Изменения происходящие в пищевых продуктах при замораживании

Холодильные циклы  используются для искусственного охлаждения. Выделяют многоступенчатые, каскадные  и другие усложненные холодильные  циклы, ориентированные на повышение  экономичности холодильных машин, на расширение интервала температур и т.д. 
 

Основной  холодильный цикл:

В приложении 4  представлен основной холодильный  цикл в виде диаграммы «давление-энтальпия» с указанием физических компонентов. Для изучения цикла мы можем пройти по нему, начиная с любой точки, но обычно удобно начинать с немного переохлажденного жидкого хладагента, например, при температуре 35°С и давлении 15,33 бар. Это давление соответствует температуре насыщения 40°С. На рисунке данная точка обозначена буквой А.  

 Это удобная  начальная точка, потому что  ее положение обычно слабо меняется, несмотря на различные модификации основного цикла, которые будут рассмотрены позже.  

А-В. Жидкость расширяется  в регулирующем вентиле. При этом она не обменивается с окружающей средой энергией, ни тепловой, ни механической. Расширение проходит при постоянной энтальпии. Процесс расширения представлен на рис. 01 прямой линией, перпендикулярной оси энтальпии.  

 Когда давление  начинает уменьшаться, сначала  ничего не происходит; температура  остается почти постоянной. Наконец,  давление жидкости достигает кривой насыщения. Дальнейшее уменьшение давления означает, что температура также должна уменьшаться, иначе жидкость будет перегрета, что является термодинамически неустойчивым состоянием.  

 Таким образом,  жидкость охлаждается, и выделившаяся энергия идет на испарение части жидкости, или, другими словами, испаряющаяся жидкость охлаждает оставшуюся жидкость. Чем меньше давление, тем больше жидкости испарится.  

B. Жидкость достигла  конечного давления. Долю испарившейся  жидкости можно определить при помощи линий равных концентраций. В нашем примере хладагент расширился до давления 1,63 бар (-30°С), концентрация пара при этом составляет 33,9%.  

B-D. Частично  испарившийся хладагент поступает  в испаритель. Там испаряется  оставшаяся жидкость, производя, таким образом, необходимый холодильный эффект. Сначала состояние хладагента достигает точки C (100% насыщенный пар), но обычно в испарителе происходит небольшой перегрев — система переходит в точку D.  

D. Пар выходит  из испарителя с давлением 1,63 бар (равновесная температура −30°С), перегретый до −25°С.  

D-E. Пар сжимается  в компрессоре до давления  конденсации. Сжатие должно быть  по возможности идеальным, то  есть пару должна быть передана  не тепловая, а механическая энергия,  чтобы поднять давление до необходимого уровня, в нашем примере до 15,3 бар, что соответствует 40°С.  

 Это означает, что пар должен сжиматься изэнтропически, на диаграмме процесс должен  идти по изэнтропе D-E. Обратите  внимание на отличие от процесса  расширения A-B. Там не было обмена энергией с окружающей средой, поэтому хладагент расширялся по изоэнтальпе. Здесь не происходит теплообмена, но подводится механическая энергия, поэтому хладагент сжимается по изэнтропе. Как видно на диаграмме, при сжатии увеличивается температура хладагента. Причем увеличение температуры происходит быстрее, чем увеличение давления, поэтому хладагент не только остается газообразным, но еще и перегревается.  

 Однако сжатие  не может произойти идеально. Существует внутреннее трение  между движущимися частями пара, трение смазочного масла, перетекание сжатого газа в зону всасывания и т. д. Все это приводит к дополнительному нагреву пара. Поэтому пар будет сжиматься не по изэнтропе D-E', а по какому-то неопределенному пути с более высокой конечной температурой, обозначенной точкой E. Количество этой добавленной энергии зависит от эффективности компрессора h. Таким образом:  

H (E) — H (O) = (H (E) — H (D) ) / h (реальная мощность компрессора)  

 Зная (от изготовителя) значение h и значения H (E), и H (O) (из диаграммы), можно вычислить H (E). Кроме того, зная конечное давление (из диаграммы) находим температуру хладагента на выходе из компрессора.  

E-F. Перегретый  пар выходит из компрессора  при довольно высокой температуре.  Он несет энергию, слишком ценную, чтобы ее терять. Перегрев можно устранить в специальном теплообменнике, а полученное тепло использовано для производства горячей воды или для отопления помещений.  

F-A. Наконец, пар  поступает в конденсатор, возможно  слегка перегретым (чуть правее точки F), и конденсируется. Конденсат обычно выходит из конденсатора не насыщенным, а немного переохлажденным, и процесс возвращается в начальную точку A с давлением 15,33 бар (40°С) и температурой 35°С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение  №1

 
 

Схема компрессионной холодильной машины: 1 - компрессор; 2 - всасывающий клапан; 3 - нагнетающий воздух клапан; 

4 - поршень; 5 - цилиндр; б - электропривод; 7 - электровентилятор; 

8 - конденсатор; 9 - ресивер; 10- терморегулирующий вентиль; 11 - датчик; 

12 - испаритель 

 Схема компрессионной  холодильной машины: 1 - компрессор; 2 - всасывающий клапан; 3 - нагнетающий  воздух клапан; 

4 - поршень; 5 - цилиндр; б - электропривод; 7 - электровентилятор; 

8 - конденсатор; 9 - ресивер; 10- терморегулирующий вентиль; 11 - датчик;

12 – испаритель.

Приложение 2. 

Льдогенератор Im-25 
 

                        

 
 

Приложение 3.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 4. 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Используемая  литература:

1.Холодильная  техника и технология продуктов  питания. Учебник для студентов высш. учебн. заведений. С.А.Большаков.- М.: Издательский центр «Академия»,2003.-304 с.

2.Цуранов О.А., Крысин А.Г. М.:Холодильная техника и технология. Под ред.проф. В.А. Гуляева- СПб.:Лидер,2004- 448с. 

Нормативные документы

ГОСТ 15899-93 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан (хладон 114В2). Технические условия

ГОСТ 17008-85 Компрессоры  хладоновые герметичные. Общие технические  условия

ГОСТ 23844-79 Хладон 113. Технические условия

ГОСТ 8502-93 Дифторхлорметан (хладон 22). Технические условия

ГОСТ 29265-91 Хладагенты органические. (Хладоны). Цифровые обозначения 

Сайты интернета:

http://www.zto.ngts.ru/article_frames/zamorozka1.htm