冷鏈物流 課件全套 第1-9章 冷鏈物流概述-食品冷鏈物流安全與風險管理_第1頁
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文檔簡介

冷鏈物流概述總總結結1冷鏈物流的概念及分類2國內外冷鏈物流的現狀3國內外冷鏈物流的現狀目錄|CONTENT總總結結1.冷鏈物流的概念及分類冷鏈物流(ColdChainLogistics)是利用溫控、保鮮等技術和冷庫、冷藏車、冷藏箱等設備,確保冷鏈產品在初加工、儲存、運輸、流通加工、銷售、配送等全過程始終處于規定低溫環境下的專業物流方式。冷鏈物流大致分類3、配送性配送型企業主要是服務一些超市供應商、城市配送中心、連鎖餐飲配送中心、生鮮電商等四類客戶。2、綜合型綜合型的是指從事一些低溫倉儲以及一些干線運輸、城市配送等綜合業務為主。業務比較廣泛,涉及到倉儲、運輸和配送等各個方面。1、倉儲型

倉儲作為冷鏈物流主要的基礎設施,在倉儲型模式中,運營商主要提供低溫溫控倉儲及冷鏈物流運輸服務。當前,高端的冷鏈物流冷庫設施均采用世界領先的運營管理、倉庫設計、制冷工程技術和倉儲系統,為客戶帶來最佳的信息技術體驗。6、電商型

電商型的發展是從2012年開始發展,自此之后生鮮電商開始蓬勃發展。這種新興的模式只要是那些生鮮電商企業自主建設的冷鏈平臺,除了自身用以外,還可以為電商平臺上的客戶提供冷鏈物流服務。5、運輸型

運輸型只要是從事一些以運輸業務為主、包括一些干線運輸、區域配送以及城市配送一類的運輸項目。4、平臺型

平臺型這種模式是指以大數據、物聯網、IT技術為依托、融合物流金融、保險等增值服務,構建“互聯網+冷鏈物流”的冷鏈資源交易平臺。1.1.1按溫度適用范圍劃分

按照溫度從低到高,冷鏈物流通常劃分為超低溫物流、冷凍物流、冰溫物流、冷藏物流、恒溫物流五種類型。1.1.2按對象產品品類劃分

按照對象產品類別,通常可以劃分為:肉及肉類制品冷鏈物流;水產品及其產品冷鏈物流;禽蛋以及其制品冷鏈物流;果蔬產品冷鏈物流;乳及乳制品冷鏈物流;冷飲、速凍食品類冷鏈物流;藥品冷鏈物流。溫度帶對象品目5-10C°蔬菜、果類、奶類加工食品、火腿、香腸-2-5C°生食用貝類、牛奶、生鮮肉、雞蛋、鮮花-15C°以下冷凍肉、冷凍魚、冷凍食品、冰激凌、濃縮果汁總總結結2.國內外冷鏈物流的現狀國內冷鏈物流的發展狀況受國家政策拉動和市場需求影響,中國冷藏車需求量增長呈逐年上升之勢。冷藏保溫車產量增速從2005-2010年的10%上升到2011-2012年的13.8%。2012年,中國冷藏保溫車產量達到7063輛,其中,北汽福田、鎮江飛馳以及中集集團市場份額均在10%以上。冷鏈物流是一項復雜的系統工程,與高新技術、高額投資、先進管理緊密相連。繼2010年國家發改委《農產品冷鏈物流發展規劃》出臺后,2013年中國各省市也相繼出臺了冷鏈物流“十二五”規劃,基于這些規劃及需求的不斷增長,中國冷鏈物流行業發展前景可觀。圖2冷鏈物流的特點國內冷鏈物流的現狀根據中國食品工業協會資料顯示,中國由于冷鏈的問題造成每年約有1200萬噸水果和1.3億噸蔬菜的浪費,總值在100億美元。這些數字的真實性有多少我們暫時不去追究,但是由于不按照國家有關食品冷藏冷凍的規范來操作需要冷鏈物流的食品是一個事實,非正式的統計是約有80%左右的水果、蔬菜、肉類和水產以傳統的車廂(常溫和保溫車)進行運輸。造成這一情況的主要原因有:1.服務的質量問題;2.運輸的質量問題;3.缺乏可靠的物流服務商(特別是大型區域和全國范圍的物流服務提供商);4.高昂的構建費用;5.運輸和儲存等基礎設施的不足。圖3

內外部冷鏈物流示意圖國外冷鏈物流的現狀目前美國、加拿大、德國、意大利、澳大利亞、日本、韓國等發達國家已經形成了完善獨立的農產品冷鏈物流體系,有些國家的生鮮易腐農產品冷鏈流通量已經站到銷售總量的50%,。第一,采用GAP等先進的管理規范來進行原料基地的表轉化管理,使用綠色栽培(養殖)管理技術和有效的有害物質分析檢測技術等,從源頭上保證冷鏈物流的質量與安全。第二,冷鏈物流較發達的國家大多認為預冷是冷鏈物流的第一步,是冷藏品加工生產的第一道工序。因此,在冷鏈源頭就應使用先進的產地加工技術,提高產品質量,延長保鮮期。第三,對冷鏈物流全程實施溫度控制管理,對冷藏車實施動態監控,對各種貨物進行跟蹤,同時將全國的需求信息和遍布各地區的連鎖經營網絡聯結起來,確保物流信息快速可靠的傳遞。總總結結3.冷鏈物流的發展趨勢國內冷鏈物流發展趨勢當前國際金融危機對中國宏觀經濟的影響仍在持續,中國宏觀經濟增速趨緩,物流行業遭受一定沖擊。但隨著政府各類“擴內需、保增長”政策的陸續出臺,中國經濟有望繼續保持平穩較快增長,物流行業的市場前景也開始逐步好轉,農村物流、零售業物流等細分市場成為投資熱點。“十一五”乃至未來更長時期,中國物流產業將進入更高層次的發展階段,并呈現一些新的發展趨勢與特征。第一,伴隨著國民經濟的快速穩定發展,物流產業規模將繼續快速擴張。第二,與經濟結構和產業布局調整相適應。物流產業的集中度進一步提升。第三,隨著物流市場的進一步擴大,物流產業內的分工將越來越細。第四,物流服務方式日益多樣化。以現代信息技術、運輸技術、管理技術為基礎的集成化、一體化物流服務將得到更為廣泛的應用。第五,物流產業技術進步與創新步伐加快,現代化水平進一步提升。第六,合作互動將成為物流產業實現規模擴張、協調發展的重要途徑。第七,物流產業發展的制度環境日趨規范,市場秩序與環境條件進一步優化。感謝觀看制冷原理與方法主要內容第一節制冷技術基礎第二節制冷原理第三節制冷系統第一節制冷技術基礎溫度

溫標熱力學溫標:開爾文溫標或絕對溫標,符號為T,單位為K攝氏溫標:國際溫標,符號為t,符號為oC華氏溫標:符號用θ表示,單位為oF他們之間的換算為:T=t+273.15θ=1.8t+32一、熱力學基本概念干、濕球溫度干球溫度-普通溫度計測量出來的溫度。如天氣預報白天最高溫度為28℃,28℃就是干球溫度。濕球溫度-用濕紗布包住普通溫度計的溫包,就組成一個濕球溫度計,所測出的溫度就是濕球溫度。飽和溫度飽和狀態氣體和液體兩種集態的質量不再發生變化,達到動態平衡,這種狀態稱為飽和狀態。飽和狀態下的蒸汽稱為飽和蒸汽,飽和狀態下的液體稱為飽和液體。飽和溫度液體沸騰時維持不變的溫度稱為沸點或稱為在某一壓力下的飽和溫度;飽和蒸汽和飽和液體的溫度稱為飽和溫度。飽和蒸汽和飽和液體的溫度是一樣的。而與飽和溫度相對應的某一壓力稱為該溫度下的飽和壓力。當氣體物質的溫度升高到某一特定數值后,即使施加多么大的壓力也不會由氣態變成液體了,這一特定溫度稱為臨界溫度。臨界溫度壓力壓力是指單位面積上承受的垂直作用力。對于氣體,實質上是氣體分子運動撞擊容器壁面,在單位面積的容器壁面上所呈現的平均作用力。壓力的單位是帕(斯卡)(Pa),有時也用千帕(kPa)和兆帕(MPa),還有工業大氣壓(bar)、標準大氣壓(atm)。壓力間的換算關系1Pa=1N/m21MPa=10bar=106Pa1atm=1.013×105Pa壓力流體的壓力常用壓力表或真空表來測量。壓力表測量的壓力為表壓力pg,真空表測量的壓力為真空度pv,工質的真實壓力稱為絕對壓力p,pg、pv及大氣壓力pb之間的關系為

