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银河电子游戏1331冷冻装备用手机扫描二维码关闭
快速冻结是主要的食物保鲜手艺之一，能最洪流平地保存食物的感官、营养，并利于贮存、延伸货架期且不需要添加任何防腐剂，切合当今人们对食物绿色、利便和保健的三大追求，逐渐成为备受接待的食物种类之一。速冻食物是接纳新鲜的质料，经由适当的处置惩罚和急速冷冻，于－18～－20℃的低温条件下送达消耗点的低温产品。
随着速冻食物需求量的日益增多，研究影响其品质转变的因素是很是须要的。参考文献划分使用差别的冷冻要领处置惩罚同样的质料，研究它们冻结后的品质、货架期等，效果批注速冻食物的质量取决于冻结速率，冻结速率影响冰晶的巨细与漫衍位置，与冰晶巨细成反比。Fennema等研究也证实了冻结速率会影响食物品质。Alhamdan平划分接纳液氮超低温冻结、单体快速冷冻和古板的慢冻方法处置惩罚新鲜食物及其货架期，发明液氮冻结的食物在相同贮存期内品质最好，即冻结速率越快，冰晶成核速率大于生长速率，这时晶体的体积小、数目多、漫衍匀称，对食物内部组织细胞的危险小，而冻结速率的快慢很洪流平上依赖于冻结装备的性能。因此，装备性能优劣会直接影响冷冻食物的品质，并且速冻装备在冷冻食物加工生产线上的初投资也最大、能耗最高，以是对速冻装备的研发、设计和优化至关主要。本文主要凭证现在海内速冻装备的现状，划分从能耗、气流漫衍和冻结时间三个方面，综述了影响速冻装备性能的因素。
1 速冻装备的现状
1.1 速冻装备研究的配景
20世纪20年月，速冻装备的生长起源于美国，以天下上第一台速冻机的问世为标记，迄今为止，美、日、西欧等蓬勃国家速冻装备的种类已达20余种，且装备规格齐全、单位时间生产量大且自动化水平高，而我国速冻装备工业起步相对较晚。1973年我国食物厂首次引进日本的速冻装备举行速冻食物的生产加工。厥后，随着速冻食物的需求量增添，最先注重对国产速冻装备的研发。1985年最先相继自主开发研制了差别规格的十多种类型的速冻装备。亚洲生齿基数大，对速冻食物的需求量大，现在亚洲已成为全球速冻装备规模最大的市场，占全球的39%，速冻装备工业生长远景辽阔。现在我国研发的速冻装备与外洋同类装备在性能指标、结构设计、清洁便捷水平（如冻结区内设置圆形倒角、倾斜面，不易生长细菌，并且机组各个面处于完全可视化规模内，利于视察，实时清扫等）和自控性能等方面的差别仍然很大。
1.2 速冻装备的分类
速冻装备依据差别角度有差别的分类，例如: 按冻结速率分为快速冻结（5～20cm/h）、中速冻结（1～5cm/h）和慢速冻结（0.1～1cm/h）装备，三种冻结速率使食物冻结后内部冰晶巨细、形状和漫衍均有差别 ；按冷却介质分4类，即空气循环式冻结、喷淋式冻结、接触式冻结和浸渍式冻结 ；空气冻结方法中应用较广的是隧道式、螺旋式和流态化式冻结装置。
速冻装备的种类较多，但差别的速冻装备优弱点各异，而速冻装备的性能直接影响速冻食物的品质，因此合理选择装备对包管食物的票鹄肓关主要。鲁珺平划分接纳液氮速冻、平板速冻和冷柜冻结要领处置惩罚巨细相近的同批银鲳鱼，并在相同的贮藏条件下贮存一段时间后，发明使用液氮冻结时银鲳鱼中挥发性盐基氮值（TVB－N）和K值最小，且盐溶性卵白浓度下降最缓慢，批注三种冻结要领中液氮冻结最能有用地坚持银鲳鱼的品质。Boonsumrej平划分接纳鼓风和超低温两种冻结方法对虎虾举行冷冻，且用相同的解冻要领，发明接纳超低温冻结，虎虾解冻后损失较少，品质优异。
