速冻装置的研制与使用

　　速冻机是将被冷冻物质在低温下快速冻结的制冷装置，其冻结速度快，从而使得食品中的游离水能迅速通过*大冰晶生成带，故形成的冰晶细小，数量多且分布均匀，对细胞组织的损失小；同时在解冻时液汁流失少，可较好地保持食品的色、香、味和营养成分，是一种方兴未艾、**市场前景的新型食品加工机械。

　　早在世纪年代，国外已经开展了对速冻装置的研制工作，如瑞典的公司、丹麦的公司、日本的东洋工机株式会社以及美国、澳大利亚等国先后制作了各种速冻装置。相对来讲，我国的研制工作相对落后，直到世纪年代才开始研制，目前仍处在初级阶段。国内现有的速冻机普遍存在着效益低、能耗大的问题。以单体速冻机为例，国外的耗电在，而国内则以上，能耗高出；其次，国内速冻机的性能差别很大，在速冻机的研制过程中，往往只注重热负荷计算和设备的选型，却忽略了速冻机内部气流组织及各参数匹配等问题，而这些因素正是影响速冻机性能的主要因素，而且现有的以氨为制冷剂的制冷系统存在着自动化程度低、系统密封性差、机房占地面积大、运行成本高等缺点。鉴于此，我厂与河南科技大学合作研制开发了以氟里昂作为制冷剂的新型板带式速冻机。该产品由制冷系统、机械传动及电气控制系统三大部分组成。

　　制冷系统设计蒸发器设计蒸发面积按下式计算：蒸发器的计算负荷，：蒸发器的传热系数，库温与蒸发盘管蒸发温度之差。一般可取；*大可取。蒸发器采用铜管串套二次翻边的铝套片并经机械胀管加工而成，其独特的大片距、变片距设计能够防止霜堵。该产品防腐能力强，换热系数高，因此极适合在低温环境下工作。采用水融霜，这样可使融霜时间缩短，也可清洗板带。

　　压缩冷凝机组设计机组选用水冷式，可*大限度的发挥制冷压缩机的制冷能力。主机选用美国公司的半封闭压缩机，质量可靠，性能稳定。冷凝器选用由高效换热管组装的设备，并配以可靠的控制元件。库体设计库体隔热材料选用硬质聚氨酯泡沫塑料，计算用导热系数经理论计算得隔热层厚度至少为。

　　为了增强库体的热惰性使其有一定的余度，设计确定了隔热层厚度为。保温板由底板、墙板、顶板、维修门组成，在拼装板间贴有密封胶条。板间联接采用我厂独有的专利结构DDD拉杆结构，该结构能有效增加板间的强度。底板设有排水组件，既保证库内不致有大量积水，又能防止冷气外泄。

　　风机设计考虑到冻结室内温度低、湿度大，风机必须具有较好的防潮防水性能，使得风机能够可靠的运转。该产品采用了四台轴流风机。热力膨胀阀的选择选用丹佛斯公司热力膨胀阀。因本机的蒸发温度在左右，故必须选用系列（该系列热力膨胀阀蒸发温度范围为），这样可以使热力膨胀阀在蒸发温度范围内有效的工作。

　　考虑到蒸发器、分液头、分液管、蒸发器管组总的阻力大，为防止蒸发器阻力引起回汽过热度的增加，选用了外平衡式热力膨胀阀。

　　机械传动部分设计机械传动部件由传动架体、传送板带、减速机、传动轴、张紧机构等几部分组成。传送装置采用变频调速驱动装置，传送周期可在内连续调节。张紧机构能调节板带的松紧程度，使板带各部分受力均匀，避免由于板带拉斜、变形等因素而造成的传动故障。传动架体和传送钢带均为不锈钢材料制成，根据冻结食品种类和要求的不同，通过调节变频器可实现减速机无级调速，使钢带获得合适的运行速度。机械传动部件的核心是钢带传动，合理设计钢带传动系统的关键在于使其能满足传动的要求和额定的使用寿命要求。在本产品设计中，对钢带传动系统进行了优化设计。