(當p>pb時)(當p<pb時)濕度濕空氣:含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣干空氣:完全不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。飽和空氣:在一定溫度下,空氣巾所含水蒸氣的量達到最大值,開始結露,這種空氣就叫做飽和空氣。空氣中所含水蒸氣的多少用濕度來表示.濕度常用絕對濕度、相對濕度、含濕量、露點來表示絕對濕度與相對濕度絕對濕度:單位體積空氣中所含水蒸氣的質量,叫做空氣的絕對濕度,單位為kg/m3。相對濕度:是指在某一溫度下,空氣中所含水蒸氣的實際質量與同一溫度下飽和空氣中的水蒸氣質量之百分比。絕對濕度只說明單位體積空氣中含有多少克水蒸氣,不能說明有沒有達到飽和。而相對濕度則說明了空氣達到飽和時的程度。含濕量與露點含混量:在含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸氣的質量,叫做空氣的含濕量,其單位是g/kg干空氣。露點:在含濕量不變的條件下,空氣中水蒸氣剛好達到飽和時的溫度或濕空氣開始結露時的溫度叫露點。熱量熱量是能量變化的一種量度,表示物體在吸熱或放熱過程中所轉移的熱能。熱量的法定單位是J(焦),非法定單位是cal(卡)。它們之間的關系是:1J=0.2388cal,1cal=4.1868J顯熱和潛熱熱量有顯熱和潛熱兩種形式。顯熱:顯熱是指物質溫度變化,狀態不變所吸收或放出的熱量,如水的溫度從20℃升至80℃,這時水吸收的熱量為顯熱。潛熱:潛熱是指物質的狀態變化(如熔解、液化等),而溫度改變所吸收或放出的熱量。。熵熵是描述物質狀態的參數.它是從外界加進1kg物質(系統內)的熱量Q與加熱時該物質的絕對溫度T(K)之比,用S表示,其關系式為:

