6.第二章真空预冷装置

2.1 真空预冷装置的组成

真空预冷装置主要由真空车厢、捕水器、真空泵、制冷机组等部件组成。捕水器即冷槽是为了使蒸发了的水蒸气凝缩，由冷却盘管和作为冷源的制冷机组成。搬运装置由托盘填塞机构、位置修正机构及连接内部辊式传送机的连通传送机组成。视规模不同而分别采用自动或手动方式。控制系统由监视和控制整个真空预冷装置的仪器仪表组成，以使整个装置在最佳情况下运行。

图2-1 为真空预冷装置的系统图

2.1.1真空容器

真空室是真空设备的主要部件之一。真空设备的生产工艺过程都是在真空室中进行的。真空室中装有不同的部件，可以完成各种不同的工艺要求。如真空室中有蒸发金属的部件，就可以蒸镀金属薄膜。各种真空设备的真空室尽管完成的工艺过程各不相同，但大多数真空室都是由筒体、封头、门、冷却水套、法兰、管道等组成。

由于使用要求不同，真空室有圆筒形、圆锥形、盒形等。大多数的真空室是圆筒形的，原因是制造容易且强度好。真空室除采用板材制造外，对于直径较小的真空室亦可用热轧无缝钢管制造。圆筒体焊制后应进行整形和矫治。根据需要，真空室可以做成立式的或卧式的。

真空容器是用来收容果蔬产品的器具，设有自由辊传送器、链条传送器等装置。目前普遍使用的冷藏车厢材料有多种，即硬质聚氨脂泡沫、硬质聚苯乙烯泡沫、不锈钢等。我们采用不锈钢结构，工艺简单，结构结实，耐腐蚀，真空度要求高。各种材料适用的真空度见下表。

表2-1 各种材料适用的真空度

软化器

材料	压力范围（pa）
	10	10			~
钢铁、铸铁、铸铝轧铜及其合金镍及其合金铝	好好好好好	好好好好好	好不好好好	需除气后不好需除气后好	用不锈钢不好用不锈钢好不使用
			经过除气后
玻璃、石英	新型化粪池好	好	除气后		仅厚壁的
			好	好
陶瓷云母橡胶宠物餐具电木（胶木）	好好好好	好好好专门型号			专门类型不使用不好不使用
			经过充分除气后
			除气后专门型号	不好仅聚四氟乙烯

2.1.2 捕水器

捕水器又称冷槽，冷槽通过制冷机的冷却作用把蔬菜蒸发出的水蒸气再冷凝成水而排除。因为使用真空泵直接抽走水蒸气会使水蒸气溶于润滑油中，使润滑条件恶化。加大磨损和油耗，且泵体缝隙的密封性变差，降低真空泵的性能，所以必须通过冷槽，用水的形式收集水蒸气，防止水蒸气进入真空泵，只把非冷凝性气体通过真空泵排气。另外若直接由真空泵抽走水蒸汽则需要真空泵具有巨大的排气量。

仅1g水在压力p条件下成为蒸汽时则容积为

式中V——水蒸气容积，L/g

T——操作状态的绝对温度，K

p——操作压力，×133.32Pa

各压力状态下，1g水变成水蒸气所占容积见下表。

表2-2 1g水变成水蒸气所占容积

例如：当P=533Pa(4mmHg)时，V=236L/g。如此大的排气量对实际装置既不经济又不能保证短的时间。

冷槽的冷却盘管的表面温度oled tftt1应比相当于容器内操作压力p2的饱和温度t2低，即：相当于盘管表面温度的饱和压力必须保持低于操作压力。然而，如果操作压力降低，则粘性流向分子流转化，无论如何降低t1也不会使水蒸气的捕集率上升很多。试验表明，当p1/p2=0.5

5时水蒸气捕集率可达最大值，例如，操作压力p2为813.3Pa(6.1mmHg)时，p1=0.55×组装打火机6.1=488Pa(3.36mmHg)则冷却盘管表面温度t1=3.7℃为适宜。即使全息打印t1再低于此温度对提高水蒸气捕集率也没什么意义。

冷槽的冷却盘管多采用光滑管，少用翅片管。其传热系数k可采用1200～3300KJ/mh℃。

盘管的传热面积

式中　F——传热面积，m

　Q——冷却传热量，kJ/h

　k——传热系数，kJ/mh℃

—传热温度差，℃

2.1.3 真空泵

真空泵为真空系统的必备部件，选用时应根据不同规格的真空预冷装置及具体情况进行确定，如旋片真空泵组，水环增压泵组，水蒸气喷射泵组等。真空车厢用真空泵排气，当室内压力达到蔬菜的饱和蒸气压时，来自蔬菜的水分，开始迅速蒸发，蔬菜被蒸发潜热冷却，这种蒸发水蒸气经由冷藏机组冷却的蒸发器，95%的水蒸气被凝结成水而被除去。

真空预冷室装载蔬菜后，为了保持蔬菜的新鲜度，可以等收集了一定重量的蔬菜(约以500kg为单位)，便装车真空预冷保存，过一段时间后等另一些蔬菜收集完后再装车保存，直到装满，这样可以更有效、合理地充分利用资源。抽气时间可按30min内抽到预定真空度来计算泵的抽气速度，从而选择泵的大小。若按10min来计算则需要较大功率和体积的真空泵和相应较大的动力装置；另一方面燃油消耗大，总车的生产成本增加，这都会引起不必要的资源浪费。

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