一、前言

空氣制冷機主要應(yīng)用于低溫領(lǐng)域，可是隨著氟利昂對環(huán)境破壞問題的提出，空氣制冷機的應(yīng)用范圍開始拓寬。在食品冷凍領(lǐng)域的應(yīng)用，雖在上世紀7O年代進行過嘗試，可是由于某些關(guān)鍵問題沒能得到解決，因此沒能實際應(yīng)用。隨著食品快速凍結(jié)要求的日益迫切，使得凍結(jié)裝置的冷源正朝低溫化發(fā)展。目前常用的蒸汽壓縮式制冷機，為了滿足快速凍結(jié)裝置的低溫要求，也已由雙級壓縮制冷機向復疊式制冷機方向轉(zhuǎn)移。所帶來的問題則是裝置龐大、結(jié)構(gòu)復雜、投資增大、控制困難和效率降低?？墒强諝庵评錂C在以上各個方面卻具有獨特的優(yōu)勢，這里敘述為裝置小巧、簡單、控制容易和效率較高 本文從食品冷凍的特點出發(fā)，對空氣制冷機在該領(lǐng)域的應(yīng)用前景給予分析。

        二、食品冷凍

        2．1 食品的快速凍結(jié)

食品快速凍結(jié)是指食品迅速通過其最大結(jié)晶區(qū)域，當食品平均溫度低至一18℃時而迅速凍結(jié)的方法。食品在凍結(jié)過程中會發(fā)生各種各樣的變化，如物理變化(體積、導熱性、比熱、干耗等)，化學變化(蛋白質(zhì)變性、色變等)，細胞組織變化以及生物和微生物的變化等?？焖賰鼋Y(jié)食品的特點是最大限度地保持食品原有的營養(yǎng)價值和色香味，也就是說，在凍結(jié)過程中必須保持食品所發(fā)生的上述各種變化達到最大的可逆性。凍結(jié)過程中生成冰結(jié)晶的數(shù)量和大小對于凍結(jié)過程的可逆性程度具有很大的意義。凍結(jié)速度越快，形成的冰結(jié)晶越細小、均勻，而不致于刺傷細胞造成機械損傷。因為有機體內(nèi)汁液都是非飽和的有機溶液，在低于冰點時，首先是自由水凍結(jié)。隨著溫度的下降，非飽和的有機溶液繼續(xù)濃縮，最后剩余的部分以低共溶混合物的形式均勻凍結(jié)。因為食品細胞組織未被破壞，所以具有保持原有食品營養(yǎng)價值和色香味等優(yōu)點。

        2．2 凍結(jié)裝置

由于食品的規(guī)格、形狀不規(guī)整，凍結(jié)過程中不希望食品與冷表面或液體載冷劑相接觸，防止造成食品污染。吹風式凍結(jié)裝置的應(yīng)用最為廣泛。常用的吹風式凍結(jié)裝置多采用R 717或氟利昂制冷系統(tǒng)。

吹風式凍結(jié)是被凍結(jié)食品與冷風相接觸使食品溫度降低，直至內(nèi)部水分凍結(jié)的凍結(jié)方式，其典型凍結(jié)裝置如圖1所示。凍結(jié)裝置由保溫體、食品傳送機械、送風機和制冷系統(tǒng)組成。食品擺放在傳送機械上，保溫體內(nèi)的空氣由制冷系統(tǒng)通過蒸發(fā)器冷卻降溫并由軸流風機推動循環(huán)流動，不斷與食品表面接觸，帶走食品熱量，使食品被冷卻和凍結(jié)。食品熱量等熱負荷被循環(huán)空氣與制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器表面接觸，并將熱量轉(zhuǎn)遞至制冷系統(tǒng)，由制冷系統(tǒng)輸送至環(huán)境。

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