Zamrażanie: Proces polegający na schłodzeniu produktu do niższej temperatury niż normalna, przy wykorzystaniu niskiej temperatury powstającej w procesie chłodzenia, a następnie jego zamrożeniu.
Chłodnictwo: Proces operacyjny polegający na uzyskaniu źródła niskiej temperatury przez zmianę stanu fizycznego czynnika chłodniczego w celu uzyskania źródła niskiej temperatury dzięki efektowi chłodzenia.
Rodzaje urządzeń chłodniczych: wytwarzanie chłodu (chłodzenie), mrożenie materiałów, schładzanie.
Metoda chłodzenia: tłokowa, śrubowa, sprężarkowa, absorpcyjna, parowa i ciekły azot.
Metoda zamrażania: chłodzenie powietrzem, zanurzanie i przepływ czynnika chłodniczego przez rurę metalową, ściankę i kontakt materiału z urządzeniem chłodzącym, przekazującym ciepło.
aplikacja:
1. Transport żywności mrożonej, chłodzonej i zamrożonej.
2. Chłodzenie, zamrażanie, magazynowanie w warunkach klimatycznych i transport chłodniczy produktów rolnych i żywności.
3. Przetwarzanie żywności, np. liofilizacja, zagęszczanie w stanie zamrożonym i chłodzenie materiałów.
4. Klimatyzacja w zakładach przetwórstwa spożywczego.
Zasada cyklu chłodniczego
Urządzenia główne: sprężarka chłodnicza, skraplacz, zawór rozprężny, parownik.
Zasada cyklu chłodniczego: Czynnik chłodniczy pochłania ciepło i osiąga temperaturę wrzenia, gdy znajduje się w stanie ciekłym o niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu, a następnie odparowuje, tworząc parę o niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu. Czynnik chłodniczy, który odparował do postaci gazowej, pod wpływem działania sprężarki staje się gazem o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, a czynnik o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu skrapla się, tworząc ciecz o wysokim ciśnieniu. Za zaworem rozprężnym staje się cieczą o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze, pochłania ciepło i ponownie odparowuje, tworząc cykl chłodniczy lodówki.
Podstawowe koncepcje i zasady
Wydajność chłodnicza: W określonych warunkach pracy (tj. przy określonej temperaturze parowania czynnika chłodniczego, temperaturze skraplania, temperaturze przechłodzenia) ilość ciepła, jaką czynnik chłodniczy odbiera z zamrożonego obiektu w jednostce czasu. Nazywana również wydajnością chłodniczą czynnika chłodniczego. W tych samych warunkach wydajność chłodnicza tego samego czynnika chłodniczego jest związana z rozmiarem, prędkością obrotową i wydajnością sprężarki.
Chłodzenie bezpośrednie: W cyklu chłodzenia, gdy czynnik chłodniczy pochłania ciepło, parownik bezpośrednio wymienia ciepło z chłodzonym obiektem lub otoczeniem wokół niego. Jest ono zazwyczaj stosowane w pojedynczych urządzeniach chłodniczych wymagających chłodzenia przemysłowego, takich jak zamrażarki do lodów, małe chłodnie i lodówki domowe.
Czynnik chłodniczy: Substancja robocza, która stale krąży w urządzeniu chłodniczym w celu uzyskania chłodzenia. Urządzenie chłodnicze ze sprężaniem pary realizuje wymianę ciepła poprzez zmianę stanu skupienia czynnika chłodniczego. Czynnik chłodniczy jest niezbędnym materiałem do sztucznego chłodzenia.
Najczęściej stosowane czynniki chłodnicze
Najczęściej stosowane czynniki chłodnicze: powietrze, woda, solanka i wodny roztwór organiczny.
Kryteria doboru: niska temperatura krzepnięcia, duża pojemność cieplna, brak korozji metali, stabilność chemiczna, niska cena i łatwa dostępność.
Mimo że powietrze jako czynnik chłodniczy ma wiele zalet, to jednak wykorzystuje się je wyłącznie w bezpośrednim kontakcie z żywnością podczas chłodzenia lub zamrażania żywności ze względu na jego małą pojemność cieplną i słaby efekt konwekcyjnego przenoszenia ciepła w stanie gazowym.
Woda ma duże ciepło właściwe, ale wysoką temperaturę krzepnięcia, dlatego może być używana jako czynnik chłodniczy wyłącznie do przygotowania chłodzenia powyżej 0°C. W przypadku chłodzenia poniżej 0°C, jako czynnik chłodniczy stosuje się solankę lub roztwór organiczny.
