真空預冷機的原理

1、真空冷卻的基本原理

在一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，蒸發熱為2256KJ/kg。當壓力改變時，水的沸點以及蒸發潛熱也隨之改變。壓力降低時，水的沸點降低且蒸發熱增加。例如，當壓力下降到610 帕時，水的沸點是0℃，蒸發熱為2500KJ/kg。沸點降低使得水易于汽化，水在汽化時必須吸收熱量。真空預冷機就是根據這一原理，利用真空泵抽取真空槽內空氣以降低真空箱體內氣壓，使真空槽內的水份沸點降低從而蒸發，所以被冷卻物表面自由水不斷汽化，帶走自身及壞境熱量，從而達到冷卻降溫效果。

2、 真空預冷的特點

與普通降溫冷卻不同，預冷是指在短時間內的急速降溫，根據被冷卻物的性質確定預冷時效，通常為數分鐘或數小時。真空預冷處理是運用了真空這一特殊環境，通過降低水的沸點，使水汽化吸熱，從而實現快速降溫的技術。

真空預冷機根據真空預冷的技術設計研發而成的快速冷卻的*設備。其主要優勢如下：

1. 冷卻速度快：20-30分鐘即可達到所需的冷藏溫度。

2. 冷卻均勻：產品表面自由水汽化帶走自身熱量達到冷卻目的，實現從內到外均勻降溫。

3. 干凈衛生：真空壞境下，可殺菌或抑制細菌繁殖，防止交叉污染。

4. 薄層干燥效應：有*保鮮物表皮損傷或抑制擴大等*功效。

5. 不受包裝限制：只要包裝有氣孔，即可均勻冷卻物品。

6.  保鮮度高：可保有食物原有色、香、味，延長貨架期。

7.  自動化程度高：可通過壓力傳感器控制制冷系統和真空系統壓力，方便調節真空預冷機的真空度，并且可遠程操控，便于監控設備運行和快速解決設備故障。

8.  高度精準：配備精密式數顯溫度、濕度控制器，精確控制真空度及濕度。

9.  安全穩定：電氣部分采用產品，保證機器工作穩定壽命*，操作安全。

10. 節能高效：根據不同冷卻物的特性，設定真空度，有效節約能源。

3、真空預冷裝置的主體部件

真空預冷裝置基本構成：真空處理室、真空系統、制冷系統及控制系統四大部分組成。

真空處理室即真空處理槽，通常分為筒形和箱型。內側材質根據冷卻物品性質決定，一般由碳鋼或者不銹鋼制成；外側由高強度矩形鋼管和槽鋼焊接并噴涂高強度防銹材料。

真空系統即抽氣系統，由真空泵和管路組成，現場連接電源和管道后，通過PLC程序控制系統實現全自動化控制。

制冷系統包括匹配的半封閉螺桿壓縮機或活塞壓縮機、冷凝器、蒸發器以及氣分、油分、儲液器和制冷管路等。真空預冷中，用水作為制冷劑。因為水的蒸發潛熱大且不造成污染，滿足環保的需求，是較為理想的制冷劑。其中，小型真空預冷裝置制冷機組常選擇水冷、風冷壓縮冷凝家族，大型裝置則常采用并機組或按系統。

控制系統包括電氣控制和氣動控制。弗格森真空預冷機通過壓力傳感器來控制制冷系統和真空系統的壓力。其主要動力設備配有變頻器或軟啟動器，可以預設壓力、溫度、制冷系統開啟點等等參數，使冷卻過程按預定的要求自動運行。同時，可自動維持壓力的控制系統，保證了安全降溫。

4、真空預冷的應用

與傳統冷卻方式（對流、導熱）相比，真空冷卻不但快速均勻，且干凈衛生，非常適用于果蔬預冷、鮮切花卉以及熟食品的冷卻。

4.1 果蔬以及鮮切花卉冷鏈保鮮流程：

采摘預冷冷藏冷藏運輸貨架

新鮮農產品采收后仍具有生命力，為維持生命，其呼吸作用及其他生理變化持續進行，這會加速產品老化，出現萎調及黃化等現象，與此同時，釋放大量呼吸熱，這也就是常說的“田間熱”。

保鮮的目的是抑制老化，因此，控制果蔬本身的呼吸是關鍵，而與呼吸zui為密切相關的就是溫度。溫度升高會加快呼吸作用，而相反低溫可抑制引起產品劣變的生理變化。因此，果蔬在采摘后后必*行預冷處理，盡早、盡快地除去田間熱，降低呼吸熱。真空預冷已逐漸成為果蔬采摘后的*道工序。

4.2  熟食品生產流程：

原料加工（蒸、煮、炒、炸以及烘焙等流程）冷卻包裝成品

熟食品加工完畢后必須經過冷卻才能包裝。傳統的冷卻方法有室內攤涼、強制通風冷卻、冷庫冷卻等。這些冷卻方法不但冷卻時間長，周轉運輸麻煩，占地空間大，而且冷卻不均勻，表面和中心溫差大，更為重要的是影響食品的衛生。

采用真空預冷對熟食品進行冷卻處理，能避免空氣中的細菌沾染到食品上，造成食品的“二次污染”，的優勢在于能夠快速通過細菌高速繁殖區域（30℃-60℃），控制菌量的增加，提高食品的衛生安全性，延長質保期。

5、真空預冷機在保鮮體系中的發展概況及展望

國內真空預冷技術應用于設備制造技術尚不成熟。相比而言，歐洲國家對于規模型牧場養殖和農場規模建設的時間長，對于真空預冷技術的研究具有豐富經驗。其中，美國、西班牙、澳大利亞等發達國家在真空預冷技術的研究、開發及應用上已具規模。

二十世紀40年代末，西方國家開始進行真空預冷技術的研究。日本從1966年展開對于真空預冷技術的研究，并廣泛應用于果蔬生產基地。我國從80年代中期開始注意到真空預冷對于物品保鮮的作用并著手進行真空預冷技術和設備的研究工作。

在歐美、日本等發達國家，為了獲得高質量的速凍產品，把真空預冷作為果蔬采摘后必須進行的*道工序。在我國，隨著人們生活水平的提高，對于新鮮食品的訴求日漸增強，傳統冷卻的食品無法達到應有的保鮮效果。在此情況下，德國弗格森借鑒國內外真空預冷技術及應用經驗，設計制造應用廣泛的真空預冷機。為方便國內客戶購買使用，真空預冷機已在中國弗格森投入生產。

越來越多的專家開始著手于將真空預冷技術和其他技術相結合的保鮮方法，如花卉果蔬的真空預冷與氣調包裝相結合的保險貯藏，試驗表明配合氣調包裝可進一步延長保質期。

但就真空預冷技術的研究而言，還存在些許問題，例如多數研究都傾向于應用，忽視了對真空冷卻機理的基礎研究。對于溫度和壓力準確控制、濕度和物品重量變化規律、復壓的準確時間等研究不夠準確和完善。只有待上述問題得到充分研究后，再結合仿真的模擬實驗，才能進一步優化運行管理，設計出符合冷卻物品的真空預冷設備。