Dondurma: Soğutma yoluyla üretilen düşük sıcaklık kaynağı kullanılarak ürünün normal sıcaklığından soğutulması ve ardından dondurulması işlemidir.
Soğutma: Soğutucu akışkanın fiziksel halindeki değişimden yararlanarak soğutma etkisiyle düşük sıcaklık kaynağı elde etme işlemidir.
Soğutma ekipmanı çeşitleri: soğuk kaynak üretimi (soğutma), malzeme dondurma, soğutma.
Soğutma yöntemi: piston tipi, vidalı tip, santrifüjlü soğutma kompresör ünitesi, absorbsiyonlu soğutma ünitesi, buhar püskürtmeli soğutma ünitesi ve sıvı azot.
Dondurma yöntemi: Hava soğutmalı, daldırma ve metal boru, duvar ve malzeme teması yoluyla soğutucu akışkan içeren ısı transferli soğutma cihazı.
başvuru:
1. Dondurulmuş, soğutulmuş ve dondurulmuş gıdaların taşınması.
2. Tarım ürünleri ve gıdaların soğutulması, dondurulması, klimalı depolanması ve soğutmalı taşımacılığı.
3. Dondurarak kurutma, dondurarak yoğunlaştırma ve malzeme soğutma gibi gıda işleme yöntemleri.
4. Gıda işleme tesislerinde klima sistemleri.
Soğutma çevriminin prensibi
Başlıca cihazlar: soğutma kompresörü, kondenser, genleşme valfi, evaporatör.
Soğutma çevrimi prensibi: Soğutucu akışkan, düşük sıcaklık ve düşük basınçlı sıvı haldeyken ısıyı emer ve kaynama noktasına ulaşır, ardından düşük sıcaklık ve düşük basınçlı buhara dönüşür. Buharlaşan soğutucu akışkan, kompresörün etkisiyle yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gaza dönüşür ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınçtaki gaz, yüksek basınçlı sıvıya yoğunlaşır. Genleşme vanasından sonra düşük basınçlı ve düşük sıcaklıklı sıvı hale gelir ve tekrar ısıyı emerek buharlaşır ve böylece buzdolabının soğutma çevrimi oluşur.
Temel Kavramlar ve Prensipler
Soğutma kapasitesi: Belirli çalışma koşulları altında (yani, belirli soğutucu buharlaşma sıcaklığı, yoğuşma sıcaklığı, alt soğutma sıcaklığı), soğutucunun donmuş nesneden birim zamanda aldığı ısı miktarıdır. Soğutucunun soğutma kapasitesi olarak da bilinir. Aynı koşullar altında, aynı soğutucunun soğutma kapasitesi, kompresörün boyutu, hızı ve verimliliği ile ilişkilidir.
Doğrudan soğutma: Soğutma çevriminde, soğutucu akışkan ısıyı emdiğinde, evaporatör doğrudan soğutulacak nesneyle veya soğutulacak nesnenin çevresindeki ortamla ısı alışverişi yapar. Genellikle dondurma makineleri, küçük soğuk depolar ve ev tipi buzdolapları gibi endüstriyel soğutma gerektiren tekli soğutma ekipmanlarında kullanılır.
Soğutucu akışkan: Soğutma cihazında sürekli olarak dolaşarak soğutma işlemini gerçekleştiren çalışma maddesidir. Buhar sıkıştırmalı soğutma cihazı, soğutucu akışkanın hal değişimi yoluyla ısı transferini gerçekleştirir. Soğutucu akışkan, yapay soğutmayı gerçekleştirmek için vazgeçilmez bir malzemedir.
Yaygın olarak kullanılan soğutucu akışkanlar
Yaygın olarak kullanılan soğutucu akışkanlar: hava, su, tuzlu su ve organik su çözeltisi.
Seçim kriterleri: düşük donma noktası, yüksek özgül ısı kapasitesi, metal korozyonuna neden olmaması, kimyasal kararlılık, düşük fiyat ve kolay bulunabilirlik.
Hava, soğutucu madde olarak birçok avantaja sahip olmasına rağmen, düşük özgül ısı kapasitesi ve gaz halindeyken zayıf konveksiyonel ısı transferi etkisi nedeniyle, gıda soğutma veya dondurma işlemlerinde yalnızca gıda ile doğrudan temas halinde kullanılır.
Suyun özgül ısı kapasitesi yüksektir, ancak donma noktası da yüksektir; bu nedenle sadece 0°C'nin üzerindeki soğutma kapasiteleri için soğutucu olarak kullanılabilir. 0°C'nin altındaki soğutma kapasiteleri için ise tuzlu su veya organik çözelti kullanılır.