综上可知，差别的速冻装备对统一食物举行冻结、解冻后的品质会差别，因此应该依据被冻食物的特点和要求合理地选择速冻装备。在这几种常用的冻结要领中，直接接触式、流化床式冻结装备对食物的形状有要求; 出于运行经济性的思量，液氮喷淋式冻结装备使用还不敷普遍。因此，空气式速冻装置仍是现在使用最广的装备，尤其是隧道式和螺旋式速冻装备。
2 速冻装备的性能优化
2.1 影响速冻装备能耗的因素
近年来我国速冻食物年产量增添较快，占有全球速冻食物总量的三分之一。我国速冻装备主要应用于冷冻水产品、肉禽类和果蔬食物领域，而速冻装备的运行能耗比其它类型同容积的冻结装备高，因此速冻装备的节能需特殊重视。下文将从压缩机选型、蒸发器传热以及其他方面综述影响速冻装备能耗的因素。
2.1.1 压缩机的选型 压缩机是速冻装备动力的泉源也是耗能最大的部件，因此其设计选型对系统能耗至关主要。Widell等使用MATLAB软件比照剖析了压缩机电机上是否装置变速驱动装置对隧道式速冻装备系统的影响，研究发明在压缩机电机上装置变速驱动装置能提高系统能效且便于调理容量。汤青等在蒸发温度为－35℃条件下，比照剖析了使用单级压缩、单机双极压缩和单机单、双极切换压缩对制冷系统的COP的影响，发明单机单、双极切换压缩在速冻系统中的节能效果最佳。张金翠等在相同的运行工况下（蒸发温度-40～-60℃）比照了自动复叠和单机双级压缩两套系统，研究批注随蒸发温度的降低，复叠式系统具有冻结速率快和耗能低等特点。王衍智等在相同工况下比照几种差别的制冷机组，发明单机双极变频螺杆机组最适合应用于大型低温速冻装备。张建一等通过实验现场测试发明压缩机与冷凝压力保存最佳匹配，在最匹配时制冷效率高。综上可知，在差别的运行工况，速冻装置压缩机的选型计划可以差别，可以凭证差别的冻结温度，合理选择制冷循环及其压缩机。
2.1.2 蒸发器的传热 在速冻系统内，蒸发器是必备的换热部件，其性能的优劣直接影响速冻装备的制冷效果和能耗崎岖，因此蒸发器传热传质的研究对系统的优化至关主要。张玲等研究了速冻装备蒸发器的传热，比照了在有霜运行时，等节距和叛变距翅片对蒸发器传热的影响，研究发明叛变距翅片能有用缓解结霜带来的能量损失。郑传祥等的研究批注不结霜条件下，接纳叉排、小管径的蒸发器传热系数较高。别的制冷剂的供液方法也会影响蒸发器的传热系数，曹晓程等接纳三种供液方法（射流泵节约供液、热力膨胀阀供液和液泵供液）比照剖析了平板速冻机系统性能，发明射流泵供液系统的能耗最低。杜宇等研究了重力供液和直接膨胀供液对速冻装备蒸发器运行特征的影响，发明重力供液传热性能优于直接膨胀供液。由此可知，蒸发器在有霜和无霜条件下翅片形状、是否叛变距、管径巨细以及管子排列方法等，对蒸发器传热性能影响至关主要。以后可以着重研究蒸发器管道的设计和安排等，设计更有利于换热的盘管或接纳高效板式换热器，进而提高蒸发器的传热效率，抵达镌汰蒸发器尺寸、提高蒸发温度、提高制冷系统运行经济型的目的。
2.1.3 其他影响因素 黄仲兴研究提高速冻冷库制冷效率的途径时，发明选用较大蒸发面积的凉风机，以及使用水冷机组时偏大选用冷却塔的规格，能显著提高制冷机组的制冷量。张亮等研究流场平衡性对隧道式速冻性能耗的影响，研究效果批注流场漫衍越匀称，换气速率越小，单冻机耗冷量越小，可以实现节能。孙勇中剖析了吹风式速冻装置料口跑冷的机理，提出了料口高度对装置内部冷空气泄露速率的影响远大于宽度; 若同侧双料口，要举行阻遏，且只管处于统一高度的刷新计划。