S=Q/T(kJ/kg)工質吸熱,ΔQ為正值,工質的墑值必然增加,ΔS也為正值。反之工質放熱(被冷卻),ΔQ為負值,工質的墑減少,ΔS也為負值。含濕量與露點1kg的物質在某一狀態時,所含的熱量稱為該物質的焓。符號為H,單位為kJ/kg。焓隨制冷劑的狀態、溫度和壓力等參數的變化而變化。當對制冷劑加熱或做功時,焓就增大。反之,制冷劑被冷卻或蒸氣膨脹向外做功時,焓就減小。熱力學第一定律無論何種熱力過程,在機械能與熱能的轉換或熱能的轉移中,系統和外界的總能量守恒。即:能量不能憑空產生,也不能憑空消失,只能從一種形式的能轉換成另一種形式的能,但總能量保持不變。二、熱力學基本定律熱力學第二定律熱力學第二定律是科學家通過長期的科學實驗和生產實踐,得出的結論。開爾文和普朗克將熱力學第二定律表述為:不可能制造只從一個熱源取得熱量,使之完全變成機械能而不引起其他變化的循環發動機。熱力學第二定律的本質熱量可以自發地、不費代價地從高溫熱源傳到低溫熱源,要想把熱量從低溫熱源傳到高溫熱源.必須消耗壓縮機的機械能。克勞修斯將熱力學第二定律表述為:熱量不可能自發地、不費代價地從低溫熱源傳到高溫熱源。熱力學第二定律說明熱量的傳遞具有方向性。導熱它是不同溫度的物體之間通過直接接觸,或同一物體不同溫度的各部分之間,在沒有宏觀相對位移時,由分子、原子或自由電子等微粒的熱運動來傳遞熱量的過程。三、傳熱的基本概念熱對流流體中不同溫度的各部分之間,由流體微團宏觀相對位移來傳遞熱量的過程。熱輻射當物體溫度高于絕對零度時,物體具有一定溫度而向外放射輻射能,輻射能通過電磁波向外傳播。物體將熱能轉化為向外放射的輻射能的現象稱為“熱輻射”,其電磁被的波長范圍為0.4—1000μm。不同溫度的物體之間,由電磁波來傳送熱量的過程,稱為“輻射換熱”。流體的密度如果流體是均勻的,通過測定已知體積V中的流體質量m,或者測定已知流體質量m占據的體積V,可以確定流體的平均密度。平均密度可表示為ρ=m/V(2-3)式中密度ρ是流體單位體積內所具有的質量,其單位為kg/m3。四、流體的主要物理性質流體的壓縮性流體質點的體積或密度可以隨壓力或溫度改變的性質稱為流體的壓縮性。液體和氣體力學性質最重要的差別在于它們的體積彈性,即可壓縮性不同。氣體遠比液體容易壓縮,在有顯著壓力變化的流體運動中,氣體產生的比容變化要比液體大得多。流體的黏性處于靜止狀態的流體不能抵抗剪切力,在任何微小剪切力作用下都將發生任意大的變形,因此流體不能保持一定的形狀。但是,當變形速度增大時,流體會表現抵抗變形的一定能力;運動一旦停止,流體的抵抗力便立即消失。流體受到剪切力作用時抵抗變形的特性稱為流體的粘性。表面張力特性處在氣液界面、互不相溶的兩種液體界面或某些液固界面附近液體,由于分子間相互作用的各向異性,液體表面發生彎曲將產生表面張力。表面張力同其他作用力相比很小,通常可以忽略。但是研究毛細現象的影響時,必須考慮流體表面張力的作用。第二節制冷原理天然冷源天然冷源主要是指夏季使用的深井水和冬天貯存下來的天然冰。天然冷源雖具有價格低廉和不需要復雜技術設備等優點,但是,它受到時間和地區等條件的限制,最主要的是受到制冷溫度的限制,它只能制取0℃以上的溫度。因此,天然冷源只能用于防暑降溫、溫度要求不是很低的空調和少量食品的短期貯存。要想獲得0℃以下的制冷溫度,必須采用人工制冷的方法來實現。液體氣化制冷利用液體氣化時要吸收熱量的特性來實現制冷。物質由液態變為氣態時要吸收氣化熱,這個熱量隨著物質的種類、壓力、溫度不同而有所不同。對于同一種物質,壓力越低,沸點溫度越低。吸熱就越大。因此,只要創造一定的低壓就可以利用液體的氣化吸熱特性獲得所要求的低溫。一、人工制冷方法氣體膨脹制冷氣體被壓縮時,壓力升高溫度也隨之升高。反之,如果高壓高溫的氣體進行絕熱膨脹時,壓力降低而溫度也隨之降低,從而產生冷效應,達到制冷的目的空氣壓縮制冷就是采用這個原理。半導體制冷半導體制冷是一種利用半導體材料的熱電效應來產生制冷效果的技術。當兩種不同材料相接觸時,由于它們的電子親和力不同,會形成一個電勢差。如果將這個電勢差加熱一側,就能夠產生熱流,并且從另一側吸收熱量,實現制冷效果。這種技術具有體積小、噪音低、無污染等優點,因此被廣泛應用于一些需要高效、精確控溫的領域,如電子設備、光學儀器、醫療器械等。理想制冷循環——逆卡諾循環逆卡諾循環是由兩個定溫和兩個絕熱過程組成:在濕蒸氣區區域內進行的逆卡諾循環的必要設備是壓縮機、冷凝器、膨脹機和蒸發器,其制冷循環以及循環過程在T-S圖上的表示如圖所示。理想制冷循環——逆卡諾循環逆卡諾循環的制冷系數逆卡諾循環制冷系數逆卡諾循環的制冷系數只與被冷卻物體的溫度T0’和冷卻劑的溫度Tk’有關,與制冷劑性質無關。當T0’升高,Tk’降低時,增大,制冷循環的經濟性越好。而且T0’對的影響要比Tk’大。有傳熱溫差的制冷循環有傳熱溫差的制冷循環逆卡諾循環可用圖中的1’—2’—3’—4’—1’表示,有傳熱溫差的制冷循環可用圖2-4中的1—2—3—4—1表示,所消耗的功量為面積12341、比逆卡諾循環多消耗的功用2’233’2’和11’4’41表示,減少的制冷量為面積11’4’41。同理可得具有傳熱溫差的制冷循環的制冷系數為熱力完善度實際制冷循環的制冷系數與逆卡諾循環的制冷系數之比稱為“熱力完善度”逆卡諾循環存在的困難1)壓縮過程在濕蒸氣區中進行的,危害性很大。2)膨脹機等熵膨脹不經濟。3)無溫差的傳熱實際上是不可能的。單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環蒸氣壓縮式制冷的理論循環是由兩個定壓過程,一個絕熱壓縮過程和一個絕熱節流過程組成。它與逆卡循環(理想制冷循環)所不同的是:1)蒸氣的壓縮采用干壓縮代替濕壓縮。壓縮機吸入的是飽和蒸氣而不是濕蒸氣。2)用膨脹閥代替膨脹機。制冷劑用膨脹閥絕熱節流。單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環蒸氣壓縮制冷理論循環圖。它是由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器等四大設備組成,這些設備之間用管道依次連起形成一個封閉的系統。制冷劑在系統中要經過壓縮、冷凝、節流、氣化(蒸發)四個過程,也就完成了一個制冷循環。單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環1)低壓低濕制冷刑液體(含有少量蒸氣)在蒸發器內的定壓氣化吸熱過程,即從低溫物體中奪取熱量。該過程是在壓力不變的條件下,制冷劑由液體氣化為氣體。2)低壓低溫制冷劑蒸氣在壓縮機中的絕熱壓縮過程。這個壓縮過程是消耗外界能量(電能)的補償過程,以實現制冷循環。單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環3)高壓高溫的制冷劑氣體在冷凝器中的定壓冷卻冷凝過程。就是將從被冷卻物體(低溫物體)中奪取的熱量連同壓縮機所消耗的功轉化成的熱量一起全部由冷卻水(高溫物體)帶走,而制冷劑本身在定壓下由氣體冷卻冷凝為液體。4)高壓制冷劑液體經膨脹閥節流降壓降溫后,為液體在蒸發器內的氣化創造了條件。單級蒸氣壓縮式制冷理論循環在壓焓圖上的表示1—2過程為制冷劑在壓縮機中的絕熱壓縮過程。該過程要消耗機械功。2—3—4過程為制冷劑蒸氣在冷凝器內進行定壓冷卻2—3、3—4過程。該過程制冷劑向冷卻水(或空氣)放出熱量。單級蒸氣壓縮式制冷理論循環在壓焓圖上的表示4—5為制冷劑在膨脹閥中的節流過程。節流前后焓值不變(h4=h5),壓力由pk降到p0,溫度由tk降到t0。5—1過程為制冷劑在蒸發器內定壓蒸發吸熱過程。在這一過程中p0和t0保持不變,低壓低溫的制冷劑液體吸收被冷卻物體的熱量使其溫度降低而達到制冷的目的。制冷劑經過1—2—3—4—5—1過程后,就完成了一個制冷理論基本循環。單級蒸氣壓縮式制冷理論循環在壓焓圖上的表示制冷劑制冷系統中循環流動的工作物質,簡稱工質,又稱制冷劑,用Refrigerant(制冷劑)的第一個字母R表示二、制冷劑對制冷劑性質的要求——熱力學方面的要求1)在大氣壓力下制冷劑的蒸發溫度要低,便于在低溫下蒸發吸熱。2)常溫下制冷劑的冷凝壓力不宜過高,這樣可以減少制冷裝置承受的壓力也可減少制冷劑向外滲漏的可能性。3)單位容積制冷量要大,這樣可以縮小壓縮機尺寸。4)制冷劑的臨界溫度要高,便于制冷劑在環境溫度下冷凝成液體。5)冷凝固溫度要低,便于獲得較低的蒸發溫度。6)絕熱指數應低一些。對制冷劑性質的要求——物理化學方面的要求1)制冷劑在潤滑油中的可溶性。根據制冷劑在潤滑油中的可溶性可分為有限溶于潤滑油和無限溶于潤滑油的制冷劑。2)制冷劑的粘度和密度盡可能小。3)熱導率和放熱系數要高。4)對金屬和其他材料不產生腐蝕作用。5)具有化學穩定性。制冷劑在高溫下不分解、不燃燒、不爆炸。6)具有一定的吸水性。對制冷劑性質的要求——其他方面的要求1)制冷劑對人體健康無損害,不具有毒性、窒息性和刺激性。制冷劑的毒性級別分為六級,一級毒性最大,六級毒性最小。2)價格便宜,容易購買。制冷劑的一般分類可作為制冷劑的物質大約有幾十種,但常用的不過十幾種,用于食品冷凍的制冷劑也就是幾種。常用制冷劑按其化學組成可分為四類即無機化合物、氟利昂(鹵代烴)、碳氫化合物(經類)、混合制冷劑。無機化合物無機化合物的制冷劑有氨(NH3)、水(H2O)、二氧化碳(CO2)等,其中氨是常用的一種制冷劑。為了書寫方便,國際上規定用RXXX示制冷劑的代號。對于無機化合物,其制冷劑的代號為R7XX,其中7表示無機化臺物,7后面兩個數字是該物質分子量的整數。如氨的代號為R717,水的代號為R718,二氧化碳的代號為R744。氟利昂(鹵代烴)氟利昂是飽和烴類(飽和碳氫化合物)的鹵族衍生物的總稱,這是在20世紀30年代出現的制冷劑,其種類較多,它們的熱力性質也有較大的區別,可分別適用于不同要求的制冷機。碳氫化合物(烴類)碳氫化合物稱烴。烴類制冷劑有烷輕類制冷劑(甲烷、乙烷),烯烴類制冷劑(乙烯、丙烯)等。從經濟觀點看碳氫化合物是比較好的制冷劑,即價格低,易于獲得,凝固溫度低等。但安全性差,易燃燒和爆炸。在空調制冷及一般制冷中并不采用,它們只用于石油化學工業的制冷系統中。混合制冷劑混合制冷劑又稱多元混合溶液。它是由兩種或兩種以上制冷劑按比例相互溶解而成的混合物,它可分為共沸溶液和非共沸溶液。共沸溶液和非共沸溶液共沸溶液是指在固定壓力下蒸發或冷凝時,其蒸發溫度和冷凝溫度恒定不變,而且它的氣相和液相具有相同組分的溶液。共沸溶液制冷劑代號的第一個數字均為5,目前作為共沸溶液制冷劑的有R500、R502等。非共沸溶液是指在固定壓力下蒸發或冷凝時,其蒸發溫度和冷凝溫度是不斷變化的,氣、液相的組成成分也不同的溶液。目前非共沸镕液應用的有R12/R13、R22/114、R22/R152a/R124等。常用制冷劑的特性目前,能夠用做制冷劑的物質有80余種,常用的不過10多種,而電冰箱、空洞器常用的制冷劑有R12、R22、R134a、R600a、R502等。R12(CCl2F2,二氟二氯甲烷)甲烷的衍生物,屬于中壓制冷劑,主要用于中、小型制冷設備,如電冰箱。它無色、無味、不燃燒、不爆炸,對人體危害較小。R12中含有氯原子,在大氣中分解后釋放出的氯原子,從而破壞臭氧層,現在全球已禁止使用。R22(CHClF2,二氟一氯甲烷)甲烷的衍生物,在相同蒸發壓力下無色、無味、不燃燒、不爆炸、毒性比R12略大,但仍然是安全的制冷劑。R22溶于油并稍溶于水,但仍屬于不溶于水的物質。R22對金屬與非金屬的作用與R12相似,其泄漏特性與R12相似。同樣需要系統密封性能高。R22腐蝕塑料橡膠的能力比R12強。R11(CCl3F,一氟三氯甲烷)R11的溶水性、溶油性以及對金屬的作用與R12相似,毒性比R22稍大,R11的分子量大,單位容積制冷量小,對臭氧層有破壞、并且存在溫室效應,因此在發達國家和部分發展中國家,已經停止了在新空調、制冷設備上的初裝或舊設備上的再添加;中國2007年已停止了R11制冷劑的生產、以及在新制冷空調設備上的初裝。R134a(C2H2F4,四氟乙烷)R134a是一種新開發的制冷劑,分子量為102.03,大氣壓力下沸點為-26.25℃,凝固溫度為-101℃,其熱力性質與R12非常接近,毒性級別與R12相同,但R134a難溶于油。目前R134a已取代R2作為汽車空調中的制冷劑。R123(CF3CHCl2,三氟二氯乙烷)R123是一種新開發的制冷劑,分子量為152.93,大氣壓力下沸點為27.61℃,凝固溫度為-107℃,臨界溫度183.79℃,臨界壓力3.676MPa。R123的熱力性質與R11很相似,但對金屬的腐蝕性比R11大,毒性級別尚待確定。R500R500制冷劑是由質量百分比為73.8%的R12和26.2%的R152a組成。和R12相比,使用同一臺壓縮機其制冷量提高約18%。在大氣壓力下的蒸發溫度為-33.3℃。R502制冷劑是由質量百分比為48.8%的R22和51.2%的R115組成。在大氣壓力下R502的蒸發溫度為-45.6℃,故蒸發溫度在-45℃以上時,系統內不會出現真空,避免了外界空氣滲入系統的可能性。毒性小、無燃燒和爆炸危險。對金屬材料無腐蝕作用,對橡膠和塑料的腐蝕性也小。R502具有較好的熱力、化學和物理特性,是一種較理想的制冷刑,它適合于蒸發溫度在-40—-45℃的單級、風冷式冷凝器的全封閉和半封閉制冷壓縮機中使用。它的主要缺點是價格較貴。R22、R152a、R124三元混合制冷劑R22、R152a、R124三元混合制冷劑屬于非共沸溶液冷劑。R22/R152a、R124制冷劑各組分的質量百分比為36%的R22、24%的R152a和40%的R124。由于三種組分的蒸發溫度相差不是太大,也可稱為近共沸溶液。它的特性與R12很相近,其制冷效率比R12提高3%。制冷劑的發展階段制冷劑的發展經歷了4個階段:第一階段,19世紀30年代,到20世紀初。主要是尋找理想制冷劑,從天然物,人造物中尋找。第二階段,20世紀20年代,到20世紀70年代,以氟化物開發為重點,合成人工化合物制冷劑,以杜邦的氟利昂為代表。主要是有一定的安全性,及穩定可靠的熱工性能。三、制冷劑發展趨勢制冷劑的發展階段

