食品冷冻冷藏原理与技术试卷及答案

食品冷冻冷藏原理与技术试卷一、填空（每小格1分，大格3分，共计40分）单级蒸气压缩式制冷循环式由以下四个过程组成的:、、和。普冷的温度范围是:。最常用的人工制冷方法为。逆卡诺循环的组成为:；实际采用的蒸气压缩式理论循环的组成为:。蒸气压缩式制冷机，压缩比一般在以上时，采用双级压缩制冷循环。对于氟利昂制冷系统，因氟利昂绝热指数较小，压比为以上时应采用双级循环，氨选用双级循环的压比要求为以上。蒸气压缩式制冷系统的设备可以分为制冷主机、和。为了保证系统运行的和，系统中还会增加一些设备，如:、、、等。根据制冷压缩机的工作原理，往复式压缩机属于型压缩机，螺杆式压缩机属于型压缩机。蒸气压缩式制冷系统的油分离器可以分为、、和四种类型，分别属于和两大类。食品的冷却方法有:、、和、等几种类型。冷藏运输分为、、和。二.名词解释（5分/题，共计20分）气调保鲜真空冷却蒸发器两级压缩制冷循环三.简答题与计算题（每题依次为15分，10分，15分，共计40分）试述制冷剂的发展历史（包括臭氧层的问题）。简述食品冻结的方式及冻结设备的分类并举例。列出lgP-h循环图上制冷循环各参数的计算式。需要的总的所需总的制冷量为Q0需求解该循环的单位时间制冷剂的循环量、单位体积制冷量，理论压缩功、冷凝器热负荷、制冷系数。需要的总的答案一、填空（每小格1分，大格3分，共计40分）单级蒸气压缩式制冷循环式由以下四个过程组成的：压缩、冷凝、蒸发和节流。普冷的温度范围是：环境温度〜120K。最常用的人工制冷方法为相变制冷。逆卡诺循环的组成为：两个可逆的等温传热过程、两个可逆的绝热过程：实际采用的蒸气压缩式理论循环的组成为：两个定压传热过程、一个绝热压缩和一个绝热节流过程。蒸气压缩式制冷机，压缩比一般在8〜10 以上时，采用双级压缩制冷循环。对于氟利昂制冷系统，因氟利昂绝热指数较小，压比为10 以上时应采用双级循环，氨选用双级循环的压比要求为8以上。蒸气压缩式制冷系统的设备可以分为制冷主机、主要设备和辅助设备。为了保证系统运行的经济性和安全性，系统中还会增加一些设备，如如：油分离器、集油器、高压贮液器、低压循环筒等。根据制冷压缩机的工作原理，往复式压缩机属于容积型压缩机，螺杆式压缩机属于速度型压缩机。蒸气压缩式制冷系统的油分离器可以分为洗涤式、离心式、填料式和过滤式四种类型，分别属于干式和湿式两大类。食品的冷却方法有:真空冷却、冷水冷却、空气冷却和碎冰冷却、差压式冷却等几种类型。冷藏运输分为铁路冷藏运输、公路冷藏运输、船舶冷藏运输和航空冷藏运输。名词解释（5分/题，共计20分）气调保鲜气调（ControlledAtmosphere，简称C.A）保鲜，是指在特定气体环境中的冷藏方法。气调贮藏主要应用于果蔬的保鲜。果蔬的气调贮藏是目前果蔬贮藏最先进的方法之一，具有保鲜效果好、贮藏损失少，保鲜期长，对果蔬无任何污染的特点。真空冷却真空冷却又名减压冷却。它的原理是根据水在不同压力下有不同的沸点。如在正常的101.3kPpa压力下，水在100^沸腾，当压力为0.66kPa时，水在1°C就沸腾。在沸腾过程中，要吸收气化潜热，这个相变热正好用于水果、蔬菜等的冷却。3.蒸发器是一个换热器，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发成蒸气，以吸收被冷却物体的热量。蒸发器是一个对外输出冷量的设备，输出的冷量可以冷却液体载冷剂，也可直接冷却空气或其他物体。两级压缩制冷循环在制冷循环的压缩过程，制冷剂从蒸发压力分两次压缩到冷凝压力，即从蒸发压力先一次压缩到中间压力，经中间冷却后再被二次压缩到冷凝压力的制冷循环方式。简答题与计算题(每题依次为15分，10分，15分，共计40分)试述制冷剂的发展历史(包括臭氧层的问题)。蒸气制冷机中的制冷剂从低温热源中吸取热量，在低温下气化，再在高温下凝结，向高温热源排放热量。因此，只有在工作温度范围内能够气化和凝结的物质才有可能作为制冷剂使用。目前使用的制冷剂已达80多种，最早用作制冷剂的是乙醚(1834年)。查尔斯•泰勒(CharlesTellier)采用二甲基乙醚作制冷剂，其沸点为-23.6°C，蒸发压力也比乙醚高得多。1866年，威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。