1.建设冷库的重大意义及其发展前景
随着人们生活水平的提高,人们迫切需要增加食品种类,改善食品结构,提高营养成分,所以温饱问题解决后,淀粉食品的消耗量减少,水果蔬菜的需求量与日俱增。因此,在大力发展水果蔬菜生产基地,提高产量质量的同时,采用合理的采获,储藏,运销措施,延长新鲜水果的供应期,以满足人们生活与经济发展的需要的要求,这则是水果蔬菜贮藏保鲜的意义所在。
20世纪以来,我国缺乏在水果蔬菜储藏保鲜技术方面的研究,同发达国家相比,我国正规的商业储藏保鲜技术非常落后,远不能适宜我国水果蔬菜生产发展的要求。据目前情况统计,2010年我国水果总产量将突破1亿吨,人均占有量达70Kg。然而,我国目前的果品总储量仅为4万吨。水果采用机械化商品处理不足10%,预冷处理几乎是一片空白。要满足以后优质水果的生产发展的需要,维持目前果蔬储量比例,则在2010年净增库存量为1500万吨。按每一千吨储库(按机械制冷计)投资400万元计算,则要投资600亿元。可见冷库有广泛的发展前景。
可以用冷库来储存的食品主要有:肉类及肉制品,禽类,鱼类及鱼制品,乳类及乳制品,蛋类,水果蔬菜,预制食品,发酵饮料及其他食品。这些食品与其他食品不同,具有季节性,易腐性,地区性及商品性的特点。因此,它们成为冷冻贮藏的主要对象。
食品冷藏库正是在这样的情况下发展起来的。他是以人工制冷的方法,对易腐食品加工和储藏的建筑物。冷藏是在特定的温度与湿度环境下,将食品做不同期限的储存。冷藏间一般包括高温库房与低温库房。食品在冷库里储藏的基本要求是最大限度的保持食品的原有品质,减少食品冷藏期里的干耗及腐败。
2.冷库的建筑设计及组成
冷藏库建筑区别与一般其他建筑的根本特点之一是“冷”,特点之二是其气密性。根据冷藏库使用性质的不同,库内一般相对稳定在0---400C的某一温度。特点之一是冷库“内冷外热”,特点之三是在建筑物内的水冻结时体积膨胀,会对建筑物的结构造成破坏。因此,冷藏库设计重要是解决好“保冷”,防止热湿交换产生的各种破坏作用。防止地下土壤的冻结引起的破坏作用,防止在降温使用后年以补救的隐患等方面的主要问题。保证冷藏库的设计施工质量,以及生产使用中加强科学管理对于延长冷藏库建筑的使用寿命,增加生产,提高产品质量都有很重要的意义。
组成冷藏库建筑的几个部分,大体上为:冷加工及冷藏部分,冷加工辅助冷藏库建筑区别与一般其他建筑的根本特点是“冷”。根据冷藏库使用性质的不同,库内一般相对稳定在0---400C的某一温度。特点之一是冷库“内冷外热”,特点之二是在建筑物内的水冻结时体积膨胀,会对建筑物的结构造成破坏。因此,冷藏库设计重要是解决好“保冷”,防止热湿交换产生的各种破坏作用。防止地下土壤的冻结引起的破坏作用,防止在降温使用后年以补救的隐患等方面的主要问题。保证冷藏库的设计施工质量,以及生产使用中加强科学管理对于延长冷藏库建筑的使用寿命,增加生产,提高产品质量都有很重要的意义。
组成冷藏库建筑的几个部分,大体上为:冷加工及冷藏部分,冷加工用房部分,交通运输设施部分,管理及生活用房部分和机房制冰房等。
冷加工及冷藏部分的用房可以统称“冷间”。这一部分包括温度为00C左右的冷却间,温度为-25---300C左右的冻结间,温度为-12---200C左右的冻结物冷藏间,温度为00C左右的冷却物储存间,温度为-4---100C的储存间。
冷加工辅助用房部分包括脱盘间,脱钩间,包装间,整理间。其中,包装间整理间指设置在冷库内,为冷加工冷藏过程服务的用房。
交通运输设施部分,包括装卸站台(公路站台,铁路站台,出冰站台),穿堂,走道,电梯,楼梯等。
管理及生活用房部分包括过磅间,分发间,人工值班室,休息室,更衣室,生活间等.机房除了压缩机间,设备间通常还将有变,配电间和泵房组合在一起。制冰间还包括冰的升降和对外输冰设施。
