第1章--冷库基本知识

2020/8/3第1章冷库基本知识冷库是指通过人工制冷保持库内一定的温度和湿度条件，主要用于食品的冷冻加工和冷藏；对于气调库还需要控制氧和二氧化碳气体成分的比例，以便更好地保证食品贮藏的质量。冷库主要包括制冷机房、库房、变配电间等。2020/8/31.1冷库在食品冷藏链中的地位和作用1.1.1食品冷藏链食品冷藏链：使易腐食品从生产者到消费者之间的所有环节，始终保持合适的低温条件，以保证食品的质量，减少损耗。2020/8/31.1冷库在食品冷藏链中的地位和作用1.1.2国内外冷库发展现状及趋势改革开放以来，我国冷冻冷藏食品产业快速发展，低温仓储业取得重大进步。据空调制冷大市场调查数据获悉，我国各类生鲜品年总产量约7亿吨，冷冻食品的年产量在2500万吨以上，总产值520亿元以上；年营业额在500万元（含500万）以上的食品冷冻、冷藏企业约2万家（包括加工企业内的冷库车间及冷藏库），就业人员250万人，全国冷库容量达900万吨左右。与改革开放初期相比，不仅冷库总容量增加了一倍半，冷库的建设技术也得到了明显进步。2020/8/31.1冷库在食品冷藏链中的地位和作用1.1.2国内外冷库发展现状及趋势不过相比发达国家的先进水平，无论是冷冻冷藏食品的生产，还是冷藏库的数量与技术水平及其运营方式，我国都还存在较大差距。从人均占有冷藏库的容量看，美国是中国的10.3倍，日本是中国的15.73倍。我国的肉类水产、果蔬等生鲜食品发展很快，肉的产量已是世界第一，但由于冷藏设施跟不上，在流通过程中的损失与损耗很大2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.1冷库的组成主库是冷库的主体建筑，主要有冷却间、冻结间、冷却物冷藏间、冻结物冷藏间、冰库等，具体组合由贮藏品种和加工工艺决定，贮藏品种不同，工艺不同，主体建筑的组合也不一样。1.主库2.生产设施间3.附属建筑2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类冷库的设计规模以冷藏间或冰库的公称容积为计算标准，一般分为大、中、小型。公称容积大于20000m3为大型冷库；20000m3~5000m3为中型冷库；小于5000m3为小型冷库。1.按规模分类2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（1）冷却库又称高温库。冷却库或冷却间的保持温度通常在0℃左右，并以冷风机进行吹风冷却。用于果蔬之类食品的储藏。（2）冻结库又称低温冷库，库温一般在-20~-30℃，通过冷风机或专用冻结装置来实现对肉类食品的冻结。（3）冷藏库即冷却或冻结后食品的储藏库。通常冷却食品的冷藏间保持库温为4~2℃，主要用于储存果蔬和乳蛋等食品：冻结食品的冷藏间的保持库温为-18~-25℃，用于储存肉、鱼等。2.按使用库温要求分类2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（1）氨冷库使用氨作为制冷剂。（2）氟利昂冷库使用氟利昂作为制冷剂。3.按冷库制冷设备选用制冷剂分类（1）土建式冷库这是目前建造较多的一种冷库，可建成单层或多层。建筑物的主体一般为钢筋混凝土框架结构或者砖混结构。4.按结构形式分类2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（1）土建式冷库4.按结构形式分类特点：热惰性较大，室外空气温度的昼夜波动和围护结构外表面受太阳辐射引起的昼夜温度波动，在围护结构中衰减较大，故围护结构内表面温度波动就较小，库温也就易于稳定。2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（2）装配式冷库4.按结构形式分类冷库的主体结构（柱、梁、屋顶）采用轻钢结构，其围护结构的墙体使用预制的复合隔热板。隔热材料为硬质聚氨酯泡塑料和硬质聚苯乙烯泡沫塑料等特点：由于除地面外，所有构件均是按统一标准在专业工厂成套预制，可在工地现场组装，所以施工进度快，建设周期短。