第三章制冷与食品冷冻.ppt

3.1制冷技术原理 3.2制冷剂和载冷剂 3.3食品的冻结 液态物质在温度降低至凝固点而仍不发生凝固或结晶等相变的现象。这样的物质叫作过冷液体。 把物质加热到通常发生相变的温度以上而仍不出现相变的现象，称为过热。 3.2 制冷剂和载冷剂 1.制冷剂 实现制冷循环的工作物质 对制冷剂的要求： （1）汽化热 要大，↓制冷剂循环量 （2）冷凝压力 不应过高，省功 （3）沸点 应适当低，使压缩吸入压力适合 （4）凝固点 应低，适用温度范围较大 （5）临界温度 应高些，常温可液化 （6）比容 要小，可↓压缩机尺寸 （7）安全性 无毒无腐蚀性,难燃难爆,化学稳定 （8）价格 低廉易得 目前，最常用的制冷剂为氨和氟利昂等 （1）氟利昂（Freon） 氟利昂：饱和烃的卤素取代物的总称 氟利昂按其组成可分为三类： CFC--含氯的氟化碳 HCFC--含氢和氯 的氟化碳 HFC--含氢无氯的氟化碳 分子通式： 氟利昂的种类多，通常用编号以便于称呼 氟利昂促进了制冷技术的发展。但到1970s，人 们发现氟利昂进入大气后会破坏臭氧层，并产生温 室效应。 氟利昂中: CFC类 对臭氧层的破坏能力最强 HCFC类 次之 HFC类 因不含氯而无破坏作用 为保护人类赖以生存的自然环境，1987年以来， 经过三次国际会议讨论，决定对R11，R12等15种 CFC物质及R10等5种物质到2010年完全停止生产, 对R22等34种HCFC物质从2020年起开始控制 现在，各国都在积极研究CFC的代用问题 （2） 氨（NH3） 是我国最广泛应用的制冷剂 按国家标准规定，无机化合物制冷剂: 编号数字为700加其分子量 2．载冷剂 载冷剂：将制冷系统产生的冷量传给被冷却物 体的中间介质 常用的载冷剂有三类： 水、盐水(NaCl,CaCl2)及有机物载冷剂(乙二醇) 间接冷却装置需用载冷剂 载冷剂条件：安全性好； 价廉易得；热容量大。 3.3 食品的冻结 3.3.1 水的冻结曲线 食品冻结过程是食品中的自由水形成晶体的物理过程。自由水冻结成冰，结合水不能。 水在常压下的冰点为0℃，但实际上在冻结曲线上，冰晶体往往不是一到0℃就形成，而是要先经过一个过冷过程。水的过冷温度可低到-40℃才出现结冰。（书中图） 食品的冻结温度曲线 AB：降温至过冷 BC：冰晶开始形成 CD：冻结主要阶段 DE：溶质开始结晶 EF：水和溶质继续 结晶 FG：已冻食品继续降温 3.3.2 食品的冻结曲线 各类食品都有一个类似于水的冰点的初始冻结点，称为食品的冰点。总是低于水的冰点。 一般冻藏食品的温度仅为-18℃左右。其中的水分实际上并未完全冻结。食品的冻结也会出现过冷现象。过冷的程度与食品的种类有关。 3.3.3 水分结冰率与最大冰晶生成区 水分转化为冰晶体的程度——水分结冰率（冻结率、结冰率） 食品冻结到一定温度时形成的冰晶体质量（mi）与食品总水分（包括结冰水mi和液态水mw） θr食品的冰点θ低于冰点的食品温度 水分结冰率变化最大的温度区域称为最大冰晶生成区，-1～-5℃之间 3.3.4 冻结对食品的影响 A 物理性质 1.体积膨胀 产生内压 冻结膨胀压：含水分多的食品冻结时体积会膨胀，当内部的水分因冻结而膨胀时会受到外部冻结层的阻碍，于是产生内压。 2.比热变小 Cp=2.0935a+0.8374b a--食品含水率 b--固形物含量 导热系数提高，汁液流失（减少风味，营养成分，重量） 干耗量 w=βA(Pf-Pa) B 质构变化 细胞间隙的与亲水胶体结合转弱或以低浓度溶液状态存在的水分 冰晶体冻结越慢 水分重新分布越显著 * * * * * * 第 3 章 制冷与食品冷冻 Refrigeration 制冷与食品冷冻 3.1 制冷技术原理 3.1.1 制冷的基本概念、原理与方法 3.1.2 一般制冷方法 3.1.3 低温制冷方法 3.1.4 食品冷冻常用的蒸气 压缩式制冷循环 3.1.1 制冷基本概念、原理与方法 A卡诺循环及逆卡诺循环 卡诺循环 1→2 等温可逆膨胀， 2→3 绝热可逆膨胀 3→4 等温可逆压缩， 4→1 绝热可逆压缩 构成正循环：顺时针的热力循环 1-2-3-4-1闭合线所围面积：对外所作之功 逆卡诺循环 也是由四个可逆过程组成 1→2 绝热可逆压缩，等熵过程， T2升至T1 2→3 等温可逆压缩,熵减少,向热源(T1)放热Q1 3→4 绝热可逆膨胀，熵不变，T1降到T2 4→1 等温可逆膨胀,熵增加,由冷源(T2