Pembekuan: Proses menggunakan sumber suhu rendah yang dihasilkan oleh pendingin untuk mendinginkan produk dari suhu normal lalu membekukannya.
Refrigerasi: Proses pengoperasian untuk memperoleh sumber suhu rendah dengan menggunakan perubahan keadaan fisik refrigeran untuk mendapatkan sumber suhu rendah melalui efek pendinginan.
Jenis-jenis peralatan pendingin: produksi sumber dingin (pendinginan), pembekuan material, pendinginan.
Metode pendinginan: tipe piston, tipe sekrup, unit kompresor pendingin sentrifugal, unit pendingin absorpsi, unit pendingin semburan uap, dan nitrogen cair.
Metode pembekuan: pendinginan udara, perendaman dan refrigeran melalui tabung logam, dinding dan perangkat pendingin perpindahan panas kontak material.
aplikasi:
1. Pengangkutan makanan beku, didinginkan, dan beku.
2. Pendinginan, pendinginan, penyimpanan ber-AC, dan transportasi ber-AC untuk produk pertanian dan makanan.
3. Pengolahan makanan, seperti pengeringan beku, konsentrasi beku, dan pendinginan bahan.
4. Pendingin udara di pabrik pengolahan makanan.
Prinsip siklus pendinginan
Komponen utama: kompresor pendingin, kondensor, katup ekspansi, evaporator.
Prinsip siklus pendinginan: Refrigeran menyerap panas dan mencapai titik didihnya ketika berada dalam keadaan cair bersuhu dan bertekanan rendah, kemudian menguap menjadi uap bersuhu dan bertekanan rendah. Refrigeran yang menguap menjadi gas berubah menjadi gas bersuhu dan bertekanan tinggi di bawah aksi kompresor, dan gas bersuhu dan bertekanan tinggi tersebut mengembun menjadi cairan bertekanan tinggi. Setelah melewati katup ekspansi, cairan tersebut menjadi cairan bersuhu dan bertekanan rendah, kemudian menyerap panas dan menguap lagi untuk membentuk siklus pendinginan lemari es.
Konsep dan Prinsip Dasar
Kapasitas pendinginan: Dalam kondisi operasi tertentu (yaitu, suhu penguapan refrigeran tertentu, suhu kondensasi, suhu subcooling), jumlah panas yang diambil refrigeran dari benda beku per satuan waktu. Juga dikenal sebagai kapasitas pendinginan refrigeran. Dalam kondisi yang sama, kapasitas pendinginan refrigeran yang sama berkaitan dengan ukuran, kecepatan, dan efisiensi kompresor.
Pendinginan langsung: Dalam siklus pendinginan, jika zat pendingin menyerap panas, evaporator langsung menukar panas dengan benda yang akan didinginkan atau lingkungan di sekitar benda yang akan didinginkan. Metode ini umumnya digunakan pada peralatan pendingin tunggal yang membutuhkan pendinginan industri, seperti freezer es krim, penyimpanan dingin kecil, dan lemari pendingin rumah tangga.
Refrigeran: Zat kerja yang terus menerus bersirkulasi dalam perangkat pendingin untuk mencapai pendinginan. Perangkat pendingin kompresi uap mewujudkan perpindahan panas melalui perubahan keadaan refrigeran. Refrigeran adalah bahan yang sangat diperlukan untuk mewujudkan pendinginan buatan.
Refrigeran yang umum digunakan
Refrigeran yang umum digunakan: udara, air, air garam, dan larutan air organik.
Kriteria pemilihan: titik beku rendah, kapasitas panas spesifik besar, tidak menyebabkan korosi logam, stabilitas kimia, harga rendah, dan ketersediaan yang mudah.
Meskipun udara sebagai zat pendingin memiliki banyak keunggulan, udara hanya digunakan dalam bentuk kontak langsung dengan makanan dalam proses pendinginan atau pembekuan makanan karena kapasitas panas spesifiknya yang kecil dan efek perpindahan panas konveksi yang buruk ketika digunakan dalam keadaan gas.
Air memiliki kalor spesifik yang besar, tetapi memiliki titik beku yang tinggi, sehingga hanya dapat digunakan sebagai zat pendingin untuk menyiapkan kapasitas pendinginan di atas 0 °C. Jika kapasitas pendinginan di bawah 0°C yang akan disiapkan, larutan garam atau larutan organik digunakan sebagai zat pendingin.
