一、冷藏庫簡介
冷藏庫是用來冷卻、凍結和冷藏各類食品,並保持食品原有的營養成份、味道及色釋,防止腐壞變質的專用庫。按使用性質可分為:矹生產性冷庫、分配性冷庫及生活服務性冷庫三類。食品的冷加工包括食品的冷卻、凍結和冷藏三個工藝過程。
(一)食品的冷卻
是指將食品的進庫溫度降低到所含汁液冰點溫度以上指定溫度的過程。應該指出,食品的冷卻過程均應采用冷風機空氣冷卻器作為冷分配設備,並應控製蒸發壇度與冷庫內循環空氣的平均溫度差。當采用光滑管空氣冷卻器時,以6~8℃為宜;而采用翅片管空氣冷卻器時,以8~10℃為宜,冷卻庫溫度通常控製在0~+3℃左右。
(二)食品的凍結
是指將食品的進庫溫度降低到所含汁液冰點溫度以下,使大部分汁液凍結為冰晶的過程。
冷分配設備可采用冷風機或冷卻排管。凍結庫溫度一般為-18-30℃。
目前國外大多采用以隔熱材料製作成一條隧道,凍結食品裝在隧道內與冷風流動相反方向運行的輸送設備上,組成高效率的快速凍結裝置。隧道內溫度為-30~-40℃。
(三)食品的冷藏
是指在特定的冷庫溫度和相對濕度下,對冷卻或凍結後的食品進行貯藏的過程。
冷藏庫的溫度應不高於食品冷卻終點或凍結終點溫度。習慣上把冷卻冷藏間稱為“高溫庫”’把凍結冷藏間稱為“低溫庫”。冷分配設備可采用冷風機或冷卻排管等型式。
對於小型生活服務性冷藏庫來說,它是利用機械製冷的方法,在具有良好隔熱效果的冷藏庫內低溫貯存肉類、蛋類和水產類等食品。由於這種混合型使用的冷藏庫具有庫容量小、貯存期短、品種多和堆貨率低等特點,可廣泛應用於飲食服務行業、賓館、學校、企事業單位的職工食堂以及帶有分配性質銷售的菜場,作為中轉冷藏。它對改善人民生活,調劑和活躍市場起到很大的作用。
二、冷藏庫的建築特點和基本要求
鑒於冷藏庫的建築及製冷設備的安裝,均是在常溫下施工的,投產後其整體結構和設備又常年處於低溫狀態,與外界環境存在較大的溫差,因此施工時必須考慮冷庫建材、製冷設備材料的熱變形所產生的溫度應力,以及外界的傳熱量等諸方麵因素的影響,應對冷庫圍護結構、部分設備和管路進行隔熱和防潮處理,並采取防腐及防鏽等措施,使之保持其完整性及原有的特性。
(―)隔熱處理
由於冷藏庫是“內冷外熱”,外界環境中的熱量必然通過圍護結構向冷藏庫內傳遞。為了保持冷庫要求的工作溫度,必須設法阻止或削弱外界熱流侵入,而設置具有適當絕熱能力的隔熱層。隔熱層的材料選擇,對冷藏庫圍護結構質量的優劣,是一個重要環節,一般應符合導熱係數小、吸濕性能差、耐火、抗凍和強度高等要求。常用隔熱材料性能。
在鋪貼各類泡沫塑料或軟木隔熱詹時,應盡量原狀整塊砌結,采用分層錯縫,幹鋪緊塞的辦法,最大限度地降低吸水性,避免在穿過隔熱層的構件布置時,形成“冷橋”而發生漏冷現象。
(二)防潮處理
由於冷庫內外空氣中存在水蒸汽分壓力差,外界空氣中的水蒸汽,必然通過圍護結構向冷庫內滲透擴散,稱為蒸汽滲透。應當指出:熱量傳遞過程是能量轉移,而蒸汽滲透卻是物質(水蒸汽分子)的轉移。當水蒸汽在壓力差的作用下,通過圍護結構進入隔熱層材料的空隙中時,即凝結成水或結為冰霜。同時,因為冷庫內外之間的熱濕交換,在結構表麵上所形成的凝結水和冰霜,都將使隔熱材料受潮,破壞隔熱性能,增大導熱係數,進而腐壞變質。為此,必須采取有效措施,防止水蒸汽的滲透和熱濕交換。通常在隔熱層的外側或內外兩側,鋪貼隔汽防潮層。有采用一氈二油、二氈三油或三氈四油的做法。增設空氣幕、常溫穿堂和利用製冷設備的高壓熱管來緩解熱濕交換程度。
