Invriezen: Het proces waarbij een product, door middel van een lage temperatuurbron die door koeling wordt gegenereerd, van kamertemperatuur wordt afgekoeld en vervolgens wordt ingevroren.
Koeling: Het proces waarbij een lage temperatuur wordt verkregen door de fysische toestand van het koelmiddel te veranderen en zo een lage temperatuur te bereiken door middel van koeling.
Soorten koelapparatuur: koudebronproductie (koeling), materiaalbevriezing, koeling.
Koelmethode: zuigercompressor, schroefcompressor, centrifugaalcompressor, absorptiekoeler, stoomstraalkoeler en vloeibare stikstof.
Vriesmethode: luchtkoeling, onderdompeling en koelmiddel door metalen buizen, warmteoverdracht via contact tussen wand en materiaal.
sollicitatie:
1. Transport van diepvriesproducten, gekoelde producten en diepvriesproducten.
2. Koeling, vriesopslag, geklimatiseerde opslag en gekoeld transport van landbouwproducten en levensmiddelen.
3. Voedselverwerking, zoals vriesdrogen, vriesconcentratie en materiaalkoeling.
4. Airconditioning in voedselverwerkingsbedrijven.
Principe van de koelcyclus
Belangrijkste onderdelen: koelcompressor, condensor, expansieventiel, verdamper.
Principe van de koelcyclus: Het koelmiddel absorbeert warmte en bereikt zijn kookpunt wanneer het zich in een vloeibare toestand bevindt bij lage temperatuur en lage druk. Vervolgens verdampt het tot stoom bij lage temperatuur en lage druk. Onder invloed van de compressor condenseert het verdampte koelmiddel tot gas bij hoge temperatuur en hoge druk. Deze condensatie condenseert tot vloeistof bij hoge druk. Na het expansieventiel condenseert het tot een vloeistof bij lage druk en lage temperatuur, die opnieuw warmte absorbeert en verdampt. Zo ontstaat de koelcyclus van de koelkast.
Basisconcepten en -principes
Koelcapaciteit: Onder bepaalde bedrijfsomstandigheden (dat wil zeggen, bepaalde verdampingstemperatuur, condensatietemperatuur en onderkoelingstemperatuur van het koelmiddel) is dit de hoeveelheid warmte die het koelmiddel per tijdseenheid aan het bevroren object onttrekt. Dit wordt ook wel het koelvermogen van het koelmiddel genoemd. Onder dezelfde omstandigheden is het koelvermogen van hetzelfde koelmiddel afhankelijk van de grootte, snelheid en efficiëntie van de compressor.
Directe koeling: Tijdens de koelcyclus, wanneer het koelmiddel warmte absorbeert, wisselt de verdamper de warmte direct uit met het te koelen object of de omgeving eromheen. Deze methode wordt over het algemeen gebruikt in individuele koelinstallaties die industriële koeling vereisen, zoals ijsvriezers, kleine koelcellen en huishoudelijke koelkasten.
Koelmiddel: De werkzame stof die continu circuleert in het koelapparaat om koeling te bewerkstelligen. Een dampcompressiekoelapparaat realiseert warmteoverdracht door de verandering van de toestand van het koelmiddel. Koelmiddel is een onmisbaar materiaal voor kunstmatige koeling.
Veelgebruikte koelmiddelen
Veelgebruikte koelmiddelen: lucht, water, pekel en organische wateroplossing.
Selectiecriteria: laag vriespunt, hoge soortelijke warmtecapaciteit, geen metaalcorrosie, chemische stabiliteit, lage prijs en gemakkelijke verkrijgbaarheid.
Hoewel lucht als koelmiddel veel voordelen heeft, wordt het in de praktijk bij het koelen of invriezen van voedsel alleen gebruikt in de vorm van direct contact met voedsel, vanwege de lage soortelijke warmtecapaciteit en het geringe convectieve warmteoverdrachtseffect in gasvormige toestand.
Water heeft een hoge soortelijke warmte, maar een hoog vriespunt. Daarom kan het alleen als koelmiddel worden gebruikt voor het realiseren van een koelvermogen boven 0 °C. Voor koelvermogen onder 0 °C wordt pekel of een organische oplossing als koelmiddel gebruikt.
