Congelació: El procés d'utilitzar la font de baixa temperatura generada per la refrigeració per refredar el producte des de la temperatura normal i després congelar-lo.
Refrigeració: El procés operatiu d'obtenir una font de baixa temperatura utilitzant el canvi de l'estat físic del refrigerant per obtenir una font de baixa temperatura per efecte de refredament.
Tipus d'equips de refrigeració: producció de font de fred (refrigeració), congelació de materials, refrigeració.
Mètode de refrigeració: tipus pistó, tipus cargol, unitat de compressor de refrigeració centrífug, unitat de refrigeració per absorció, unitat de refrigeració per raig de vapor i nitrogen líquid.
Mètode de congelació: refrigeració per aire, immersió i refrigeració a través de tubs metàl·lics, paret i dispositiu de refrigeració per transferència de calor en contacte amb material.
aplicació:
1. Transport d'aliments congelats, refrigerats i congelats.
2. Refrigeració, emmagatzematge amb aire condicionat i transport per refrigeració de productes agrícoles i aliments.
3. Processament d'aliments, com ara liofilització, concentració per congelació i refredament de materials.
4. Aire condicionat en plantes de processament d'aliments.
Principi del cicle de refrigeració
Dispositius principals: compressor de refrigeració, condensador, vàlvula d'expansió, evaporador.
Principi del cicle de refrigeració: El refrigerant absorbeix calor i arriba al seu punt d'ebullició quan es troba en estat líquid a baixa temperatura i baixa pressió, i després s'evapora en vapor a baixa temperatura i baixa pressió. El refrigerant evaporat en gas es converteix en un gas d'alta temperatura i alta pressió sota l'acció del compressor, i l'alta temperatura i alta pressió es condensa en un líquid d'alta pressió. Després de la vàlvula d'expansió, es converteix en un líquid de baixa pressió i baixa temperatura, i absorbeix calor i s'evapora de nou per formar el cicle de refrigeració del refrigerador.
Conceptes i principis bàsics
Capacitat de refrigeració: en determinades condicions de funcionament (és a dir, una determinada temperatura d'evaporació del refrigerant, temperatura de condensació, temperatura de subrefredament), la quantitat de calor que el refrigerant extreu de l'objecte congelat per unitat de temps. També es coneix com a capacitat de refrigeració del refrigerant. En les mateixes condicions, la capacitat de refrigeració del mateix refrigerant està relacionada amb la mida, la velocitat i l'eficiència del compressor.
Refrigeració directa: en el cicle de refrigeració, si el refrigerant absorbeix calor, l'evaporador intercanvia calor directament amb l'objecte que s'ha de refredar o amb l'entorn que envolta l'objecte que s'ha de refredar. Generalment s'utilitza en un sol equip de refrigeració que requereix refrigeració industrial, com ara congeladors de gelats, petites cambres frigorífiques i neveres domèstiques.
Refrigerant: La substància de treball que circula contínuament en el dispositiu de refrigeració per aconseguir la refrigeració. El dispositiu de refrigeració per compressió de vapor realitza la transferència de calor mitjançant el canvi de l'estat del refrigerant. El refrigerant és un material indispensable per aconseguir la refrigeració artificial.
Refrigerants d'ús comú
Refrigerants més utilitzats: aire, aigua, salmorra i solució orgànica d'aigua.
Criteris de selecció: punt de congelació baix, gran capacitat calorífica específica, absència de corrosió metàl·lica, estabilitat química, baix preu i fàcil disponibilitat. Condició.
Tot i que l'aire com a refrigerant té molts avantatges, només s'utilitza en forma de contacte directe amb els aliments en la refrigeració o el processament de congelació d'aliments a causa de la seva petita capacitat calorífica específica i el seu deficient efecte de transferència de calor per convecció quan s'utilitza en estat gasós.
L'aigua té una calor específica elevada, però té un punt de congelació elevat, per la qual cosa només es pot utilitzar com a refrigerant per preparar una capacitat de refrigeració superior a 0 °C. Si s'ha de preparar la capacitat de refrigeració inferior a 0 °C, s'utilitza salmorra o una solució orgànica com a refrigerant.