Sodyum klorür, kalsiyum klorür ve magnezyum klorürün sulu çözeltileri genellikle dondurulmuş salamura olarak adlandırılır. Gıda endüstrisinde en yaygın kullanılan dondurulmuş salamura, sodyum klorür sulu çözeltisidir. Organik çözelti soğutucuları arasında en temsili iki soğutucu, etilen glikol ve propilen glikolün sulu çözeltisidir.
Pistonlu kompresyonlu soğutma ekipmanının ana cihazı
İşlevi: Soğutucu akışkanı sıkıştırarak iş yapmak, enerji elde etmek ve ardından yoğunlaştırıp genleştirerek ısıyı emebilen bir soğuk kaynak oluşturmak için kullanılır.
Modelin temsil yöntemi: silindir sayısı, kullanılan soğutucu akışkan türü, silindir dizilim şekli ve silindir çapı.
Bileşenler: Silindir bloğu, silindir, piston, biyel kolu, krank mili, karter, emme ve egzoz valfleri, kapak vb.
Çalışma prensibi: Piston yukarı doğru hareket ettiğinde, emme valfi açılır ve soğutucu buharı emme valfi aracılığıyla pistonun üst kısmındaki silindire girer. Piston yukarı doğru hareket etmeye devam ettiğinde, emme valfi kapanır ve piston yukarı doğru hareket etmeye devam ederek silindirdeki soğutucu sıkıştırılır. Hava basıncı belirli bir seviyeye ulaştığında, sahte kapağın egzoz valfi açılır ve soğutucu buharı silindirden dışarı atılarak yüksek basınçlı boru hattına itilir.
Özellikler: Basit yapı, kolay üretim, yüksek uyum yeteneği, istikrarlı çalışma ve kolay bakım.
kondansatör
Fonksiyon: Soğutucu akışkanın aşırı ısınmış buharını soğutma ve yoğunlaştırma yoluyla sıvıya dönüştüren ısı eşanjörü.
Tip: yatay borulu ve gövdeli, dikey borulu ve gövdeli, su püskürtmeli, buharlaştırmalı, hava soğutmalı
Çalışma süreci: Aşırı ısıtılmış soğutucu buharı, kondenserin üst kısmından içeri girer ve borunun soğuk yüzeyiyle temas ederek üzerinde sıvı bir film halinde yoğunlaşır. Yerçekiminin etkisiyle, yoğunlaşan sıvı boru duvarından aşağı kayar ve boru duvarından ayrılır.
Su püskürtmeli buharlaştırıcı, bir sıvı haznesi, bir soğutma borusu ve bir su dağıtım tankından oluşur.
Çalışma süreci: Soğutma suyu, su dağıtım tankına yukarıdan girer ve su dağıtım tankı boyunca sarmal borunun dış yüzeyine doğru akar. Suyun bir kısmı buharlaşır, geri kalanı ise su havuzuna düşer. Gizli alt sıra borusunun dibinden boruya giren su, boru boyunca yükselirken soğutulur ve yoğunlaştırılır, ardından sıvı deposuna akar.
Genleşme valfi
İşlevi: Soğutucu akışkanın basıncını düşürmek ve akışını kontrol etmek. Yüksek basınçlı sıvı soğutucu akışkan genleşme vanasından geçerken, yoğuşma basıncı buharlaşma basıncına doğru aniden düşer ve aynı zamanda sıvı soğutucu akışkan kaynar, ısıyı emer ve sıcaklığı düşer.
Isıl genleşme valfi: Soğutucu akışkan miktarını ayarlamak için evaporatör çıkışındaki buharın aşırı ısınma derecesini kullanır. Soğutma ünitesinin normal çalışma koşullarında, besleme elemanının akış basıncı, diyafram altındaki gaz basıncı ve yay basıncının toplamına eşittir ve denge halindedir. Yetersiz soğutucu akışkan beslemesi, buharın evaporatör çıkışında geri dönmesine, aşırı ısınma derecesinin artmasına, sıcaklık sensörünün sıcaklığının artmasına, diyaframın aşağı doğru hareket etmesine ve çıkış açıklığının artmasına neden olur; bu durum, beslenen sıvı miktarı buharlaşma miktarına eşit olana kadar devam eder ve ardından sıcaklık sensörünün sıcaklığı dengelenir. Bu nedenle, ısıl genleşme valfi, valfin açıklık derecesini otomatik olarak ayarlayabilir ve sıvı besleme hacmi yüke bağlı olarak otomatik olarak artabilir veya azalabilir, bu da evaporatörün ısıtma alanının tam olarak kullanılmasını sağlar.