Waterige oplossingen van natriumchloride, calciumchloride en magnesiumchloride worden vaak aangeduid als bevroren pekel. De meest gebruikte bevroren pekel in de voedingsmiddelenindustrie is een waterige natriumchlorideoplossing. Van de organische koelmiddelen zijn de twee meest representatieve waterige oplossingen van ethyleenglycol en propyleenglycol.
Het belangrijkste onderdeel van zuigercompressie-koelapparatuur.
Functie: Het wordt gebruikt om het koelmiddel samen te persen, zodat er arbeid wordt verricht en energie wordt opgewekt. Vervolgens condenseert en expandeert het koelmiddel om een koudebron te vormen die warmte kan absorberen.
De weergavemethode van het model: het aantal cilinders, het type koelmiddel dat wordt gebruikt, het type cilinderopstelling en de diameter van de cilinder.
Samenstelling: Cilinderblok, cilinder, zuiger, drijfstang, krukas, carter, inlaat- en uitlaatkleppen, valse deksel, enz.
Werkingsproces: Wanneer de zuiger omhoog beweegt, opent de zuigklep en komt de koelmiddeldamp via de zuigklep in de cilinder aan de bovenkant van de zuiger terecht. Wanneer de zuiger verder omhoog beweegt, sluit de zuigklep en beweegt de zuiger verder omhoog. De koelmiddeldamp in de cilinder wordt samengeperst. Zodra de luchtdruk een bepaald niveau bereikt, opent de uitlaatklep van de valse afdekking en wordt de koelmiddeldamp uit de cilinder afgevoerd en in de hogedrukleiding geperst.
Kenmerken: Eenvoudige structuur, gemakkelijk te produceren, grote aanpasbaarheid, stabiele werking en eenvoudig onderhoud.
condensor
Functie: warmtewisselaar, die de oververhitte damp van het koelmiddel condenseert tot vloeistof door afkoeling.
Type: horizontale buizenwarmtewisselaar, verticale buizenwarmtewisselaar, watersproeiwarmtewisselaar, verdampingswarmtewisselaar, luchtkoeling
Werkingsproces: De oververhitte koelmiddeldamp komt via de bovenkant van de behuizing de condensor binnen en komt in contact met het koude oppervlak van de buis, waarna het condenseert tot een vloeibare film. Onder invloed van de zwaartekracht glijdt het condensaat langs de buiswand naar beneden en scheidt zich ervan af.
De watervernevelingsverdamper bestaat uit een vloeistofreservoir, een koelleiding en een waterverdeeltank.
Werkingsproces: Het koelwater komt van bovenaf de waterverdeeltank binnen en stroomt via de tank naar de buitenkant van de spiraalvormige buis. Een deel van het water verdampt en de rest valt in het waterreservoir. De onderkant van de verborgen subbuis komt in de hoofdleiding terecht, waar het water afkoelt, condenseert en vervolgens in het vloeistofreservoir stroomt.
Expansieklep
Functie: het verlagen van de druk van het koelmiddel en het regelen van de koelmiddelstroom. Wanneer het vloeibare koelmiddel onder hoge druk door het expansieventiel stroomt, daalt de condensatiedruk abrupt tot de verdampingsdruk. Tegelijkertijd kookt het vloeibare koelmiddel, neemt het warmte op en daalt de temperatuur.
Thermische expansieklep: Deze klep gebruikt de oververhittingsgraad van de stoom aan de uitgang van de verdamper om de koelmiddeltoevoer te regelen. Onder normale bedrijfsomstandigheden van de koelunit is de perfusiedruk van het toevoerelement gelijk aan de som van de gasdruk onder het membraan en de veerdruk, en bevindt zich in een evenwichtstoestand. Onvoldoende toevoer van koelmiddel zorgt ervoor dat stoom terugstroomt aan de uitgang van de verdamper, de oververhittingsgraad toeneemt, de temperatuur van de temperatuursensor stijgt, het membraan naar beneden beweegt en de opening van de uitlaat toeneemt totdat de hoeveelheid toegevoerde vloeistof gelijk is aan de hoeveelheid verdamping, waarna de temperatuur van de temperatuursensor weer stijgt en er een evenwicht ontstaat. De thermische expansieklep kan daarom automatisch de openingsgraad van de klep aanpassen, waardoor het vloeistofvolume automatisch kan worden verhoogd of verlaagd met de belasting. Dit zorgt ervoor dat het verwarmingsoppervlak van de verdamper optimaal wordt benut.
