高壓壓縮機(jī)低壓壓縮機(jī)水蒸發(fā)器膨脹閥I膨13三、雙級壓縮制冷2、雙級壓縮制冷循環(huán)圖第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備14三、雙級壓縮制冷2、雙級壓縮制冷循環(huán)圖蒸發(fā)器中形成的低壓、低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)1），被低壓級壓縮機(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，被冷卻至干飽和蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)3）。高壓壓縮段吸入如下干飽和蒸氣：①來自低壓壓縮段的已被冷卻的干飽和蒸氣（即狀態(tài)點(diǎn)3）；②來自高壓段飽和液體制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)6）經(jīng)膨脹閥節(jié)流（狀態(tài)點(diǎn)6→9）降壓后，在冷卻低壓段排出而尚未被冷凝的過熱蒸氣的過程中所形成的干飽和蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)3）。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（過冷）成飽和液體（狀態(tài)點(diǎn)6）。然后分成兩路。一路便是上面所講的，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后的制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)9），進(jìn)入中間冷卻器。一路先在中間冷卻器的盤管內(nèi)進(jìn)行過冷，過冷后的制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)7）再經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓，節(jié)流降壓后的制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)8）進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)吸熱，產(chǎn)生冷效應(yīng)。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備15四、制冷量與制冷系數(shù)1、制冷量制冷量是指在一定的操作條件（即一定的制冷劑蒸發(fā)溫度、冷凝溫度，過冷溫度）下，單位時(shí)間制冷劑從被冷凍物取出的熱量，以Q表示之，單位為W。冷噸（RT）相當(dāng)于24h內(nèi)將1t0℃的水冷凍成同溫度冰所放出的熱量。制冷系統(tǒng)的制冷量Q0與單位制冷量（qm，J/kg）和制冷劑循環(huán)量G（kg）關(guān)系：Q0=G

qm2、制冷系數(shù)制冷系數(shù)ε是制冷量與輸入功率之比，是衡量制冷機(jī)（或制冷系統(tǒng)）的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如制冷系數(shù)為3，即是說每消耗1kW的能量可以獲得3kW(2580kcal/h）的制冷量。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備四、制冷量與制冷系數(shù)第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與16五、直接制冷與間接制冷1、直接制冷與制冷劑直接制冷（或稱直接蒸發(fā)制冷）：制冷循環(huán)中，制冷劑吸熱的蒸發(fā)器直接與被冷物體或被冷物體周圍環(huán)境進(jìn)行換熱。一般應(yīng)用于單臺(tái)供冷設(shè)備，如冰淇淋凝凍機(jī)等。制冷劑或制冷工質(zhì)：制冷裝置中不斷循環(huán)流動(dòng)以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)，制冷劑通過狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)熱量的傳輸，是人工制冷不可缺少的物質(zhì)。制冷劑性質(zhì)與制冷裝置特性及操作條件有關(guān)。常見制冷劑有-氨、氟利昂等。氨一直是工業(yè)制冷中應(yīng)用最廣的制冷劑之一，它較為安全和對環(huán)境無影響。以氟利昂系列制冷劑也曾經(jīng)是主要的制冷劑。但由于大部分產(chǎn)品被證實(shí)對外層空間的臭氧層有破壞作用。主要從熱力學(xué)、物理化學(xué)及經(jīng)濟(jì)性和對環(huán)境影響等方面考慮的選擇。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備五、直接制冷與間接制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械17五、直接制冷與間接制冷2、間接制冷與載冷劑食品工業(yè)中，需要進(jìn)行冷凍加工的場所往往較大或進(jìn)行冷凍作業(yè)的機(jī)器臺(tái)數(shù)較多，將制冷劑直接送往各處便不合算，因此專設(shè)制冷間，采用間接制冷過程以迎合這種需要。壓縮機(jī)膨脹閥鹽水泵冷庫蒸發(fā)器冷凝器第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備五、直接制冷與間接制冷壓縮機(jī)膨脹閥鹽水泵冷蒸發(fā)器冷凝器第二節(jié)18五、直接制冷與間接制冷2、間接制冷與載冷劑間接制冷（或間接蒸發(fā)制冷）-用廉價(jià)物質(zhì)作媒介載體實(shí)現(xiàn)制冷裝置與耗冷場所或機(jī)臺(tái)之間的熱交換。常用的載冷劑有空氣、水和鹽水及有機(jī)物水溶液等。載冷劑的要求：冰點(diǎn)低、比熱容大、無金屬腐蝕性、化學(xué)上穩(wěn)定、價(jià)格低及容易獲取等因素；作為食品工業(yè)用的載冷劑，往往還須具備無味、無臭、無色和無毒的條件。用空氣作載冷劑雖然有較多優(yōu)點(diǎn)，但由于它的比熱容小，且對流換熱效果差。水雖然有比熱容大的優(yōu)點(diǎn)，但是它的冰點(diǎn)高，所以僅能用作制取0℃以上冷量的載冷劑。如果要制取低于0℃的冷量，則可采用鹽水或有機(jī)溶液作為載冷劑。氯化鈉、氯化鈣及氯化鎂的水溶液，通常稱為冷凍鹽水。有機(jī)溶液載冷劑中，最有代表性的兩種載冷劑是乙二醇和丙二醇的水溶液。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備五、直接制冷與間接制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械19第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。一、壓縮機(jī)制冷裝置中的核心設(shè)備，稱為制冷主機(jī)。1、壓縮機(jī)分類按活塞運(yùn)動(dòng)方式分為往復(fù)式壓縮機(jī)（活塞在汽缸里作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)、多用于食品加工廠和冷庫制冷）和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（活塞在汽缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、多用于電冰箱）；按一臺(tái)壓縮機(jī)中蒸汽被壓縮的次數(shù)分為單級和雙級。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備包括壓縮機(jī)、冷20第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)2、活塞式壓縮機(jī)主要靠電機(jī)帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)不斷吸氣、壓縮、排氣，完成壓縮過程。按氣缸數(shù)分類，有單缸、雙缸和多缸壓縮機(jī)。按壓縮部分與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組合形式分為全封閉式、半封閉式和開啟式壓縮機(jī)。按壓縮級數(shù)又可分為單級（可制取-40℃以上溫度）、雙級（可制取-70℃以上溫度）和三級壓縮機(jī)（可制取-110℃以上溫度）。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備21第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)2、活塞式壓縮機(jī)（1）半封閉活塞式壓縮機(jī)半封閉活塞式壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)與壓縮部件封閉在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼部分靠螺栓連接，可拆啟。半封閉式制冷壓縮的功率范圍比全封閉活塞式壓縮機(jī)大，多用于冷柜、冷庫、冷水機(jī)組中。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備22第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)2、活塞式壓縮機(jī)（2）開啟活塞式壓縮機(jī)壓縮部分與電機(jī)部分分開，各自成一獨(dú)立體，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與壓縮部分靠聯(lián)軸器或皮帶連接。這種壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)有振動(dòng)、噪聲較大。