冷庫制冷工藝的定義及其設(shè)計的基本內(nèi)容 制冷工藝是制冷系統(tǒng)中的一個具體概念，是制冷循環(huán)系統(tǒng)中各個組成部分有機聯(lián)合工藝技術(shù)。所有的制冷裝置無論大小均需要進行制冷工藝的設(shè)計。冷庫制冷工藝設(shè)計時大型制冷工程設(shè)計的重要組成部分。本書主要研究食品冷藏供液的制冷裝置中制冷工藝的設(shè)計，也就是冷庫制冷工藝設(shè)計�！袄鋷臁笔菍σ赘瘮∈称愤M行冷加工或冷藏的建筑物，它既要負荷生產(chǎn)的需要，又要負荷流通的需要。 冷庫提供的冷凍、冷藏條件，使加工及貯存的易腐敗食品保質(zhì)保量，為農(nóng)牧也生產(chǎn)服務(wù)，為人民生活服務(wù)。而制冷工藝設(shè)計就是為各空間提供冷源，也就是為各冷間提供不因室外空氣參數(shù)和室內(nèi)條件而變化的較為穩(wěn)定的“溫濕度”，以達到延長易腐敗食品的貯存期限、****限度地保持食品質(zhì)量的目的，這就是制冷工藝課程的主要任務(wù)。冷庫設(shè)計要確保技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、節(jié)能優(yōu)化、安全適用、質(zhì)量保證。 完整的冷庫設(shè)計包括制冷工藝設(shè)計、土建設(shè)計、電器設(shè)計、采暖于通風設(shè)計，以及給排水設(shè)計等五個方面。其中制冷工藝是先行，是主導，其他設(shè)計要根據(jù)制冷工藝設(shè)計提出的條件、數(shù)據(jù)來進行設(shè)計。各個專業(yè)的設(shè)計要密切配合，協(xié)同一致，共同完成冷庫設(shè)計。冷庫制冷工 冷庫制冷工藝設(shè)計即根據(jù)制冷機工作的原理，根據(jù)易腐敗食品冷加工或冷藏的技術(shù)要求、衛(wèi)生要求，參照有關(guān)設(shè)計規(guī)范或標準，合理地選擇和裝設(shè)全部制冷機器與設(shè)備（包括管道、閥門、管件、儀表等）。設(shè)計前，應(yīng)進行可行性研究、調(diào)查，了解建庫的確自然、社會情況以及各種物質(zhì)、技術(shù)條件。設(shè)計時，吸取同類冷庫設(shè)計、生產(chǎn)建設(shè)經(jīng)驗；參考國內(nèi)外科學技術(shù)新成就；在總結(jié)實踐經(jīng)驗和科學實驗的基礎(chǔ)上，積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝和新材料；使冷庫系統(tǒng)投入使用時生產(chǎn)流程合理，節(jié)約能源，操作維修方便。 國內(nèi)冷庫建設(shè)近幾年發(fā)展非常迅速，新建的食品冷庫越來越多，而且新增的冷庫都在不斷應(yīng)用新技術(shù)，自動化程度也越來越高，在設(shè)計、使用、維護和保養(yǎng)等方面都包含越來越多的技術(shù)含量，使冷庫在使用中真正做到安全、節(jié)能、好用。 近二十幾年來，人們研究得最為積極的是對CFCs類氟利昂制冷劑的替代研究，其中冷庫或其他小型制冷裝置用制冷劑的替代研究表明，氨是一種很好的替代物。它不僅在大型冷控股中作為制冷劑，而且隨著新研究成果的出現(xiàn)，例如，密封性好的裝置和設(shè)備的研制成功、低粘度PAO潤滑油與氨互溶性的發(fā)現(xiàn)等，使氨已可以用于小型的制冷裝置及空調(diào)系統(tǒng)。目前已研制出專門用氨做制冷劑的氨用小型壓縮機。擴大氨制冷機組的使用可以部分解決CFCs的替代問題。
冷庫制冷工藝設(shè)計的一般流程 冷庫制冷工藝的基本任務(wù)，是根據(jù)制冷原理和需冷場的性質(zhì)、冷加工工藝的要求，把制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥及其輔助設(shè)備組合起來，構(gòu)成一個完整、合理的制冷循環(huán)系統(tǒng)，創(chuàng)造生產(chǎn)過程中所需求的低溫環(huán)境，用于易腐食品的凍結(jié)和冷藏。 冷加工工藝要求是制冷工藝設(shè)計的主要依據(jù)，制冷工藝設(shè)計時冷庫設(shè)計內(nèi)容中的主要組成部分。冷庫設(shè)計中的土建設(shè)計、給排水設(shè)計、采暖通風設(shè)計和電氣設(shè)計都應(yīng)符合制冷工藝的要求，但制冷工藝設(shè)計也要受建筑、結(jié)構(gòu)及水電方面各自特點的制約。其中，制冷工藝設(shè)計是先行和主導，其他設(shè)計要依據(jù)制冷工藝設(shè)計提出的條件、數(shù)據(jù)來進行。 食品冷加工的機理及影響食品冷加工質(zhì)量的主要因素 在進行制冷工藝設(shè)計時，一方面要根據(jù)制冷機的工作原理，其次要根據(jù)易腐敗食品冷加工或冷藏的技術(shù)要求、衛(wèi)生要求，參照有關(guān)設(shè)計規(guī)范或標準，合理選擇和裝設(shè)全部制冷及其與設(shè)備（包括管道、閥門、管件、儀表等）因此，一個冷庫制冷工藝設(shè)計的成功與否，是看最終能否滿足凍結(jié)和凍藏等冷加工食品的質(zhì)量要求。為了能更好地設(shè)計制冷工藝，首先必須對食品冷加工的機理和影響食品冷加工的主要因素進行了解。