Larutan natrium klorida, kalsium klorida, dan magnesium klorida dalam air umumnya disebut sebagai air garam beku. Air garam beku yang paling banyak digunakan dalam industri makanan adalah larutan natrium klorida dalam air. Di antara refrigeran larutan organik, dua refrigeran yang paling representatif adalah larutan etilen glikol dan propilen glikol dalam air.
Perangkat utama dari peralatan pendingin kompresi piston
Fungsi: Digunakan untuk memampatkan zat pendingin agar melakukan kerja, memperoleh energi, kemudian mengembun dan mengembang untuk membentuk sumber dingin yang dapat menyerap panas.
Metode representasi model: jumlah silinder, jenis refrigeran yang digunakan, jenis susunan silinder, dan diameter silinder.
Komponen: Blok silinder, silinder, piston, batang penghubung, poros engkol, bak engkol, katup masuk dan buang, penutup palsu, dll.
Cara kerja: Ketika piston bergerak ke atas, katup hisap terbuka, dan uap refrigeran masuk ke dalam silinder di bagian atas piston melalui katup hisap. Ketika piston bergerak ke atas, katup hisap tertutup, piston terus bergerak ke atas, dan refrigeran di dalam silinder dikompresi. Ketika tekanan udara mencapai tingkat tertentu, katup buang penutup palsu terbuka, dan uap refrigeran dikeluarkan dari silinder dan didorong ke dalam pipa bertekanan tinggi.
Fitur: Struktur sederhana, mudah diproduksi, kemampuan adaptasi yang kuat, pengoperasian yang stabil, dan perawatan yang mudah.
kondensator
Fungsi: penukar panas, yang mengembunkan uap superpanas dari refrigeran menjadi cairan melalui proses pendinginan dan pemanasan.
Tipe: tabung dan cangkang horizontal, tabung dan cangkang vertikal, semprotan air, evaporatif, pendinginan udara
Proses kerja: Uap refrigeran yang sangat panas masuk ke kondensor dari bagian atas cangkang dan bersentuhan dengan permukaan dingin tabung, kemudian mengembun menjadi lapisan cairan di atasnya. Di bawah pengaruh gravitasi, kondensat meluncur ke bawah dinding tabung dan terpisah dari dinding tabung.
Evaporator penyemprot air terdiri dari reservoir cairan, pipa pendingin, dan tangki distribusi air.
Proses kerja: Air pendingin masuk ke tangki distribusi air dari atas, dan mengalir ke permukaan luar pipa melingkar melalui tangki distribusi air. Sebagian air menguap, dan sisanya jatuh ke kolam air. Bagian bawah pipa sub-baris tersembunyi masuk ke dalam pipa, dan ketika naik sepanjang pipa, air tersebut didinginkan dan dikondensasikan, lalu mengalir ke reservoir cairan.
Katup ekspansi
Fungsi: mengurangi tekanan refrigeran dan mengontrol aliran refrigeran. Ketika refrigeran cair bertekanan tinggi melewati katup ekspansi, tekanan kondensasi turun tajam hingga tekanan penguapan, dan pada saat yang sama, refrigeran cair mendidih dan menyerap panas, sehingga suhunya menurun.
Katup ekspansi termal: Katup ini menggunakan derajat superpanas uap di saluran keluar evaporator untuk mengatur refrigeran. Dalam kondisi operasi normal unit pendingin, tekanan perfusi elemen suplai sama dengan jumlah tekanan gas di bawah diafragma dan tekanan pegas, dan berada dalam keadaan seimbang. Pasokan refrigeran yang tidak mencukupi menyebabkan uap kembali di saluran keluar evaporator, derajat superpanas meningkat, suhu sensor suhu meningkat, diafragma bergerak ke bawah, dan bukaan saluran keluar meningkat hingga jumlah cairan yang disuplai sama dengan jumlah penguapan, dan kemudian suhu sensor suhu meningkat dan mencapai keseimbangan. Oleh karena itu, katup ekspansi termal dapat secara otomatis menyesuaikan derajat bukaan katup, dan volume suplai cairan dapat secara otomatis meningkat atau menurun sesuai dengan beban, yang dapat memastikan bahwa area pemanasan evaporator dimanfaatkan sepenuhnya.
