Conxelación: o proceso de usar a fonte de baixa temperatura xerada pola refrixeración para arrefriar o produto desde a temperatura normal e despois conxelalo.
Refrixeración: o proceso operativo de obter unha fonte de baixa temperatura utilizando o cambio do estado físico do refrixerante para obter unha fonte de baixa temperatura mediante o efecto de arrefriamento.
Tipos de equipos de refrixeración: produción en fonte de frío (refrixeración), conxelación de materiais, arrefriamento.
Método de refrixeración: tipo pistón, tipo parafuso, unidade de compresor de refrixeración centrífugo, unidade de refrixeración por absorción, unidade de refrixeración por chorro de vapor e nitróxeno líquido.
Método de conxelación: refrixeración por aire, mergullado e refrixerante a través dun tubo metálico, parede e dispositivo de refrixeración por transferencia de calor por contacto co material.
aplicación:
1. Transporte de alimentos conxelados, refrixerados e conxelados.
2. Refrixeración, refrixeración, almacenamento con aire acondicionado e transporte por refrixeración de produtos agrícolas e alimentos.
3. Procesamento de alimentos, como a liofilización, a conxelación-concentración e o arrefriamento de materiais.
4. Aire acondicionado en plantas de procesamento de alimentos.
Principio do ciclo de refrixeración
Dispositivos principais: compresor de refrixeración, condensador, válvula de expansión, evaporador.
Principio do ciclo de refrixeración: o refrixerante absorbe calor e alcanza o seu punto de ebulición cando está en estado líquido a baixa temperatura e baixa presión, e despois evapórase a vapor a baixa temperatura e baixa presión. O refrixerante evaporado a gas convértese nun gas a alta temperatura e alta presión baixo a acción do compresor, e a alta temperatura e alta presión condénsase nun líquido a alta presión. Despois da válvula de expansión, convértese nun líquido a baixa presión e baixa temperatura, absorbe calor e evapórase de novo para formar o ciclo de refrixeración do frigorífico.
Conceptos e principios básicos
Capacidade de refrixeración: en determinadas condicións de funcionamento (é dicir, determinada temperatura de evaporación do refrixerante, temperatura de condensación, temperatura de subarrefriamento), a cantidade de calor que o refrixerante extrae do obxecto conxelado por unidade de tempo. Tamén coñecida como capacidade de refrixeración do refrixerante. Nas mesmas condicións, a capacidade de refrixeración do mesmo refrixerante está relacionada co tamaño, a velocidade e a eficiencia do compresor.
Refrixeración directa: no ciclo de refrixeración, se o refrixerante absorbe calor, o evaporador intercambia calor directamente co obxecto que se vai arrefriar ou co ambiente que o rodea. Xeralmente úsase en equipos de refrixeración individuais que requiren refrixeración industrial, como conxeladores de xeados, pequenos almacéns frigoríficos e frigoríficos domésticos.
Refrixerante: a substancia de traballo que circula continuamente no dispositivo de refrixeración para lograr a refrixeración. O dispositivo de refrixeración por compresión de vapor realiza a transferencia de calor mediante o cambio do estado do refrixerante. O refrixerante é un material indispensable para realizar a refrixeración artificial.
Refrixerantes de uso común
Refrixerantes de uso común: aire, auga, salmoira e solución acuosa orgánica.
Criterios de selección: baixo punto de conxelación, gran capacidade calorífica específica, ausencia de corrosión de metais, estabilidade química, baixo prezo e fácil dispoñibilidade. Condición.
Aínda que o aire como refrixerante ten moitas vantaxes, só se emprega en forma de contacto directo cos alimentos na refrixeración ou conxelación de alimentos debido á súa pequena capacidade calorífica específica e ao seu pobre efecto de transferencia de calor por convección cando se emprega en estado gasoso.
A auga ten unha calor específica elevada, pero un punto de conxelación elevado, polo que só se pode empregar como refrixerante para preparar unha capacidade de refrixeración superior a 0 °C. Se se vai preparar a capacidade de refrixeración inferior a 0 °C, utilízase salmoira ou unha solución orgánica como refrixerante.