開啟活塞式壓縮機(jī)制取冷量范圍廣，大多用于大型冷庫和食品廠等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備23第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)3、螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)組成：陰、陽轉(zhuǎn)子，機(jī)體，軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)節(jié)裝置等。原理是由陰、陽轉(zhuǎn)子螺桿的嚙合旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生容積變化，進(jìn)行氣體的壓縮。陰轉(zhuǎn)子的齒溝相當(dāng)于活塞缸，陽轉(zhuǎn)子相當(dāng)于活塞。陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使陰陽轉(zhuǎn)子間的容積不斷變化，完成制冷劑蒸氣的吸入、壓縮、排出。螺桿式壓縮機(jī)與活塞式制冷壓縮機(jī)相比，具有多方面的優(yōu)勢，如結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸氣系數(shù)大、排溫低、排氣脈動(dòng)小、易損件少、檢修周期長、制冷量可調(diào)范圍大等。在大冷量領(lǐng)域中已經(jīng)顯示出優(yōu)越性，有取代活塞式制冷壓縮機(jī)的趨勢。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備24第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)4、并聯(lián)式壓縮機(jī)由若干臺(tái)相同或不同型號的壓縮機(jī)組成。共享吸排氣集管、冷凝器及貯液器等部件。向整個(gè)制冷系統(tǒng)的各蒸發(fā)末端直接提供制冷劑，并由集中控制系統(tǒng)根據(jù)壓力、溫度參數(shù)控制各壓縮機(jī)開停。特點(diǎn)：（1）具有在保持系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定前提下的靈活調(diào)節(jié)供冷量的功能?？梢愿鶕?jù)季節(jié)、生產(chǎn)冷負(fù)荷等決定壓縮機(jī)開停的數(shù)量，從而使系統(tǒng)具有持續(xù)的高效運(yùn)行狀態(tài)。（2）可提高自動(dòng)化程度，利用系統(tǒng)電控箱與電腦控制器相結(jié)合的方式，基本上可以作到無人操作或遠(yuǎn)程操作。（3）節(jié)能，可節(jié)能18%。（4）降低設(shè)備成本和安裝工程量，縮短工期，減小機(jī)房面積。并聯(lián)壓縮機(jī)組適用于冷藏庫群、超市島柜、展示柜，以及用冷單機(jī)分散、生產(chǎn)負(fù)荷變化較大的食品加工企業(yè)。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備25第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成二、膨脹閥是把來自冷凝器的高壓制冷劑液體節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)流量，使高壓液態(tài)制冷劑降壓（流經(jīng)小孔）、部分液體汽化吸熱后液體溫度進(jìn)一步降低到所需溫度，形成所需的低壓低溫汽夜混合體（制冷劑），按需送入蒸發(fā)器。1、手動(dòng)膨脹閥根據(jù)蒸發(fā)器熱負(fù)荷的變化，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，可調(diào)整膨脹閥的開度，使其緩慢地增大或減小。手動(dòng)膨脹閥正在被自動(dòng)膨脹閥所取代，只在氨制冷系統(tǒng)中仍在使用。在氟制冷系統(tǒng)中，手動(dòng)膨脹閥作為備用閥，常與熱力膨脹閥組合，僅供維修時(shí)使用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成二、膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備26第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成2、熱力膨脹閥

能自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑液體流量，是利用蒸發(fā)器出口處蒸汽的過熱度來調(diào)節(jié)，包括感應(yīng)元件（感溫包）、膜片、閥體、閥座等。

平衡狀態(tài)：在制冷機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，感溫包、毛細(xì)管、密封蓋、波紋膜片構(gòu)成的密封系統(tǒng)壓力等于膜片下氣體壓力與彈簧壓力之和，處于平衡狀態(tài)。如供制冷劑不足，引起蒸發(fā)器出口處回汽，過熱度增大，感溫包溫度升高，使膜片下移，閥口的開啟度增大，直至供液量與蒸發(fā)量相當(dāng)時(shí)，再得到平衡。當(dāng)制冷劑供應(yīng)過量，使蒸發(fā)器出口處過熱度減少，引起密封系統(tǒng)內(nèi)的溫度過低，則薄膜上移，閥門開啟度減少，直至再度平衡。故熱力膨脹閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)波紋膜片開啟度，供液量隨負(fù)荷大小自動(dòng)增減，可保證蒸發(fā)器的傳熱面積得到充分利用，使壓縮機(jī)正常安全地運(yùn)行。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成2、熱力膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備27第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成3、壓力膨脹閥能使蒸發(fā)器維持恒定的壓強(qiáng)。原理：當(dāng)蒸發(fā)器壓強(qiáng)升高使得薄膜克服彈簧壓力而上升，從而將閥關(guān)閉；當(dāng)蒸發(fā)器的壓強(qiáng)下降時(shí)，閥打開。適用于要求維持恒定制冷負(fù)荷和恒定蒸發(fā)溫度的場合，如家用冰箱。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成3、壓力膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備28第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成4、浮球膨脹閥浮球浸沒在高壓制冷液中。隨著制冷劑液位上升（下降）。浮球也隨之上?。ㄏ陆担┎⒐?jié)流孔打開（關(guān)閉）。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成4、浮球膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備29第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成5、電子膨脹閥通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閥桿升降，帶動(dòng)陶瓷閥芯塊的上下滑動(dòng)而改變閥芯孔與密封圈圓孔相交面積大小，從而對通過此閥的制冷劑產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成5、電子膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備30第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器冷凝器是制冷系統(tǒng)中的一種熱交換器，使制冷劑過熱蒸汽冷卻凝結(jié)為液體。1、水冷式冷凝器是一種用水作為冷卻介質(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。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備31第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器（1）臥式殼管冷凝器高溫高壓制冷劑氣體由管殼頂部進(jìn)氣管進(jìn)入殼體內(nèi)的冷卻水管的空隙間，遇冷后的制冷蒸氣便結(jié)成液滴下落到殼體的底部，由殼體底部的出液管流出。冷卻水從端蓋下部進(jìn)水管流入冷凝器。通過端蓋內(nèi)的分水槽，使冷卻水在筒內(nèi)自下而上在冷卻水管內(nèi)按順序反復(fù)流動(dòng)，最后由端蓋上部的出水管流出。端蓋頂部的放氣旋塞用于供水時(shí)排出存積其內(nèi)的空氣。下部的放水閥用于冷凝器在冬季停止使用時(shí)積水的放出，以防冷卻水管凍裂。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備32第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器（1）臥式殼管式冷凝器優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高，冷卻水耗用量較少，反復(fù)流動(dòng)的水路長，進(jìn)出水溫差大（一般為4~6℃）。缺點(diǎn)：但制冷劑泄漏時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，清洗冷凝器污垢時(shí)需要停止制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行。