Evaporator
Fungsi: Refrigeran menyerap panas dari media pendingin.
Klasifikasi: Berdasarkan sifat media pendinginnya, dibagi menjadi tiga kategori.
1. Evaporator untuk mendinginkan refrigeran cair: seperti pendingin air, pendingin air garam, dll. Refrigeran menyerap panas di luar tabung, dan refrigeran cair bersirkulasi di dalam tabung melalui pompa cairan. Berdasarkan strukturnya, evaporator dibagi menjadi tipe tabung horizontal, tipe tabung vertikal, tipe tabung spiral, dan tipe kumparan.
2. Evaporator untuk mendinginkan udara: refrigeran menguap di dalam tabung, udara mengalir keluar, dan aliran udara tersebut termasuk konveksi alami.
3. Evaporator kontak untuk mendinginkan material beku: Refrigeran menguap di satu sisi sekat perpindahan panas, dan sisi lain sekat tersebut bersentuhan langsung dengan material yang didinginkan atau dibekukan.
Fitur: efek perpindahan panas yang baik, struktur sederhana, ukuran ringkas, dan kurang korosif terhadap peralatan karena sistem sirkulasi refrigeran yang tertutup rapat.
Kelemahan: Jika pompa air garam berhenti karena kerusakan, pembekuan dapat terjadi, menyebabkan rangkaian pipa pecah.
pipa pendingin
Pipa pendingin vertikal
Keuntungan: Setelah refrigeran menguap, mudah untuk dibuang, dan efek perpindahan panasnya baik, tetapi ketika pipa pembuangan tinggi, suhu penguapan refrigeran bagian bawah tinggi karena tekanan statis kolom cairan.
Pipa berdinding tipe kumparan baris tunggal:
Keunggulan: Jumlah refrigeran yang diisi relatif kecil, sekitar 50% dari volume pipa pembuangan, namun refrigeran tidak akan cepat keluar dari pipa setelah menguap, sehingga mengurangi efek perpindahan panas.
Tabung melengkung:
Keunggulan: area pembuangan panas yang besar.
Perangkat bantu untuk peralatan pendingin kompresi piston
pemisah oli
Fungsi: Digunakan untuk memisahkan oli pelumas yang terbawa dalam cairan dan gas terkompresi untuk mencegah oli pelumas masuk ke kondensor dan memperburuk kondisi perpindahan panas.
Prinsip kerja: Dengan menggunakan proporsi tetesan oli dan uap refrigeran yang berbeda, laju aliran dikurangi dengan meningkatkan diameter pipa, dan arah aliran refrigeran diubah; atau dengan gaya sentrifugal, tetesan oli mengendap hingga suhu uap. Untuk oli pelumas dalam keadaan uap, suhu uap diturunkan dengan pencucian atau pendinginan, sehingga mengembun menjadi tetesan oli dan terpisah. Pemisah oli tipe filter didinginkan oleh Freon.
Fungsi pengumpul oli: mengumpulkan campuran refrigeran dan oli yang terpisah dari pemisah oli, kondensor, dan perangkat lain dari sistem pendingin, kemudian memisahkan oli dari campuran refrigeran di bawah tekanan rendah, dan kemudian membuangnya secara terpisah. Untuk memastikan keamanan pembuangan oli, pengumpul oli mengurangi kehilangan refrigeran.
Fungsi dari penampung cairan adalah untuk menyimpan dan mengatur cairan pendingin yang disuplai ke setiap bagian sistem pendingin untuk memenuhi pengoperasian pasokan cairan peralatan yang aman. Penampung cairan dibagi menjadi penampung tekanan tinggi, tekanan rendah, penampung pembuangan, dan penampung penyimpanan cairan sirkulasi.
Fungsi pemisah gas-cair: memisahkan refrigeran dari evaporator untuk mencegah cairan refrigeran masuk ke kompresor dan menyebabkan kerusakan pada silinder; memisahkan uap yang tidak efektif dalam cairan amonia bertekanan rendah setelah proses throttling untuk meningkatkan efek perpindahan panas pada evaporator.
Fungsi pemisah udara: untuk memisahkan dan membuang gas yang tidak dapat dikondensasi dalam sistem guna memastikan pengoperasian sistem pendingin yang normal.