第三階段,20世紀70年代,到21世紀初,為人類的無知所產生的大氣破壞進行補過。主要是對臭氧的破壞,尋找替代品,淘汰臭氧層破壞物。第四階段,21世紀初至今,以解決溫室效應為出發點,淘汰原用的,溫室效應明顯的制冷劑。CFC對具氧(O3)層的破壞與CFC的限用

含氫的氟利昂,在大氣中的壽命顯著縮短,而CFC在大氣中具有相當長的壽命。當CFC穿過大氣擴散到臭氧層時,受紫外線照射后產生對臭氧層有嚴重破壞作用的Cl和ClO。CFC還會加劇溫室效應。蒙特利爾協定1987年9月14日在加拿大的蒙持利爾召開了專門的國際會議,簽署了“控制破壞大氣臭氧層物品的蒙特利爾協定”,五種氟利昂(R11、R12、R113、R114、R115)被限制生產和使用。1989年5月在赫爾辛基召開的國際環保會上,有80個國家同意在2000年前禁止生產和使用CFC,2030年停用HCFC。CFC替代物的選擇基本要求對環境安全替代制冷劑的臭氧耗減潛能(ODP)必須小于0.1(R12=1),全球變暖潛能(GWP)值相對于CFC12來說必須很小。具有良好的熱力性能要求制冷劑的壓力適中,制冷效率高,并與潤滑油有良好的親和性。具有可行性除易于大規模工業生產、價格可接受外必須符合職業衛生要求,對人體無不良影響。21世紀綠色環保制冷劑的趨勢制冷用途原制冷劑制冷劑替代物家用和樓宇空調系統HCFC-22HFC混合制冷劑大型離心式冷水機組CFC-11HCFC-123CFC-12,R500HFC-134aHCFC-22HFC混合制冷劑低溫冷凍冷藏機組和冷庫CFC-12HFC-134aR502,HCFC-22HCFC-22,HFC或HCFC混合制冷劑NH3NH3冰箱冷柜、汽車空調CFC-12HFC-134aHC及其混合物制冷劑

HCFC混合制冷劑21世紀綠色環保制冷劑的展望HFC類制冷劑的實用化天然制冷劑的推廣與實用化:NH3和CO2受到重視新一代替代工質的開發與實用化添加納米材料的新型制冷劑21世紀制冷空調行業的發展方向:綠色環保,高效節能,減少排放,加強回收,注重培訓,研究開發。第三節制冷系統制冷壓縮機分類制冷壓縮機是蒸氣壓縮式制冷裝置的核心設備。它的作用是用來壓縮和輸送制冷劑蒸氣、使之達到制冷循環的動力裝置。制冷壓縮機的形式很多,根據工作原理不同,可分為兩大類:容積式制冷壓縮機和離心式制冷壓縮機。一、制冷壓縮機制冷壓縮機分類制冷壓縮機分類容積式制冷壓縮機是靠改變氣缸容積來進行氣體壓縮。常用的容積式制冷壓縮機有活塞制冷壓縮機和回轉式制冷壓縮機。離心式制冷壓縮機是靠離心力的作用,連續地將所吸入的氣體壓縮;這種壓縮機的轉速高、制冷能力大,廣泛用于大型的制冷系統中。往復式壓縮機往復式壓縮機是制冷壓縮機里使用最廣泛的一種壓縮機。這種類型的壓縮機規格型號很多,能適應一般制冷要求。但由于活塞及連桿慣性力大,限制了活塞的運行速度,故排氣量一般不能太大。往復式壓縮機一般使用于中小型制冷系統。按照結構分類,往復式壓縮機可分為開啟式、半封閉式和全封閉式。往復式壓縮機往復式式壓縮機工作過程分解螺桿式壓縮機螺桿式制冷壓縮機的主要部件有陰、陽轉子、機體(包括氣缸體和吸、排氣端座)、軸承、軸封、平衡活塞及能量調節裝置。在同一時刻同時存在著吸氣、壓縮、排氣三個過程,只不過它們發生在不同的齒槽空間或同一齒槽空間的不同位置。螺桿式壓縮機工作過程滾動轉子式制冷壓縮機它是由固定的圓形氣缸1、轉子2、排氣閥4、始終緊貼在轉子外表面的滑片5以及兩側端蓋組成封閉容積的壓縮機因轉子偏心安置,曲軸旋轉時封閉容積不斷縮小,氣體壓力升高,壓力達到排氣壓力后從排氣孔3排出。滾動轉子式制冷壓縮機1—氣缸2—轉子3—排氣孔4—排氣閥5—滑片6—彈簧7—吸氣孔滾動轉子式壓縮機工作過程渦旋式制冷壓縮機渦旋式制冷壓縮機主要由固定螺旋槽板和回旋螺旋槽板組成。二者的螺旋板曲線基本相同,配合時二者中心相差一個旋轉半徑,相位差180°,并相互嚙合。這樣固定螺旋槽板和回旋螺旋槽板間形成一系列月牙形空間。蒸氣從固定螺旋槽板的外部吸入,在固定螺旋槽板與回旋螺旋槽板所形成的空間中被壓縮,最后從固定螺旋槽板中心排出。渦旋式壓縮機工作過程離心式壓縮機離心式制冷壓縮機主要部件有吸氣口、葉輪、擴壓器、蝸殼、排氣口。離心式制冷壓縮機工作時,蒸氣從制冷壓縮機的軸向吸氣口吸入,而后進入高速旋轉的葉輪中,在離心力的作用下,蒸氣經流道流向葉輪的邊緣,同時動能和壓力能提高。蒸氣離開葉輪后首先進入擴壓器中,使蒸氣減速,壓力提高,而后匯集到蝸殼中,再由排氣口排出。離心式壓縮機工作過程水冷式冷凝器用水作為冷卻介質,使高溫、高壓的氣態制冷劑冷凝的設備稱為水冷式冷凝器。由于自然界中水溫一般比較低,因此水冷式冷凝器的冷凝溫度較低,這對壓縮機的制冷能力和運行經濟性都比較有利。常用的水冷式冷凝器有立式殼管式冷凝器、臥式殼管式冷凝器及套管式冷凝器等形式。二、冷凝器立式殼管式冷凝器立式殼管式冷凝器優點——可裝在室外,垂直安裝,占地面積小,無凍結危險,傳熱管容易清除水垢,而且清洗時不必停止制冷系統的運行,對冷卻水水質要求不高。缺點——耗水量大、體積較臥式大、笨重、搬運不方便,制冷劑在管內泄漏不易發現。臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器簡稱為臥式冷凝器。如圖所示。這種冷凝器一般應用在大、中、小型制冷裝置中,特別是壓縮式冷凝機組中使用最為廣泛。臥式殼管式冷凝器主要優點是傳熱效果比立式殼管式冷凝器好,耗水量較少,操作管理方便,容易小型化,容易和其他設備組裝;缺點是冷卻水質要求高,冷卻管容易腐蝕,清洗水垢時不太方便,需要停止冷凝器的工作。套管式冷凝器套管式冷凝器管式冷凝器主要用于小型氟利昂空調機組,它的外管采用φ50的無縫鋼管,內管套有一根或幾根鋼管或低肋銅管。內外管套在一起后,用彎管機彎成圓螺旋形。冷卻水在內管流動,流向為下進上出;制冷劑在大管內小管外的管間流動,制冷劑由上部進入,凝結后的制冷劑液體從下面流出。套管式冷凝器可的優點是占地面積少,體積小,結構簡單,制造方便,傳熱系數較高;缺點是冷卻水流動阻力大,清洗水垢不方便,單位傳熱面積的金屬消耗最大。空氣冷卻式冷凝器空冷式冷凝器又稱風冷式冷凝器。它是用空氣作為冷卻介質,使制冷劑蒸氣冷凝為液體。根據空氣流動的方式可分為自然對流式和強迫對流式。自然對流冷卻的空冷式冷凝器傳熱效果差,只用在電冰箱或微型制冷機中,強迫對流冷卻的冷凝器廣泛應用于中小型氟利昂制冷和空調裝置。自然對流空冷式冷凝器