综上可知，速冻装备在运行工况下装备的选型、系统结构的设计以及流场的特征均对速冻装备能耗有影响，因此在以后的研究和设计速冻装备时需综合思量这三个因素，追求最佳的设计计划。
2.2 内部流场的研究
在研发速冻机时，速冻装置内部的流场不但影响速冻装备的传热性能，并且对被冻食物的品质和干耗有影响，因而研究速冻装备内部流场至关主要。Amarante等使用热撒播感器剖析了隧道式和流化床式速冻装备，研究批注速率场漫衍不匀称性是影响传热效率的主要因素。因此，优化速冻机内部流场对提高速冻机性能、刷新速冻装备至关主要。张珍等研究了上下攻击式速冻装备内静压箱流场漫衍，建设物理数学模子，模拟静压箱内速率场和压力场，发明在均风板和隔板间增设导流板后，提高了流场内气流组织的匀称性，使压力场漫衍更匀称，增添了速冻装置结构的稳固性。梁亚星等比照了扩口形和等径形的液氮喷雾式速冻装备出口风道对风速场的影响，发明等径形的速率场匀称性好。因此在速冻装备合适的位置增设导流板会提高流场匀称性，进而从性能、设计上优化速冻装备。段雪涛等对板带式速冻机建设二维模子，使用PHOENICS软件模拟速冻装备内部的流场，剖析风速巨细和栅格的加入对速冻装备内流场的影响，研究发明风速巨细、生产量与能耗之间保存最佳匹配，加入格栅后速冻装备内速率场、温度场的匀称性都有所提高。徐斌等又进一步模拟叙述了板带式速冻机差别的流动通道高度、入口空气流速和入口夹角对流场的影响，得出最佳气流漫衍所对应的通道高度、入口风速，为以后板式速冻机的研发设计提供了依据。张珍等运用CFD模拟手艺模拟了上下均风孔板的速冻装置中流场及温度场，比照了冻结区内孔板差别启齿率下的压力漫衍情形，得出孔板开孔率5%时，压力漫衍较为匀称，镌汰应力集中，对孔板和隔板之间的区域起到� ；ぷ饔�。牛新朝用CFD模拟了-60℃低温速冻柜内流场及温度场，发明送风口与回风口的安排方法对速冻柜内流场漫衍有影响，并最终得出送风口接纳上下安排，且回风口位于送风口中心时，流场匀称性最佳。
由上述可知，针对差别的冻结装备其内部流场的影响因素差别，CFD模拟手艺可以相瞄准确地模拟整个速冻装备内部的速率场、压力场和温度场的漫衍，直观地剖析出流场的特点，通过调解设计参数可以有用地刷新速冻装备的设计，以及发明装备在设计和使用中保存的缺乏，批注数值模拟手艺关于设计和优化速冻装备可提供有用的参考。
2.3 冻结时间的研究
食物冻结历程所消耗的能量占总能耗比重最大，冻结时间也直接影响生产商的运行本钱以及食物的质量，是权衡速冻装备整体性能的主要因素之一。
2.3.1 影响食物冻结时间的因素 食物冻结时间是被冻结食物从初始状态冻结至所需温度所用的时间。冻结时间受被冻食物的几何尺寸、界线条件和初始条件等影响，并且在冻结历程中食物物性具有时变性，食物结构保存重大性，因此准确盘算冻结时间较量难题�？梢砸谰莶畋鹗澄锏奶氐�，相瞄准确地展望食物冻结时间，从而合理匹配速冻装备，进而合理地控制速冻装置的运行，使装备高效运行的同时包管产品质量、降低能耗。
2.3.2 食物冻结时间的盘算 基于食物冻结时间展望的重大性，盘算冻结时间的要领各不相同。Pham等通过比照剖析盘算冻结时间的四个经典模子：CE、P1、P2、SM，研究低水分、低冰点的食物在冻结时间盘算的准确水平，研究批注对该类食物冻结时间展望最为准确的模子是P1。李杰中剖析总结了展望食物冻结时间的三种要领，得出简朴公式法易掌握但准确度低，数值模拟法本钱低且值得推广，在模拟形状重大的食物和同时保存传热传质的冻结历程中具有优势，而人工神经网络法是在数值模拟基础上的增补完善。Min等食物冻结时间的履历公式出发，开发了冻结时间的盘算程序，思量了食物厚度、冷却介质温度和吹风速率对隧道式速冻装备冻结时间的影响，盘算效果准确快速，得出凭证冻结时间选择速冻装备的运行工况，使系统更节能。
