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1、第六章 库 房 设 计,主 要 内 容 冷却间设计 冻结间设计 冷却物冷藏间设计 冻结物冷藏间设计,学 习 目 标 1）了解不同冷间的种类、用途。 2）了解气调冷库设计的相关知识。 3）理解各冷间的要求及特点。 4）掌握冻结间、冻藏间、冷藏间的设计方法。,引 言,制冷装置制冷设备+消耗冷量的设备 消耗冷量的设备蒸发器设计 （冷却方式+面积） 如何将冷量高效传给食品？ 蒸发器与库房的匹配特性； 解决冷却设备的配置和气流组织问题。,一、库房设计要素 投资、节能、运行质量。 食品的物性（热导率、比热、含水量、形状、散热面积、密度）。 传热介质的性质、流动速度等因素。 食品与介质之间的温度差。,库温及
2、适应范围：,灵活调节库内温度、湿度的能力； 风速、温度和湿度的均匀； 最大温差不大于0.5，湿度差4 为了改善库内通风，合理码垛； 控制冷库内温度和湿度的波动； 可以调整空气成分。,二、库房分类,以物品的冰点为界 = 冷却间、冻结间 按蒸发温度分为：冻结间、冻结物冷藏间、冷却物冷藏间、储冰及其他冷间,第一节 冷却间,在冷加工过程中，需经冷却的有肉类、水果、蔬菜、蛋类等。 食品冷却的方法 冷风冷却 冷水冷却 碎冰冷却 真空冷却,一、肉类冷却间 1. 冷却的目的 肉类冷却的目的是迅速排除肉体内部的热量，降低肉体深层的温度，延长肉的保藏时间，并且能够减缓肉体内部水分的蒸发。,2. 冷却条件 设计库温
3、为02左右。 肉温降至4。 空气流速不超过2ms。 一般采用0.5ms以上。 空气循环次数5060次/h。 冷却时间1020h。,3. 冷却方法 水冷冷却 空气冷却 两段法快速冷却 第一阶段：温度为1015，空气流速为1.53ms，约冷却14h。 第二阶段：库温为1左右，空气流速为0.51.5ms，经过1015h，直到热中心温度达到4为止。,4. 肉类冷却间的气流组织 喷射送风肉类冷却间 采用冷风机，无风道短风管，大口径圆形喷口集中送风，利用空气射流，强制空气循环； 射程不宜大于20m。常设计成长1218m、宽6m、高4.55m。,喷风口设计 喷口直径为200300mm，渐缩角不大于30。 喷
4、口长径比： 冷间长小于12m时，长径比L ：D=3 ：2。 长12 15m时，L ：D=4 ：3。 长15 20m时，L ：D=1 ：1。 喷口处气流速度采用20 25m/s。 喷嘴射程为风口直径的60 100倍，射程以不超过20m为宜，喷口阻力系数0.93 0.97。,纵向吹风冷却间布置平、剖面图 1冷风机 2喷风口 3水盘 4排水管 5吊轨,二、果蔬冷却间 1.冷却的目的 果蔬迅速降温 移走田间热 降低呼吸作用 减缓失水率 抑制微生物生长,2.冷却条件 冷却间的温度：视果蔬的品种而定，一般在0 -2范围内。 空气的相对湿度：保持在85 90 空气流速：一般为0.5 1.5ms 冷却时间：1
5、0 20h,3. 冷却方法 （1）碎冰冷却 果蔬能忍受冰水直接接 触者；青葱、部份花菜类、根菜类、茎菜类。 （2）冰水冷却 浸、冰水喷洒、冲淋； 果菜类、根菜类和水果等真空冷却无效的产 品。,（3）空气冷却 室内风冷 风速每提高11.5ms。 冷却时间大约缩短510。 干耗增加0.10.2 室内风冷适用于所有果蔬。,差压风冷 原理： 利用压差，0以上的冷风以0.32m/s的速度流过箱体上开设的通风孔进行冷却。 差压冷却的特点： 能耗小、速度快、冷却均匀、冷却品种多，易于由强制通风冷却改建； 食品干耗较大； 箱子堆放麻烦(通风孔要对齐)。,差压式冷却装置,由强制通风冷却改建的差压式冷却装置,(4