Les solucions aquoses de clorur de sodi, clorur de calci i clorur de magnesi es coneixen comunament com a salmorra congelada. La salmorra congelada més utilitzada en la indústria alimentària és la solució aquosa de clorur de sodi. Entre els refrigerants en solució orgànica, els dos refrigerants més representatius són una solució aquosa d'etilenglicol i propilenglicol.
El dispositiu principal dels equips de refrigeració per compressió de pistó
Funció: S'utilitza per comprimir el refrigerant perquè faci treball, obtingui energia i després es condensi i s'expandeixi per formar una font de fred que pugui absorbir calor.
El mètode de representació del model: el nombre de cilindres, el tipus de refrigerant utilitzat, el tipus de disposició dels cilindres i el diàmetre del cilindre.
Composició: Bloc de cilindres, cilindre, pistó, biela, cigonyal, càrter, vàlvules d'admissió i escapament, tapa falsa, etc.
Procés de treball: Quan el pistó es mou cap amunt, la vàlvula d'aspiració s'obre i el vapor de refrigerant entra al cilindre per la part superior del pistó a través de la vàlvula d'aspiració. Quan el pistó es mou cap amunt, la vàlvula d'aspiració es tanca, el pistó continua movent-se cap amunt i el refrigerant del cilindre es comprimeix. Quan la pressió de l'aire arriba a un cert nivell, la vàlvula d'escapament de la tapa falsa s'obre i el vapor de refrigerant es descarrega del cilindre i es prem a la canonada d'alta pressió.
Característiques: Estructura senzilla, fàcil de fabricar, forta adaptabilitat, funcionament estable i manteniment convenient.
condensador
Funció: intercanviador de calor, que condensa el vapor sobreescalfat del refrigerant en líquid mitjançant refredament i refrigeració.
Tipus: carcassa i tub horitzontal, carcassa i tub vertical, polvorització d'aigua, evaporatiu, refrigeració per aire
Procés de treball: El vapor de refrigerant sobreescalfat entra al condensador des de la part superior de la carcassa i entra en contacte amb la superfície freda del tub, i després es condensa en una pel·lícula líquida sobre aquest. Sota l'acció de la gravetat, el condensat llisca per la paret del tub i se separa d'aquesta.
L'evaporador de polvorització d'aigua consta d'un dipòsit de líquid, un tub de refrigeració i un tanc de distribució d'aigua.
Procés de treball: L'aigua de refrigeració entra al dipòsit de distribució d'aigua des de la part superior i flueix cap a la superfície exterior del tub en espiral a través del dipòsit de distribució d'aigua. Una part de l'aigua s'evapora i la resta cau al dipòsit d'aigua. La part inferior del tub de subfila ocult entra al tub i, quan puja al llarg del tub, es refreda i es condensa, i flueix cap al dipòsit de líquid.
vàlvula d'expansió
Funció: reduir la pressió del refrigerant i controlar el flux del refrigerant. Quan el refrigerant líquid a alta pressió passa a través de la vàlvula d'expansió, la pressió de condensació cau bruscament fins a la pressió d'evaporació i, al mateix temps, el refrigerant líquid bull i absorbeix calor, i la seva temperatura disminueix.
Vàlvula d'expansió tèrmica: utilitza el grau de sobreescalfament del vapor a la sortida de l'evaporador per ajustar el refrigerant. En condicions normals de funcionament de la unitat de refrigeració, la pressió de perfusió de l'element de subministrament és igual a la suma de la pressió del gas sota el diafragma i la pressió de la molla, i es troba en un estat d'equilibri. Un subministrament insuficient de refrigerant fa que el vapor torni a la sortida de l'evaporador, augmenta el grau de sobreescalfament, augmenta la temperatura del sensor de temperatura, el diafragma es mou cap avall i l'obertura de la sortida augmenta fins que la quantitat de líquid subministrat és igual a la quantitat d'evaporació, i llavors augmenta la temperatura del sensor de temperatura. s'equilibra. Per tant, la vàlvula d'expansió tèrmica pot ajustar automàticament el grau d'obertura de la vàlvula i el volum de subministrament de líquid pot augmentar o disminuir automàticament amb la càrrega, cosa que pot garantir que l'àrea de calefacció de l'evaporador s'utilitzi completament.