應(yīng)用：適用于水溫較低，水質(zhì)較好的條件。常用于中型及大型的氟利昂制冷機(jī)組中，便于制冷自動(dòng)化。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備33第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器（2）立式殼管冷凝器制冷劑蒸氣從上部的進(jìn)氣管進(jìn)入冷凝器的殼體內(nèi)，在換熱管表面凝結(jié)成液體。冷凝后的液體制冷劑沿著管壁外表面下流，積于冷凝器底部，從出液管流出。冷卻水從頂部水箱經(jīng)分配器后呈膜狀流入水管內(nèi)，熱量交換后的熱水從底部排出。優(yōu)點(diǎn)：冷卻呈膜狀流動(dòng)，傳熱效率高；因無凍結(jié)危害，故可安裝在室外；使用的冷卻水質(zhì)要求不高，清洗時(shí)不必停止制冷系統(tǒng)的運(yùn)行。缺點(diǎn)：冷卻水用量大，體型較笨重。這種冷凝器傳熱管的高度在4~5m之間，冷卻水溫升為2~4℃。應(yīng)用：目前大中型氨制冷系統(tǒng)采用這種冷凝器較多。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備34第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器2、風(fēng)冷式冷凝器利用常溫空氣作為冷卻介質(zhì)的冷凝器稱為風(fēng)冷式冷凝器。風(fēng)冷式冷凝器又分為自然對流式和強(qiáng)迫對流式兩種：前者適用于制冷量很小的制冷裝置，后者適用于中小型制冷設(shè)備。強(qiáng)制風(fēng)冷式冷凝器的結(jié)構(gòu)與冷風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類似，主要由翅片式換熱器與風(fēng)機(jī)組合而成。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備35第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器3、蒸發(fā)式冷凝器水和空氣都可作為冷卻介質(zhì)，以排除氨冷凝時(shí)釋放的熱量。兩種冷卻介質(zhì)同時(shí)使用，水冷卻以噴淋方式進(jìn)行，而空氣流動(dòng)有助于水在冷卻管表面汽化，并將汽化后的蒸汽帶走，對關(guān)鍵的冷凝壁外側(cè)，形成了一種伴有相變對流換熱機(jī)制的強(qiáng)化作用，故名之為蒸發(fā)式冷凝器。目前較理想的一種冷凝器。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備36第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、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)器管路內(nèi)蒸發(fā)吸熱，達(dá)到制冷降溫的目的。1、冷卻液體蒸發(fā)器（1）立式冷卻液體蒸發(fā)器優(yōu)點(diǎn)：便于觀察、運(yùn)行和檢修。缺點(diǎn)：如用鹽水作冷凍水時(shí)，與大氣接觸吸收空氣中的水分，鹽水的濃度易降低，而且系統(tǒng)易被迅速腐蝕。立管式蒸發(fā)器屬于敞開式設(shè)備，適用于冷藏庫制冰等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備37第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器（2）臥式冷卻液體蒸發(fā)器

筒體由鋼板焊成，兩端各焊有管板，兩管板之間焊接或脹接許多根水平傳熱管，管板外面兩端各裝有帶分水槽的端蓋。通過分水槽的端蓋將水平管束分成幾個(gè)管組，使冷凍水經(jīng)端蓋下部進(jìn)水管進(jìn)入蒸發(fā)器，并沿著各管組做自下而上的反復(fù)流動(dòng)，將熱量傳給水管外部液體制冷劑使其氣化。被冷卻后的水從端蓋上部出水管流出，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)速度為1~2m/s。分制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)和管外流動(dòng)兩種類型，前者適用于氟制冷系統(tǒng)，而后者適用于氨制冷機(jī)。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備38第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器2、冷空氣蒸發(fā)器（1）自然對流冷空氣蒸發(fā)器裝在冷庫的自然對流蒸發(fā)器一般稱為庫房冷卻排管（蒸發(fā)器的一種），安裝在近墻處，稱墻排管；安裝在頂棚處，稱頂棚排管；用架子平放者，稱擱架排管。庫房常用的冷卻排管（冷排管），按管子的連接方法，可分為立管式及盤管式。冷排管按冷卻表面形式，分為光滑管及翅片管兩大類。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備39第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器2、冷空氣蒸發(fā)器（2）強(qiáng)制對流冷空氣蒸發(fā)器對于用冷場所（如冷庫和速凍設(shè)備），通常稱為冷風(fēng)機(jī)（但也用載冷劑作間接冷源）。空氣在風(fēng)機(jī)的作用下流過蒸發(fā)器，與盤管內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱換。它由數(shù)排盤管組成，一般選用銅管或在銅管外套纏翅片。為使制冷劑液體能均勻分配給各管路進(jìn)口，常在冷凝器與毛細(xì)管接口處裝有分液器。氨、氟制冷系統(tǒng)均可采用這種蒸發(fā)器，氟制冷系統(tǒng)用強(qiáng)迫對流式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)緊湊而管路細(xì)，氨制冷系統(tǒng)用強(qiáng)制對流式蒸發(fā)器外形大、管路粗。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備40第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器3、冷卻物料的接觸式蒸發(fā)器制冷劑在傳熱間壁的一側(cè)蒸發(fā)，間壁的另一側(cè)與被冷卻或被凍結(jié)的物料直接接觸。例如平板凍結(jié)裝置中的板式蒸發(fā)器等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備41第四節(jié)食品速凍設(shè)備

速凍設(shè)備適用于凍結(jié)小包裝或未包裝的塊、片、粒等狀的原料，制成各種畜產(chǎn)、水產(chǎn)、蔬菜、水餃等速凍食品。一般速凍設(shè)備的凍結(jié)溫度為-30--40℃。按冷卻方法分為空氣冷凍法、間接接觸冷凍法和直接接觸冷凍法。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)化式：斜槽式、一段帶式、兩段帶式、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)裝置第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備速凍設(shè)備適用于凍結(jié)小包裝或未包裝42第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備又稱鼓風(fēng)凍結(jié)法。在凍結(jié)過程中，冷空氣以強(qiáng)制或自然對流的方式與食品換熱。由于空氣的導(dǎo)熱性較差，與食品間的傳熱系數(shù)小，故所需的凍結(jié)時(shí)間較長。但是，空氣資源豐富、無任何毒副作用，其熱力性質(zhì)已為人們熟知，所以，用空氣作介質(zhì)進(jìn)行凍結(jié)仍是最廣泛運(yùn)用的一種凍結(jié)方法。1、隧道式速凍機(jī)主要由蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、輸送裝置和絕熱護(hù)圍層等構(gòu)成。食品裝于一定形式的輸送裝置上通過隧道時(shí)被凍結(jié)。連續(xù)式凍結(jié)裝置的進(jìn)出口一般裝置防止冷氣外逸和外面空氣竄入的空氣鎖。（1）分類根據(jù)輸送裝置，可分為推車式、傳送帶式、吊籃式、推盤式凍結(jié)隧道等幾種。根據(jù)操作方式，可分為間歇式和連續(xù)式兩種。（2）輸送形式與操作方式由小車作輸送裝置的凍結(jié)裝置多為間歇式，或半連續(xù)式。其它輸送形式的凍結(jié)裝置多為連續(xù)式。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械43第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備1、隧道式速凍機(jī)（3）工作過程兩端分別設(shè)有料盤的進(jìn)出口，料盤在凍結(jié)隧道內(nèi)的垂直和水平移動(dòng)。每次在進(jìn)料端送入一個(gè)料盤，而同時(shí)在出料端送出一個(gè)料盤。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械44第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備2、螺旋式速凍機(jī)（1）結(jié)構(gòu)由(主體)轉(zhuǎn)筒、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、傳送帶及附屬設(shè)備等組成。傳送帶纏繞的圈數(shù)和速度決定了設(shè)備的產(chǎn)量和凍結(jié)時(shí)間。（2）凍結(jié)過程被凍結(jié)的食品可直接放在傳送帶上，也可采用凍結(jié)盤，食品隨傳送帶進(jìn)入凍結(jié)裝置后，由下盤旋而上，冷風(fēng)則由上向下吹，與食品逆向?qū)α鲹Q熱，食品在傳送過程中逐漸凍結(jié)，凍好的食品從出料口排出。