室外式室内式2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（5）气调式冷库4.按结构形式分类用于新鲜果蔬、农作物种子和花卉等活体的长期储存。气调式冷库除了要控制库内的温度和湿度，还有通过技术措施形成特定的库内气体环境，以抑制活体的呼吸和新陈代谢，达到长期贮存的目的。2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（1）生产性冷库5.按使用性质分类主要建在食品产地附近、货源较集中的地区和渔业基地，通常是作为鱼类、肉类、禽蛋、蔬菜和各类食品加工厂等企业的一个重要组成部分。这类冷库配有相应的屠宰车间、理鱼间、整理间，具有较大的冷却、冻结能力和一定的冷藏容量，食品在此进行冷加工后经过短期储存即运往销售地区、直接出口或运至分配性冷藏库作长期储藏。2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（2）分配性冷库5.按使用性质分类主要建在大中城市、人口较多的工矿区和水陆交通枢纽一带，专门储藏经过冷加工的食品，以供调节淡旺季节、保证市场供应、提供外贸出口和作长期储备之用。它的特点是冷藏容量大并考虑多品种食品的储藏，其冻结能力较小，仅用于长距离调入冻结食品在运输过程中软化部分的再冻及当地小批量生鲜食品的冻结。2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（3）零售性冷库5.按使用性质分类一般建在工矿企业或城市大型副食品店和超市内，供临时储存零售食品之用。这类冷库的库容量小，食品储存期短，可以根据使用要求调节库温。在库体结构上，大多采用装配式冷库。2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（4）中转性冷库5.按使用性质分类中转性冷库有两种。一种建在水陆交通枢纽，批量接收来自生产性冷库的食品，具有少量的再冻能力。食品经过短期储存后，整批运往分配性冷库或外运出口。另一种建在渔业基地，能进行大批量的冷加工，关能在冷藏船、车的配合下，起中间转运的作用。食品的流通特点是整进整出。因此，为适应进出货集中的要求，中转性冷库的站台较大，装卸能力较强。2020/8/31.2冷库的组成与分类1.2.2冷库的分类（5）综合性冷库5.按使用性质分类这类冷库容量大、功能齐全，集生产性和分配性功能于一身2020/8/31.4冷库制冷工艺设计流程制冷工艺是制冷系统中的一个具体概念，是制冷循环系统中各个组成部分有机联合工艺技术。所有的制冷装置无论大小均需要进行制冷工艺的设计。冷库制冷工艺的基本任务，是根据制冷原理和需冷场的性质、冷加工工艺的要求，把制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀及其辅助设备组合起来，构成一个完整、合理的制冷循环系统，创造生产过程中所需求的低温环境，用于易腐食品的冻结和冷藏。食品冷加工工艺要求是制冷工艺设计的主要依据，制冷工艺设计时冷库设计内容中的主要组成部分。2020/8/31.4.1食品冷加工的机理和食品在冷加工过程中的变化1.食品变质的主要原因食品中含有的营养物质和水分，适于细菌、酵母、霉菌等微生物的生长、繁殖和活动。大量的微生物分泌各种酶类物质，使食品中的高分子的物质分解为低分子的物质，转变为维持其生长和繁殖所需的营养，从而降低食品的质量，使其发生变质和腐烂。所以，在食品变质的原因中，微生物的作用是主要的。（1）微生物的作用2020/8/31.食品变质的主要原因微生物的生存和繁殖需要一定的环境条件，如适宜的温度、水分和酸碱度等。温度是微生物的一个非常重要生活条件。一般来讲，温度在0℃（低温）左右即可阻止微生物的繁殖。在低温状态下，微生物的新陈代谢活动减弱。菌体处于休眠状态，只能维持生命而不生长、繁殖，并能在一个较长时间内保持其生命的活力。温度升高后，仍可恢复其正常的生命活动，进行生长和繁殖，致使食品腐败。（1）微生物的作用2020/8/31.食品变质的主要原因食物本身含有酶。酶在适宜的条件下，会促使食物中的蛋白质、脂肪和碳水化合物等营养成分分解。（2）酶的作用屠宰后的肉蛋白酶蛋白质发生水解而自溶果蔬类食物氧化酶促进了呼吸作用酶的活性与温度有关。