第六章食品冷藏

第六章

食品冷藏掌握冷藏的基本设计方法和计算方法熟练应用食品冷藏方法并能够进行基本的冷量计算和设计了解食品加工中制冷的原理、食品冷藏的分类及特点本章重点和难点第六章

食品冷藏第一节

制冷的基本原理与方法制冷(Refrigeration)是利用一些物质在相变时产生的冷效应而获得低温源的操作过程。实现制冷所必需的装置称制冷机(Refrigeratingmachine)。现代食品工业已普遍采用了人工制冷的方法，这种技术是建立在热力学基础上的，是现代食品工程中重要的基础技术之一。一、制冷的基本原理1.卡诺循环(Carnotcycle)2.逆卡诺循环(ReverseCarnotcycle)一、制冷的基本原理3.制冷过程等温等压压缩机等压冷凝器蒸发器冷却剂膨胀阀等熵等焓热图6-3制冷循环一、制冷的基本原理4.制冷量与制冷系数（1）制冷量(Coolingcapacity)是制冷系统产生的冷效应，也称制冷能力，即在一定的操作条件下，单位时间制冷剂从被冷冻目标物中取出的热量，以Q表示之，单位为W。（2）制冷系数(Refrigerationcoefficient)是指单位功耗所能获得的冷量，也称制冷性能系数。它表示制冷循环中的制冷量Q与该循环所需消耗的功率P之比。一、制冷的基本原理5.制冷剂的压焓图（1）临界点K和饱和曲线（2）三个状态区一、制冷的基本原理5.制冷剂的压焓图（3）六组等参数线①等压线②等焓线③等温线④等熵线⑤等容线⑥等干度线二、一般制冷方法1.空气压缩制冷压缩机膨胀阀冷却器吸热器1234图6-5空气压缩制冷

二、一般制冷方法2.蒸汽压缩式制冷

膨胀机冷凝器图6-６蒸气压缩式制冷循环蒸发器压缩机二、一般制冷方法3.吸收式制冷

二、一般制冷方法4.蒸气喷射式制冷

二、一般制冷方法5.低温制冷方法1—高压压缩机2—冷凝器3—高压膨胀阀4—中间冷却器5—水冷却器6—低压压缩机7—蒸发器8—低压膨胀阀图6-9两级制冷循环

1—高温压缩机2—高温冷凝器3—高温膨胀阀4—中间热交换器

5—低温压缩机6—低温膨胀阀7—低温蒸发器图6-10串级制冷循环

第二节

制冷剂与载冷剂制冷剂是制冷系统中的工作介质，也称为制冷工质。制冷循环中，如果制冷剂吸热的蒸发器直接与被冷却物体或被冷却物体的周围环境进行换热，这种制冷方式称为直接制冷。间接制冷是用价廉物质作媒介载体实现制冷装置与被冷却物体或空间的热交换，这种媒介载体工质称载冷剂，也称冷媒。一、对制冷剂的要求1.热力学上的要求2.物理化学上的要求3.安全性及生理学上的要求4.经济上的要求二、制冷剂的种类①无机化合物。②饱和碳氢化合物的卤代物。③饱和碳氢化合物。④不饱和碳氢化合物。⑤共沸混合制冷剂。⑥非共沸混合制冷剂。

三、

制冷剂的分类①高温制冷剂。②中温制冷剂。③低温制冷剂。四、常用制冷剂①水

不宜在压缩式制冷机中使用，只适合在空调用的吸收式和蒸汽喷射式制冷机中作制冷剂。②氨

目前氨用于蒸发温度在-65℃以上的大型或中型单级、双级活塞式制冷机中，也有应用于大容量离心式制冷机中。③氟利昂

又名氟里昂

在制冷循环工作温度范围内不燃烧、不爆炸，热稳定性好，凝固点低，对金属的润滑性好但由于氟利昂可能破坏大气臭氧层，我国全面禁止生产和使用。④碳氢化合物

这些制冷剂的优点是易于获得、价格低廉、凝固点低、对金属不腐蚀、对大气臭氧层无破坏作用。但它们的最大缺点是易燃、易爆。五、制冷剂的发展趋势新型的替代制冷剂主要包括人工合成型和天然型两大类，有单一工质和混合工质两个方面，混合工质又可分为共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三种。制冷剂的发展趋势有以下两个方面：一是环保。二是节能。六、载冷剂采用载冷剂的优点是可以减小制冷机系统的容积及制冷剂的充灌量；其缺点是系统比较复杂，且增大了被冷却物和制冷剂间的温差。载冷剂的种类很多。常用的有水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液。第三节单级蒸气压缩式制冷的热力计算一、单级压缩制冷循环的理论计算计算的方法是根据制冷机的制冷量、蒸发温度,冷凝温度及过冷温度,在压焓图上定出各状态点,并查出各点的状态参数，然后进行下列计算。第三节单级蒸气压缩式制冷的热力计算①单位制冷量②制冷剂循环量③制冷剂的放热量

第三节单级蒸气压缩式制冷的热力计算④压缩机消耗功率

⑤制冷系数

第四节

食品的冷冻采用冷加工的方法能够使食品在较长时间内贮藏而不变质。食品冷冻分为两种形式，一种称为食品冷却，即所谓的“冷藏”。另一种为食品冻结，即所谓的“冻藏”。

一、冻结曲线1.水的冻结曲线2.食品的冻结曲线3.水分结冰率与最大冰晶生成区各种食品冻结时，大部分水分是在靠近冰点的温度区域内形成冰晶体的，而到了后期，结冰率随温度而变化的程度不大。通常把水分结冰率变化最大的温度区域称为最大冰晶生成区，此温度区域对应的温度在-1～-5℃间。

图6-14冻结过程中结冰率与温度的关系曲线二、冻结对食品的影响1.物理性质变化(1)密度(2)比热容(3)热导率2.质构(Texture)的变化(1)汁液流失(2)干耗量二、冻结对食品的影响3.冻结过程的传热与温度分布食品冷冻过程耦联了两个不稳定传热过程：外部传热过程与内部传热过程。食品冷冻时各部位的温度、密度和传热速率等不尽相同，还随着时间而变化。在经过充分长的时间后，食品各部位的温度趋于一致，且与冷冻介质的温度接近，此时的温度分布又呈现新的平衡状态。