真空冷却装置设计说明书

VAC-0.8真空冷却装置设计摘要真空预冷是一种理想的预冷技术，它是目前降温速度最快的一门制冷技术。它具有冷却速度快，冷却效果均匀，清洁无污染等众多优势，因此被广泛应用于食品保鲜中的预冷环节。它可在蔬菜、水果和花卉收后第一时间内消除其田间热等生理活动和生化变化，使产品在短时间内迅速均匀冷却，减少和抑制微生物，并能保持原有产品的色、香、味和营养成分等。该技术已在蔬菜、果品和鲜花等农产品以及肉类，鱼类，烘焙类，熟食等众多食品加工领域得到了广泛的应用。但是，目前对熟肉的真空冷却的专用设备产品却较少。本装置是在真空原理和制冷原理以及产品的加工工艺的基础上进行设计的，通过对不同阶段的计算进行真空泵的选型和压缩机的选型；以及与压缩机相适配的冷凝器进行设计计算，选取合理的风机；对捕水器进行结构计算，隔热层厚度计算，以及设计计算；对真空箱进行结构计算和形状设计；通过对装置的各部件设计后，对装置的整体布局进行设计，使装置整体结构布局合理，紧凑。对于不同的产品，由于其加工工艺不同，对真空冷却装置的设计有一定的影响。本设计以熟牛肉为设计产品而进行设计，在实际选用产品时应加以注意。关键词真空冷却、预冷、制冷系统、食品工业VAC-0.8VacuumcoolingdeviceVAC-0.8真空冷却装置设计2ABSTRACTPre-coolingvacuumisanidealpre-coolingtechnology,itisnowthefastestcoolingarefrigerationtechnology.Itiscoolingfast,uniformcoolingeffect,cleannon-polluting,andmanyotheradvantages,itiswidelyusedinfoodpreservationinthepre-coolingsectors.Itcanbevegetables,fruitsandflowerstothefirsttimetoeliminatethehotfieldactivitiesandphysiologicalandbiochemicalchanges,theproductsinashortperiodoftimecoolingquicklyandevenly,reduceandinhibitmicrobial,andmaintainstheoriginalcolorproducts,smellandtasteandnutritionalcomposition.Thetechnologyhasbeeninvegetables,fruitandflowers,andotheragriculturalproductsaswellasmeat,fish,bakingcategory,cookedfood,andmanyotherareasoffoodprocessinghasbeenwidelyused.However,atpresent,themomentthevacuumcoolingproductsarelessspecializedequipment.Thisdeviceisinavacuumprincipleandtheprincipleofrefrigerationandprocessingtechnologyproductsonthebasisofdesign,throughthedifferentstagesofthecalculationofvacuumpumpsandcompressorsSelectionandcompressorandthecondenserofaAdapterdesign,selectionandreasonablefan;catchwateronthestructure,thethicknessofinsulationlayer,aswellasthedesigncalculationofthevacuumboxshapestructuralcalculationanddesignthroughinstallationofthevariouscomponentsofthedesign,theoveralllayoutofthedevicedesign,makingtheoverallstructureofarationallayoutandcompact.Fordifferentproducts,becauseoftheirdifferentprocessingtechnology,thedesignofthevacuumcoolingdevicetoacertainextentaffected.Thedesignforthedesignofcookedbeefproductsforthedesign,intheactualselectionofproductsshouldbeaddressed.KEYWORDSVacuumcooling,Pre-cooling,refrigerationsystems,Foodindustry目录VAC-0.8真空冷却装置设计3中文摘要Ⅰ英文摘要Ⅱ1真空冷却装置设计概述………………………………………………………………1.1真空冷却装置设计过程中的难点……………………………………………1.2实验装置的基本要求及存在的问题…………………………………………1.2.1实验装置的基本要求………………………………………………………………1.2.2实验装置设计中存在的问题………………………………………………………1.3国内外研究现状………………………………………………………………………1.4本论文研究的内容和目标…………………………………………………………2真空制冷装置简介………………………………………………………………………2.1真空制冷的原理………………………………………………………………………2.2真