Verdamper
Functie: Het koelmiddel absorbeert de warmte van het te koelen medium.
Classificatie: Afhankelijk van de aard van het koelmedium worden ze in drie categorieën verdeeld.
1. Verdamper voor het koelen van vloeibaar koelmiddel: zoals waterkoelers, pekelkoelers, enz. Het koelmiddel absorbeert warmte aan de buitenkant van de buis en het vloeibare koelmiddel circuleert in de buis door middel van een vloeistofpomp. Afhankelijk van de structuur worden ze onderverdeeld in horizontale buistypes, verticale buistypes, spiraalbuistypes en spoeltypes.
2. Verdamper voor het koelen van lucht: het koelmiddel verdampt in de buis, de lucht stroomt naar buiten en de luchtstroom is een natuurlijk convectieproces.
3. Contactverdamper voor het koelen van bevroren materiaal: Het koelmiddel verdampt aan één zijde van de warmteoverdrachtswand, terwijl de andere zijde van de wand in direct contact staat met het gekoelde of bevroren materiaal.
Kenmerken: goede warmteoverdracht, eenvoudige structuur, compact formaat en minder corrosie van apparatuur dankzij het gesloten koelmiddelcirculatiesysteem.
Nadeel: Wanneer de pekelpomp door een storing stopt, kan er bevriezing optreden, waardoor de buizenbundel kan scheuren.
koelbuis
Verticale koelbuis
Voordelen: Nadat het koelmiddel is verdampt, is het gemakkelijk af te voeren en is de warmteoverdracht goed. Echter, wanneer de uitlaatpijp hoog is, is de verdampingstemperatuur van het onderste koelmiddel hoog vanwege de statische druk van de vloeistofkolom.
Enkelrijige spiraalvormige wandbuis:
Voordelen: De hoeveelheid koelmiddel die wordt bijgevuld is klein, ongeveer 50% van het volume van de uitlaatpijp, maar het koelmiddel zal na verdamping niet snel uit de pijp ontsnappen, waardoor het warmteoverdrachtseffect wordt verminderd.
Vervormde buis:
Voordelen: groot warmteafvoerend oppervlak.
Hulpapparatuur voor zuigercompressiekoelinstallaties
olieafscheider
Functie: Het wordt gebruikt om de smeerolie die in de gecomprimeerde vloeistof en het gas is meegevoerd te scheiden, zodat de smeerolie niet in de condensor terechtkomt en de warmteoverdrachtsomstandigheden verslechtert.
Werkingsprincipe: Door de verschillende verhoudingen van oliedruppels en koelmiddeldamp wordt de stroomsnelheid verlaagd door de diameter van de pijp te vergroten en de stroomrichting van het koelmiddel te veranderen; of door centrifugale kracht bezinken de oliedruppels tot de damptemperatuur. Voor smeerolie in dampvorm wordt de damptemperatuur verlaagd door te wassen of te koelen, waardoor deze condenseert tot oliedruppels en zich afscheidt. De filterolieafscheider wordt gekoeld met Freon.
De functie van de oliecollector: deze verzamelt het koelmiddel- en oliemengsel dat afkomstig is van de olieafscheider, condensor en andere onderdelen van het koelsysteem. Vervolgens scheidt de olie zich onder lage druk van het gemengde koelmiddel en voert beide componenten afzonderlijk af. Om de veiligheid van de olieafvoer te garanderen, vermindert de olie het verlies van koelmiddel.
De functie van de vloeistofreservoir is het opslaan en regelen van het vloeibare koelmiddel dat aan elk onderdeel van het koelsysteem wordt toegevoerd, om zo een veilige werking van de vloeistoftoevoer naar de apparatuur te garanderen. De vloeistofreservoirs zijn onderverdeeld in hogedrukreservoirs, lagedrukreservoirs, afvoerreservoirs en reservoirs voor circulerende vloeistof.
De functie van de gas-vloeistofscheider: het scheiden van het koelmiddel van de verdamper om te voorkomen dat vloeibaar koelmiddel de compressor binnendringt en de cilinder beschadigt; het scheiden van de ineffectieve stoom in de ammoniakvloeistof onder lage druk na smooring om de warmteoverdracht in de verdamper te verbeteren.