Wodne roztwory chlorku sodu, chlorku wapnia i chlorku magnezu są powszechnie nazywane mrożoną solanką. Najczęściej stosowaną mrożoną solanką w przemyśle spożywczym jest wodny roztwór chlorku sodu. Spośród organicznych czynników chłodniczych, dwa najbardziej reprezentatywne to wodny roztwór glikolu etylenowego i glikolu propylenowego.
Główne urządzenie chłodnicze ze sprężarką tłokową
Funkcja: Służy do sprężania czynnika chłodniczego w celu wykonania pracy, uzyskania energii, a następnie skroplenia i rozprężenia, tworząc źródło zimna, które może absorbować ciepło.
Sposób przedstawienia modelu: liczba cylindrów, rodzaj stosowanego czynnika chłodniczego, rodzaj układu cylindrów i średnica cylindra.
Skład: blok cylindrów, cylinder, tłok, korbowód, wał korbowy, skrzynia korbowa, zawory dolotowe i wydechowe, pokrywa fałszywa, itp.
Proces roboczy: Gdy tłok porusza się w górę, zawór ssący jest otwierany, a para czynnika chłodniczego przedostaje się do cylindra w górnej części tłoka przez zawór ssący. Gdy tłok porusza się w górę, zawór ssący jest zamykany, tłok kontynuuje ruch w górę, a czynnik chłodniczy w cylindrze zostaje sprężony. Gdy ciśnienie powietrza osiągnie określony poziom, zawór wydechowy fałszywej pokrywy jest otwierany, a para czynnika chłodniczego jest odprowadzana z cylindra i wtłaczana do rurociągu wysokiego ciśnienia.
Cechy: Prosta konstrukcja, łatwość produkcji, duża adaptowalność, stabilna praca i łatwa konserwacja.
skraplacz
Funkcja: wymiennik ciepła, który skrapla przegrzaną parę czynnika chłodniczego w ciecz poprzez chłodzenie i schładzanie.
Typ: poziomy płaszczowo-rurowy, pionowy płaszczowo-rurowy, natrysk wodny, parowy, chłodzony powietrzem
Proces roboczy: Przegrzana para czynnika chłodniczego przedostaje się do skraplacza z górnej części obudowy i styka się z zimną powierzchnią rury, a następnie skrapla się, tworząc na niej warstwę cieczy. Pod wpływem grawitacji kondensat spływa po ściance rury i oddziela się od niej.
Parownik z rozpylaczem wodnym składa się ze zbiornika na ciecz, rury chłodzącej i zbiornika rozprowadzającego wodę.
Proces roboczy: Woda chłodząca wpływa do zbiornika rozprowadzającego wodę od góry i przepływa na zewnętrzną powierzchnię wężownicy przez zbiornik rozprowadzający wodę. Część wody odparowuje, a reszta opada do zbiornika wodnego. Dno ukrytej rury podrzędnej wpływa do rury, a unosząc się wzdłuż rury, jest schładzane i skraplane, a następnie przepływa do zbiornika cieczy.
Zawór rozprężny
Funkcja: obniżenie ciśnienia czynnika chłodniczego i kontrola jego przepływu. Gdy ciekły czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem przepływa przez zawór rozprężny, ciśnienie skraplania gwałtownie spada do ciśnienia parowania, a jednocześnie ciekły czynnik chłodniczy wrze i pochłania ciepło, a jego temperatura spada.
Zawór rozprężny: Wykorzystuje stopień przegrzania pary na wylocie parownika do regulacji czynnika chłodniczego. W normalnych warunkach pracy agregatu chłodniczego ciśnienie perfuzji elementu zasilającego jest równe sumie ciśnienia gazu pod membraną i ciśnienia sprężyny i znajduje się w stanie równowagi. Niedostateczne dostarczanie czynnika chłodniczego powoduje powrót pary na wylocie parownika, wzrost stopnia przegrzania, wzrost temperatury czujnika temperatury, przepona przesuwa się w dół, a otwór wylotowy zwiększa się, aż ilość dostarczanej cieczy zrówna się z ilością odparowanej cieczy, a następnie temperatura czujnika temperatury wzrasta. W rezultacie następuje zrównoważenie. Dlatego zawór rozprężny automatycznie dostosowuje stopień otwarcia zaworu, a objętość dostarczanej cieczy może automatycznie zwiększać się lub zmniejszać wraz z obciążeniem, co zapewnia pełne wykorzystanie powierzchni grzewczej parownika.
Wyparka
Funkcja: Czynnik chłodniczy pochłania ciepło ośrodka chłodzącego.