以上这些部分,根据冷藏库的规模,使用性质,它和厂内的其他建筑的相互关系等的不同具体设置也不尽相同。
3.围护结构的绝热设计
冷藏库维护结构的绝热性能的主要指标是总的传热热阻RO或者传热系数KO的大小。RO是表示维护结构阻止热流通过的能力,其因次是米2.时.0C/千卡。RO越大,通过维护结构传递的热量就越少。KO是表示维护结构传递热量的能力。其因次是千卡/米2.时.0C。二者互为倒数,KO=1/RO。[2]
维护结构传热系数KO值是冷藏库建筑的重要技术指标之一。确定KO应根据维护结构绝热层费用--造价和折旧率,制冷设备费用--制造成本和设备运转率,货物干损耗以及室内外温度差进行综合分析,选出一个经济合理的KO值。简便的方法是规定其单位面积的耗冷量控制指标来确定KO值。即KO=Q/T。有的设计资料就冷藏库采用的材料,规定单位面积的耗冷量Q的控制指标为10--12千卡/米2.时。当对国内现在广泛采用的冷藏库的绝热设计进行分析,采用软木做为维护结构其单位面积的耗冷量控制指标一般在13千卡/米2.时以内。库内外温度差越大,相应KO越小,一般经验公式如下:[4]
KO=0.6-0.00714*T 千卡/米2.时
上述室内温度为+10---30OC范围内。
根据保温材料的导热系数λ就可以算出保温层的厚度,δ=λ*R。[3]
除此之外库房还要有防潮隔汽层,防空气渗透等措施以及对冷桥进行合适的处理。
冷库的主要绝热材料有稻壳,软木,炉渣,聚苯乙烯泡膜塑料,硬质聚氨脂泡膜塑料,膨胀珍珠岩,泡膜混凝土等。防潮隔汽层的主要材料有沥青与油毡。
4.库房耗热量的计算
库房耗热量的计算起目的是在于正确的确定各个库房的冷分配设备负荷及制冷机机器负荷。库房耗热量在一年四季中并不是恒定不变的。它的大小受到室内外温度,冷冻或冷却物的进货量,以及操作管理方式的影响。因此,在一般情况下,选计算各耗冷量的最大值,然后确定各个库房的冷分配设备负荷及制冷机机器负荷,再根据不同情况对某些耗冷量乘以不同的修正系数。
库房耗热量计算包括以下几个方面:
1. 维护结构的耗冷量--Q1;
2. 货物的耗冷量--Q2;
3. 通风换气耗冷量--Q3;
4. 操作管理耗冷量--Q4;
5. 连续运转的电动设备耗冷量--Q5。
总的耗热量 :Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 [4]
5.制冷系统形式的选择
制冷循环的蒸发过程,可以在不同形式的装置中来实现。其主要区别在于蒸发器的类型和蒸发器供液方式的不同。冷藏库制冷剂供液循环的主要类型有直流供液系统,重力供液系统和氨泵供液系统3种。其中直流供液系统可以采用手动膨胀阀供液或者采用热力膨胀阀供液。氨泵供液系统可以采用层流式供液,或者采用氨泵供液强制循环。近年来,设计的氨泵供液系统都是采用强制循环。
直流供液系统的特点是:
1).经过热力膨胀阀以后的氨已经是汽液2相状态,企图将2相液按设计的要求均匀的分配到多组并联的蒸发盘管里是不可能的。
2).经过热力膨胀阀以后的氨液流量是随膨胀阀前后的压力差变化的。
3).在回气管路里,设置氨液分器,对保护压缩机很重要。
4).为简化制冷装置,便于操作管理直流供液系统一般采用压缩制冷机组为易。但是,单级压缩制冷循环所能达到的库房温度有限,因此,只适合与为生活服务的小型冷库。
重力供液系统的特征:
1).氨液在膨胀阀里产生的闪发气,被压缩机的吸气管带走,所以在重力循环系统的供液中,只要液管的进液管配置合适,无须在每根排管的进液管上安装调节流量的阀门,即可以作到均匀供液。
2).从蒸发排管中出来的氨气若带有、液体,可以在氨液分离器中被分离。即使负荷不稳定,发生液击冲缸的可能比直流供液系统大大减少了。