與空氣橫向流動(dòng)相比，凍結(jié)時(shí)間可縮短30％左右，提高了凍結(jié)速度。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械45第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備2、螺旋式速凍機(jī)（3）特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，僅為一般水平輸送帶的25％；運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品與傳送帶相對位置保持不變，適于凍結(jié)易碎食品和不許混合的產(chǎn)品；可以通過調(diào)整傳送帶的速度來改變食品的凍結(jié)時(shí)間，用以冷卻不同種類的食品；進(jìn)料、凍結(jié)等在一條生產(chǎn)線上連續(xù)作業(yè)，自動(dòng)化程度高；凍結(jié)速度快，干耗小，凍結(jié)質(zhì)量好；小批量生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行成本較高。（4）適用范圍凍結(jié)單體食品，如餃子、燒賣、對蝦及經(jīng)加工整理的果蔬，還可用于凍結(jié)各種熟制品，如魚餅、魚丸等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械46第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備3、流態(tài)化速凍機(jī)是在一定流速的冷空氣作用下，使食品在流態(tài)化條件下得到快速凍結(jié)的方法。主要用于顆粒狀、片狀和塊狀食品的快速凍結(jié)。按其機(jī)械傳送方式可分為帶式、振動(dòng)式流態(tài)化凍結(jié)裝置。根據(jù)輸送帶的數(shù)目可分為單流程和多流程形式；按凍結(jié)區(qū)分可分為一段和兩段式。由多孔板（或帶）、風(fēng)機(jī)、制冷蒸發(fā)器等組成。工作過程是將前處理后顆粒狀食品，從多孔板一端送入。鋪放厚度為2～12cm，視產(chǎn)品性狀而異?？諝馔ㄟ^蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)，由多孔板底部進(jìn)入向上吹送，使產(chǎn)品呈沸騰狀態(tài)流動(dòng)，并使低溫冷風(fēng)與顆粒全面地直接接觸，冷凍速率大大加強(qiáng)。特點(diǎn)是成單體凍結(jié)，連續(xù)作業(yè)，為速凍蔬菜的理想設(shè)備。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械47第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備是指產(chǎn)品與一定形狀的（內(nèi)通制冷劑或載冷劑）蒸發(fā)器或換熱器表面進(jìn)行接觸換熱的冷凍設(shè)備。主要依靠傳導(dǎo)方式傳熱，因此凍結(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、平板凍結(jié)裝置又稱箱式凍結(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，故其傳熱系數(shù)高。當(dāng)接觸壓力為7~30kPa時(shí)，傳熱系數(shù)可達(dá)93~120W/（m2·K）。根據(jù)平板取向，這種凍結(jié)裝置分為臥式平板凍結(jié)裝置和立式平板凍結(jié)裝置。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與48第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備1、平板凍結(jié)裝置（1）臥式平板凍結(jié)器整體為廂式結(jié)構(gòu)，凍結(jié)平板水平安裝，一般有6~16塊。平板間的位置由液壓裝置控制。被凍食品裝盤放入兩相鄰平板之間后，啟動(dòng)液壓油缸，使被凍食品與凍結(jié)平板緊密接觸進(jìn)行凍結(jié)。為了防止壓壞食品，相鄰平板間裝有限位塊。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與49第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備1、平板凍結(jié)裝置（2）立式平板凍結(jié)器凍結(jié)平板呈垂直狀態(tài)平行排列，一般有20塊左右。待凍食品一般直接散裝倒入平板間進(jìn)行凍結(jié)，操作方便，適用于小雜魚和肉類副產(chǎn)品的凍結(jié)。凍品脫離平板的方式有上進(jìn)下出、上進(jìn)上出和上進(jìn)旁出等。平板的移動(dòng)、凍塊的升降和推出等動(dòng)作，均由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控制。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與50第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備2、回轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝置新型的間接接觸連續(xù)式凍結(jié)裝置。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。由入口送到(溫度很低的)回轉(zhuǎn)筒表面的散狀食品立即黏在其上面，在傳送帶的施壓下，與回轉(zhuǎn)筒表面有更好的接觸。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?？蓪ξr仁等進(jìn)行單體速凍，進(jìn)料溫度為10℃，出料溫度為-18℃時(shí)，凍結(jié)時(shí)間約為15~20min。特點(diǎn)：占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，凍結(jié)速度快，干耗少，生產(chǎn)率高控制。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備二、間接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與51第四節(jié)食品速凍設(shè)備三、直接接觸速凍設(shè)備特點(diǎn)是食品直接與冷媒接觸進(jìn)行凍結(jié)。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，如液氮、液體CO2等。冷媒與食品接觸的方式有浸漬式和噴淋式兩種。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備三、直接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與52第四節(jié)食品速凍設(shè)備三、直接接觸速凍設(shè)備1、鹽水浸漬凍結(jié)裝置主要用于魚類的凍結(jié)。容器主部分管路用玻璃鋼，壓力管道用不銹鋼，緩和了鹽水的腐蝕問題。魚由進(jìn)料口與鹽水混合后進(jìn)入進(jìn)料管，進(jìn)料管內(nèi)鹽水渦流下旋，使魚克服浮力而到達(dá)凍結(jié)器的底部。凍結(jié)后魚體密度減小，浮至液面，由出料機(jī)構(gòu)送至滑道，在此魚和鹽水分離由出料口排出。冷鹽水由泵輸送在裝置內(nèi)循環(huán)使用并由鹽水冷卻器補(bǔ)充冷量。冷鹽水既起凍結(jié)作用又起輸送作用，凍結(jié)速度快，干耗小。缺點(diǎn)是裝置的制造材料要求較特殊。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備三、直接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與53第四節(jié)食品速凍設(shè)備三、直接接觸速凍設(shè)備2、噴淋凍結(jié)裝置將液化氣體或液態(tài)制冷劑等冷媒噴出，使食品凍結(jié)。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備三、直接接觸速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與54演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/11/8第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew55第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備2022/11/8第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備2022/11/2第十章食品速凍機(jī)械56第一節(jié)概述一、制冷技術(shù)

制冷技術(shù)是將被冷卻物體中的熱量移向周圍介質(zhì)(水或空氣)，使物體溫度降低，且低于周圍介質(zhì)的溫度，并能保持一定的溫度。熱量常從高溫物體傳向低溫物體，但制冷過程使熱量從低溫物體傳向高溫物體，這個(gè)過程要消耗能量。

