真空预冷机原理

在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，蒸发热为2256KJ/kg。当压力改变时，水的沸点以及蒸发潜热也随之改变。压力降低时，水的沸点降低且蒸发热增加。例如，当压力下降到610 帕时，水的沸点是0℃，蒸发热为2500KJ/kg。沸点降低使得水易于汽化，水在汽化时必须吸收热量。食品快速冷却设备就是根据这一原理，利用真空泵抽取真空槽内空气以降低真空箱体内气压，使真空槽内的水份沸点降低从而蒸发，所以被冷却物表面自由水不断汽化，带走自身及坏境热量，从而达到冷却降温效果。

食品快速冷却设备的主体部件  

真空冷却装置基本构成：真空处理室、真空系统、制冷系统及控制系统四大部分组成。 真空处理室即真空处理槽，通常分为筒形和箱型。内侧材质根据冷却物品性质决定，一般由碳钢或者不锈钢制成；外侧由高强度矩形钢管和槽钢焊接并喷涂高强度防锈材料。 真空系统即抽气系统，由真空泵和管路组成，现场连接电源和管道后，通过PLC程序控制系统实现全自动化控制。  制冷系统包括匹配的半封闭螺杆压缩机或活塞压缩机、冷凝器、蒸发器以及气分、油分、储液器和制冷管路等。真空预冷中，用水作为制冷剂。因为水的蒸发潜热大且不造成污染，满足环保的需求，是较为理想的制冷剂。其中，小型真空预冷装置制冷机组常选择水冷、风冷压缩冷凝家族，大型装置则常采用并联系机组或按系统。 

真空冷却与传统冷却方式的比较    

传热机制的比较   

 常见冷却方式主要有四种：风冷、水冷、冰冷和真空预冷。前三者冷却方式主要依靠温差驱动，通过对流方式从外物品表面放热，热量通过导热从物体的中心传递至外表面，因此温度分布从物品中心至外表面呈逐渐递减的趋势。真空预冷和前三者的本质差别在于传热机制的不同，它通过降低真空箱体气压致使物体表面水分汽化吸热带走热量，因此温度分布从物品中心至表面是均匀的。

降温速度的比较

传统冷却方式降温速度受制于多种外界因素，如坏境温度，水温，场地面积大小等，存在冷却处理时间长、降温均匀性差、对被冷却物品造成局部损伤、单位处理量有限等不足，因而无法达到快速、均匀降温的保鲜效果。 真空预冷机的降温速率取决于物品的表面积与体积之比和真空抽取的速度。其中，真空抽取速度可通过预冷机的设置决定。所以，传统冷却速度缓慢，而真空预冷降温速度快，通常只需25分钟左右即可将物品降至较为合适储藏温度。

食品快速冷却设备在保鲜体系中的发展概况及展望 ;

国内真空冷却技术应用于设备制造技术尚不成熟。相比而言，欧洲国家对于规模型牧场养殖和农场规模建设的时间长，对于真空预冷技术的研究具有丰富经验。其中，美国、西班牙、澳大利亚等发达国家在真空预冷技术的研究、开发及应用上已具规模。二十世纪40年代末，西方国家开始进行真空预冷技术的研究。日本从1966年展开对于真空预冷技术的研究，并广泛应用于果蔬生产基地。我国从80年代中期开始注意到真空预冷对于物品保鲜的作用并着手进行真空预冷技术和设备的研究工作。在欧美、日本等发达国家，为了获得高质量的速冻产品，把真空预冷作为果蔬采摘后必须进行的第一道工序。在我国，随着人们生活水平的提高，对于新鲜食品的诉求日渐增强，传统冷却的食品无法达到应有的保鲜效果。在此情况下，德国弗格森借鉴国内外真空预冷技术及应用经验，设计制造应用广泛的真空预冷机。为方便国内客户购买使用，真空预冷机已在中国弗格森投入生产。 

越来越多的专家开始着手于将真空预冷技术和其他技术相结合的保鲜方法，如花卉果蔬的真空预冷与气调包装相结合的保险贮藏，试验表明配合气调包装可进一步延长保质期。 但就真空预冷技术的研究而言，还存在些许问题，例如多数研究都倾向于应用，忽视了对真空冷却机理的基础研究。对于温度和压力准确控制、湿度和物品重量变化规律、复压的准确时间等研究不够准确和完善。只有待上述问题得到充分研究后，再结合仿真的模拟实验，才能进一步优化运行管理，设计出符合冷却物品的真空预冷设备。