(a)平板式;(b)百葉窗式;(c)鋼絲式自然對流空冷式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器依靠空氣受熱后產生的自然對流,將制冷劑冷凝放出的熱量帶走。這種冷凝器的換熱系數很小,約為5—10W/(m2·K),為此將傳熱管膠合在冰箱箱體壁面上,形成平板式冷凝器;有的將金屬絲環繞在管外,形成百葉窗式或鋼絲式冷凝器,以增強傳熱效果。它主要用于家用冰箱和微型制冷裝置。強迫對流空冷式冷凝器這種冷凝器的換熱系數不高,當迎面風速為2-3m/s時,按全部外表面計算的換熱系數約24-29W/(m2·K)。蒸發式冷凝器在蒸發式冷凝器中是以水和空氣作為冷卻介質。它是利用冷卻水噴淋時蒸發吸熱,吸收高壓制冷劑蒸氣的熱量,同時利用軸流風機使空氣由下而上通過蛇形管使管內制冷劑氣體冷凝為液體。根據蒸發冷凝器中軸流風機安裝的位置不同可分為吸入式和壓送式,風機設在盤管上部稱為吸入式;設在盤管下部者,稱為壓送式。它是由換熱盤管、供水噴淋系統和風機三部分組成。蒸發式冷凝器蒸發式冷凝器的優點是:(1)與水冷式冷凝器相比,循環水量和耗水量減少(2)與風冷式冷凝器相比,其冷凝溫度低,尤其是干燥地區更明顯。蒸發式冷凝器的缺點是:(1)蛇形盤管容易腐蝕,管外易結垢,且維修困難(2)既消耗水泵功率,又消耗風機功率。但風機和水泵的電耗不是很大。蒸發式冷凝器耗水小,可以露天安裝,目前廣泛應用于大中型氨制冷系統。淋激式冷凝器淋激式冷凝器的工作原理與蒸發式冷凝器相同,只是沒有風機,冷卻水在管外氣化,產生的水蒸氣被自由運動的空氣帶走,換熱效果較差。由于金屬耗量大,占地面積大,所以淋激式冷凝器目前已很少使用和生產。節流機構的作用和分類對冷凝器出來的高壓制冷劑液體進行節流降壓,保證冷凝器與蒸發器之間的壓力,以使蒸發器內的制冷劑液體在低壓下蒸發吸熱,吸收被冷卻物體的熱量從而達到制冷的目的。調節進入蒸發器的制冷劑流量,以適應制冷系統制冷量變化的需要,更加有效地運行。節流機構種類很多,結構也各不相同,常用的節流機構有手動膨脹閥、浮球膨脹閥、熱力膨脹閥、電子膨脹閥和毛細管等。三、節流機構手動膨脹閥手動膨脹閥又稱節流閥或調節閥。手動膨脹閥的結構與普通截止閥相似當轉動閥桿上面的手輪時.就能保證閥門的開啟度緩慢地增大或關小,以適應制冷量的調節變化。手動膨脹閥要求管理人員根據蒸發器負荷變化隨時調節閥門的開啟度,管理麻煩,而且憑經驗操作。由此近年來大多采用自動膨脹閥,只將手動膨脹閥裝在旁通管道上,以備應急或檢修自動膨脹閥時使用。浮球膨脹閥浮球膨脹閥是一種自動膨脹閥,它的作用是根據滿液式蒸發器液面的變化來控制蒸發器的供液量,同時進行節流降壓,也可控制蒸發器的液面高度。浮球膨脹閥根據節流后的液體制冷劑是否通過浮球室而分為直通式和非直通式兩種熱力膨脹閥熱力膨脹閥在氟利昂制冷系統(即非滿液式蒸發器中)得到廣泛應用。與浮球膨脹閥所不同的是,它是靠控制蒸發器出口處制冷劑蒸氣的過熱度來控制蒸發器的供液量,同時起節流降壓作用,熱力膨脹閥主要由閥體、毛細管、感溫包組成。熱力膨脹閥根據膜片下部的氣體壓力不同可分為內平衡式熱力膨脹閥和外平衡式熱力膨脹閥。若膜片下部的氣體壓力為膨脹閥節流后的制冷劑壓力稱為內平衡式熱力膨脹閥;若膜片下部的氣體壓力為蒸發器出口的制冷劑壓力稱為外平衡式熱力膨脹閥。內平衡式熱力膨脹閥內平衡式熱力膨脹閥只適用于蒸發器內部阻力較小的場合,廣泛應用于小型制冷機和空調機。外平衡式熱力膨脹閥外平衡式熱力膨脹閥可以改善蒸發器的工作條件,但結構比較復雜,安裝與調試比較麻煩。因此,只有蒸發器的壓力損失較大時才采用此種膨脹閥。電子膨脹閥電子膨脹閥是利用被調節參數產生的電信號,控制施加于膨脹閥上的電壓或電流,進而達到調節供液量的目的。電子膨脹閥是由檢測、控制、執行三部分構成。按照驅動方式的不同可分為電磁式電子膨脹閥和電動式電子膨脹閥兩類。蒸發器分類按照被冷卻介質的種類不同可分為冷卻液體(水或鹽水)的蒸發器和冷卻空氣的蒸發器。(1)冷卻液體的蒸發器。屬于這類蒸發器的有直立管式蒸發器、螺旋管式蒸發器、臥式殼管式蒸發器、盤管式蒸發器。(2)冷卻空氣的蒸發器。屬于此類蒸發器的有冷卻排管和冷風機。四、蒸發器直立管式蒸發器直立管式蒸發器屬于敞開式設備優點:方便觀察、運行和檢修,載冷劑凍結危險小,有一定蓄冷能力;缺點:體積大,占地面積大,用鹽水作載冷劑時.與大氣接觸容易吸收空氣中水分降低了鹽水濃度,需經常加入固體鹽,同時會使腐蝕加快,易積油。螺旋管式蒸發器螺旋管式蒸發器當傳熱面積相同時,其外型尺寸比直立管小,結構緊湊,縮小體積,減少焊接工作量,制造方便,傳熱效果比直立管式要大。臥式殼管式蒸發器臥式殼管式蒸發器構造與臥式殼管冷凝器相似,其外殼是用鋼板焊成圓筒體,在筒體的兩端焊有管板,鋼管用焊接或脹接在管板上。制冷劑在管外空間氣化,載冷劑(冷凍水或鹽水)在管內流動。為了保證載冷劑在管內具有一定的流速,在兩端蓋內鑄有隔板,使載冷劑多流程通過蒸發器。臥式殼管式蒸發器在氟利昂系統中,目前也使用臥式殼管式蒸發器,所不同的是采用低肋銅管代替光滑鋼管,這樣可以提高制冷劑的沸騰放熱系數。為了使潤滑油隨制冷劑蒸氣返回壓縮機,采用干式殼管式蒸發器(屬非滿液式蒸發器),即制冷劑在管內蒸發吸熱,冷凍水在管間流動。冷卻空氣的蒸發器包括冷卻排管和冷風機,主要用于冷藏庫、冷柜中。在空調中采用直接蒸發式空氣冷卻器(又稱表冷器)來冷卻進入空調房間的空氣。在冷藏庫中,一般在自然對流式冷卻的庫房中設置冷卻排管;強制循環式冷卻的庫房中設置冷風機;混合冷卻式庫房中則同時采用冷卻排管和冷風機。冷卻排管據冷卻排管的安裝位置不同,可分為墻排管、頂徘管、擱架式排管;按傳熱管表面形式分有光滑排管和肋片排管。立管式墻排管立管式墻排管這種墻排管只適用于氨制冷系統。一般立管采用38mm×2.2mm或57mm×3.5mm的無縫鋼管,高度為2.5-3.5m的豎管組成,管間的中心距離為110—130mm,豎管焊接在76mm×3.5mm或89mm×3.5mm的上、下橫管上。氨液從下橫管進入,氨氣由上橫管排出。它的優點是制冷劑氣體容易排出,保證了傳熱效果;缺點是當墻排管高度較高時,由于液柱靜壓的作用.從而使下部制冷劑的蒸發溫度提高。盤管式墻排管盤管式墻排管盤管式墻排管可以是單根或兩根蛇形管制成的單排或雙排的排管。在重力供液系統中,氨液從下部進入,氨氣則從上部引出。在氨泵供液系統中也可采用上進下出。氨制冷系統中采用的盤管式墻排管有兩種類型,一種是光滑盤管,另一種是肋片盤管。在氟利昂制冷系統中采用盤管式墻排管,液體從上部進入,氣體從下部排出,從而保證了潤滑油在系統中的正常循環。頂排管頂排管氨用頂排管,一般吊裝在冷藏或結凍間的頂棚或樓板下面。光滑頂排管是用直徑38mm×2.2mm的無縫鋼管制作,每組排管上下各有兩根集管,下集管進液,上集管回氣。氟利昂頂排管是蛇形盤管,由并列的幾根蛇形管組成或是單根蛇形管。擱架式排管擱架式排管主要用于凍結盤裝食品,排管一般采用直徑38mm×2.2mm或57mm×3.5mm無縫鋼管制作根據裝放食品盒的高度,每層管子的垂直中心距為200-400mm。需要冷凍加工的食品裝在凍盤內直接放在擱架上。通常用來冷凍魚類、禽類等小塊食品。氨液從下部進入,從上部排出氨氣,多用于中、小型冷庫這種排管的優點是容易制作,結構緊湊,不需要維修。但是鋼材耗量較大,貨物進出勞動強度大。冷風機冷風機是由蒸發管組和通風機所組成,依靠通風機強制作用生的冷量吹向被冷卻物體,從而達到降低庫溫的目的。冷風機按其安裝位置的不同可分為落地式冷風機和吊頂式冷風機兩種。采用冷風機時,不用載冷劑,冷損失小、傳熱系數也不大,當迎面風速為2-3m/s時,冷風機的傳熱系數約為29-35W/(m2·K)。結構緊湊,易于實現自動化控制。落地式冷風機冷鏈運輸原理與方法第三章冷鏈運輸易腐食品的物化性質與控制本章要點易腐食品的基本化學組成易腐食品的腐敗與變質原因影響易腐食品品質劣變速度的因素內容提要冷鏈運輸易腐食品的化學成分易腐食品的物理性質冷鏈運輸易腐食品的腐敗與變質原因冷鏈運輸貨物食品的冷凍與解凍原理影響易腐貨物冷鏈運輸品質的因素1.冷鏈運輸易腐食品的化學成分植物性易腐食品水分、碳水化合物、蛋白質、脂肪、礦物質、維生素動物性易腐食品水分、蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素植物性易腐食品食品種類近似含水量(%)食品種類近似含水量(%)水果和蔬菜

