食品冷冻的制冷技术课件

§4-1

食品冷冻的主要方法§4-2

制冷的基本方法和基本循环§4-3

制冷工质的发展与CFCS的替代§4-4

制冷工质的命名法§4-5

常用制冷工质的热力学性质§4-6

氨§4-7

二氧化碳和液氮§4-8

湿空气性质的表征§4-9

载冷剂的性质§4-10

冷冻干燥技术第四章食品冷冻的制冷技术§4-1食品冷冻的主要方法按所用介质：

1空气鼓风冷冻

2直接接触式

3低温工质冷冻干燥：§4-2

制冷的基本方法和基本循环一、制冷的基本方法

1使制冷工质降温的方法：绝热节流；绝热膨胀；半导体的热电效应；涡流管；绝热去磁；He3稀释等

2“吸热”的方式：以“潜热”或“显热”方式二、制冷的基本循环

1蒸汽压缩式

2气体绝热膨胀

使氮气液化的克劳德循环图4-1蒸汽压缩式制冷循环及其lgP－h图§4-3制冷工质的发展与CFCS的替代一、制冷工质的发展乙醚（1850）二氧化碳（1886）氨（1870）二氧化硫（1874）1930，CCl2F2(Freon12,F12)氟、氯、氢类制冷工质的分类：

1）CFCS：

Chlorofluorocarbons

2）HCFCS:

HydroChlorofluorocarbons

3）HFCS:

Hydrofluorocarbons二、评价物质对环境影响的二个重要指标：1臭氧层消耗的潜能值（ODP

OzoneDepletionPotential)2全球变暖的潜能值(GWPGlobalWarmingPotential)

表4-1§4-4制冷工质的命名法一、饱和碳氢化合物及其衍生物

CaHbClcFd

R(a-1)(b+1)d二、非饱和碳氢化合物及其衍生物用4位数字，最左边的数字是1，其余同饱和碳氢化合物。三、环状化合物

RCXXX

RC(a-1)(b+1)d四、无机化合物

R7XX

右边两位是该化合物的分子量五、共沸混合物

R5XX

如R500表示R12/R152a(73.8wt%,26.2wt%)六、非共沸混合物

R4XX

如R400为R12/R114七、其他有机混合物

R6XX

如丁烷为R60§4-5常用工质的热力学性质一、常用工质的正常沸点、冰点和临界点二、几种制冷工质饱和压力与温度的关系图4-3几种制冷工质饱和压力和温度的关系一、氨的热力学性质

沸点：33.4ºC

凝固点：77.7ºC

临界温度和压力：133ºC,11417kPa

特点：单位体积制冷量大，热导率大，粘度小，流动阻力小。二、氨的化学性质：能以任意比例与水相溶解在润滑油中的溶解度很小§4-6氨三、毒性、易爆性具有强烈的刺激性气味达到一定浓度时，将损伤人的眼睛、呼吸器官在空气中氨的含量达到11-14%时，即可燃

表4-5饱和状态下氨的主要热物理性质§4-7CO2和LN2一、

CO2的性质和相图三相点为：0.518MPa,56.6ºC

固态升华温度：78.5ºC二、干冰的制造三、LN2的热力学性质

沸点：77.3K(-196ºC)

密度810kg/m3图4-5图4-6图4-8表4-7§4-8湿空气的性质一、湿空气性质的表征

1含湿量（）

2相对湿度=湿空气中水蒸气的实际分压力/同湿度下纯水的饱和蒸汽压力

3湿球温度Tw

湿空气经绝热饱和过程所达到的温度

4湿空气的比焓hh=CpT+whg二、参数之间的关系1.含湿量W与水蒸气的摩尔份额Xw、干空气的摩尔份额Xa之间的关系

W＝18.01528Xw/28.9645Xa

＝0.62198Xw/Xa

2.含湿量W与水蒸气分压力Pw、空气总压力P之间的关系 因为

Xa＝Pa/(Pa＋Pw)＝Pa/P

Xw＝Pw

/(Pa＋Pw)＝Pw

/P W＝0.62198Pw/(P－Pw)

而饱和湿空气的含湿量

Ws＝0.62198Pws/(P－Pws)

3.相对湿度φ与水蒸气的摩尔份额Xw,或水蒸气的分压力Pw的关系

φ＝Xw

/Xws

φ＝Pw

/pws

4.湿量W与干球温度T、湿球温度Ts的关系

这个关系比较复杂，是从绝热饱和过程的能量平衡关系推出，即

h＋(Wss－W)hws＝hss

这里Wss、hws、hss分别是对应于Ts温度的饱和空气的含湿量、水的焓和饱和湿空气的焓值。三、湿空气的热力学性质

1干空气的比焓ha

ha＝CpaT1.006T2湿空气比焓的近似计算方法

3饱和湿空气的热力学性质

4湿空气的迁移性质四、饱和湿空气的热力学性质五、湿空气的迁移性质§4-9载冷剂的性质常用载冷剂：水、盐水、溶液和有机物溶液一、盐水的性质二、有机载冷剂的物理性质图4-114-12§4-10冷冻干燥技术一、范围：

1）食品材料2）无活力的生物材料

3）有活力的生物材料4）制造超细微粒二、真空技术

1真空：低真空：1105-1102Pa

中真空1102-110-1

Pa

高真