真空冷却机

 真空冷却机     |      2018-07-15 11:12

                                           真空预冷机

 
真空预冷机(英文名:vacuum cooler或vacuum cooling machine)是运用真空预冷技术,利用真空泵抽取真空槽内空气和水蒸气以降低真空箱体内气压的冷却加工设备。在低气压下,水的沸点降低,蒸发潜热增加,被冷却物表面自由水发生汽化现象,带走自身及坏境热量,达到冷却降温效果。
 
中文名
真空预冷机
外文名
vacuum cooler
技    术
运用真空的特殊环境实现快速降温
特    点
冷却速度快
 

基本原理

新鲜农产品采收后仍具生命力,呼吸作用及其他生理变化持续进行,加速了产品老化、萎调及黄化。低温可抑制引起产品劣变的生理变化,减缓细菌滋生。
在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,蒸发热为2256KJ/kg;当压力下降到610 帕时,水的沸点是0℃,蒸发热为2500KJ/kg。随着气压的降低,水的沸点降低,而蒸发单位质量的水所消耗的热量增加。真空预冷就是在真空条件下,使水迅速在真空处理室内以较低的温度蒸发,在此过程中,消耗较多热量,在没有外界热源的情况下,在真空室内产生了制冷效果。真空预冷技术原理简单,降温速度高,广泛应用于农产品保鲜、运输与储存等。
真空预冷中,预冷是指在短时间内的急速降温,根据被冷却物的性质确定预冷时效,通常为数分钟或数小时。真空预冷处理不是简单的降温手段,而是运用了真空的特殊环境实现快速降温的技术。
发展概况
国内真空预冷技术应用于设备制造技术尚不成熟。相比而言,欧洲国家对于规模型牧场养殖和农场规模建设的时间长,对于真空预冷技术的研究具有丰富经验。其中,美国、西班牙、澳大利亚等发达国家在真空预冷技术的研究、开发及应用上已具规模。
二十世纪40年代末,西方国家开始进行真空预冷技术的研究。日本从1966年展开对于真空预冷技术的研究,并广泛应用于果蔬生产基地。我国从80年代中期开始注意到真空预冷对于物品保鲜的作用并着手进行真空预冷技术和设备的研究工作。  
在欧美、日本等发达国家,为了获得高质量的速冻产品,把真空预冷作为果蔬采摘后必须进行的第一道工序。在我国,随着人们生活水平的提高,对于新鲜食品的诉求日渐增强,传统冷却的食品无法单盘达到应有的保鲜效果。
真空预冷特点
 
真空预冷机不是冷藏设备,而是冷却加工设备,是产品放入储藏室前或放上货架前的降温设备。降温后的产品生理变化减缓,可延长产品的储存期或货架期。真空预冷机依靠低压下,水沸点低蒸发热量高的特性设计而成,其主要特点如下:
1. 冷却速度快:20-30分钟即可达到所需的冷藏温度。
2. 冷却均匀:产品表面自由水汽化带走自身热量达到冷却目的,实现从内到外均匀降温。
3. 干净卫生:真空坏境下,可杀菌或抑制细菌繁殖,防止交叉污染。
4. 薄层干燥效应:有治愈保鲜物表皮损伤或抑制扩大等独特功效。
5. 不受包装限制:只要包装有气孔,即可均匀冷却物品。
6. 保鲜度高:可保有食物原有色、香、味,延长货架期。
7. 自动化程度高:可通过压力传感器控制制冷系统和真空系统压力,方便调节真空预冷机的真空度,并且可远程操控,便于监控设备运行和快速解决设备故障。
8. 高度精准:配备精密式数显温度、湿度控制器,精确控制真空度及湿度。
9. 安全稳定:电气部分采用著名品牌产品,保证机器工作稳定寿命长久,操作安全。
真空预冷机存在的问题:(1)真空预冷设备价格较高,初始投资大。(2)对于表面积相对小的果蔬,如黄瓜、西红柿,冷却效果不理想。

比较

传热机制的比较
常见冷却方式主要有四种:风冷、水冷、冰冷和真空预冷。前三者冷却方式主要依靠温差驱动,通过对流方式从外物品表面放热,热量通过导热从物体的中心传递至外表面,因此温度分布从物品中心至外表面呈逐渐递减的趋势。真空预冷和前三者的本质差别在于传热机制的不同,它通过降低真空箱体气压致使物体表面水分汽化吸热带走热量,因此温度分布从物品中心至表面是均匀的。降温速度的比较
传统冷却方式降温速度受制于多种外界因素,如坏境温度,水温,场地面积大小等,存在冷却处理时间长、降温均匀性差、对被冷却物品造成局部损伤、单位处理量有限等不足,因而无法达到快速、均匀降温的保鲜效果。 真空预冷机的降温速率取决于物品的表面积与体积之比和真空抽取的速度。其中,真空抽取速度可通过预冷机的设置决定。所以,传统冷却速度缓慢,而真空预冷降温速度快,通常只需25分钟左右即可将物品降至最适储藏温度。

发展趋势

专家在保鲜方面,将真空预冷技术和其他技术相结合,如花卉果蔬的真空预冷与气调包装相结合的保鲜贮藏,试验表明配合气调包装可进一步延长保质期。
但就真空预冷技术的研究而言,还存在许多问题。多数研究都倾向于应用, 忽视了对真空冷却机理的基础研究。对于温度和压力准确控制、湿度和物品重量变化规律、复压的准确时间等研究有待完善。优化真空预冷机的运行管理,设计出符合冷却物品的真空预冷设备需建立在机理的透彻研究,并结合仿真模拟实验。