6、)真空冷却 水分蒸发带走潜热，产品温度迅速下降，使蔬菜在短时间内得到冷却； 适用于冷却表面积比较大的叶菜类、以及部分茎、花菜类；,真空冷却原理,真空冷却分为三个阶段 第一阶段压力由101.33kPa降至2.4kPa，需要5min。 第二阶段压力由2.4kPa降至1.3kPa，需要10min。 第三阶段压力由1.3kPa降至0.66kPa，需要10min。,(5)冷藏间冷却 这种冷却以冷藏为目的，冷却速度慢，但操作简单，冷却与冷藏同时进行。 适合鲜蛋、苹果、梨等产品。 不易腐烂和成分变化快的水果、蔬菜。,三、鲜蛋冷却间 在冷库的穿堂、过道进行冷却 每隔12h(小时)降温1。 待蛋温降到12时入冷
7、库。 在冷却库 冷却库温度为02，相对湿度为7585，冷却2040h(小时)。 蛋温降至23时转入冷藏库。,第二节 冻结间,冻结间具有的功能： 使食品迅速降温至冰点以下，将食品所含水分部分或全部转换成冰。 功能要求，冻结间内的设置温度要足够低。 合适的风速，加快冻结速度。 冻结间内的温度场、速度场应均匀。,一、搁架排管冻结间 冷却设备兼货架。 盘装分割肉、猪副产品、家禽及水产品。,搁架排管的布置 管子水平间距为100120mm 高度为220400mm 管架的宽度 单面操作：8001000mm 两面操作：12001500mm 走道净宽不小于1000mm,搁架排管冻结间平面布置方案,搁架排管冻结间
8、的布置,二、吹风式搁架排管冻结间 增设通风机 风量可按每冷冻1吨食品配风10000m3/h。,1. 气流组织形式 (1)蝶型流吹风式搁架排管冻结间 1轴流风机 2顶排管 3搁架排管 4出风口,(2)顺流吹风式搁架排管冻结间 风速一般为3m/s。 传热系数为23.3w/(m2.k)。,顺流吹风式搁架排管冻结间 1搁架排管 2轴流风机 3风机挡风板支架 4送风口 5挡风隔板 6塑料顶罩 7导风板,(3)直角吹风式搁架排管冻结间 风速一般为1.52m/s。 传热系数较顺流吹风式大。,2.吹风式搁架排管的优、缺点 冻结可靠，制作容易，用电较省，装载量大，形状和尺寸不受限制。 液柱较大，不能连续生产，劳
9、动强度大、工作条件差。,三、冷风机冻结间 1.纵向吹风冻结间 (1) 布置形式 一端设置冷风机，上面铺设吊顶，形成空气流通风道，空气顺着冻结间长度方向吹送。 冻结间不能太长，一般为1218m。,(2) 气流组织形式 上方条缝送风气流垂直吹，条缝宽度为3070mm，风速为12m/s，顶间距不小于800mm。 库房面积与冷却面积之比约为1：10。 冻结能力（1520）t/24h，室温-23-30，一次冻结的时间为20h。,纵向吹风冻结间出风形式示意图,(3) 优、缺点 冷风机台数少，耗电省，系统简单，投资少。 空气流通距离长，风速、温度不均匀，不宜用于冻结盘装食品。,2.横向吹风冻结间 （1）布置
10、形式 在冻结间的一侧设置冷风机。 冻结间的宽度为37m，长度不限，可以布置多台冷风机。,（2）气流组织形式 吊顶上开有长缝或长孔。 风量每平方米冷风机冷却面积约配100120m3h。 风速为0.81.5ms之间。 冻结间温度为23-30，冻结时间1020h。,横向吹风冻结间冷风机的布置 1冷风机 2吸入管 3供液管,横向吹风冻结间出风形式示意图 1冻结间 2冷风机 3水盘 4挡风板 5门,（3）优、缺点 空气的流通距离较短，库温均匀，冻结速度较快。 风速低，往往不到1m/s，设多台冷风机，造成库房利用率低且一次投资也大。,3. 不设吊顶的横向吹风冻结间,4.吊顶式冷风机冻结间 （1）布置形式
11、吊顶式冷风机吊在冻结间平顶下，不占建筑面积。 风压小，气流分布均匀，是一种较好的吹风方式。 宽度一般为3或6m，长度不受限制，可以构成隧道式的冻结装置。,（2）气流组织形式 送风形式可分为压入式和吸入式。 冻结间室温为23-30，冻结时间为10 20h。 适于冻结水产品、家禽等块状食品，也可用于冻白条肉。,吊顶式冷风机冻结间布置示意图,（3）优、缺点 冷风机不占建筑面积，库温均匀。 冷风机的台数较多，维修不方便，水冲霜时溅水。,5. 水产冷库冻结间 （1）布置形式 采用鱼盘和轨道吊笼冻结装置。 冻结间横向吹风。 吊笼外型尺寸为8807201780mm，共分10格。 水产冷库的冻结间主要是冻鱼、