1870年，卡特•林德(CarlLinde)选择NH3作为制冷剂，从此在大型制冷机中NH3被广泛地应用。1874午，拉乌尔•皮克特(RaulPictel)采用SO2作制冷剂。CO2和SO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。卤代烃是饱和碳氢化合物的卤族(主要是氟、氯、漠)衍生物的总称，而氟利昴(Freon)是美国杜邦公司过去曾长期使用的商标名称。在十八世纪后期，人们就已经知道了这类化合物的化学组成，但当作制冷剂使用是美国通用电气公司的汤姆斯•米杰里(ThomasMidgley)于1929-1930年间首先提出来的，他将CF2CL2作为制冷工质，取得良好的效果，而生产此物质的杜邦公司(DuPontCo.)，将其标名为氟利昂12，R12正式的商业应用始于1931年初，到了1963年，制冷剂生产已占有机氟工业总产量的98%。随后，于二十世纪五十年代开始使用了共沸混合制冷剂，二十世纪六十年代又开始应用非共沸混合制冷剂。直至二十世纪八十年代关于CFCs(氯氟烃)具有消耗臭氧层的问题正式被公认以前，以各种卤代烃为主的制冷剂的发展已达到相当完善的程度。因而，有人将自1930年开始的制冷50年称为氟利昂的时代。1974年美国加利福尼亚大学的罗兰(SherwoodRowland)教授和他的博士后莫利纳(MarioMolina)在“自然”杂志上发表文章，指出卤代烃在紫外线作用下会释放出氯离子，而氯离子会消耗地球周围热成层(Stratosphere，原名平流层)中的臭氧(Ozone,O3)，而使过量的太阳紫外线照射到地面，给地球上的生物和人类带来一系列的危害。联合国环保组织于1987年9月16日在加拿大的蒙特利尔市召开会议，36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，国际上正式规定了逐步削减CFCs生产与消费的日程表。我国政府已于1992年正式宣布加入修订后的《蒙特利尔议定书》，并于1993年批准了《中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国家方案》。为了加快淘汰步伐，逐步限制使用的时间表在不断地提前。到1995年12月在维也纳召开的《蒙特利尔议定书》缔约国第七次会议为止，国际上对CFCs和HCFCs物质限制日程表如下：对CFCs，包括CFC11、CFCl2，CFCll3、CFCll4、CFCll5等氯氟烃物质：对发达国家，规定从1996年1月1日起完全停止生产与消费；对发展中国家(CFCs人均消耗量小于0.3kg/年),最后停用的日期是20XX年。对HCFCs，包括HCHC22、HCFCl42b、HCFCl23等：对发达国家，从1996年起冻结生产量，20XX年开始削减，至2020年完全停用；对发展中国家，从20XX年开始冻结生产量，2040年完全停用。简述食品冻结的方式及冻结设备的分类并举例。(1)冻结的基本方式按食品在冷却、冻结过程中放出的热量被冷却介质(气体、液体或固体)带走的方式进行分类。鼓风式冻结：用空气作冷却介质强制循环对食品进行冻结，是目前应用最广泛的一种冻结方法。接触式冻结：这种冻结方法的特点是将被冻食品放置在两块金属平板之间，依靠导热来传递热量。液化气体喷淋冻结：又称为深冷冻结。这种冻结方法的主要特点，是将液态氮或液态二氧化碳直接喷淋在食品表面进行急速冻结。沉浸式冻结：沉浸式冻结的主要特点是将被冻食品直接沉浸在不冻液(盐水、乙二醇、丙二醇、酒精溶液或糖溶液）中进行冻结。（2）食品的冻结装置1）鼓风式冻结装置钢带连续式冻结装置：如连续式隧道冻结装置、螺旋式冻结装置（单螺旋式结构、双螺旋式结构）。气流上下冲击式冻结装置流态化冻结装置：如带式（不锈钢网带或塑料带）流态化冻结装置，振动式流态冻结装置，斜槽式（固定板式）流态冻结装置2） 接触式冻结装置平板冻结装置按平板放置方向，分为卧式和立式。3） 液氮喷淋冻结装置4）沉浸式冻结装置所需总的制冷量为Q0,需求解该循环的单位时间制冷剂的循环量、单位体积制冷量，需要的总的理论压缩功、冷凝器热负荷、制冷系数。单位制冷量可用lgp-h图中点1和点5的焓差来表示:qv=yh5=h1-h4 kJ/k