De functie van de luchtafscheider: het scheiden en afvoeren van het niet-condenseerbare gas in het systeem om de normale werking van het koelsysteem te garanderen.
De functie van de tussenkoeler: deze is geïnstalleerd in een tweetraps (of meertraps) compressiekoelsysteem om het oververhitte gas dat vrijkomt bij de lagedrukcompressie te koelen, zodat de hogedrukcompressor normaal kan blijven werken. De meegevoerde smeerolie en het koelmiddel zorgen ervoor dat het koelmiddel verder wordt onderkoeld.
Koelopslag
Classificatie:
Grootschalige koelopslag (meer dan 5000 ton); middelgrote koelopslag (1500 tot 5000 ton); kleine koelopslag (minder dan 1500 ton).
Volgens de gebruikseisen:
Koelopslag bij hoge temperaturen: voornamelijk voor het koelen van fruit, groenten, verse eieren en andere voedingsmiddelen. De algemene bewaartemperatuur ligt tussen 4 en -2 ℃.
Lage temperatuur koelopslag: voornamelijk voor het invriezen van vlees, visproducten, enz., de algemene opslagtemperatuur ligt tussen -18 en -30 ℃;
Geconditioneerd magazijn: opslag van rijst, noedels, medicinale producten, wijn, enz. onder normale temperatuursomstandigheden. De gemiddelde temperatuur in een magazijn is 10 tot 15 ℃.
Snelvriesapparatuur: Deze is geschikt voor het invriezen van kleine, verpakte of onverpakte grondstoffen zoals blokken, plakken en korrels voor de bereiding van allerlei soorten snelvriesproducten, zoals vlees, vis, groenten en dumplings. Vriestemperatuur -30 ~ 40 ℃.
Box-type snelvriezer: Deze bestaat uit meerdere beweegbare vlakke platen met tussenlagen, die omwikkeld zijn met thermisch isolatiemateriaal. In de tussenlagen zijn verdamperbuizen geïnstalleerd, waartussen pekel kan worden gegoten. Het koelmiddel stroomt door de verdamperbuizen. De snelvriesproducten worden tussen de platen geplaatst en de platen worden bewogen om de producten samen te persen en te bevriezen.
Tunnelvriesmachine: Deze bestaat uit een tunnelbehuizing, een verdamper, een ventilator en een materiaaltransportband of een roestvrijstalen transportnet. Het materiaal passeert eerst de eerste transportband, die sneller draait en een dunnere materiaallaag creëert, waardoor alleen het oppervlak bevriest. De tweede transportband, die langzamer draait en een dikkere materiaallaag creëert, bevriest het gehele materiaal tot een enkelkorrelig snelvriesproduct.
Dompelvriesinstallatie: Het bevroren materiaal wordt direct in contact gebracht met een vloeibaar gas of koelmiddel met een zeer lage temperatuur om een snelvriesproduct te maken. Het voedsel doorloopt achtereenvolgens de voorkoelingszone, de vrieszone en de temperatuurmiddelingszone. De vloeibare stikstof wordt buiten de tunnel opgeslagen en onder een bepaalde druk in de vrieszone gebracht voor sproei- of dompelvriezen. De stikstof die ontstaat nadat de vloeibare stikstof warmte heeft geabsorbeerd, heeft nog steeds een zeer lage temperatuur van -10 tot -5 °C en wordt door een ventilator de tunnel ingeblazen. In de vrieszone wordt het voedsel snel bevroren door contact met vloeibare stikstof van -200 °C.
Airconditioning- en koelapparatuur
Gecontroleerde atmosfeer koeling: Door koeling te combineren met opslag onder gecontroleerde atmosfeer, waarbij de opslagtemperatuur en gassamenstelling worden geregeld, wordt het zuurstof- en koolstofdioxidegehalte in het magazijn optimaal benut voor de opslag van groenten en fruit, waardoor een goede conservering wordt bereikt.
Het productverlies tijdens opslag is gering. Volgens statistieken bedraagt het verliespercentage van producten in koelhuizen 21,3%, terwijl dit percentage voor producten in koelhuizen met airconditioning slechts 4,8% is.
Geplaatst op: 26 januari 2022