As solucións acuosas de cloruro de sodio, cloruro de calcio e cloruro de magnesio denomínanse habitualmente salmoira conxelada. A salmoira conxelada máis empregada na industria alimentaria é a solución acuosa de cloruro de sodio. Entre os refrixerantes en solución orgánica, os dous refrixerantes máis representativos son unha solución acuosa de etilenglicol e propilenglicol.
O dispositivo principal dos equipos de refrixeración por compresión de pistóns
Función: Úsase para comprimir o refrixerante para que realice traballo, obteña enerxía e logo condénse e expandanse para formar unha fonte de frío que poida absorber calor.
O método de representación do modelo: o número de cilindros, o tipo de refrixerante empregado, o tipo de disposición dos cilindros e o diámetro do cilindro.
Composición: Bloque de cilindros, cilindro, pistón, biela, veo de manivelas, cárter, válvulas de admisión e escape, tapa falsa, etc.
Proceso de traballo: Cando o pistón se move cara arriba, ábrese a válvula de succión e o vapor de refrixerante entra no cilindro pola parte superior do pistón a través da válvula de succión. Cando o pistón se move cara arriba, a válvula de succión péchase, o pistón continúa a moverse cara arriba e o refrixerante no cilindro comprimese. Cando a presión do aire alcanza un certo nivel, ábrese a válvula de escape da tapa falsa e o vapor de refrixerante descárgase do cilindro e prémese cara á tubaxe de alta presión.
Características: estrutura simple, fácil de fabricar, forte adaptabilidade, funcionamento estable e mantemento cómodo.
condensador
Función: intercambiador de calor, que condensa o vapor sobrequentado do refrixerante en líquido mediante arrefriamento e refrixeración.
Tipo: carcasa e tubo horizontal, carcasa e tubo vertical, pulverización de auga, evaporativo, refrixeración por aire
Proceso de traballo: O vapor de refrixerante sobrequentado entra no condensador pola parte superior da carcasa e entra en contacto coa superficie fría do tubo, e logo condénsase formando unha película líquida sobre ela. Baixo a acción da gravidade, o condensado esvara pola parede do tubo e sepárase dela.
O evaporador por pulverización de auga consta dun depósito de líquido, un tubo de arrefriamento e un tanque de distribución de auga.
Proceso de traballo: A auga de refrixeración entra no tanque de distribución de auga pola parte superior e flúe cara á superficie exterior do tubo en espiral a través do tanque de distribución de auga. Parte da auga evapórase e o resto cae na piscina de auga. A parte inferior do tubo de subfila oculto entra no tubo e, cando ascende ao longo do tubo, arrefríase e condénsase, e flúe cara ao depósito de líquido.
Válvula de expansión
Función: reducir a presión do refrixerante e controlar o fluxo deste. Cando o refrixerante líquido a alta presión pasa pola válvula de expansión, a presión de condensación cae bruscamente ata a presión de evaporación e, ao mesmo tempo, o refrixerante líquido ferve e absorbe calor, e a súa temperatura diminúe.
Válvula de expansión térmica: usa o grao de sobrequecemento do vapor na saída do evaporador para axustar o refrixerante. En condicións normais de funcionamento da unidade de refrixeración, a presión de perfusión do elemento de subministración é igual á suma da presión do gas baixo o diafragma e a presión do resorte, e está nun estado de equilibrio. Un subministro insuficiente de refrixerante fai que o vapor volva á saída do evaporador, o grao de sobrequecemento aumenta, a temperatura do sensor de temperatura aumenta, o diafragma móvese cara abaixo e a abertura da saída aumenta ata que a cantidade de líquido subministrado é igual á cantidade de evaporación, e entón a temperatura do sensor de temperatura aumenta. equilibrarse. Polo tanto, a válvula de expansión térmica pode axustar automaticamente o grao de apertura da válvula e o volume de subministración de líquido pode aumentar ou diminuír automaticamente coa carga, o que pode garantir que a área de quecemento do evaporador se utilice plenamente.
