真空預(yù)冷機(jī)原理

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，蒸發(fā)熱為2256KJ/kg。當(dāng)壓力改變時(shí)，水的沸點(diǎn)以及蒸發(fā)潛熱也隨之改變。壓力降低時(shí)，水的沸點(diǎn)降低且蒸發(fā)熱增加。例如，當(dāng)壓力下降到610 帕?xí)r，水的沸點(diǎn)是0℃，蒸發(fā)熱為2500KJ/kg。沸點(diǎn)降低使得水易于汽化，水在汽化時(shí)必須吸收熱量。食品快速冷卻設(shè)備就是根據(jù)這一原理，利用真空泵抽取真空槽內(nèi)空氣以降低真空箱體內(nèi)氣壓，使真空槽內(nèi)的水份沸點(diǎn)降低從而蒸發(fā)，所以被冷卻物表面自由水不斷汽化，帶走自身及壞境熱量，從而達(dá)到冷卻降溫效果。

食品快速冷卻設(shè)備的主體部件  

真空冷卻裝置基本構(gòu)成：真空處理室、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)及控制系統(tǒng)四大部分組成。 真空處理室即真空處理槽，通常分為筒形和箱型。內(nèi)側(cè)材質(zhì)根據(jù)冷卻物品性質(zhì)決定，一般由碳鋼或者不銹鋼制成；外側(cè)由高強(qiáng)度矩形鋼管和槽鋼焊接并噴涂高強(qiáng)度防銹材料。 真空系統(tǒng)即抽氣系統(tǒng)，由真空泵和管路組成，現(xiàn)場連接電源和管道后，通過PLC程序控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制。  制冷系統(tǒng)包括匹配的半封閉螺桿壓縮機(jī)或活塞壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及氣分、油分、儲(chǔ)液器和制冷管路等。真空預(yù)冷中，用水作為制冷劑。因?yàn)樗恼舭l(fā)潛熱大且不造成污染，滿足環(huán)保的需求，是較為理想的制冷劑。其中，小型真空預(yù)冷裝置制冷機(jī)組常選擇水冷、風(fēng)冷壓縮冷凝家族，大型裝置則常采用并聯(lián)系機(jī)組或按系統(tǒng)。 

真空冷卻與傳統(tǒng)冷卻方式的比較    

傳熱機(jī)制的比較   

 常見冷卻方式主要有四種：風(fēng)冷、水冷、冰冷和真空預(yù)冷。前三者冷卻方式主要依靠溫差驅(qū)動(dòng)，通過對流方式從外物品表面放熱，熱量通過導(dǎo)熱從物體的中心傳遞至外表面，因此溫度分布從物品中心至外表面呈逐漸遞減的趨勢。真空預(yù)冷和前三者的本質(zhì)差別在于傳熱機(jī)制的不同，它通過降低真空箱體氣壓致使物體表面水分汽化吸熱帶走熱量，因此溫度分布從物品中心至表面是均勻的。

降溫速度的比較

傳統(tǒng)冷卻方式降溫速度受制于多種外界因素，如壞境溫度，水溫，場地面積大小等，存在冷卻處理時(shí)間長、降溫均勻性差、對被冷卻物品造成局部損傷、單位處理量有限等不足，因而無法達(dá)到快速、均勻降溫的保鮮效果。 真空預(yù)冷機(jī)的降溫速率取決于物品的表面積與體積之比和真空抽取的速度。其中，真空抽取速度可通過預(yù)冷機(jī)的設(shè)置決定。所以，傳統(tǒng)冷卻速度緩慢，而真空預(yù)冷降溫速度快，通常只需25分鐘左右即可將物品降至較為合適儲(chǔ)藏溫度。

食品快速冷卻設(shè)備在保鮮體系中的發(fā)展概況及展望 ;

國內(nèi)真空冷卻技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備制造技術(shù)尚不成熟。相比而言，歐洲國家對于規(guī)模型牧場養(yǎng)殖和農(nóng)場規(guī)模建設(shè)的時(shí)間長，對于真空預(yù)冷技術(shù)的研究具有豐富經(jīng)驗(yàn)。其中，美國、西班牙、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家在真空預(yù)冷技術(shù)的研究、開發(fā)及應(yīng)用上已具規(guī)模。二十世紀(jì)40年代末，西方國家開始進(jìn)行真空預(yù)冷技術(shù)的研究。日本從1966年展開對于真空預(yù)冷技術(shù)的研究，并廣泛應(yīng)用于果蔬生產(chǎn)基地。我國從80年代中期開始注意到真空預(yù)冷對于物品保鮮的作用并著手進(jìn)行真空預(yù)冷技術(shù)和設(shè)備的研究工作。在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家，為了獲得高質(zhì)量的速凍產(chǎn)品，把真空預(yù)冷作為果蔬采摘后必須進(jìn)行的第一道工序。在我國，隨著人們生活水平的提高，對于新鮮食品的訴求日漸增強(qiáng)，傳統(tǒng)冷卻的食品無法達(dá)到應(yīng)有的保鮮效果。在此情況下，德國弗格森借鑒國內(nèi)外真空預(yù)冷技術(shù)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)制造應(yīng)用廣泛的真空預(yù)冷機(jī)。為方便國內(nèi)客戶購買使用，真空預(yù)冷機(jī)已在中國弗格森投入生產(chǎn)。 

越來越多的專家開始著手于將真空預(yù)冷技術(shù)和其他技術(shù)相結(jié)合的保鮮方法，如花卉果蔬的真空預(yù)冷與氣調(diào)包裝相結(jié)合的保險(xiǎn)貯藏，試驗(yàn)表明配合氣調(diào)包裝可進(jìn)一步延長保質(zhì)期。 但就真空預(yù)冷技術(shù)的研究而言，還存在些許問題，例如多數(shù)研究都傾向于應(yīng)用，忽視了對真空冷卻機(jī)理的基礎(chǔ)研究。對于溫度和壓力準(zhǔn)確控制、濕度和物品重量變化規(guī)律、復(fù)壓的準(zhǔn)確時(shí)間等研究不夠準(zhǔn)確和完善。只有待上述問題得到充分研究后，再結(jié)合仿真的模擬實(shí)驗(yàn)，才能進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)行管理，設(shè)計(jì)出符合冷卻物品的真空預(yù)冷設(shè)備。