在低温时，酶的活性很小。随着温度升高，酶的话性增大，催化的化学反应速度也随之加快。因此，食品保持在低温条件下，可防止由酶的作用而引起的变质。2020/8/31.食品变质的主要原因有部分食品的变质与酶无直接关系。如油脂的酸败，这是由于油脂与空气接触，发生氧化反应，生成醛、酮、醇、酸、内脂、醚等化学物质，并且油脂本身粘度增加，密度增加，出现令人不快的“哈喇”味。这是与酶无关的化学变化，称为油脂的酸败或油蚝。除油脂外，食品的其他成分如维生素C、天然色素等，也会发生氧化破坏。（3）非酶引起的变质2020/8/32.食品冷加工的机理（1）植物性食品活体，有抵抗能力进行呼吸作用，消耗水分和其他营养物质低温能减弱果蔬类植物性食品的呼吸作用，延长食品的贮藏期限。贮藏温度应该选择在接近冰点但又不使植物冻死的温度。如能同时调节空气中的成分（氧、二氧化碳等），即气调贮藏，就能取得更为良好的效果。2020/8/32.食品冷加工的机理（2）动物性食品无生命体如果把动物性食品放在低温条件下，则酶的作用受到抑制，微生物的繁殖受到阻止，体内起的化学变化就会变慢，食品就可较长时间维持它的新鲜状态。因此，贮藏动物性食品时，要求在冻结点以下进行低温保藏。2020/8/33.食品在冷加工过程中的变化（1）食品冷却（或冷藏）过程中的变化食品的冷却是将食品的温度降低到指定的温度，但不低于其冻结点，主要针对植物性食品。1）水分蒸发2）生理成熟3）低温病害4）移臭（串味）5）其它：食品除了上述变化之外，还存在脂质劣化、淀粉老化、寒冷收缩、微生物增殖等。2020/8/33.食品在冷加工过程中的变化（2）食品冻结过程中的变化凡将食品中所含的水分大部分转变成冰的过程，称为食品的冻结。食品冻结的原理就是将食品的温度降低到其冻结点以下，使微生物无法进行生命活动、生物化学反应速度减慢，达到食品能在低温下长期贮藏的目的。1）体积膨胀2）干耗3）生物和微生物的变化4）其它：比热、热导率等2020/8/33.食品在冷加工过程中的变化（3）食品冻藏过程中的变化1）干耗冻结食品的干耗主要是由于食品表面的冰结晶直接升华而造成。在氧的作用下，食品中的脂肪氧化酸败，表面发生黄褐变，使食品的外观损坏，食味、风味、质地、营养价值都变差，这种现象称为冻结烧。2）冰结晶的长大3）化学变化2020/8/33.食品在冷加工过程中的变化（4）食品升温和解冻过程中的变化1）食品的升温过程变化(冷藏食品)冷却食品由冷库运出时，当外界空气露点温度较食品表而温度高时，则外界空气中的水分将会在食品表面凝结成水珠，使食品的表面受潮（俗称出汗），为微生物的生长创造了有利条件，增加了食品被微生物污染的可能性，结果会使食品的质量变坏。升温的目的是在尽可能完全保持食品质量的前提下，逐渐地将食品的温度提高到接近于周围空气的温度。2020/8/33.食品在冷加工过程中的变化（4）食品升温和解冻过程中的变化1）食品的升温过程变化(冷藏食品)冷却食品由冷库运出时，当外界空气露点温度较食品表而温度高时，则外界空气中的水分将会在食品表面凝结成水珠，使食品的表面受潮（俗称出汗），为微生物的生长创造了有利条件，增加了食品被微生物污染的可能性，结果会使食品的质量变坏。升温的目的是在尽可能完全保持食品质量的前提下，逐渐地将食品的温度提高到接近于周围空气的温度。2020/8/33.食品在冷加工过程中的变化（4）食品升温和解冻过程中的变化2）食品的解冻过程的变化(冻藏食品)解冻的目的是将食品的温度回升到所指定的温度，使食品内的冰结晶融化，并保证最完善地恢复到冻结前的状态，获得最大限度的可逆性。提高解冻质量：要使解冻时间尽可能短，解冻终温尽可能低，解冻品表面和中心部分的温差尽可能小，汁掖流失尽可能小，并且要有较好的卫生条件。2020/8/31.4.2冷库制冷工艺设计的原则在冷库工程设计中，为了保证制冷工艺设计有条不紊地进行，避免顾此失彼，就必须首先制定出设计方案。制冷方案设计的内容主要包括：制冷剂的选择、压缩级数的确定、蒸发温度回路的划分、系统的供液方式和冷却方式以及蒸发器的冲霜方式等2020/8/31.4.2冷库制冷工艺设计的原则方案设计基本原则如下：（2）应尽量采用先进的制冷方