(三)地坪凍臌處理
對於低溫庫在建造時均應注意地坪凍臌問題。
土壤的凍脹會嚴重地破壞冷庫的牆體、結構基礎,隆起後使地坪凍脹開裂,造成整個冷庫報廢。所以對於低溫庫的地坪,從設計到施工的每個環節都要給予高度的重視。要采取經濟而合理的防凍措施,做好地坪隔熱防潮處理。目前冷庫常用的地坪防凍處理有以下幾種:
①地坪架空防凍。將地坪用柱子或地壟牆架空。
②地坪下埋設自然通風管道或機械通風管道防凍。在地坪下,埋設水泥管或缸瓦管,、讓室外熱空氣,通過管道自然對流,或用通風機將熱空氣定時輸入管道流動。
③地坪下埋設熱油管防凍。在地坪下埋設蛇形管,利用熱油循環加熱。
④電熱防凍。在地坪隔熱層下的混凝土層內,埋設電熱鋼筋網加熱。
三、小型冷庫計算
(一)冷庫建築麵積的確定
由於小型冷庫製冷設備的選擇是建立在冷庫熱負荷基礎上的,所以在確定熱負荷之前,應首先根據冷庫的設計要求、工藝過程、凍結能力和冷藏容量,初步規劃出冷庫的建築麵積、外形R度,以及隔熱防潮處理等方案。並結合小型冷庫多采用單層建築,主體結構宜呈矩形(長寬比1.5:1左右)等特點,繪製出冷庫平麵布置圖和圍護結構層次圖。
然後根據設計的冷庫建築平麵尺寸、空間高度,按下述公式反複核算實際庫容量口,應與設計要求相符。
(二)冷庫熱負荷的確定
冷庫熱負荷的計算,其目的在於正確合理地選擇製冷設備。冷庫熱負荷各項耗冷量的計算,可參見第一章有關內容和附錄六“食品冷藏庫製冷工藝基礎資料”進行實際運算。
(三)氟利昂製冷係統的確定
對於庫容量在100t以下的小型冷庫,大多采用氟利昂製冷係統,簡稱“氟係統”。氟係統也同樣必須具有壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四項基本設備,用相應的管路組成封閉的製冷係統,以完成壓縮、冷凝、膨脹和汽化四個熱力過程。由於采用氟利昂作為製冷劑,所以在設計氟係統時,必須考慮它的特殊性。
1.氟係統的特點
(1)氟利昂與潤滑油的互溶性
與潤滑油能互相溶解,是氟利昂的主要特性。溶解量越大,氟利昂液體的粘度越大,壓縮機的失油現象也就越嚴重,並且製冷效果顯著下降。所以氟係統中的回油處理是關鍵問題,應從設備配置(如增設氟油分離器)、管路布置、和供液方式等方麵采取有效措施。
(2)氟利昂的溶水性
與水幾乎不溶解是氟利昂的又一個特性。當氟係統中含有水分時,在蒸發溫度泜於0℃的運行工況下,會在膨脹閥口處結冰,發生冰堵故障。同時因水的分解作用還會腐蝕設備和管路,產生鍍銅現象,影響壓縮機的配合間隙尺寸,從而發生機械故障。因此在氟係統的膨脹閥前,必須配置幹燥過濾器。
(3)供液方式
氟係統的供液方式多采用熱力膨脹閥控製的直接供液。為了滿足回油和均勻供液等要求,布置管路時,必須采用有利於係統回油的上進下出供液方式,並輔以配置分液器設備。