Evaporador
Funció: El refrigerant absorbeix la calor del medi refrigerant.
Classificació: Segons la naturalesa del medi refrigerant, es divideix en tres categories.
1. Evaporador per refredar refrigerant líquid: com ara refrigerador d'aigua, refrigerador de salmorra, etc. El refrigerant absorbeix la calor de fora del tub i el refrigerant líquid circula pel tub mitjançant una bomba de líquid. Es divideix en tipus de tub horitzontal, tipus de tub vertical, tipus de tub espiral i tipus de serpentina segons l'estructura.
2. Evaporador per a l'aire de refrigeració: el refrigerant s'evapora al tub, l'aire flueix cap a l'exterior i el flux d'aire pertany a la convecció natural
3. Evaporador de contacte per refredar material congelat: el refrigerant s'evapora per un costat de la partició de transferència de calor i l'altre costat de la partició està en contacte directe amb el material refredat o congelat.
Característiques: bon efecte de transferència de calor, estructura senzilla, petjada petita i menys corrosivitat per als equips a causa del sistema de circulació de refrigerant segellat.
Desavantatge: Quan la bomba de salmorra s'atura a causa d'un mal funcionament, es pot produir una congelació, cosa que pot fer que el grup de tubs es trenqui.
tub de refrigeració
Tub de refrigeració vertical
Avantatges: Després que el refrigerant s'hagi vaporitzat, és fàcil de descarregar i l'efecte de transferència de calor és bo, però quan el tub d'escapament és alt, la temperatura d'evaporació del refrigerant inferior és alta a causa de la pressió estàtica de la columna de líquid.
Tub de paret tipus bobina d'una sola fila:
Avantatges: La quantitat de refrigerant que s'hi omple és petita, aproximadament el 50% del volum del tub d'escapament, però el refrigerant no es descarregarà ràpidament del tub després de la vaporització, cosa que redueix l'efecte de transferència de calor.
Tub deformat:
Avantatges: gran àrea de dissipació de calor.
Dispositius auxiliars per a equips de refrigeració per compressió de pistó
separador d'oli
Funció: S'utilitza per separar l'oli lubricant arrossegat pel líquid i el gas comprimits per evitar que l'oli lubricant entri al condensador i deteriori les condicions de transferència de calor.
Principi de funcionament: Mitjançant les diferents proporcions de gotes d'oli i vapor de refrigerant, el cabal es redueix augmentant el diàmetre de la canonada i es canvia la direcció del flux del refrigerant; o per força centrífuga, les gotes d'oli s'assenten a la temperatura del vapor. Per a l'oli lubricant en estat de vapor, la temperatura del vapor es redueix rentant-lo o refredant-lo, de manera que es condensa en gotes d'oli i se separa. El separador d'oli tipus filtre es refrigera amb freó.
La funció del col·lector d'oli: recull la barreja de refrigerant i oli separada del separador d'oli, el condensador i altres dispositius del sistema de refrigeració, i després separa l'oli del refrigerant barrejat a baixa pressió i els descarrega per separat. Per garantir la seguretat de la descàrrega d'oli, l'oli redueix la pèrdua de refrigerant.
La funció del receptor de líquid és emmagatzemar i ajustar el refrigerant líquid subministrat a cada part del sistema de refrigeració per garantir el funcionament segur del subministrament de líquid de l'equip. L'acumulador de líquid es divideix en barril d'alta pressió, baixa pressió, de drenatge i barril d'emmagatzematge de líquid circulant.
La funció del separador de gas-líquid: separar el refrigerant de l'evaporador per evitar que el líquid refrigerant entri al compressor i colpegi el cilindre; separar el vapor ineficaç del líquid d'amoníac a baixa pressió després de l'estrangulació per millorar l'efecte de transferència de calor de l'evaporador.
La funció del separador d'aire: separar i descarregar el gas no condensable del sistema per garantir el funcionament normal del sistema de refrigeració.