氨泵供液系统和重力供液系统相比,制冷装置效率高,安全性能好,造价省,易于实现自动化功能操作,适用于各种类型的冷库,当前正在大力推广。
6.库房冷分配设备——排管与冷风机
库房冷中的冷分配设备,可根据库房才用的冷却方式答应的采用排管或者冷风机。一般在自然对流冷却的库房中用排管,采用强制循环冷却的库房中设置冷风机。在混合冷却式库房同时设置排管与冷风机。
盘管的形式有:盘管式排管,立管式墙排管,集管式顶排管,氨液内循环式排管,氨泵强制式供液系统用排管,搁架式排管,无液柱作用和小液柱作用低温排管等种类。
冷风机的主要组成部分是空气冷却器和通风机。空气冷却器是通风机中冷热气体交换的场所,在直接蒸发式制冷系统中也是制冷机的蒸发器,通风机的作用是使空气在冷风机和库房中做受迫振动。空气冷却器有光管空气冷却器,翅片空气冷却器等。
7.压缩机的选择
压缩机的选择应该考虑的因素:
1).压缩机的制冷量应该可以满足生产旺季负荷的要求。一般在选择压缩机时,按一年中的最高冷却水温度来确定压缩机的运行状况。
2).除了生活服务性小冷库外,压缩机数量不可以少于2台,总的制冷量以满足生产要求为准。可以不考虑备用。
3).尽可能选用同下列的压缩机,以便于零配件的互换。
4).新系列的压缩机带有能量调节装置,可以对单机制冷量做较大的调节。但是,只可以用于用作适应负荷的调节,不宜做季节变化的调节。
8.制冷系统的自动化控制
制冷系统的自动化控制,可以保证系统的安全远行,减轻劳动强度,提高食品质量,减少干耗,降低成本,是冷库现代化的标志之一。近年来,在自力更生方针的指引下,国产制冷系统的元件及仪表已经形成了系列配套,为实现冷库的自动化提供了技术装备。冷库制冷系统的自动化控制元件及仪表,常常处于低温高湿的环境下工作。因此,它的技术性能必须适宜冷库的特殊要求。
冷库制冷系统的自动化控制可以分为库房回路,氨泵回路和机房回路3个组成部分。
9.氨与氟利昂的比较
循环于制冷系统中传递热的工作介质被称为制冷剂。制冷剂在由液相变成气相时要吸收热量,在由气相变成液相时要发出热量。在人工制冷系统中就是利用制冷剂在相态变化时吸收或者发出热量的特征而进行热传递,达到人工制冷的目的。当前食品冷藏库制冷系统大都采用氨或者氟利昂做制冷剂。由于氨比较容易取得,价格也比较低廉,因此被广泛采用。但是,近年来设计中采用氟利昂系统的也在不断增加。
氨的特性:
氨的化学分子式是NH3,为无色透明液体。它在润滑油中几乎是不溶解的。氨易溶解于水,对铜有腐蚀性,有强烈的刺激性臭味,也有爆炸性。食品与氨接触后,对食品的品质指标有不良影响。
氟利昂的特性:
氟利昂制冷剂是卤族化合物制冷剂的总称。在1931年首次制得。无毒性,不燃烧。氟利昂制冷剂无色无味,故泄露时不容易被发现。而且其渗漏性很强,故对系统的严密性和铸造质量有较高的要求。F-22是我国小型冷藏库普遍使用的一种制冷剂。
在制冷剂的选择上,对各种严肃综合比较,合理选择。
10.库房的消毒,灭鼠
1).库房的消毒。.库房的消毒是要使库房内构筑物表面没平方厘米面积内存在的微生物胞子数不超过100个。常用方法有:紫外线消毒,抗霉素消毒,消毒剂消毒等。
2).库房的灭鼠 。 除了用机械扑鼠以外,可以用CO2气体灭鼠。每立方米库房空间用25%浓度的CO20.7Kg或者35%浓度的0.5Kg即可。冷库内不宜采用毒性诱饵去扑灭老鼠。
11.库房的试运转和验收投产
系统灌氨后,应该将氨压缩机逐台进行负荷试运转,每台最后一次试运转时间不少于24小时,每台累计试运转时间不少于48小时。当系统负荷试运转正常后,才可提请验收。
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