堅果

西瓜91.5核桃(黑,干)4.4橙子(帶皮)86.8花生(加鹽干烤)1.6蘋果(帶皮)83.9花生醬(含鹽)1.2葡萄(新鮮)81.3糧食、谷物食品

葡萄干15.4小麥面粉10.3黃瓜(帶皮,新鮮)96.0通心粉(干)10.2馬鈴薯(帶皮,新鮮)79.0椒鹽餅干4.1蠶豆(綠皮,新鮮)90.3玉米片3.0表3-1常見植物性食品的水分含量植物性易腐食品碳水化合物是糧食和果蔬的主要成分,一般占糧食和果蔬干重的50%~80%。圖3-1食品中碳水化合物的分類植物性易腐食品淀粉的廣泛存在農作物籽粒:小麥、玉米、大米、大豆等塊莖:馬鈴薯、魔芋、山藥、甘薯等含量:干物質的80%不同來源淀粉顆粒的微觀結構馬鈴薯淀粉:顆粒較大,形狀為卵形和圓形大米淀粉:顆粒較小,多為多角形1—馬鈴薯;2—玉米;3—小麥;4—大米圖3-2幾種糧食作物的淀粉顆粒形狀特征植物性易腐食品植物性食品蛋白質含量差異果蔬類食品:蛋白質含量最低,通常在5%以下禾谷類糧粒:蛋白質含量較高,一般在15%以下豆類和油料種粒:蛋白質含量最高,可高達20%~40%食品種類近似含量(%)食品種類近似含量(%)谷物

堅果

稻米8.0花生26.2小麥9.4芝麻20.3燕麥(去殼)13.0油菜籽26.3玉米5.2油茶仁8.7蕎麥6.5

果蔬

粟米9.7蘋果0.2高粱10.2香蕉(帶皮,新鮮)0.8大豆36.3胡蘿卜0.9蠶豆24.5生菜1.6扁豆20.4花椰菜4.3表3-2常見植物性食品中蛋白質含量植物性易腐食品脂質的定義脂質主要包括單純脂質、復合脂質和衍生脂質。是一類難溶于水,但易溶于乙醚、正己烷、氯仿等有機溶劑的物質。脂質的狀態一般呈液態的稱為“油”。呈固態的稱為“脂”。食品種類近似含量(%)食品種類近似含量(%)水果

堅果

西瓜0.2花生40~50橙子0.2芝麻45~55牛油果(鱷梨)19.5油菜籽38~45柿0.1谷物

櫻桃3.9小麥1.8蘑菇(新鮮)0.1大米2.7馬鈴薯(帶皮,新鮮)0.2玉米4.6蠶豆(綠皮,新鮮)1.1玉米胚33~50黃瓜(帶皮,新鮮)

0.1大豆17~20表3-3常見植物性食品中脂質含量脂質的分類單純脂質:如脂肪酸、甘油三酯復合脂質:如磷脂、糖脂衍生脂質:如蠟、類固醇植物性易腐食品的色、香、味物質植物性食品中的色素種類:包括葉綠素、類胡蘿卜素、花青素、姜黃素等變化:在貯運過程中可能發生氧化、降解等變化影響:是影響植物性食品外觀色澤的重要因素植物性食品中的芳香油定義:一般果蔬中含有的揮發性芳香油,因含量極少又稱為精油作用:是每種果蔬具有特定香氣和其他氣味的主要原因成分:通常是一種成分復雜的混合物,主要包括酯、醇、醛、酮、萜、芳烴等水果香氣成分的變化成熟過程:水果的香氣成分隨果實的成熟而增加催熟影響:人工催熟的果實香氣成分不如自然成熟的高貯藏影響:低溫貯藏過程中即使沒有腐敗,香氣也會流失動物性易腐食品水分含量:動物性食品中含量最多的成分,一般占60%~80%影響因素:受動物肥瘦程度、年齡、不同部位的影響特點:老齡畜肉比幼齡的少,豬里脊肉比肋部肉含水量高作用:影響肌肉口感、滋味、風味,參與動物性食品腐敗蛋白質重要組成:構成動物性食品的重要成分分類:鹽溶性蛋白質:肌原纖維肌漿蛋白質:溶解在肌原纖維之間肌基質蛋白質:構成肌鞘、毛細血管等結締組織色素蛋白:肌紅蛋白、血紅蛋白等動物性易腐食品脂質含量變化:動物性食品中的脂質含量變化很大影響因素:與動物種類、生長階段、生長環境、生殖、餌料來源等有關個體差異:同一個體的不同部位差異也會很大陸生動物脂質:以甘油三酯居多,由丙三醇和高級脂肪酸構成水生動物脂質:種類豐富,除甘油三酯外,還含有較高的磷脂等極性脂質特殊脂質:中層和深海魚類以長鏈脂肪酸和長鏈一元醇或固醇組成的蠟為貯藏形式;鯊魚等板鰓魚類含有甘油醚、烴類等特殊脂質脂肪酸陸生動物脂肪酸:常見脂肪酸有棕櫚酸、油酸、硬脂酸等,其中棕櫚酸這類飽和脂肪酸在畜禽肉脂肪中的含量最高,占25%~30%魚貝類脂肪酸:大都是C14~C20的脂肪酸,具有碳鏈長、不飽和程度高、不飽和脂肪酸含量高、富含n-3系的多不飽和脂肪酸(PUFA)等特點不飽和脂肪酸易氧化動物性易腐食品血紅蛋白和肌紅蛋白新鮮的豬肉、羊肉、牛肉等肉色一般因富含氧合肌紅蛋白呈現鮮艷的紅色,如儲存不當,可轉變為暗紫紅色(脫氧肌紅蛋白的顏色)或者紅褐色(高鐵肌紅蛋白),導致感官接受度下降。圖3-5三種肌紅蛋白轉化關系示意圖氧合肌肉蛋白高鐵肌紅蛋白脫氧肌紅蛋白+O2+O2-O2Fe2+Fe3+動物性易腐食品血藍蛋白概述存在生物:蝦、蟹等甲殼類,烏賊、章魚、腹足類等軟體動物生理功能:與肌紅蛋白、血紅蛋白類似,負責輸氧活性中心:含銅離子而非鐵離子顏色變化無氧狀態:無色氧合狀態:藍色,在345nm和580nm處有最大吸收峰捕撈后變化:缺氧狀態下體液無色,儲存不當會逐漸變藍對消費者的影響感官可接受度:體色變藍影響消費者感官可接受度安全性:變化幾乎不產生有害成分動物性易腐食品類胡蘿卜素分布:廣泛分布于動植物界,呈現黃、橙、紅色化學結構:共軛雙鍵長鏈,兩端連接紫羅蘭酮環,碳數為40功能:構成多種水產動物體色及動物卵黃、甲殼動物殼、貝殼等顏色黑色素和眼色素形成過程:酪氨酸或色氨酸經氧化、聚合反應形成存在生物:甲殼類動物(蝦、蟹),烏賊、墨魚、魷魚影響:甲殼類動物死后發黑,烏賊噴墨,魷魚體表褐色斑點安全性:通常對人體無害,但影響消費者感官接受度動物性易腐食品血藍蛋白概述存在生物:蝦、蟹等甲殼類,烏賊、章魚、腹足類等軟體動物生理功能:與肌紅蛋白、血紅蛋白類似,負責輸氧活性中心:含銅離子而非鐵離子顏色變化無氧狀態:無色氧合狀態:藍色,在345nm和580nm處有最大吸收峰捕撈后變化:缺氧狀態下體液無色,儲存不當會逐漸變藍對消費者的影響感官可接受度:體色變藍影響消費者感官可接受度安全性:變化幾乎不產生有害成分易腐食品的物理性質(1)凍結溫度凍結溫度是指易腐貨物中水分開始結成冰晶時的溫度(即冰點)。由于易腐食品中的水分總是含有某些鹽類和其他物質,所以易腐貨物的冰點一般低于0℃,而多數都在-0.5~-2.5℃之間。易腐貨物終溫/℃-5-10-15-20-25凍結水量/%70~7575~8080~8585~9090~92表3-11易腐食品在一定溫度下凍結水量易腐食品的物理性質(2)比熱容食品名稱密度/(g/cm2)導熱系數/[W/(m