La funció de l'intercooler: instal·lat en un sistema de refrigeració per compressió de dues etapes (o multietapa) per refredar el gas sobreescalfat descarregat de la compressió de l'etapa de baixa pressió per al refredament entre etapes per garantir el funcionament normal del compressor de l'etapa d'alta pressió; L'oli lubricant arrossegat i el refrigerant de refrigeració fan que el refrigerant obtingui la funció d'un major subrefredament.
Emmagatzematge en fred
Classificació:
Emmagatzematge frigorífic a gran escala (per sobre de 5000 t); emmagatzematge frigorífic de mida mitjana (1500 ~ 5000 t); emmagatzematge frigorífic petit (per sota de 1500 t).
Segons els requisits d'ús:
Emmagatzematge en fred a alta temperatura: principalment refrigerar fruites, verdures, ous frescos i altres aliments, la temperatura d'emmagatzematge general és de 4 ~ -2 ℃;
Emmagatzematge en fred a baixa temperatura: principalment congelació i congelació de carn, productes aquàtics, etc., la temperatura d'emmagatzematge general és de -18 ~ -30 ℃;
Magatzem amb aire condicionat: emmagatzemar arròs, fideus, materials medicinals, vi, etc. en condicions de temperatura normals, la temperatura general del magatzem és de 10 ~ 15 ℃
Equip de congelació ràpida: és adequat per congelar matèries primeres envasades petites o sense envasar, com ara blocs, rodanxes i grànuls, per fer tot tipus d'aliments congelats ràpidament, com ara bestiar, productes aquàtics, verdures i boletes de massa. Temperatura de congelació: -30 ~ 40 ℃.
Congelador ràpid tipus caixa: Hi ha diverses plaques planes mòbils amb capes intermèdies a la caixa embolicades amb material aïllant tèrmic. S'instal·len serpentins d'evaporació a la capa intermèdia, i també es pot abocar salmorra entre els tubs, i el refrigerant flueix a través dels serpentins evaporatius; els productes congelats ràpidament es col·loquen entre les plaques i les plaques es mouen per comprimir els materials per a la congelació.
Màquina de congelació ràpida tipus túnel: consta d'un cos de túnel, evaporador, ventilador, bastidor de material o xarxa de transmissió d'acer inoxidable. El material passa primer a través de la cinta de malla de primera etapa, que funciona més ràpid, i la capa de material és més fina, de manera que la superfície es congela; la cinta de malla de segona etapa, que funciona més lentament i té una capa de material més gruixuda, congela tot el material per obtenir un producte congelat ràpidament d'un sol gra.
Congelador d'immersió: el material congelat es posa en contacte directe amb un gas liquat o refrigerant líquid a una temperatura molt baixa per obtenir un producte congelat ràpidament. L'aliment passa seqüencialment per la zona de prerefrigeració, la zona de congelació i la zona de mitjana de temperatura. El nitrogen líquid s'emmagatzema fora del túnel i s'introdueix a la zona de congelació sota una certa pressió per polvorització o congelació per immersió. El nitrogen format després que el nitrogen líquid absorbeixi calor encara es troba a una temperatura molt baixa, de -10 a -5 °C, i s'envia al túnel mitjançant un ventilador. Precongela la secció anterior. A la zona de congelació, els aliments es congelen ràpidament mitjançant el contacte amb nitrogen líquid a -200 °C.
Equips de refrigeració per aire condicionat
Refrigeració en atmosfera controlada: combinant la refrigeració amb l'emmagatzematge en atmosfera controlada, controlant la temperatura d'emmagatzematge i la composició del gas, de manera que el contingut d'oxigen i diòxid de carboni al magatzem s'utilitzi principalment per a l'emmagatzematge de fruites i verdures, i es pugui obtenir un bon efecte de conservació.
La pèrdua de productes en emmagatzematge és petita. Segons les estadístiques, la taxa de pèrdua dels productes d'emmagatzematge en fred és del 21,3%, mentre que la taxa de pèrdua dels productes d'emmagatzematge en fred amb aire condicionat és del 4,8%.
Data de publicació: 26 de gener de 2022