　　张紧力张紧力的大小是保证钢带传动的重要因素。张紧力过小，摩擦力小，则容易发生打滑；张紧力过大，则会降低钢带寿命，同时，轴和轴承受力大，因此应通过系统运行确定适当的张紧力，以使钢带不打滑为原则，取尽可能小的张紧力。本产品设计中张紧机构能调节钢带的松紧程度，使其各部分受力均匀。

　　防止跑带的方法通过轴线的调整以改变钢带边缘的张力束，引导钢带运动方向；给钢带强制的运行轨道；本设计中设有钢带限位装置，当钢带出现拉斜、变形现象，钢带便停止运行，避免由于钢带拉斜、变形等因素而造成的传动故障。

　　消除应力在大中心距的输送装置中，在钢带的紧边和松边下增加支撑，以消除由于钢带自重和运送货物的重力对钢带产生的应力。本产品设计时充分考虑到提高钢带工作能力的措施减小传动比，增大中心距，采用张紧装置，增大包角；适当增大带轮与钢带之间的摩擦系数。在本产品中综合使用了两种方法来提这高钢带的工作能力。

　　速冻机主体结构如所示。电气控制系统设计在电气控制方面采用了以下几种安全保护措施，从而确保制冷压缩机系统能够可靠地运行。

　　可靠的运行压力保护，确保压缩机轻载起动，避免了压缩机起动时因吸气压力过高对压缩机阀板的冲击损害，同时避免了因压缩机起动电流过高对电网的冲击；采用电子式油压保护器，只有在达到运行所需的油压力时才能够起动压缩机，*大限度地避免了因润滑油不足对压缩机的损害；采用电子式热保护器，保证压缩机不会因运行缺相或过热而损坏；采用拾取液流信号的方式控制压缩机的运行，避免因冷却水系统故障导致压缩机的损坏；避免数台压缩机同时起动对电网的冲击，采用压缩机顺序起动的控制方式，避开起动峰值。

　　对板带的运行采用变频器进行无级调速，控制精确可靠。在板带运行过程中一旦出现故障，可使用急停开关停止整个系统运行，防止故障扩大。在故障排除以后，方可手动恢复系统运行。送风机可随控制系统起动，也可在冲霜时单独运行，避免冲霜水在换热器表面结冰而影响换热效率。

　　布风优化设计按国际标准，食品在速冻装置内的终点温度（中心温度）应与冷藏温度一致。食品的冻结质量与冷冻速度密切相关，尤其是肉、鱼类食品对冷冻速度非常敏感。如何组织好速冻通道内部冷气的流动是设计中*为关心的问题，因此在研制过程中，我们对

　　型板带式速冻机进行优化设计，建立了冷风的气体流动和传热数学模型，并编程对冷风的流动与传热进行预测，提出了布风的优化方案，做出了产品的节能设计及装置内风速场和温度场的优化设计。

　　机械传动部分和空气冷却器之间，根据食品冻结效果与冷空气的气流组织相对关系，掠过食品风速一般在。食品运动方向与风向保持一致或反方向加大冷风温差，可以增强换热效率。该系统吹风方式，箭头方向表示风向。蒸发器从进口到出口为两段，前一段气流从左至右，后一段气流从右至左，使左右侧食品冻结均匀。中虚线代表前一段，实线代表后一段。

　　结论该装置是优质新产品，冻品不带凝结块，完全符合标准。该产品冻结时间短，采用强制循环冷风方式，冻结时间根据食品种类不同在内可自由调节。采用加强型蒸发器，其蒸发面积大，传热温差小，冻品干耗小。该新产品调速范围宽，采用无级调速驱动系统，可根据冻品品种和规格任意调节冻结速度和时间。运行可靠，边疆可靠运行而无故障，可保证设备高效率工作。传热效果好，多台风机分散鼓风，回风路线短而快，使气流组织均匀合理。保温性能优，采用厚硬质聚氨酯泡沫夹芯隔热板，面板分别采用不锈钢或涂塑钢板，隔热效果好，外形美观。