综上可知，盘算食物冻结时间的要领较多，但对具有差别热物性、差别形状的食物，盘算效果的准确度保存差别，因而开发新的、适用性广的盘算模子是研究的热门之一。
2.3.3 食物冻结时间盘算的优化海内外关于冻结时间的研究颇多，一样平常是交织使用模拟法、实验法和履历公式法三种要领。Okita等接纳CFD模拟鼓风方法中三种容积差别番石榴果肉的冻结时间，研究效果批注使用模拟法和实验法获得的冻结时间趋势一致但保存误差，可能是网格划分不对理造成的。Kim等比照了有无电磁加热处置惩罚对大蒜冻结时间的影响，研究效果批注接纳电磁热处置惩罚后通过最大冰晶带的时间缩短，且坚持较好的硬度、新鲜度。Kim等通过对液氮喷淋速冻装置增设硅树脂作为冷却剂的预冷装置，发明增设预冷装置后，食物冻结时间大大缩短。李杰等使用CFD模拟软件研究了虾仁在鼓风冻结装置中的冻结时间，得出吹风速率、偏向、巨细以及送风温度均影响虾仁冻结时间，且随送风温度降低冻结时间镌汰的趋势会变缓。Gon~i等连系核磁共振成像的图像处置惩罚和放样对食物举行几何建模，为食物建模的准确性提供了手艺支持。Santos等基于焓和基尔霍夫连系的传热方程，用MATLAB6.5软件对蘑菇冻结时间举行模拟，模拟得出冻结时间温度曲线与实验效果基本吻合，最大的绝对误差小于3.2℃。邵双全等基于食物物性具有时变性特点，首先对差别温度下枸杞的各个物性举行盘算，然后接纳FLUENT软件的simple算法，建设二维模子对枸杞鲜果的冻结历程举行模拟，模拟效果与实验效果能很好地吻合。
由于基于软件操作的研究周期短、节约物力，故使用软件模拟盘算冻结时间的研究较多，但模子的建设、网格的划分和盘算机内存的有限在很洪流平上限制了模拟效果的准确性。现在有关食物冻结的模拟软件许多，但适用规模和准确度差别，软件的选择对冻结时间模拟效果的影响较大。举行差别速冻装备中食物冻结时间的盘算时，应凭证差别食物的特点，选择盘算模子、物性参数，或者确定相关装备运行参数举行食物冻结时间的盘算。
3 未来速冻装备生长的展望
现在对速冻装备的研究，主要从优化速冻装备性能的角度思量，可归纳为三个方面：降低装备能耗，相关研究者已经从系统结构设计、装备选型以及制冷剂供液方法等方面入手 ；优化装备内部的流场，关注速冻装置内流场的匀称性、气流组织漫衍; 冻结时间，冻结时间是影响速冻食物品质的主要因素之一，准确盘算和展望食物冻结时间是速冻装备优化设计的一个主要指标。凭证现在我国设计和生产的速冻机的现状，基于速冻装备在食物加工生产中节能和关于食物品质的主要性，在以后的研究中还可以重点关注以下方面：首先，由于压缩性能耗是系统整体性能的一个主要指标，因此凭证差别速冻装备的特点，对压缩机、风机等举行合理选型 ；其次使用数字成像手艺、核磁共振手艺等举行食物的建模，提高模子准确性，通过盘算机模拟手艺比照剖析速冻装备各部件的安排和设计、部件形状等对装备内部速率场、压力场、温度场的影响，从而优化装备的设计; 最后，在模拟和实验的基础上，探讨盘算冻结时间的可靠要领，并对差别冻结装备所冻结食物的冻结时间举行数据积累，为进一步研究差别食物冻结时间提供有用的依据。总之，该领域以后研究的热门是在综合思量装备能耗、冻结时间和流场漫衍三个因素的基础上对速冻装备性能优化。