Klasyfikacja: Ze względu na rodzaj czynnika chłodzącego, dzieli się je na trzy kategorie.
1. Parownik do chłodzenia ciekłego czynnika chłodniczego: np. chłodnica wody, chłodnica solanki itp. Czynnik chłodniczy pochłania ciepło na zewnątrz rury, a ciekły czynnik chłodniczy krąży w rurze za pomocą pompy cieczy. Ze względu na konstrukcję, parowniki dzielą się na poziome, pionowe, spiralne i wężownicowe.
2. Parownik do chłodzenia powietrza: czynnik chłodniczy odparowuje w rurze, powietrze wypływa na zewnątrz, a przepływ powietrza odbywa się na zasadzie konwekcji naturalnej
3. Parownik kontaktowy do chłodzenia zamrożonego materiału: czynnik chłodniczy odparowuje po jednej stronie przegrody przenoszącej ciepło, a druga strona przegrody ma bezpośredni kontakt z chłodzonym lub zamrożonym materiałem.
Cechy: dobry efekt wymiany ciepła, prosta konstrukcja, małe gabaryty i mniejsza korozyjność sprzętu dzięki szczelnemu układowi obiegu czynnika chłodniczego.
Wada: Gdy pompa solankowa zatrzyma się z powodu awarii, może dojść do zamarznięcia, co spowoduje pęknięcie zespołu rur.
rura chłodząca
Pionowa rura chłodząca
Zalety: Po odparowaniu czynnika chłodniczego można go łatwo odprowadzić, a efekt wymiany ciepła jest dobry, ale gdy rura wydechowa znajduje się wysoko, temperatura parowania dolnego czynnika chłodniczego jest wysoka ze względu na ciśnienie statyczne słupa cieczy.
Rura o ściance jednorzędowej wężownicy:
Zalety: Ilość czynnika chłodniczego jest niewielka, stanowi około 50% objętości rury wydechowej, jednak czynnik chłodniczy nie będzie szybko odprowadzany z rury po odparowaniu, co zmniejsza efekt wymiany ciepła.
Zniekształcona rura:
Zalety: duża powierzchnia odprowadzania ciepła.
Urządzenia pomocnicze do urządzeń chłodniczych ze sprężarką tłokową
separator oleju
Funkcja: Służy do oddzielania oleju smarowego zawartego w sprężonej cieczy i gazie, aby zapobiec przedostawaniu się oleju smarowego do skraplacza i pogorszeniu warunków wymiany ciepła.
Zasada działania: Poprzez zmianę proporcji kropel oleju i pary czynnika chłodniczego, natężenie przepływu jest zmniejszane poprzez zwiększenie średnicy rury, a kierunek przepływu czynnika chłodniczego ulega zmianie; lub pod wpływem siły odśrodkowej, kropelki oleju osiadają do temperatury pary. W przypadku oleju smarowego w stanie pary, temperatura pary jest obniżana poprzez płukanie lub chłodzenie, tak aby skropliła się do kropel oleju i została oddzielona. Separator oleju typu filtracyjnego jest chłodzony freonem.
Funkcja kolektora oleju: zbiera mieszaninę czynnika chłodniczego i oleju oddzieloną od separatora oleju, skraplacza i innych urządzeń układu chłodniczego, a następnie oddziela olej od mieszaniny czynnika chłodniczego pod niskim ciśnieniem i odprowadza je oddzielnie. Aby zapewnić bezpieczeństwo odprowadzania oleju, olej zmniejsza utratę czynnika chłodniczego.
Funkcją zbiornika cieczy jest magazynowanie i regulacja ilości ciekłego czynnika chłodniczego dostarczanego do każdej części układu chłodniczego, aby zapewnić bezpieczne działanie systemu zasilania cieczą. Zbiornik cieczy składa się z zbiornika wysokiego ciśnienia, zbiornika niskiego ciśnienia, zbiornika spustowego oraz zbiornika magazynującego ciecz obiegową.
Funkcją separatora gazu i cieczy jest: oddzielanie czynnika chłodniczego od parownika w celu zapobiegania przedostawaniu się ciekłego czynnika chłodniczego do sprężarki i uderzaniu w cylindra; oddzielanie nieefektywnej pary w niskociśnieniowym amoniaku po dławieniu w celu poprawy efektu wymiany ciepła w parowniku.
Rola separatora powietrza: oddzielanie i odprowadzanie nieskraplającego się gazu w układzie, aby zapewnić normalną pracę układu chłodniczego.