第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述一、制冷技術(shù)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備57第一節(jié)概述二、制冷技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用直接利用冷凍設(shè)備------速凍和冷卻食品生產(chǎn)，貯藏冷庫。食品加工機(jī)械的關(guān)鍵設(shè)備-----如真空冷卻、冷凍濃縮、冷凍干燥和冷凍粉碎等加工設(shè)備機(jī)組。冷鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開冷凍設(shè)備-----冷鏈所涉及的貯運(yùn)和展示設(shè)備均需制冷機(jī)械設(shè)備。食品生產(chǎn)環(huán)境需要制冷設(shè)備-----如車間空調(diào)、工藝用冷卻水以及需要較低溫度的冷卻加工操作。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述二、制冷技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用第十章食品速凍機(jī)械58第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類制冷技術(shù)是指利用物體相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過程?，F(xiàn)代食品工業(yè)中所應(yīng)用的冷源都是人工制冷得到的。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)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。食品工業(yè)中應(yīng)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的應(yīng)用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備59第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類制冷技術(shù)是指利用物體相變或狀態(tài)變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過程。現(xiàn)代食品工業(yè)中所應(yīng)用的冷源都是人工制冷得到的。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)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。食品工業(yè)中應(yīng)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的應(yīng)用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述三、制冷技術(shù)分類第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備60第一節(jié)概述四、非機(jī)械制冷技術(shù)

1、溶解和融化制冷固體融解和溶解都可以利用來制造冷量。例如，1kg冰融解吸熱334.94kJ。冰鹽混合物稱為起寒劑。食鹽:碎冰=3:1時(shí)，最低溫度可降到-21℃左右。如果需要更低溫度，可使用其它鹽類，如氯化鈣、氯化氨、硝酸鈉等與食鹽混合成復(fù)式混合物。2、固體升華制冷固體吸熱后直接變成氣體叫升華，“干冰”(固態(tài)CO2)在0.1MPa下的升華溫度為-78.5℃，升華潛熱:573.59kJ/kg。吸收升華潛熱及升華后的低溫CO2(顯熱)均可用來冷凍食品。3、液化氣體制冷液化氣體制冷：利用低沸點(diǎn)液化氣體物質(zhì)直接與食品接觸，吸取食品熱量使其凍結(jié)，而自身氣化成氣體。液氮在大氣壓下，蒸發(fā)溫度為-196℃，氣化潛熱：119.3kJ/kg。氮?dú)獾谋葻崛轂?.0kJ/（kg·K）。每千克液氮蒸發(fā)后溫度升到0℃，共可吸收396kJ/kg的熱量，可使約1kg水分凍結(jié)成冰。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述四、非機(jī)械制冷技術(shù)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備61第二節(jié)機(jī)械制冷原理一、壓縮式制冷循環(huán)是一種以制冷劑為工質(zhì)，通過壓縮機(jī)對制冷劑壓縮做功為補(bǔ)償，利用制冷劑狀態(tài)變化產(chǎn)生的吸熱和放熱效應(yīng)達(dá)到制冷目的的循環(huán)過程?；镜臋C(jī)械壓縮制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四部分組成。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第二節(jié)機(jī)械制冷原理一、壓縮式制冷循環(huán)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)62一、壓縮式制冷循環(huán)制冷劑在機(jī)械壓縮制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過程為：等熵過程：1→2。經(jīng)過蒸發(fā)器后，低壓低溫蒸氣被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮提高壓力以及溫度，成為高壓高溫的過熱蒸氣。等壓過程：2→3。過熱蒸氣的溫度高于環(huán)境介質(zhì)（水或空氣）的溫度，此時(shí)的制冷劑蒸氣能在常溫下冷凝成液體狀態(tài)。因而，當(dāng)經(jīng)過冷凝器后，冷卻、冷凝成高壓的液態(tài)制冷劑（低溫高壓液體）。等焓過程：3→4。高壓液體通過膨脹閥時(shí)，因節(jié)流作用而降壓，制冷劑液本身溫度下降（低溫低壓液體）。等溫過程：4→1。把這種低壓低溫的制冷劑引入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，使周圍空氣及物料溫度下降（制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w）。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備一、壓縮式制冷循環(huán)第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)63二、單級壓縮制冷1、制冷循環(huán)的問題制冷循環(huán)是一種理論循環(huán)，實(shí)現(xiàn)起來有許多實(shí)際問題。例如，蒸發(fā)器中抽吸出來的制冷劑蒸氣常帶有霧滴，帶有霧滴的制冷劑蒸氣不能使壓縮機(jī)正常工作。又如，壓縮機(jī)中的潤滑油會(huì)隨溫度升高而氣化進(jìn)入系統(tǒng)中，使得冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率大大降低。再如，由于沒有制冷劑的貯存設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)工作會(huì)變得不穩(wěn)定。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備二、單級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備64二、單級壓縮制冷2、實(shí)際的單級壓縮制冷循環(huán)有：氨液分離器、分油器、貯氨罐等。貯氨罐壓縮機(jī)分油器氨液分離器膨脹閥總調(diào)節(jié)站冷凝器均壓管冷排(蒸發(fā)器)冷排(蒸發(fā)器)水1水放空氣放油放油423第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備二、單級壓縮制冷貯氨罐壓縮機(jī)分油器氨液分離器膨總調(diào)節(jié)站冷凝器65二、單級壓縮制冷3、輔助設(shè)備的作用分油器：冷凝器之前的除油裝置，使得壓縮機(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；貯氨罐：冷凝器之后需安裝一臺(tái)（套）貯液罐起兩方面的作用，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。氨液分離器：氨蒸氣中攜帶的霧滴由氨液分離器消除，保證了壓縮機(jī)正常工作；第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備二、單級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備66三、雙級壓縮制冷1、壓縮比與雙級壓縮制冷循環(huán)若以壓縮機(jī)和膨脹閥為界，可粗略地分成高壓、高溫和低壓、低溫兩個(gè)區(qū)。（1）壓縮比高壓端壓強(qiáng)對低壓端壓強(qiáng)的比值稱為壓縮比。壓縮比由高溫端的冷凝溫度和低溫端蒸發(fā)溫度確定。蒸發(fā)溫度越低，壓縮比越高。（2）雙級壓縮是指在制冷循環(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。一般而言，當(dāng)壓縮比大于8時(shí)，采用雙級壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。對氨壓縮機(jī)來說，當(dāng)蒸發(fā)溫度在-25℃以下時(shí)，或冷蒸氣壓強(qiáng)大于1.2MPa時(shí)，宜采用雙級壓縮制冷。