食品冷加工的原理 引起食品腐敗變質(zhì)的主要原因是微生物的作用和酶的催化作用，而作用的強弱均與溫度緊密相關(guān)。一般來講，溫度降低均使作用減弱，從而阻止或延緩食品腐爛變質(zhì)的速度。因此，食品可以低溫下作長時間的貯藏而不變質(zhì)，這就是人們利用低溫保藏食品的機理。 食品的冷加工主要包括冷卻、凍結(jié)、冷藏和升溫解凍等內(nèi)容。各種食品應(yīng)按其特點和貯藏要求，選用適宜的溫度，即分別采用不同的冷加工工藝。比如對于水果、蔬菜等職務(wù)性食品，由于采摘后仍是一個有生命力的物體，冷加工前先要經(jīng)過預(yù)冷間出去田間熱，然后進入冷加工流程。除加工成凍結(jié)食品外，對新鮮水果、蔬菜不僅必須維持的它的“活體”狀態(tài)，還要減弱它的呼吸作用，所以一般都在“冷卻”狀態(tài)下，即在冷卻物冷藏間進行保藏，而冷卻物冷藏間要針對不同的品種設(shè)定不同的溫度、相對濕度條件，而對于肉類動物性食品，經(jīng)加工整理后，肉體細胞已經(jīng)死亡，只有把它放在低溫環(huán)境下，減弱酶的活性及一直微生物的生命活動才能延長包藏起。所以對于肉類食品是經(jīng)整理后馬上進行急凍間凍結(jié)，肉體中心溫度達-15℃以下后，再放到-25~-18℃的低溫冷藏間中低溫冷藏。
食品名稱 | 冷藏溫度/℃ | 相對濕度（%） | 最長貯存期 | 凍豬肉 | -24~-18 | 85~95 | 2~8個月 | 凍牛肉 | -23~-18 | 90~95 | 9~12個月 | 凍羊肉 | -18~-12 | 80~85 | 3~8個月 | 凍家禽 | -30~-10 | 80 | 3~12個月 | 凍家兔 | -24~-12 | 80~90 | 6個月 | 凍魚 | -20~-12 | 90~95 | 8~10個月 | 凍蛋 | -18 | 85~95 | 12個月 | 鮮蛋 | -1~-0.5 | 80~85 | 8個月 | 蘋果 | -1~+1 | 85~90 | 2-7個月 | 桔子 | 0~1.2 | 85~90 | 8~10個星期 | 柚子 | 0~10 | 85~90 | 3~12個月 | 梨 | +1.5~-0.5 | 85~90 | 1~6個月 |
一般來說，凍藏時的溫度越低，食品的保藏期越長。但值得注意的是，冷藏的溫度條件和貯藏期的長短，還涉及投資和長期經(jīng)營運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟成本，必須要加以綜合考慮。如果冷藏的溫度越低，不僅投資增加，而且消耗能量增大，冷加工成本就高。因此，合理選擇冷藏庫的溫度，使其在保持食品質(zhì)量的前提下，減少初期投資，降低能耗，是制冷工藝設(shè)計中必須重視的問題。 影響食品質(zhì)量的主要因素 食品凍結(jié)、冷藏的目的在于****限度地保持食品的原有品質(zhì)。因此，在進行制冷工藝設(shè)計時，首先應(yīng)分析影響食品質(zhì)量的各種因素，才能根據(jù)貯藏對象設(shè)計出最適宜的接方法和貯藏方法。
凍結(jié)速度對食品質(zhì)量的影響 食品凍結(jié)時形成的冰晶大小，直接影響食品組織細胞的破壞程度和解凍汁液流失量的多少。實踐證明：快速凍結(jié)使食品內(nèi)部形成小的冰晶，組織細胞被破壞程度輕微，解凍后液汁流失少；而慢速凍結(jié)則剛好相反。所謂快速凍結(jié)，從食品熱中心的降溫速率來說，是指食品熱中心溫度從-1℃降到-5℃所用時間小于30min，若大于30min就位慢速凍結(jié)；若從冰峰移動速率來說，以-5℃作為冰封面，當冰峰移動速度處于5~20cm/h時，就是快速凍結(jié)，而當冰峰移動速度處于0.1~1cm/h時，就是慢速凍結(jié)。不同的冷庫在進行制冷工藝設(shè)計時對食品凍結(jié)速度的快慢是要提前考慮到的 凍結(jié)方法對食品質(zhì)量的影響 食品凍結(jié)方法有很多，包括空氣吹風凍結(jié)、接觸式凍結(jié)、液體噴淋式凍結(jié)、固定隧道式凍結(jié)以及連續(xù)式速凍裝置等，不同的食品對凍結(jié)方法的敏感程度是不同的。有的凍結(jié)方法可能造成食品的失重嚴重或變色、或風味改變等。在制冷工藝設(shè)計中都要提前計劃好。 3）貯藏條件對食品質(zhì)量的影響 低溫冷藏可以延長食品的貯藏期限，高的空氣相對濕度可以減少食品的干耗，但也為微生物的滋生創(chuàng)造了條件。蒸發(fā)器表面溫度和室內(nèi)空氣溫度的溫差小，需要較大的蒸發(fā)了面積，但大的溫差又會增加食品的干耗。外部熱量的侵入會加劇庫溫的波動，從而引起食品凍藏質(zhì)量的明顯下降，造成食品的干耗、脂肪氧化、蛋白質(zhì)變性、甚至食品的食用價值地下，品質(zhì)變劣。因此，合理設(shè)計冷庫配置裝置的各個部分，保證合適的冷藏條件是至觀重要的。
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