空冷却的工艺流程………………………………………………………………2.3真空制冷的特点……………………………………………………………………2.4真空制冷装置…………………………………………………………………………2.4.1装置分类……………………………………………………………………………2.4.2真空制冷装置主要部件………………………………………………………………2.5真空制冷技术的广泛应用…………………………………………………………3真空制冷装置的设计计算………………………………………………………………3.1真空泵的选型……………………………………………………………………………3.1.1真空泵抽速的计算………………………………………………………………3.2.2真空室的极限真空………………………………………………………………3.2压缩机选型……………………………………………………………………………3.2.1热负荷计算…………………………………………………………………………2.2.2压缩机选型及其校验………………………………………………………………3.3冷凝器设计计算及风机选型………………………………………………………VAC-0.8真空冷却装置设计43.3.1冷凝器设计计算……………………………………………………………………3.3.2风机选型………………………………………………………………………………3.4捕水器设计计算…………………………………………………………………………3.5真空室设计…………………………………………………………………………………VAC-0.8真空冷却装置设计5结束语致谢参考文献郑州气象参数北纬34°43′东经113°39′海拔110.4m年平均温度14.2℃室外计算（干球）温度冬季采暖-5℃空气调节-7℃最低日平均-11.4℃通风0℃夏季通风32℃空气调节35.6℃空气调节日平均30.8℃计算日较差9.2℃夏季空气调节室外计算湿球温度27.4℃最热月平均温度27.3℃室外计算相对湿度最冷月月平均60％最热月月平均76％最热月14时平均45％VAC-0.8真空冷却装置设计61真空冷却装置设计概述1.1真空冷却装置设计过程中的难点在真空冷却装置的设计中，真空冷却室和捕水器的设计都是难点。在真空冷却室的设计中，由于在布置测温和测压点时，连接导线需要通过真空冷却室壁，而要保持真空冷却室内的低压，严格的密封是非常重要的。本文在设计时对密封性进行处理，通过加工特殊的连接件焊接于真空冷却室壁上，采用密封胶使导线通过连接件的地方得以密封，实验证明其密封性很好。捕水器的捕水效果对蔬菜的真空冷却影响很大，本文中在对捕水器进行设计时，将捕水器盘管布置于真空冷却室的底部，在盘管的选择上留有余量，相当于将水过冷防止凝结水的再蒸发。同时在盘管的布置上，为了增大水蒸汽与盘管的碰撞几率，将盘管布置于气流通过的正下方，从而大大提高了捕水器的捕水效率。在真空冷却的过程中，冷却终了牛肉的温度及真空冷却室的压力对冷却效果及能耗有直接影响，在真空冷却系统的控制中，本文利用计算机测控技术和相关仪器的综合配置，对真空冷却过程各关键点进行严格的检测与控制，对能耗进行实验分析以寻找合理配置的途径。在真空冷却的过程中，主要耗能部件为制冷压缩机和真空泵，这两项约占总能耗的90%以上。其中制冷机的负荷与水分的蒸发量有关,而真空泵的负荷由真空室内所含空气的量及水分的蒸发量来决定。在实验过程中先开制冷机降温的过程中，控制捕水器的盘管温度降到不同的温度再开真空泵,整个过程的能耗是不同的。由于叶菜类和根茎类比表面积的不同，其冷却过程中的相对能耗及降温速率是不同的，因此本实验中我们分别选取熟牛肉为研究对象,对捕水器的盘管温度降到不同温度时开真空泵的整个过程中的相对能耗和降温速率进行了实验研究，并发现盘管降到不同温度时开真空泵，相对能耗和降温速率是不同的，且能耗存在最小值。在抽真空的过程中，各段时间的降温速率是不同的，同时在系统中通过实时称重系统检测冷却过程中的失水量，通过分析各时间的失水量，来控制压缩机和真空泵的负荷可以达到节能的目的。1.2实验装置的基本要求及存在的问题VAC-0.8真空冷却装置设计71.2.1实验装置的基本要求实验装置的基本要求：第一，要从食品加工和贮藏对微生物安全性方面来考虑，使设备使用者和广大消费者对该项保鲜技术放心满意。国外工厂是通过良好的作业规范和加工过程中最关键步骤的分析以减少被加工食品的危险，即通过称为“危害分析和关键控制点”的HACCP管理方式来实现。所谓HACCP（HazardAnalysisandCriticalControlPoint—危害分析和关键点控制）要求是：对于确证有危害的环节，建立关键控制点，鉴别出某个关键控制点以后，必须确定该控制点的限度，建立检测控制点的具体措施，采取纠正措施的行动方案，并有完全的文挡记录，包括测量个别关键点的记录。目前，我国食品加工业中已有相当数量的企业采用了HACCP管理方式并收到一定成效。真空预冷是食品加工和冷藏链工程的第一环，应该特别重视食品的贮藏、加工源头的安全控制，实施HACCP管理方式，建立与之相配套的硬件设施，通过计算机监测和管理，有助于实现这类设备的最佳使用。第二，应根据目前产品的使用情况，通过进行各种实验测试，寻找降低设备初投资和运营成本有效途径。让多数用户买得起、用得起。真空冷却系统的单位能量消耗低于常规的冷风冷却及冷水冷却系统[3,4]，过去由于技术和制造水平的限制，往往实际选用的真空冷却设备能耗较大，这些能量损失环节是多方面的，如对冷却温度、压力控制不到位；制冷、真空部件配备不合理、凝水器（冷阱）传热不完善等。第三，注重与之相配套的后续冷链环节的多样性，为开发适合食品企业使用的各种容量系列的真空冷却设备做准备，扩大产品的适用面。1.2.2实验装置设计中存在的问题真空处理室的最低真空度一般要求比0℃水对应的饱和蒸汽压力低半个到一个数量级，它是真空室箱体强度计算的重要依据。真