製冷技術
實驗指導書
上海海洋大學食品學院
二〇一〇年十二月
實驗一食品冷藏庫製冷裝置現場教學
學時數：2學時
（一） 實驗目的
1． 了解氟利昂製冷系統的基本組成
2． 了解製冷系統主要裝置的外形和結構
3． 了解製冷系統主要工作原理。
（二） 實驗專案內容
1． 壓縮機的外部結構和管道連線
2． 製冷熱交換器的類別、結構和管道連線
3． 製冷輔助裝置的結構和管道連線
（三） 主要儀器裝置及其配套數
製冷壓縮機、風冷式冷凝器、高壓貯液筒、乾燥過濾器、視液鏡、電磁閥、熱力膨脹閥、蒸發器（冷風機）、電氣控制箱。製冷原理圖參考圖1。
（四） 實驗室名稱
氣調庫實驗室。
圖1 氣調庫製冷系統原理圖
製冷壓縮機：製冷（劑）迴圈的動力源泉。
冷凝器：冷卻過熱製冷劑，使過熱氣態製冷劑相變為液態製冷劑。
高壓貯液器：儲存緩衝製冷劑，其容量應能夠容納製冷系統所有製冷劑（液態）。
乾燥過濾器：過濾雜質，吸收氟利昂內水分（防止冰堵）。
視液鏡：觀察液態製冷劑的流動狀態，也可帶指示製冷劑含水量的功能。
電磁閥：控制製冷系統低壓蒸發部分的製冷劑供液與否。
熱力膨脹閥：節流裝置，它是根據乾式蒸發器出口製冷劑過熱度的大小來控制製冷劑流量大小的。
蒸發器：換熱器，蒸發器表面溫度比庫內空氣溫度低10℃左右（常規設計）。因此可將庫內的空氣溫度保持在設定值。
溫控：溫度控制器，檢測庫內溫度，與設定值比較，然後控制電磁閥的開啟與關閉，達到控制庫溫的作用。
高低壓控制器（sp）：hp>：高壓控制，當冷凝壓力超過設定值，高壓控制器動作，切斷壓縮機電源並自鎖，保護壓縮機，需人工手動復位後，才能重新啟動壓縮機；lp<：
低壓控制，當蒸發壓力低於設定值，低壓控制器動作，切斷壓縮機電源，當蒸發壓力回公升後，自動復位，重新啟動壓縮機。
本冷庫製冷系統的自動執行：
1、溫控檢測庫溫，當庫溫高於設定值，溫控開啟電磁閥，向蒸發器供液，蒸發器內壓力開始公升高；2、當蒸發壓力公升高至低壓控制器設定值後，低壓控制器閉合，壓縮機運轉，冷庫進入降溫工作狀態。3、當庫溫達到設定值後，溫控關閉電磁閥，停止蒸發器的供液；蒸發器內壓力開始下降（壓縮機的吸氣作用）；4、當蒸發壓力低於低壓控制器的設定值後，低壓控制器斷開，壓縮機停止運轉，製冷系統處於待機狀態，等待庫溫的再次公升高。周而復始，製冷系統自動執行，將庫溫控制在設定值附近。
低壓停止壓縮機的控制方式的好處在於：壓縮機停機時，能夠保證蒸發器內無液體存在，可避免再次開機時可能出現的積存在蒸發器內的液態製冷劑吸回壓縮機，引起液擊現象。
詳細介紹請翻閱課本相關章節。
實驗報告：根據所學知識，寫出製冷系統的主要組成裝置及其工作原理。
實驗二果蔬真空預冷實驗
實驗學時數：2學時
（一） 實驗目的
掌握真空預冷的工作原理、特點及適用處理的物件。
（二） 實驗原理
真空冷卻的原理是根據水在不同的壓力下有不同的沸點。如在正常的101．3 kpa大氣壓力下，水在100℃沸騰；當大氣壓力為0．626 kpa時，水的沸點為0℃左右。在沸騰過程中，要吸收氣化潛熱，這個相變熱正好用於蔬菜的真空冷卻。
圖2 真空冷卻裝置原理圖
（三） 實驗專案內容
設計方案用葉菜（如青菜、捲心菜、菠菜、生菜等）進行真空預冷實驗，並與果實類食品（如番茄、土豆、桃子、蘋果等）的預冷進行比較。
（四） 主要儀器及其配套數
上海鮮綠真空保鮮裝置****vac —0.2 型真空預冷實驗機一台，配備電腦可以進行溫度、壓力、預冷物件質量自動採集系統。
（五） 實驗室名稱
食品冷藏鏈教學實驗研究中心。
實驗報告：總結真空預冷的工作原理、特點及適用處理的物件。
實驗三食品凍結曲線的測定
實驗學時數：2學時
（一） 實驗目的
1． 通過實驗，使學生掌握食品凍結過程的溫度變化；
2． 通過實驗，使學生掌握食品凍結曲線的測定方法，繪出食品中心溫度的凍結溫度曲線；
3. 通過實驗，根據食品的降溫情況，繪出凍結曲線。
本實驗有學生在查閱資料的基礎上，綜合比較各種凍結方式並結合實驗室的現有條件，自行設計食品凍結的方案，選擇測量儀表進行實驗。
（二） 實驗原理
食品凍結溫度曲線是食品在冷卻、凍結過程中，食品溫度與所經歷的時間關係曲線。在食品冷卻、凍結的不同溫度階段中，放出的熱量是不均衡的。當食品剛被冷卻時，食品的溫度下降較快，但降至某一溫度時，食品中的水分開始凍結，並形成冰晶，這個溫度即為食品的凍結點，也稱為冰點。
當食品繼續被冷卻時，其冷量主要用來奪取食品中大部分水分凍結成冰時所放出的大量潛熱，因此，在較長時間內食品的溫度幾乎恆定，曲線呈水平狀態，這段溫度區間通常在－1～－5℃，稱為最大冰晶生成帶（如下圖：a－b）（zone of maximum crystallization）。此後，食品溫度又快速下降，直至凍結結束。
如圖1所示。
圖3 降溫曲線示意
（三） 實驗專案內容
以食品為原料進行不同低溫環境下的凍結過程的溫度變化和分布的測定。
（四） 主要儀器及其配套數
fluke多點溫度測定儀、銅－康銅熱電耦、低溫冰箱等。
（五） 實驗室名稱
食品冷藏鏈教學實驗研究中心。
實驗報告：畫出食品凍結過程的降溫變化曲線，並進行適當分析。
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