Rola chłodnicy międzystopniowej: instalowanej w dwustopniowym (lub wielostopniowym) układzie chłodzenia sprężarkowego w celu schłodzenia przegrzanego gazu odprowadzanego ze stopnia sprężania niskiego ciśnienia w celu zapewnienia chłodzenia międzystopniowego, aby zapewnić normalną pracę sprężarki stopnia wysokiego ciśnienia; Wtłoczony olej smarujący i chłodzący czynnik chłodniczy sprawiają, że czynnik chłodniczy uzyskuje funkcję większego przechłodzenia.
Chłodnia
Klasyfikacja:
Duże chłodnie (powyżej 5000t); średniej wielkości chłodnie (1500 ~ 5000t); małe chłodnie (poniżej 1500t).
Zgodnie z wymogami użytkowania:
Przechowywanie w wysokiej temperaturze: głównie chłodzenie owoców, warzyw, świeżych jaj i innej żywności; ogólna temperatura przechowywania wynosi 4 ~ -2 ℃;
Przechowywanie w niskiej temperaturze: głównie zamrażanie i zamrażanie mięsa, produktów rybnych itp., ogólna temperatura przechowywania wynosi -18 ~ -30 ℃;
Magazyn klimatyzowany: przechowuj ryż, makaron, materiały medyczne, wino itp. w normalnych warunkach temperaturowych, ogólna temperatura w magazynie wynosi 10 ~ 15 ℃
Sprzęt do szybkiego zamrażania: Nadaje się do zamrażania małych, pakowanych lub niepakowanych surowców, takich jak bloki, plastry i granulki, w celu przygotowania wszelkiego rodzaju szybko mrożonej żywności, takiej jak zwierzęta gospodarskie, produkty wodne, warzywa i pierogi. Temperatura zamrażania -30 ~ 40 ℃.
Zamrażarka skrzyniowa: W skrzyni znajduje się kilka ruchomych, płaskich płyt z przekładkami, owiniętych materiałem termoizolacyjnym. W przekładkach zamontowane są wężownice parownika, a między rurami można również wlać solankę, a czynnik chłodniczy przepływa przez wężownice parownika; produkty do szybkiego zamrożenia umieszczane są między płytami, które są przesuwane w celu sprężenia materiałów przeznaczonych do zamrożenia.
Tunelowa maszyna do szybkiego zamrażania: Składa się z korpusu tunelu, parownika, wentylatora, regału na materiał lub siatki transmisyjnej ze stali nierdzewnej. Materiał najpierw przechodzi przez taśmę siatkową pierwszego stopnia, która pracuje szybciej, a warstwa materiału jest cieńsza, co powoduje zamrożenie powierzchni; taśma siatkowa drugiego stopnia, która pracuje wolniej i ma grubszą warstwę materiału, zamraża cały materiał, uzyskując produkt szybko mrożony o jednolitej konsystencji.
Zamrażarka zanurzeniowa: Zamrożony materiał jest bezpośrednio poddawany działaniu skroplonego gazu lub ciekłego czynnika chłodniczego o bardzo niskiej temperaturze, co pozwala na szybkie zamrożenie produktu. Żywność przechodzi kolejno przez strefę wstępnego schładzania, strefę zamrażania i strefę uśredniania temperatury. Ciekły azot jest magazynowany na zewnątrz tunelu i wprowadzany do strefy zamrażania pod określonym ciśnieniem w celu rozpylenia lub zamrożenia zanurzeniowego. Azot powstający po pochłonięciu ciepła przez ciekły azot ma nadal bardzo niską temperaturę, od -10 do -5°C, i jest wprowadzany do tunelu przez wentylator. Wstępne zamrożenie w poprzedniej sekcji. W strefie zamrażania żywność jest szybko zamrażana poprzez kontakt z ciekłym azotem o temperaturze -200°C.
Urządzenia chłodnicze klimatyzacyjne
Chłodzenie w kontrolowanej atmosferze: Połączenie chłodzenia z przechowywaniem w kontrolowanej atmosferze, kontrolowanie temperatury przechowywania i składu gazu, tak aby zawartość tlenu i dwutlenku węgla w magazynie była wykorzystywana głównie do przechowywania owoców i warzyw, a także aby uzyskać dobry efekt konserwacji.
Straty produktów w magazynach są niewielkie. Według statystyk, wskaźnik strat w przypadku produktów przechowywanych w chłodniach wynosi 21,3%, podczas gdy w przypadku produktów przechowywanych w klimatyzowanych chłodniach wskaźnik ten wynosi 4,8%.
Czas publikacji: 26-01-2022