K)]凍結溫度/℃比熱容/[kJ/(kg·K)]最高最低高于凍結溫度低于凍結溫度瘦肉0.97~0.990.556-0.6-1.23.181.76肥肉0.96~0.98—-0.6-1.22.51—豬肉0.94~0.96—-0.6-1.22.181.51瘦魚1.01~1.020.45-0.6-23.351.34肥魚0.97~0.99—-0.6-22.851.8蛋1.0~1.090.29-0.5-0.63.181.67奶油0.92~0.950.15——2.681.67牛奶1.03~1.080.64-0.53-0.553.941.67凝乳0.94~1.02—-0.53-0.553.522.51水果1.03~1.07—-1-2.53.35~3.772.09蔬菜1.06~1.10

-1-2.53.35~3.771.67~2.09表3-12易腐食品的主要物理性質表易腐食品的物理性質(3)熱導率系數熱導率系數指在單位時間內物體單位面積上通過的熱量與溫度梯度的比系數。凍結食品的終溫/℃-1-5-10-20凍結食品的熱導率系數/[W/(m·K)]0.701.161.401.63表3-13凍結食品的溫度與熱導率數的關系λ=0.605φ+0.256(1-φ)式中λ-易腐貨物的熱導率系數,W/(m·K);φ-易腐貨物中水的百分含量,%。易腐食品的物理性質(4)密度易腐貨物的密度主要取決于其含水量的多少。式中ρw、ρs、ρi-未凍水、固體成分和冰的密度;

ωw、ωs、ωi-未凍水、固體成分和冰的質量分數。易腐食品的物理性質(4)焓值焓值表征易腐食品含有的熱量,主要包含顯熱和潛熱這兩部分組成。易腐貨物的焓值與其含水量有密切關系。圖3-8牛肉的焓值冷鏈運輸易腐食品的腐敗植物性食品褐變淀粉老化維生素的降解油脂氧化果蔬采后病害動物性食品自溶酶作用蛋白質變性脂質氧化微生物生長其他因素影響食品腐敗變質的因素溫度對微生物繁殖和食品腐變的影響在適當濕度和氧氣條件下,溫度對食品中微生物繁殖和腐變反應速度影響明顯在一定范圍內,恒定水分含量下,溫度每升高10℃,腐敗速度加快4~6倍溫度對非生物性反應的影響脂質自氧化:溫度升高促進脂質的自氧化反應非酶褐變:溫度升高加速非酶褐變等非生物性反應1—30℃2—20℃3—10℃4—0℃圖3-11肉制品保藏溫度和腐敗速度之間的關系圖3-12溫度對酶促反應速率的影響(1)溫度影響食品腐敗變質的因素水分含量定義:含水物質中所含水分量占總重量的百分比(重量含水量)或所含水分的體積占總體積的百分比(容積含水量)水分活度(Aw)定義:在密閉空間中,食品的平衡蒸汽壓與相同溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值意義:表示能被微生物、酶和化學反應利用的有效水分含量食品特性和貯藏性不僅與水分含量有關,更與水分活度Aw有關(2)水分活度與水分含量影響食品腐敗變質的因素影響食品腐敗變質的因素圖3-13食品中霉菌的生長界限影響食品腐敗變質的因素微生物生長與水分活度的關系影響食品腐敗變質的因素(3)氧氣氧氣對營養成分的破壞油脂氧化酸敗:氧氣促使食品中的油脂氧化酸敗維生素和氨基酸:導致維生素和氨基酸失去營養價值色素氧化:使色素氧化褪色或變成褐色氧氣對生鮮果蔬的影響細胞代謝:儲運過程中細胞繼續代謝,吸收O?,呼出CO?和H?O營養消耗:消耗一定量的營養物質氧氣對微生物的作用促進生長:一定濃度的氧氣促進好氧菌生長,大部分腐敗菌為好氧菌或兼性厭氧菌抑制生長:過高或過低的氧氣濃度抑制微生物生長影響食品腐敗變質的因素(4)光光對食品品質的影響營養成分破壞:光能促使食品中的油脂發生氧化酸敗,使維生素和氨基酸失去營養價值,使色素氧化褪色或變成褐色。光敏成分反應:食品中的一些光敏成分在吸收光能后產生自由基,進而攻擊其他營養物質或生物大分子,激發食品內部發生氧化反應。微生物影響:光敏劑介導的光動力殺菌可以有效殺滅食品中的微生物,但過高或過低的光照強度可能抑制微生物的生長。包裝與遮光:高敏感食品(如嬰兒配方奶粉、保健品)需嚴格遮光,以防止光對食品品質的不良影響。易腐食品的品質變化函數易腐食品在物流過程中,品質劣變程度與時間、溫度以及活化能、氣體組成等因素密切相關,其表達式如下:式中,q為易腐食品的品質(如感官評分、某營養素或特殊風味);k為反應速率;n為反應階。反應速率k取決于環境條件(如溫度);反應階n是整數0或1(代表0階反應和1階反應)。如某品質指標變化與時間呈線性關系,則反應階為0,如果呈指數關系,則反應階為1。易腐食品的品質變化函數圖3-15易腐食品品質變化曲線4冷鏈運輸易腐食品的冷卻與冷藏原理低溫保藏分類冷藏:在高于食品物料凍結點的溫度下儲藏,溫度范圍一般為-2~15℃凍藏:在凍結狀態下保藏,溫度范圍一般為-55℃~-12℃,常用溫度為-18℃,適用于長期保藏食品低溫儲藏工藝過程步驟:食品物料:原材料準備前處理:清洗、切割、腌制等冷卻或凍結:快速冷卻或凍結以降低溫度冷藏或凍藏:根據需要選擇冷藏或凍藏回熱或解凍:在使用前進行回溫和解凍處理冷卻技術冷風冷卻原理:利用風機強制流動的冷空氣使食品溫度下降應用對象:主要用于水果、蔬菜冷水冷卻法原理:用水泵將降溫后的冷水噴淋在食品上進行冷卻應用對象:適用于水果、蔬菜、家禽、水產品等易變質食品冷卻方式:噴淋式和浸漬式冰冷卻原理:利用冰作為冷卻介質,冰的比熱容低、熱導率高應用對象:特別適宜作為魚的冷卻介質優點:價格便宜、無害,易攜帶和貯藏,碎冰冷卻可避免干耗真空冷卻原理:利用低壓環境下食品中水分易于蒸發汽化,吸收潛熱使食品溫度快速下降應用對象:最適合比表面積較大的葉菜冷卻,可快速去除田間熱冷卻技術冷卻定義過程:在冷庫冷卻間內將食品溫度從常溫降至不低于汁液凍結點的指定溫度溫度范圍:一般冷卻后食品溫度為0~4℃常用冷卻方法冷風冷卻:利用風機強制冷空氣流動使食品降溫冷水冷卻:通過噴淋或浸漬方式用冷水使食品降溫碎冰冷卻:使用碎冰作為冷卻介質,避免食品干耗真空冷卻:在低壓環境下通過水分蒸發汽化吸收潛熱使食品降溫方法選擇依據:根據食品種類及冷卻要求選擇合適的冷卻方法冷卻及冷藏過程中的變化水分蒸發食品在低溫冷卻冷藏過程中,其水分會不斷蒸發,從而導致食品質量減輕。這種現象就是水分蒸發,也稱為干耗。移臭(串味)移臭或串味是指吸附性較強的物品吸附其他氣體、異味,從而改變了本來氣味的變化現象。寒冷收縮牛、羊及仔雞肉等在pH尚未降低至5.9~6.2,即在僵直之前,就將其溫度降低到10℃以下,肌肉會發生顯著收縮現象,這種現象稱寒冷收縮。寒冷收縮與死后僵直等肌肉收縮有顯著的區別,屬于異常收縮,且此過程是不可逆的。冷害果蔬在高于其細胞冰點的不適宜低溫條件下,因產生生理代謝失調而導致的病害稱為冷害。5冷鏈運輸貨物食品的冷凍與解凍原理基本概念凍結:將食品中所含的水分絕大部分轉變成冰的過程。凍藏:將凍結的食品放在使食品不解凍的低溫下保藏的過程。食品的凍結與凍藏以食品長期貯藏為目的。凍結過程晶核形成必要條件:晶核是形成冰的必要條件過冷卻狀態:當液體處于過冷卻狀態時,由于某種刺激作用會形成晶核冰晶生長生長過程:晶核形成后,冰結晶開始生長,冷卻的水分子向晶核移動,凝結在晶核或冰結晶的表面,形成固體的冰冰晶體大小:食品凍結時,冰晶體的大小與晶核數直接有關,晶核數越多,生成的冰晶體就越細小緩慢凍結特點:晶核形成放出的熱量不能及時被除去,過冷度小并接近凍結點影響:對晶核形成十分不利,晶核數少且生成的冰晶體大快速凍結特點:晶核形成放出的熱量及時被除去,過冷度大影響:當超過A點后晶核大量形成,而且冰晶生長有限,因此生成大量細小的冰晶體凍結率

