真空預(yù)冷機/真空冷卻機是真空狀態(tài)下,對高溫食品等富含水分物質(zhì)快速冷卻設(shè)備,其由內(nèi)而外冷卻方式、冷卻效率高等特點,使得被冷卻物質(zhì)更新鮮、更有利于冷鏈方式保鮮食品。真空預(yù)冷機一般與氣調(diào)保鮮包裝機配合使用,對食品保鮮效果更佳。
由中學(xué)物理知識可知,水的沸點與環(huán)境氣壓(大氣壓)成正比關(guān)系,也即環(huán)境氣壓越低水的沸點也越低(注:沸點在0度以上該正比關(guān)系明顯)。另外,水分子在相態(tài)改變——由液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)情況下,其汽化(蒸發(fā))帶走大量的熱量,該熱量也稱為汽化熱。
真空預(yù)冷機對放置的被冷卻、富含水分物質(zhì)進(jìn)行抽真空,使得相態(tài)內(nèi)局部環(huán)境氣壓漸降,使得水分子沸點隨之顯著降低。也就是利用上述水分子在相態(tài)改變條件下帶走大量汽化熱的原理,使得被冷卻物質(zhì)急劇降溫。
真空預(yù)冷機的真空泵對真空箱體持續(xù)抽真空,使得真空箱體內(nèi)的氣壓達(dá)到j(luò)i限值,或箱體內(nèi)被冷卻物質(zhì)芯體溫度達(dá)到屏幕設(shè)定的目標(biāo)溫度,PLC會發(fā)布停止抽真空的指令。不難看出,在真空預(yù)冷機降溫工作期間,真空箱體內(nèi)水分子呈現(xiàn)沸騰狀態(tài)(箱體內(nèi)溫度0度以下除外),也即真空箱體內(nèi)的水分子在0度-120度(甚至更高的初始溫度),箱體內(nèi)的水分子都呈現(xiàn)沸騰狀態(tài)。
真空預(yù)冷機作用由上述分析可知,真空預(yù)冷機是利用水分子沸點與環(huán)境氣壓成正比關(guān)系,以抽真空降低真空箱體內(nèi)氣壓,使得水分子在0度-120度溫度范圍內(nèi)都能沸騰,在不同溫度改變水分子物理箱體,帶走大量汽化熱,使得真空箱體內(nèi)富含水分的物質(zhì)快速降溫。
真空預(yù)冷機適合設(shè)計容量(如300公斤/次)高溫物質(zhì)直接降溫冷卻,而冷庫不適合滿載高溫物質(zhì)直接冷卻。其中原因體現(xiàn)在它們冷卻作業(yè)時的熱交換實質(zhì):真空預(yù)冷機冷卻物質(zhì)熱交換方式是由不同真空度下(對應(yīng)不同沸點)汽化了的水分子外排過程中直接帶走汽化熱的而實現(xiàn)直接降溫;冷庫等冷媒制冷的設(shè)備的熱交換方式由密閉冷庫的內(nèi)循環(huán)空氣與冷庫設(shè)備的蒸發(fā)器實現(xiàn)間接熱交換,蒸發(fā)器由穿刺的銅管內(nèi)的氟利昂冷媒與其進(jìn)行直接熱交換,但若蒸發(fā)器表面溫度過高(也即冷庫內(nèi)放置的被冷卻物質(zhì)散發(fā)的熱量過大),其內(nèi)部氟利昂等冷媒就難以從氣態(tài)-液態(tài)-氣態(tài)循環(huán),也即壓縮機會down機。
真空預(yù)冷機一個降溫周期一般為20多分鐘,如果被冷卻物質(zhì)量少(如幾公斤)8分子左右足矣。真空預(yù)冷機對被冷卻物質(zhì)降溫方向為壓差方向,也即其熱量由食品等被冷卻物質(zhì)芯體往表層傳達(dá)。
真空預(yù)冷機在我國目前階段,從技術(shù)本質(zhì)上劃分僅有兩代的代際更迭:一代真空預(yù)冷機為高耗能產(chǎn)品,二代真空預(yù)冷機為低碳產(chǎn)品。一代真空預(yù)冷機由高溫高壓水蒸汽驅(qū)動內(nèi)部真空發(fā)生器,其目標(biāo)溫度僅能降至20度左右,若目標(biāo)溫度需降至10度以內(nèi),則一代真空預(yù)冷機需要冰水等對真空箱體內(nèi)的食品等被冷卻物質(zhì)實施二次降溫,也即一代真空預(yù)冷機在整個降溫過程中,20度以上需要高溫高壓的水蒸汽驅(qū)動真空發(fā)生器,在15度-20度以下需要冰水等冷源實現(xiàn)二次降溫,顯然是高耗能產(chǎn)品。二代真空預(yù)冷機在整個降溫過程中,直接由真空泵抽真空達(dá)到j(luò)i限真空度以內(nèi),即可將被冷卻物質(zhì)(如高溫熟食)降至冷藏保鮮溫度(0度-4度),而不需冰水等冷源實行二次降溫。
真空預(yù)冷機對高溫熟食具有快速降溫、保鮮優(yōu)勢,對附加值高的水果、蔬菜具有及時、快速消除田間熱的作用,并且它們的降溫方向都是由內(nèi)及外,因而更有利于食品保鮮、延長其保鮮期的功效。