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備67三、雙級壓縮制冷2、雙級壓縮制冷循環(huán)圖冷凝器高壓壓縮機(jī)低壓壓縮機(jī)水蒸發(fā)器膨脹閥I膨脹閥II中間冷卻器水液面123456789第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷冷凝器高壓壓縮機(jī)低壓壓縮機(jī)水蒸發(fā)器膨脹閥I膨68三、雙級壓縮制冷2、雙級壓縮制冷循環(huán)圖第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備69三、雙級壓縮制冷2、雙級壓縮制冷循環(huán)圖蒸發(fā)器中形成的低壓、低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)1），被低壓級壓縮機(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，被冷卻至干飽和蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)3）。高壓壓縮段吸入如下干飽和蒸氣：①來自低壓壓縮段的已被冷卻的干飽和蒸氣（即狀態(tài)點(diǎn)3）；②來自高壓段飽和液體制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)6）經(jīng)膨脹閥節(jié)流（狀態(tài)點(diǎn)6→9）降壓后，在冷卻低壓段排出而尚未被冷凝的過熱蒸氣的過程中所形成的干飽和蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)3）。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（過冷）成飽和液體（狀態(tài)點(diǎn)6）。然后分成兩路。一路便是上面所講的，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后的制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)9），進(jìn)入中間冷卻器。一路先在中間冷卻器的盤管內(nèi)進(jìn)行過冷，過冷后的制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)7）再經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓，節(jié)流降壓后的制冷劑（狀態(tài)點(diǎn)8）進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)吸熱，產(chǎn)生冷效應(yīng)。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備三、雙級壓縮制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備70四、制冷量與制冷系數(shù)1、制冷量制冷量是指在一定的操作條件（即一定的制冷劑蒸發(fā)溫度、冷凝溫度，過冷溫度）下，單位時(shí)間制冷劑從被冷凍物取出的熱量，以Q表示之，單位為W。冷噸（RT）相當(dāng)于24h內(nèi)將1t0℃的水冷凍成同溫度冰所放出的熱量。制冷系統(tǒng)的制冷量Q0與單位制冷量（qm，J/kg）和制冷劑循環(huán)量G（kg）關(guān)系：Q0=G

qm2、制冷系數(shù)制冷系數(shù)ε是制冷量與輸入功率之比，是衡量制冷機(jī)（或制冷系統(tǒng)）的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如制冷系數(shù)為3，即是說每消耗1kW的能量可以獲得3kW(2580kcal/h）的制冷量。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備四、制冷量與制冷系數(shù)第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與71五、直接制冷與間接制冷1、直接制冷與制冷劑直接制冷（或稱直接蒸發(fā)制冷）：制冷循環(huán)中，制冷劑吸熱的蒸發(fā)器直接與被冷物體或被冷物體周圍環(huán)境進(jìn)行換熱。一般應(yīng)用于單臺(tái)供冷設(shè)備，如冰淇淋凝凍機(jī)等。制冷劑或制冷工質(zhì)：制冷裝置中不斷循環(huán)流動(dòng)以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)，制冷劑通過狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)熱量的傳輸，是人工制冷不可缺少的物質(zhì)。制冷劑性質(zhì)與制冷裝置特性及操作條件有關(guān)。常見制冷劑有-氨、氟利昂等。氨一直是工業(yè)制冷中應(yīng)用最廣的制冷劑之一，它較為安全和對環(huán)境無影響。以氟利昂系列制冷劑也曾經(jīng)是主要的制冷劑。但由于大部分產(chǎn)品被證實(shí)對外層空間的臭氧層有破壞作用。主要從熱力學(xué)、物理化學(xué)及經(jīng)濟(jì)性和對環(huán)境影響等方面考慮的選擇。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備五、直接制冷與間接制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械72五、直接制冷與間接制冷2、間接制冷與載冷劑食品工業(yè)中，需要進(jìn)行冷凍加工的場所往往較大或進(jìn)行冷凍作業(yè)的機(jī)器臺(tái)數(shù)較多，將制冷劑直接送往各處便不合算，因此專設(shè)制冷間，采用間接制冷過程以迎合這種需要。壓縮機(jī)膨脹閥鹽水泵冷庫蒸發(fā)器冷凝器第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備五、直接制冷與間接制冷壓縮機(jī)膨脹閥鹽水泵冷蒸發(fā)器冷凝器第二節(jié)73五、直接制冷與間接制冷2、間接制冷與載冷劑間接制冷（或間接蒸發(fā)制冷）-用廉價(jià)物質(zhì)作媒介載體實(shí)現(xiàn)制冷裝置與耗冷場所或機(jī)臺(tái)之間的熱交換。常用的載冷劑有空氣、水和鹽水及有機(jī)物水溶液等。載冷劑的要求：冰點(diǎn)低、比熱容大、無金屬腐蝕性、化學(xué)上穩(wěn)定、價(jià)格低及容易獲取等因素；作為食品工業(yè)用的載冷劑，往往還須具備無味、無臭、無色和無毒的條件。用空氣作載冷劑雖然有較多優(yōu)點(diǎn)，但由于它的比熱容小，且對流換熱效果差。水雖然有比熱容大的優(yōu)點(diǎn)，但是它的冰點(diǎn)高，所以僅能用作制取0℃以上冷量的載冷劑。如果要制取低于0℃的冷量，則可采用鹽水或有機(jī)溶液作為載冷劑。氯化鈉、氯化鈣及氯化鎂的水溶液，通常稱為冷凍鹽水。有機(jī)溶液載冷劑中，最有代表性的兩種載冷劑是乙二醇和丙二醇的水溶液。第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備五、直接制冷與間接制冷第二節(jié)機(jī)械制冷原理第十章食品速凍機(jī)械74第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。一、壓縮機(jī)制冷裝置中的核心設(shè)備，稱為制冷主機(jī)。1、壓縮機(jī)分類按活塞運(yùn)動(dòng)方式分為往復(fù)式壓縮機(jī)（活塞在汽缸里作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)、多用于食品加工廠和冷庫制冷）和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（活塞在汽缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、多用于電冰箱）；按一臺(tái)壓縮機(jī)中蒸汽被壓縮的次數(shù)分為單級和雙級。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備包括壓縮機(jī)、冷75第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)2、活塞式壓縮機(jī)主要靠電機(jī)帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)不斷吸氣、壓縮、排氣，完成壓縮過程。按氣缸數(shù)分類，有單缸、雙缸和多缸壓縮機(jī)。按壓縮部分與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組合形式分為全封閉式、半封閉式和開啟式壓縮機(jī)。按壓縮級數(shù)又可分為單級（可制取-40℃以上溫度）、雙級（可制取-70℃以上溫度）和三級壓縮機(jī)（可制取-110℃以上溫度）。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備76第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)2、活塞式壓縮機(jī)（1）半封閉活塞式壓縮機(jī)半封閉活塞式壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)與壓縮部件封閉在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼部分靠螺栓連接，可拆啟。半封閉式制冷壓縮的功率范圍比全封閉活塞式壓縮機(jī)大，多用于冷柜、冷庫、冷水機(jī)組中。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備77第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)2、活塞式壓縮機(jī)（2）開啟活塞式壓縮機(jī)壓縮部分與電機(jī)部分分開，各自成一獨(dú)立體，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與壓縮部分靠聯(lián)軸器或皮帶連接。這種壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)有振動(dòng)、噪聲較大。