12、虾和贝类等水 产品。,（2）气流组织形式 分为上吹风式和下吹风式两种。 有效断面的水平流速为13m/s左右。,上吹风式冻结间示意图 1风机 2蒸发器 3吊笼 4鱼盘 5支架 6吊顶 7导向板 8冲霜水管 9排水 10反溅板,下吹风式冻结间 1风机 2蒸发器 3吊笼 4鱼盘 5支架 6吊顶 7冲霜排水 8滑轮 910014双扁钢导轨 10挡风木条,第三节 快速冻结装置,食品快速冻结装置由隔热外围护结构，蒸发器，冷风系统，物料输送系统，调速装置，自控装置，食品的进、出料口等部分组成。,一、食品快速冻结方法,直接冻结和间接冻结。 直接冻结包括喷淋式和沉浸式冻结。 间接冻结包括吹风式快速冻结和接触式快
13、速冻结。 吹风式快速冻结又包括隧道式和流态化冻结。,1. 隧道式吹风冻结 空气温度一般低于-35，风速为46ms，吹风方式分侧吹、上吹或循环吹。 适用于调理食品如饺子、包子、春卷、烧麦、油炸食品及分割肉、水产品等食品的冻结加工。 快速冻结装置网带式、钢板带式、多层往复式、推进式、螺旋式。,2. 流态化冻结 食品被高速冷空气吹起，呈悬浮状态，具有类似于流体的特征，适用于颗粒状、条片状食品的冻结。,流态化冻结的主要优点： 热交换效果好，冻结速度快、时间短。 冻品脱水损失少、质量高。 可实现单体快速冻结（IQF）。 可进行连续生产化，劳动强度低。,3. 接触式快速冻结 传热效率高，冻结速度快。 无风
14、机，可以节省能耗。 设备体积小。 食品干耗小。 4. 沉浸式和喷淋式快速冻结,二、冻结装置介绍 1. 钢带连续式冻结装置 1不锈钢传送带 2主动轮 3从动轮 4钢带清洗器 5调速装置 6平板蒸发器 7冷风机 8隔热外壳,该冻结装置具有热交换效果好、冻结速度快、半接触、半送风传热的特点。该冻结装置适用于水产品、调理食品、肉食制品等的单体冻结。冻结时间随冻品的种类、厚度不同而异，一般在840min。,2. 螺旋冻结装置 食品被高速冷空气吹起，呈悬浮状态，具有类似于流体的特征。适用于颗粒状、条片状食品的冻结。,单螺旋冻结装置 1风机 2翅片管蒸发器 3螺旋带转盘 4隔热外壳,双螺旋冻结装置传送带示意
15、图 1上升螺旋筒 2下降螺旋筒 3传送带 4出料链轮 5固定轮 6张紧轮 7进料链轮,3. 流态化冻结装置 采用两段式结构，第一区段为表层冻结，第二区段为深温冻结。 这种装置的传送带可采用变频调速装置，进行无级调速。蒸发器可由铝合金管与铝翅片组成，变片距结构，风机多为轴流风机，风压较大，一般在490 Pa（50mmH2O）以上。,带式流态冻结装置 1隔热外壳 2振动布料进冻口 3出冻口 4表层冻结段 5深温冻结段 6离心式风机 7蒸发器 8自控及显示器 9网带传动电机,4. 液氮喷淋冻结装置 液氮喷淋冻结装置是一种高效、快速、低温速冻装置，它由三个区段组成，即冷却段、液氮喷淋段和冻结均衡段。,1轴流风机 2隔热外壳 3液氮喷嘴 4传送带 5进冻 6出冻 7液氮入口 8氮气出口,该冻结装置的主要特点： 冻结速度快，比平板冻结装置快56倍。 冻品脱水损失很少，冻品质量高。 冻结设备简单，不需制冷压缩机等设备。 操作方便，维修保养费用低。 冻结装置功率消耗很少。 冻结成本高，约比一般空气鼓风冻结装置大4倍左右，主要是液氮的成本较贵。 消耗量大，一般每kg冻品的液氮消耗量约为0.92.0kg。,第四节 冷却物冷藏间,冷却物冷藏间主要用作新鲜水果、蔬菜、鲜蛋等鲜活食品的储藏。,一、设计要点 库内空气分布力求均匀。 库内空气循环要通畅。 设通风换气设施。