Fungsi intercooler: dipasang pada sistem pendingin kompresi dua tahap (atau multi-tahap) untuk mendinginkan gas superpanas yang dikeluarkan dari kompresi tahap tekanan rendah untuk pendinginan antar tahap guna memastikan pengoperasian kompresor tahap tekanan tinggi yang normal; oli pelumas dan refrigeran pendingin yang terbawa membuat refrigeran memperoleh fungsi pendinginan berlebih yang lebih besar.
Penyimpanan dingin
Klasifikasi:
Gudang pendingin skala besar (di atas 5000 ton); gudang pendingin ukuran sedang (1500 ~ 5000 ton); gudang pendingin ukuran kecil (di bawah 1500 ton).
Sesuai dengan persyaratan penggunaan:
Penyimpanan dingin suhu tinggi: terutama untuk mendinginkan buah-buahan, sayuran, telur segar, dan makanan lainnya, suhu penyimpanan umumnya adalah 4 ~ -2 ℃;
Penyimpanan dingin suhu rendah: terutama untuk daging beku dan daging olahan beku, produk perairan, dll., suhu penyimpanan umum adalah -18 ~ -30 ℃;
Gudang ber-AC: menyimpan beras, mi, bahan obat, anggur, dll. dalam kondisi suhu normal, suhu gudang umum adalah 10 ~ 15 ℃.
Peralatan pembekuan cepat: Cocok untuk membekukan bahan baku yang dikemas kecil atau tidak dikemas seperti balok, irisan, dan butiran untuk membuat semua jenis makanan beku cepat seperti ternak, produk perairan, sayuran, dan pangsit. Suhu pembekuan -30 ~ 40 ℃.
Freezer cepat beku tipe kotak: Terdapat beberapa pelat datar yang dapat digerakkan dengan lapisan di antara pelat-pelat tersebut, yang dibungkus dengan bahan isolasi termal. Kumparan penguapan dipasang di lapisan antara tersebut, dan larutan garam juga dapat dituangkan di antara tabung-tabung tersebut, dan refrigeran mengalir melalui kumparan penguapan; produk yang akan dibekukan cepat ditempatkan di antara pelat-pelat tersebut, dan pelat-pelat tersebut digerakkan untuk menekan bahan-bahan tersebut agar membeku.
Mesin pembekuan cepat tipe terowongan: Terdiri dari badan terowongan, evaporator, kipas, rak material atau jaring transmisi baja tahan karat. Material pertama-tama melewati sabuk jala tahap pertama, yang berjalan lebih cepat, dan lapisan materialnya lebih tipis, sehingga permukaannya membeku; sabuk jala tahap kedua, yang berjalan lebih lambat dan memiliki lapisan material yang lebih tebal, membekukan seluruh material untuk mendapatkan produk beku cepat butiran tunggal.
Pembeku celup: Bahan beku dikontakkan langsung dengan gas cair atau refrigeran cair dengan suhu sangat rendah untuk menghasilkan produk beku cepat. Makanan secara berurutan melewati area pra-pendinginan, area pembekuan, dan area penyesuaian suhu. Nitrogen cair disimpan di luar terowongan dan dimasukkan ke area pembekuan di bawah tekanan tertentu untuk pembekuan semprot atau celup. Nitrogen yang terbentuk setelah nitrogen cair menyerap panas masih berada pada suhu yang sangat rendah, -10 hingga -5 °C, dan dikirim ke dalam terowongan oleh kipas. Bagian sebelumnya dibekukan terlebih dahulu. Di zona pembekuan, makanan dibekukan dengan cepat melalui kontak dengan nitrogen cair pada suhu -200°C.
Peralatan pendingin ruangan
Pendinginan atmosfer terkontrol: Menggabungkan pendinginan dengan penyimpanan atmosfer terkontrol, mengontrol suhu penyimpanan dan komposisi gas, sehingga kandungan oksigen dan karbon dioksida di dalam gudang terutama digunakan untuk penyimpanan buah dan sayuran, dan efek pengawetan yang baik dapat diperoleh.
Kerugian produk di gudang penyimpanan relatif kecil. Menurut statistik, tingkat kehilangan produk di gudang pendingin adalah 21,3%, sedangkan tingkat kehilangan produk di gudang pendingin ber-AC adalah 4,8%.
Waktu posting: 26 Januari 2022