開啟活塞式壓縮機(jī)制取冷量范圍廣，大多用于大型冷庫和食品廠等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備78第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)3、螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)組成：陰、陽轉(zhuǎn)子，機(jī)體，軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)節(jié)裝置等。原理是由陰、陽轉(zhuǎn)子螺桿的嚙合旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生容積變化，進(jìn)行氣體的壓縮。陰轉(zhuǎn)子的齒溝相當(dāng)于活塞缸，陽轉(zhuǎn)子相當(dāng)于活塞。陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使陰陽轉(zhuǎn)子間的容積不斷變化，完成制冷劑蒸氣的吸入、壓縮、排出。螺桿式壓縮機(jī)與活塞式制冷壓縮機(jī)相比，具有多方面的優(yōu)勢，如結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸氣系數(shù)大、排溫低、排氣脈動(dòng)小、易損件少、檢修周期長、制冷量可調(diào)范圍大等。在大冷量領(lǐng)域中已經(jīng)顯示出優(yōu)越性，有取代活塞式制冷壓縮機(jī)的趨勢。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備79第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)4、并聯(lián)式壓縮機(jī)由若干臺(tái)相同或不同型號的壓縮機(jī)組成。共享吸排氣集管、冷凝器及貯液器等部件。向整個(gè)制冷系統(tǒng)的各蒸發(fā)末端直接提供制冷劑，并由集中控制系統(tǒng)根據(jù)壓力、溫度參數(shù)控制各壓縮機(jī)開停。特點(diǎn)：（1）具有在保持系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定前提下的靈活調(diào)節(jié)供冷量的功能。可以根據(jù)季節(jié)、生產(chǎn)冷負(fù)荷等決定壓縮機(jī)開停的數(shù)量，從而使系統(tǒng)具有持續(xù)的高效運(yùn)行狀態(tài)。（2）可提高自動(dòng)化程度，利用系統(tǒng)電控箱與電腦控制器相結(jié)合的方式，基本上可以作到無人操作或遠(yuǎn)程操作。（3）節(jié)能，可節(jié)能18%。（4）降低設(shè)備成本和安裝工程量，縮短工期，減小機(jī)房面積。并聯(lián)壓縮機(jī)組適用于冷藏庫群、超市島柜、展示柜，以及用冷單機(jī)分散、生產(chǎn)負(fù)荷變化較大的食品加工企業(yè)。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成一、壓縮機(jī)第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備80第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成二、膨脹閥是把來自冷凝器的高壓制冷劑液體節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)流量，使高壓液態(tài)制冷劑降壓（流經(jīng)小孔）、部分液體汽化吸熱后液體溫度進(jìn)一步降低到所需溫度，形成所需的低壓低溫汽夜混合體（制冷劑），按需送入蒸發(fā)器。1、手動(dòng)膨脹閥根據(jù)蒸發(fā)器熱負(fù)荷的變化，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，可調(diào)整膨脹閥的開度，使其緩慢地增大或減小。手動(dòng)膨脹閥正在被自動(dòng)膨脹閥所取代，只在氨制冷系統(tǒng)中仍在使用。在氟制冷系統(tǒng)中，手動(dòng)膨脹閥作為備用閥，常與熱力膨脹閥組合，僅供維修時(shí)使用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成二、膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備81第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成2、熱力膨脹閥

能自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑液體流量，是利用蒸發(fā)器出口處蒸汽的過熱度來調(diào)節(jié)，包括感應(yīng)元件（感溫包）、膜片、閥體、閥座等。

平衡狀態(tài)：在制冷機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，感溫包、毛細(xì)管、密封蓋、波紋膜片構(gòu)成的密封系統(tǒng)壓力等于膜片下氣體壓力與彈簧壓力之和，處于平衡狀態(tài)。如供制冷劑不足，引起蒸發(fā)器出口處回汽，過熱度增大，感溫包溫度升高，使膜片下移，閥口的開啟度增大，直至供液量與蒸發(fā)量相當(dāng)時(shí)，再得到平衡。當(dāng)制冷劑供應(yīng)過量，使蒸發(fā)器出口處過熱度減少，引起密封系統(tǒng)內(nèi)的溫度過低，則薄膜上移，閥門開啟度減少，直至再度平衡。故熱力膨脹閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)波紋膜片開啟度，供液量隨負(fù)荷大小自動(dòng)增減，可保證蒸發(fā)器的傳熱面積得到充分利用，使壓縮機(jī)正常安全地運(yùn)行。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成2、熱力膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備82第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成3、壓力膨脹閥能使蒸發(fā)器維持恒定的壓強(qiáng)。原理：當(dāng)蒸發(fā)器壓強(qiáng)升高使得薄膜克服彈簧壓力而上升，從而將閥關(guān)閉；當(dāng)蒸發(fā)器的壓強(qiáng)下降時(shí)，閥打開。適用于要求維持恒定制冷負(fù)荷和恒定蒸發(fā)溫度的場合，如家用冰箱。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成3、壓力膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備83第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成4、浮球膨脹閥浮球浸沒在高壓制冷液中。隨著制冷劑液位上升（下降）。浮球也隨之上?。ㄏ陆担┎⒐?jié)流孔打開（關(guān)閉）。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成4、浮球膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備84第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成5、電子膨脹閥通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閥桿升降，帶動(dòng)陶瓷閥芯塊的上下滑動(dòng)而改變閥芯孔與密封圈圓孔相交面積大小，從而對通過此閥的制冷劑產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成5、電子膨脹閥第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備85第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器冷凝器是制冷系統(tǒng)中的一種熱交換器，使制冷劑過熱蒸汽冷卻凝結(jié)為液體。1、水冷式冷凝器是一種用水作為冷卻介質(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。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備86第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器（1）臥式殼管冷凝器高溫高壓制冷劑氣體由管殼頂部進(jìn)氣管進(jìn)入殼體內(nèi)的冷卻水管的空隙間，遇冷后的制冷蒸氣便結(jié)成液滴下落到殼體的底部，由殼體底部的出液管流出。冷卻水從端蓋下部進(jìn)水管流入冷凝器。通過端蓋內(nèi)的分水槽，使冷卻水在筒內(nèi)自下而上在冷卻水管內(nèi)按順序反復(fù)流動(dòng)，最后由端蓋上部的出水管流出。端蓋頂部的放氣旋塞用于供水時(shí)排出存積其內(nèi)的空氣。下部的放水閥用于冷凝器在冬季停止使用時(shí)積水的放出，以防冷卻水管凍裂。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備87第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器（1）臥式殼管式冷凝器優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高，冷卻水耗用量較少，反復(fù)流動(dòng)的水路長，進(jìn)出水溫差大（一般為4~6℃）。