Evaporador
Función: O refrixerante absorbe a calor do medio refrigerante.
Clasificación: Segundo a natureza do medio de refrixeración, divídese en tres categorías.
1. Evaporador para arrefriar refrixerante líquido: como un arrefriador de auga, un arrefriador de salmoira, etc. O refrixerante absorbe a calor do exterior do tubo e o refrixerante líquido circula polo tubo mediante unha bomba de líquido. Segundo a estrutura, divídese en tipo de tubo horizontal, tipo de tubo vertical, tipo de tubo en espiral e tipo de serpentín.
2. Evaporador para arrefriar o aire: o refrixerante evapórase no tubo, o aire flúe cara ao exterior e o fluxo de aire pertence á convección natural
3. Evaporador de contacto para arrefriar material conxelado: o refrixerante evapórase nun lado da partición de transferencia de calor e o outro lado da partición está en contacto directo co material arrefriado ou conxelado.
Características: bo efecto de transferencia de calor, estrutura simple, pegada pequena e menos corrosividade para os equipos debido ao sistema de circulación de refrixerante selado.
Desvantaxe: Cando a bomba de salmoira para debido a un mal funcionamento, pode producirse conxelación, o que provoca a rotura do grupo de tubos.
tubo de refrixeración
Tubo de refrixeración vertical
Vantaxes: Despois de vaporizar o refrixerante, é doado descargalo e o efecto de transferencia de calor é bo, pero cando o tubo de escape está alto, a temperatura de evaporación do refrixerante inferior é alta debido á presión estática da columna de líquido.
Tubo de parede tipo bobina dunha soa fila:
Vantaxes: A cantidade de refrixerante enchida é pequena, aproximadamente o 50 % do volume do tubo de escape, pero o refrixerante non se descargará rapidamente do tubo despois da vaporización, o que reduce o efecto de transferencia de calor.
Tubo deformado:
Vantaxes: gran área de disipación de calor.
Dispositivos auxiliares para equipos de refrixeración por compresión de pistón
separador de aceite
Función: Úsase para separar o aceite lubricante arrastrado polo líquido e o gas comprimidos para evitar que o aceite lubricante entre no condensador e deteriore as condicións de transferencia de calor.
Principio de funcionamento: Mediante as diferentes proporcións de pingas de aceite e vapor de refrixerante, o caudal redúcese aumentando o diámetro do tubo e a dirección do fluxo do refrixerante modifícase; ou mediante forza centrífuga, as pingas de aceite aséntanse á temperatura do vapor. Para o aceite lubricante en estado de vapor, a temperatura do vapor redúcese mediante lavado ou arrefriamento, de xeito que se condensa en pingas de aceite e se separa. O separador de aceite tipo filtro refrixérase con freón.
A función do colector de aceite: recolle a mestura de refrixerante e aceite separada do separador de aceite, do condensador e doutros dispositivos do sistema de refrixeración, e logo separa o aceite do refrixerante mesturado a baixa presión, e logo descargaos por separado. Para garantir a seguridade da descarga de aceite, o aceite reduce a perda de refrixerante.
A función do receptor de líquido é almacenar e axustar o refrixerante líquido subministrado a cada parte do sistema de refrixeración para garantir o funcionamento seguro do subministro de líquido do equipo. O acumulador de líquido divídese en barril de almacenamento de alta presión, baixa presión, barril de drenaxe e barril de almacenamento de líquido circulante.
A función do separador de gas-líquido: separar o refrixerante do evaporador para evitar que o líquido refrixerante entre no compresor e golpee o cilindro; separar o vapor ineficaz no líquido de amoníaco a baixa presión despois da estrangulación para mellorar o efecto de transferencia de calor do evaporador.
A función do separador de aire: separar e descargar o gas non condensable do sistema para garantir o funcionamento normal do sistema de refrixeración.