Evaporatör
İşlevi: Soğutucu akışkan, soğutma ortamının ısısını emer.
Sınıflandırma: Soğutma ortamının niteliğine göre üç kategoriye ayrılır.
1. Sıvı soğutucu akışkanları soğutmak için kullanılan evaporatör: Su soğutucu, tuzlu su soğutucu vb. Soğutucu akışkan, tüpün dışında ısıyı emer ve sıvı soğutucu akışkan, bir sıvı pompası vasıtasıyla tüpün içinde dolaşır. Yapısına göre yatay tüplü, dikey tüplü, spiral tüplü ve bobinli tip olmak üzere üç tipe ayrılır.
2. Soğutma havası için evaporatör: Soğutucu akışkan boru içinde buharlaşır, hava dışarı akar ve hava akışı doğal konveksiyona aittir.
3. Dondurulmuş malzemeyi soğutmak için temaslı evaporatör: Soğutucu akışkan, ısı transfer bölmesinin bir tarafında buharlaşır ve bölmenin diğer tarafı soğutulacak veya dondurulmuş malzeme ile doğrudan temas halindedir.
Özellikler: İyi ısı transferi etkisi, basit yapı, az yer kaplama ve sızdırmaz soğutucu akışkan sirkülasyon sistemi sayesinde ekipmanlara daha az zarar verme.
Dezavantaj: Tuzlu su pompası arıza nedeniyle durduğunda donma meydana gelebilir ve bu da boru grubunun yırtılmasına neden olabilir.
soğutma borusu
Dikey soğutma borusu
Avantajları: Soğutucu akışkan buharlaştıktan sonra kolayca tahliye edilir ve ısı transfer etkisi iyidir; ancak egzoz borusu yüksek olduğunda, sıvı kolonunun statik basıncı nedeniyle alt soğutucu akışkanın buharlaşma sıcaklığı yüksektir.
Tek sıralı sarmal tip duvar borusu:
Avantajları: Doldurulan soğutucu miktarı azdır, egzoz borusunun hacminin yaklaşık %50'si kadardır, ancak soğutucu buharlaştıktan sonra borudan hızla dışarı atılmaz, bu da ısı transfer etkisini azaltır.
Eğilmiş boru:
Avantajları: Geniş ısı dağıtım alanı.
Pistonlu soğutma ekipmanları için yardımcı cihazlar
yağ ayırıcı
İşlevi: Sıkıştırılmış sıvı ve gaz içinde bulunan yağlama yağını ayırarak, yağlama yağının kondansatöre girmesini ve ısı transfer koşullarını bozmasını önlemek için kullanılır.
Çalışma prensibi: Yağ damlacıkları ve soğutucu buharının farklı oranları sayesinde, boru çapı artırılarak akış hızı azaltılır ve soğutucunun akış yönü değiştirilir; veya merkezkaç kuvvetiyle yağ damlacıkları buhar sıcaklığına çökelir. Buhar halindeki yağlama yağı için, yıkama veya soğutma yoluyla buhar sıcaklığı düşürülür, böylece yağ damlacıklarına yoğunlaşarak ayrışır. Filtre tipi yağ ayırıcı Freon ile soğutulur.
Yağ toplayıcının işlevi: Soğutma sisteminin yağ ayırıcısından, kondenserinden ve diğer cihazlarından ayrılan soğutucu akışkan ve yağ karışımını toplar, ardından düşük basınç altında yağı karışık soğutucu akışkandan ayırır ve daha sonra ayrı olarak boşaltır. Yağ boşaltımının güvenliğini sağlamak için, yağ soğutucu akışkan kaybını azaltır.
Sıvı alıcının işlevi, soğutma sisteminin her bir parçasına sağlanan sıvı soğutucu akışkanı depolamak ve ekipmanın sıvı beslemesinin güvenli çalışmasını sağlamak için ayarlamaktır. Sıvı akümülatörler yüksek basınçlı, düşük basınçlı, tahliye varili ve sirkülasyonlu sıvı depolama varili olmak üzere dört tipe ayrılır.
Gaz-sıvı ayırıcının işlevi: Soğutucu akışkanın kompresöre girmesini ve silindirde titreşime neden olmasını önlemek için soğutucu akışkanı evaporatörden ayırmak; kısma işleminden sonra düşük basınçlı amonyaklı sıvıdaki etkisiz buharı ayırarak evaporatörün ısı transfer etkisini iyileştirmektir.
Hava ayırıcının görevi: Soğutma sisteminin normal çalışmasını sağlamak için sistemdeki yoğuşmayan gazı ayırmak ve tahliye etmektir.