缺點(diǎn)：但制冷劑泄漏時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，清洗冷凝器污垢時(shí)需要停止制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行。應(yīng)用：適用于水溫較低，水質(zhì)較好的條件。常用于中型及大型的氟利昂制冷機(jī)組中，便于制冷自動(dòng)化。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備88第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器（2）立式殼管冷凝器制冷劑蒸氣從上部的進(jìn)氣管進(jìn)入冷凝器的殼體內(nèi)，在換熱管表面凝結(jié)成液體。冷凝后的液體制冷劑沿著管壁外表面下流，積于冷凝器底部，從出液管流出。冷卻水從頂部水箱經(jīng)分配器后呈膜狀流入水管內(nèi)，熱量交換后的熱水從底部排出。優(yōu)點(diǎn)：冷卻呈膜狀流動(dòng)，傳熱效率高；因無凍結(jié)危害，故可安裝在室外；使用的冷卻水質(zhì)要求不高，清洗時(shí)不必停止制冷系統(tǒng)的運(yùn)行。缺點(diǎn)：冷卻水用量大，體型較笨重。這種冷凝器傳熱管的高度在4~5m之間，冷卻水溫升為2~4℃。應(yīng)用：目前大中型氨制冷系統(tǒng)采用這種冷凝器較多。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備89第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器2、風(fēng)冷式冷凝器利用常溫空氣作為冷卻介質(zhì)的冷凝器稱為風(fēng)冷式冷凝器。風(fēng)冷式冷凝器又分為自然對流式和強(qiáng)迫對流式兩種：前者適用于制冷量很小的制冷裝置，后者適用于中小型制冷設(shè)備。強(qiáng)制風(fēng)冷式冷凝器的結(jié)構(gòu)與冷風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類似，主要由翅片式換熱器與風(fēng)機(jī)組合而成。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備90第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器3、蒸發(fā)式冷凝器水和空氣都可作為冷卻介質(zhì)，以排除氨冷凝時(shí)釋放的熱量。兩種冷卻介質(zhì)同時(shí)使用，水冷卻以噴淋方式進(jìn)行，而空氣流動(dòng)有助于水在冷卻管表面汽化，并將汽化后的蒸汽帶走，對關(guān)鍵的冷凝壁外側(cè)，形成了一種伴有相變對流換熱機(jī)制的強(qiáng)化作用，故名之為蒸發(fā)式冷凝器。目前較理想的一種冷凝器。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成三、冷凝器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備91第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、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)器管路內(nèi)蒸發(fā)吸熱，達(dá)到制冷降溫的目的。1、冷卻液體蒸發(fā)器（1）立式冷卻液體蒸發(fā)器優(yōu)點(diǎn)：便于觀察、運(yùn)行和檢修。缺點(diǎn)：如用鹽水作冷凍水時(shí)，與大氣接觸吸收空氣中的水分，鹽水的濃度易降低，而且系統(tǒng)易被迅速腐蝕。立管式蒸發(fā)器屬于敞開式設(shè)備，適用于冷藏庫制冰等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備92第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器（2）臥式冷卻液體蒸發(fā)器

筒體由鋼板焊成，兩端各焊有管板，兩管板之間焊接或脹接許多根水平傳熱管，管板外面兩端各裝有帶分水槽的端蓋。通過分水槽的端蓋將水平管束分成幾個(gè)管組，使冷凍水經(jīng)端蓋下部進(jìn)水管進(jìn)入蒸發(fā)器，并沿著各管組做自下而上的反復(fù)流動(dòng)，將熱量傳給水管外部液體制冷劑使其氣化。被冷卻后的水從端蓋上部出水管流出，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)速度為1~2m/s。分制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)和管外流動(dòng)兩種類型，前者適用于氟制冷系統(tǒng)，而后者適用于氨制冷機(jī)。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備93第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器2、冷空氣蒸發(fā)器（1）自然對流冷空氣蒸發(fā)器裝在冷庫的自然對流蒸發(fā)器一般稱為庫房冷卻排管（蒸發(fā)器的一種），安裝在近墻處，稱墻排管；安裝在頂棚處，稱頂棚排管；用架子平放者，稱擱架排管。庫房常用的冷卻排管（冷排管），按管子的連接方法，可分為立管式及盤管式。冷排管按冷卻表面形式，分為光滑管及翅片管兩大類。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備94第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器2、冷空氣蒸發(fā)器（2）強(qiáng)制對流冷空氣蒸發(fā)器對于用冷場所（如冷庫和速凍設(shè)備），通常稱為冷風(fēng)機(jī)（但也用載冷劑作間接冷源）?？諝庠陲L(fēng)機(jī)的作用下流過蒸發(fā)器，與盤管內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱換。它由數(shù)排盤管組成，一般選用銅管或在銅管外套纏翅片。為使制冷劑液體能均勻分配給各管路進(jìn)口，常在冷凝器與毛細(xì)管接口處裝有分液器。氨、氟制冷系統(tǒng)均可采用這種蒸發(fā)器，氟制冷系統(tǒng)用強(qiáng)迫對流式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)緊湊而管路細(xì)，氨制冷系統(tǒng)用強(qiáng)制對流式蒸發(fā)器外形大、管路粗。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備95第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器3、冷卻物料的接觸式蒸發(fā)器制冷劑在傳熱間壁的一側(cè)蒸發(fā)，間壁的另一側(cè)與被冷卻或被凍結(jié)的物料直接接觸。例如平板凍結(jié)裝置中的板式蒸發(fā)器等。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)制冷系統(tǒng)組成四、蒸發(fā)器第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備96第四節(jié)食品速凍設(shè)備

速凍設(shè)備適用于凍結(jié)小包裝或未包裝的塊、片、粒等狀的原料，制成各種畜產(chǎn)、水產(chǎn)、蔬菜、水餃等速凍食品。一般速凍設(shè)備的凍結(jié)溫度為-30--40℃。按冷卻方法分為空氣冷凍法、間接接觸冷凍法和直接接觸冷凍法。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)化式：斜槽式、一段帶式、兩段帶式、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)裝置第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備速凍設(shè)備適用于凍結(jié)小包裝或未包裝97第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備又稱鼓風(fēng)凍結(jié)法。在凍結(jié)過程中，冷空氣以強(qiáng)制或自然對流的方式與食品換熱。由于空氣的導(dǎo)熱性較差，與食品間的傳熱系數(shù)小，故所需的凍結(jié)時(shí)間較長。但是，空氣資源豐富、無任何毒副作用，其熱力性質(zhì)已為人們熟知，所以，用空氣作介質(zhì)進(jìn)行凍結(jié)仍是最廣泛運(yùn)用的一種凍結(jié)方法。1、隧道式速凍機(jī)主要由蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、輸送裝置和絕熱護(hù)圍層等構(gòu)成。食品裝于一定形式的輸送裝置上通過隧道時(shí)被凍結(jié)。連續(xù)式凍結(jié)裝置的進(jìn)出口一般裝置防止冷氣外逸和外面空氣竄入的空氣鎖。（1）分類根據(jù)輸送裝置，可分為推車式、傳送帶式、吊籃式、推盤式凍結(jié)隧道等幾種。根據(jù)操作方式，可分為間歇式和連續(xù)式兩種。（2）輸送形式與操作方式由小車作輸送裝置的凍結(jié)裝置多為間歇式，或半連續(xù)式。其它輸送形式的凍結(jié)裝置多為連續(xù)式。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備第十章食品速凍機(jī)械98第四節(jié)食品速凍設(shè)備一、空氣凍結(jié)法速凍設(shè)備1、隧道式速凍機(jī)（3）工作過程兩端分別設(shè)有料盤的進(jìn)出口，料盤在凍結(jié)隧道內(nèi)的垂直和水平移動(dòng)。每次在進(jìn)料端送入一個(gè)料盤，而同時(shí)在出料端送出一個(gè)料盤。第十章食品速凍機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)食品速凍