A función do intercooler: instalado nun sistema de refrixeración por compresión de dúas etapas (ou varias etapas) para arrefriar o gas sobrequentado descargado da compresión da etapa de baixa presión para o arrefriamento entre etapas para garantir o funcionamento normal do compresor da etapa de alta presión; O aceite lubricante arrastrado e o refrixerante de refrixeración fan que o refrixerante obteña a función de maior subarrefriamento.
almacenamento en frío
Clasificación:
Almacenamento en frío a grande escala (por riba de 5000 t); almacenamento en frío de tamaño mediano (1500 ~ 5000 t); almacenamento en frío pequeno (por debaixo de 1500 t).
Segundo os requisitos de uso:
Almacenamento en frío a alta temperatura: principalmente refrixerar froitas, verduras, ovos frescos e outros alimentos, a temperatura de almacenamento xeral é de 4 ~ -2 ℃;
Almacenamento en frío a baixa temperatura: principalmente conxelación e conxelación de carne, produtos acuáticos, etc., a temperatura de almacenamento xeral é de -18 ~ -30 ℃;
Almacén con aire acondicionado: almacena arroz, fideos, materiais medicinais, viño, etc. en condicións de temperatura normais, a temperatura xeral do almacén é de 10 ~ 15 ℃
Equipo de conxelación rápida: É axeitado para conxelar materias primas envasadas ou sen envasar, como bloques, rebandas e gránulos, para elaborar todo tipo de alimentos conxelados rapidamente, como gando, produtos acuáticos, verduras e empanadillas. Temperatura de conxelación: -30 ~ 40 ℃.
Conxelador rápido tipo caixa: Hai varias placas planas móbiles con intercapas na caixa envoltas con material illante térmico. As serpentinas de evaporación están instaladas na intercapa e tamén se pode verter salmoira entre os tubos, e o refrixerante flúe a través das serpentinas evaporativas; os produtos conxelados rapidamente colócanse entre as placas e as placas móvense para comprimir os materiais para a conxelación.
Máquina de conxelación rápida tipo túnel: consta dun corpo de túnel, evaporador, ventilador, estante de material ou rede de transmisión de aceiro inoxidable. O material pasa primeiro a través da cinta de malla da primeira etapa, que funciona máis rápido e a capa de material é máis fina, de xeito que a superficie se conxela; a cinta de malla da segunda etapa, que funciona máis lentamente e ten unha capa de material máis grosa, conxela todo o material para obter un produto conxelado rápido dun só gran.
Conxelador de inmersión: o material conxelado entra en contacto directo cun gas licuado ou refrixerante líquido a unha temperatura moi baixa para obter un produto conxelado rápido. Os alimentos pasan secuencialmente pola zona de prearrefriamento, a zona de conxelación e a zona de media de temperatura. O nitróxeno líquido almacénase fóra do túnel e introdúcese na zona de conxelación baixo unha determinada presión para a pulverización ou a conxelación por inmersión. O nitróxeno formado despois de que o nitróxeno líquido absorba a calor aínda está a unha temperatura moi baixa, de -10 a -5 °C, e envíase ao túnel mediante un ventilador. Preconxelar a sección anterior. Na zona de conxelación, os alimentos conxélanse rapidamente mediante o contacto co nitróxeno líquido a -200 °C.
Equipos de refrixeración de aire acondicionado
Refrixeración en atmosfera controlada: combinando a refrixeración co almacenamento en atmosfera controlada, controlando a temperatura de almacenamento e a composición do gas, de xeito que o contido de osíxeno e dióxido de carbono no almacén se utilice principalmente para o almacenamento de froitas e verduras, e se poida obter un bo efecto de conservación.
A perda de produtos no almacenamento é pequena. Segundo as estatísticas, a taxa de perda dos produtos de almacenamento en frío é do 21,3 %, mentres que a taxa de perda dos produtos de almacenamento en frío con aire acondicionado é do 4,8 %.
Data de publicación: 26 de xaneiro de 2022