Ara soğutucunun rolü: İki kademeli (veya çok kademeli) bir kompresyonlu soğutma sisteminde, düşük basınç kademesinden çıkan aşırı ısınmış gazı ara kademe soğutması için soğutmak ve yüksek basınç kademesi kompresörünün normal çalışmasını sağlamak amacıyla monte edilir; içerdiği yağlama yağı ve soğutucu akışkan, soğutucu akışkanın daha fazla alt soğutma işlevi görmesini sağlar.
Soğuk depo
Sınıflandırma:
Büyük ölçekli soğuk hava deposu (5000 tonun üzerinde); orta ölçekli soğuk hava deposu (1500 ~ 5000 ton); küçük ölçekli soğuk hava deposu (1500 tonun altında).
Kullanım şartlarına göre:
Yüksek sıcaklıkta soğuk depolama: esas olarak meyve, sebze, taze yumurta ve diğer gıdaların soğutulması için kullanılır, genel depolama sıcaklığı 4 ~ -2 ℃'dir;
Düşük sıcaklıkta soğuk depolama: esas olarak et, su ürünleri vb. ürünlerin dondurulması ve saklanması için kullanılır, genel depolama sıcaklığı -18 ~ -30 ℃'dir;
Klimalı depo: Pirinç, erişte, tıbbi malzemeler, şarap vb. ürünlerin normal sıcaklık koşullarında depolanması için kullanılır; genel depo sıcaklığı 10 ~ 15 ℃'dir.
Hızlı dondurma ekipmanı: Blok, dilim ve granül gibi küçük paketlenmiş veya paketlenmemiş hammaddelerin dondurulması için uygundur; hayvansal ürünler, su ürünleri, sebzeler ve hamur işleri gibi her türlü hızlı dondurulmuş gıda üretimi için kullanılır. Dondurma sıcaklığı -30 ~ 40 ℃'dir.
Kutu tipi hızlı dondurucu: Isı yalıtım malzemesiyle sarılmış kutunun içinde, ara katmanlara sahip birkaç hareketli düz plaka bulunur. Ara katmana buharlaştırma bobinleri yerleştirilmiştir ve tüpler arasına tuzlu su da dökülebilir; soğutucu akışkan buharlaştırma bobinlerinden akar; hızlı dondurulacak ürünler plakalar arasına yerleştirilir ve malzemeleri dondurmak için plakalar hareket ettirilir.
Tünel tipi hızlı dondurma makinesi: Tünel gövdesi, evaporatör, fan, malzeme rafı veya paslanmaz çelik iletim ağından oluşur. Malzeme önce daha hızlı hareket eden ve malzeme tabakası daha ince olan birinci kademe ağ banttan geçer, böylece yüzey donar; daha yavaş hareket eden ve daha kalın bir malzeme tabakasına sahip olan ikinci kademe ağ bant, tüm malzemeyi dondurarak tek taneli hızlı dondurulmuş ürün elde edilmesini sağlar.
Daldırma dondurucu: Dondurulmuş malzeme, çok düşük sıcaklıktaki sıvılaştırılmış gaz veya sıvı soğutucu madde ile doğrudan temas ettirilerek hızlı dondurulmuş bir ürün elde edilir. Gıda, sırasıyla ön soğutma alanı, dondurma alanı ve sıcaklık ortalama alanından geçer. Sıvı azot tünelin dışında depolanır ve püskürtme veya daldırma dondurma için belirli bir basınç altında dondurma alanına verilir. Sıvı azotun ısıyı emmesinden sonra oluşan azot hala çok düşük bir sıcaklıkta, -10 ila -5 °C'dedir ve bir fan yardımıyla tünele gönderilir. Önceki bölüm önceden dondurulur. Dondurma bölgesinde, gıda -200 °C'deki sıvı azot ile temas ettirilerek hızla dondurulur.
Klima soğutma ekipmanı
Kontrollü atmosferde soğutma: Soğutma ile kontrollü atmosferde depolamayı birleştirerek, depolama sıcaklığını ve gaz bileşimini kontrol eder; böylece depodaki oksijen ve karbondioksit içeriği esas olarak meyve ve sebzelerin depolanması için kullanılır ve iyi bir muhafaza etkisi elde edilir.
Depolarda ürün kaybı azdır. İstatistiklere göre, soğuk hava deposundaki ürünlerin kayıp oranı %21,3 iken, klimalı soğuk hava deposundaki ürünlerin kayıp oranı %4,8'dir.
Yayın tarihi: 26 Ocak 2022