共晶點:食品內含有的水分全部凍結的溫度。一般在-60℃左右。溫度在凍結點和共晶點之間,食品中凍結的那部分水的比例可以用凍結率(f凍)計算得到。食品凍結率(f凍)的計算公式如下:式中θt為食品凍結點溫度;θ為食品凍結點以下的實測溫度。凍結曲線和最大冰晶生成帶食品凍結曲線定義:表示食品凍結時溫度隨時間變化的曲線特點:隨著時間的推移,食品溫度逐漸下降,直至完全凍結凍結過程中的溫度分布溫度梯度:同一時刻,食品表面溫度最低,越接近中心溫度越高溫度下降速度:不同深度的溫度下降速度不同,表面冷卻速度快于中心最大冰晶生成帶溫度區間:食品凍結點至-5℃,是生成冰結晶最多的溫度區間原因:水轉變成冰過程中釋放相變潛熱,使溫度下降放緩,曲線出現平坦段圖3-18食品凍結曲線凍結速度易腐貨物凍結速度是指單位時間內-5℃的凍結層從易腐貨物凍結速度表面向內部推進的距離。時間以小時為單位,距離以厘米為單位,凍結速度v的單位為cm/h。

式中m為-5℃的凍結層從易腐貨物凍結速度表面向內部推進的距離;

T為-5℃的凍結層推進m距離所消耗的時間

凍結速度為0.2cm/h,屬慢速凍結;凍結速度為0.5~3cm/h,屬中速凍結;凍結速度為10~100cm/h,均屬于快速凍結。凍結速度

凍結過程中的變化體積膨脹含水分多的食品凍結時體積會膨脹。冰層逐漸向內部延伸時,當內部的水分因凍結而膨脹時,會受到外部凍結層的阻礙,于是產生內壓,即凍結膨脹壓。理論計算凍結膨脹壓可達到8.7MPa。比熱容下降熱導率增大冰的熱導率是水的4倍。因此速凍時冰層向內推進使熱導率提高,從而加快了凍結過程。熱導率還受含脂量的影響,含脂量大,熱導率小。品種含水率/%冷卻狀態比熱容/[kJ/(kg·K)]冷凍狀態比熱容/[kJ/(kg·K)]果蔬75~903.36~3.781.68~2.10奶油753.572.1牛奶87~883.952.52雞蛋703.191.72多脂雞602.861.6低脂雞703.191.72多脂魚602.861.6低脂魚75~803.361.81多脂肉502.521.47低脂肉70~763.191.72表3-19

常見易腐食品在冷卻和冷凍狀態時的比熱容凍藏期間易腐食品的品質變化干耗冷凍過程中會有一些水分從食品表面蒸發出來,從而引起干耗。組織變化冰晶生成導致組織破裂。蛋白質變性變色解凍過程及變化圖3-19鯨肉在室溫下的解凍曲線和凍結曲線比較解凍過程及變化易腐食品經速凍再解凍后,內部冰晶就融化成水。有一部分水不能被易腐貨物重新吸收回復到原來狀態而成為流失液。流失液中不僅有水,而且還包括溶于水的成分,如蛋白質、鹽類、維生素等,不僅使易腐貨物重量減少,而且風味、營養成分也會損失。品類冷凍前維生素C含量/(mg/100g)在不同貯藏時間后維生素C的損失量/%1d3d6d9d12d菜花33.8411202832豌豆19.51019313843大頭菜16.5613182227抱子甘藍66.9712161820泡菜14.11632555965菠菜20.9613182225紅蘿卜20.31829414854白蘿卜16.01526364451表3-20-18℃凍藏時一些蔬菜維生素C的損失食品中常用的凍結和解凍方法空氣凍結法

空氣凍結法是指通過空氣自然對流或者強制對流的方式與食品進行熱交換,使食品凍結的方法。平板凍結技術平板凍結技術是將食品置于內有制冷劑或載冷劑已冷卻的金屬板上,通過熱交換的原理使食品凍結的方法。液氮凍結法該方法利用液氮的極低沸點,通過噴淋或浸泡等方法使食品快速降溫凍結。食品中常用的解凍方法(1)空氣解凍空氣解凍是食品工業和生活中最常見的解凍方法之一,通過空氣對流傳熱,使凍結食品由外向內逐漸解凍。(2)水解凍水解凍以水作為解凍介質,將食品進行解凍的方法,其解凍速度比相同溫度的空氣作介質的解凍快得多。一般水的溫度為10°C左右。6影響易腐貨物冷鏈運輸品質的因素化學變化這是由于易腐貨物產生機械損傷(碰撞、振動、擠壓等作用造成的損傷)之后,在受傷處發生氧化。微生物變化微生物在易腐貨物內滋生繁殖,引起易腐貨物發酵、發霉、腐爛并產生惡臭而有毒的物質,最后完全失去食用價值。呼吸作用是水果、蔬菜的后熟(或衰老)過程,也是一個消耗本身營養成分而導致腐敗的過程。運輸不當運輸不當是由于運輸組織管理上的人為因素而使易腐貨物發生腐爛變質的現象。碰撞與振動對易腐貨物品質的影響物理損傷物理損傷主要有摩擦、折斷、軟化、破裂等。摩擦在包裝材料內使用托盤的場合下發生,搬運或運輸過程中水果在緩沖用托盤內引起自由振動,與緩沖用托盤之間產生摩擦。圖3-20溫州柑橘在下落沖擊時的硬度變化碰撞與振動對易腐貨物品質的影響生理損傷生理損傷的代表性問題有呼吸量增加、內部褐變、維生素C氧化等。果蔬受到振動、沖擊損傷后會導致呼吸量增加。圖3-21由下落引起的溫州柑橘呼吸量的增加物理損傷的理工學特性蠕變在一定靜載荷作用下,物體的形狀隨時間而變化的現象叫做蠕變。屈服點(破壞點)物體在一定速度下受壓,隨著載荷的增加其變形也增大,最終產生破壞。圖3-22載荷-位移曲線振動耐性經過包裝的易腐貨物因種類不同,振動耐性也不同。一般將這些不同的振動耐性用S-N曲線表示

其中N表示包裝食品達到損傷(商品界限)時允許反復振動的次數,S用加在瓦楞紙板箱外包裝的加速度GA表示,。1-草莓;2-萵苣;3-葡萄;4-桃;5-梨圖3-23一些水果的S-N曲線最大加速度Gmax因素易腐貨物耐受最大加速度的大小稱之為Gmax因素,Gmax因素在易腐貨物中也作為沖擊耐性的指標使用。表3-22運輸過程中車廂前后不同位置的黃花梨機械傷程度位置車廂前端頂層車廂后端頂層每個梨上平均機械傷/個10.70±0.2214.40±0.45每個梨上平均機械傷面積百分比/%2.97±0.238.49±0.24謝謝!冷鏈物流設施與運輸裝備總總結結1冷鏈物流的主要環節2冷鏈物流的主要設備與設施3冷庫的設計、分類及特點4冷鏈運輸裝備技術要求及分類5冷鏈運輸裝備結構與節能目錄|CONTENT總總結結1.冷鏈物流的主要環節1.1冷藏加工

食品的低溫加工處理:降低食品溫度,并維持低溫狀態,抑制微生物生長繁殖和酶反應,以滿足貯藏、運輸和貨架期要求的食品加工和保藏方法。

按照所使用的溫度,可將低溫加工分為冷卻(cooling)和冷凍(freezing)。冷卻:將食品的溫度逐步降低到接近食品的冰點,但食品內的水分尚未結冰的過程.稱為食品的冷卻。冷卻目的:延長食品保藏期限,抑制微生物活動和繁殖,降低酶的活性,減弱果蔬呼吸作用,保持食品新鮮度,使肉類進一

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