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制冷技术论文大全11篇

时间:2022-08-12 16:13:19

制冷技术论文

制冷技术论文篇(1)

(二)校内老师和企业导师共同管理实习期间,校内老师由学校专业老师担任,侧重与专业知识、理论指导以及生活管理,企业导师由专业工程师和车间班组长担任,侧重于专业技能和实践能力培养。企业导师在综合实习期间是与学生“面对面”接触机会最多的人,企业导师的作用不仅包含培养顶岗实习生的专业技能,而且还兼顾传教实习基地所在企业的企业文化、专业技术人员的职业道德,同时帮助顶岗实习生融入项目管理团队。企业导师对顶岗实习生的潜移默化作用很大,应该引起高度重视。

二、存在的问题

(一)学生的积极性不高由于受传统教育观念的影响,学生在学校大都是被动地接受教育,接收理论知识教育,老师也是“填鸭式”的教育,课堂安排学习什么内容学生就学什么,而在企业实习被安排在哪个岗位上工作就待在哪个岗位,,企业为了考虑生产效率,不愿意给学生换岗,所以学生大都是固定在一个岗位上,没有机会轮岗换岗,不能按计划学习各个岗位的技术技能,日久天长,工作枯燥无味,所以大多数学生在实习单位过程中表现都不够积极主动。

(二)导师指导缺失虽然建立了校内导师和企业导师共同管理的制度,但是缺乏落实。校内导师只是在实习生遇到工作和生活难题的时候给与了帮助,对专业的指导较少。企业导师由于忙于企业的事情,对学生几乎没有起到指导作用,企业将推行导师制理解为简单的几天的生产工艺培训和生产安全培训,对后期学生的成长起不到太大的作用,归根结地是缺乏长期有效的监督和管理。

(三)考核机制不完善目前主要是校内导师根据学生在企业的表现给出成绩,对实习的评价是一种终结性的评价,缺乏过程评价、企业导师评价及同事评价。这在很大程度上影响了实习生积极性和主动性的充分发挥,从而影响了综合实习的开展,导致综合实习达不到理想的效果。

(四)企业缺乏关心学生学生在综合实习期间,既是企业的员工,又是学校的学生,扮演着两种角色,很多企业没有认识到这一点,只是把学生当作廉价劳动力,比较注重短期利润,不愿意用企业资源来培养学生,使得学生对在企业没有归宿感,对企业文化也没有认同感。

三、几点建议

(一)提高学生的积极性从实习的目的、实习的意义入手,让学生转变思想观念,让他们认识到工厂制冷与冷藏技术综合实习是学校课堂的一个组成部分,不是在工厂车间简单做事,只有在综合实习实践时把自己当作实习单位的员工,认真对待综合实习的机会,全身心地进入工作状态,接受并熟悉企业文化氛围和职业岗位的需求,才能真正的把所学专业理论知识应用于实际的技能操作过程中,达到提高操作技能水平与实践应用能力的目的。只有思想转变,从心里认可实习的目的和意义,他们才能静下心来在企业完成实习。企业多关心学生,让学生认同企业文化,同时挑选综合素质较高的人员做班组长,经常性地关心学生,多渠道的提高学生的工作积极性。

(二)加强“导师制”监督管理,制定相应的激励措施导师制的初衷是好的,但是不落实等于零。这就要求学校和企业共同建立“导师制”监督管理和考核体系,从制度上约束和考核导师。只有让校企双方导师明确各自的权利和责任,才能有效加强学校企业双方导师的合作,才能让“导师制”这一培养模式在综合实习中发挥积极作用,责任与权益同举,出台适当的激励措施是必要的,企业和学校可各自对自己所管理的导师制定相应约束与激励措施。

(三)改进考核方式,巩固实习成果坚持学校、企业、学生共同评价的原则,作为一门综合性实践课程,综合实习是学校、企业和学生共同参与的过程,综合实习成绩评价的主体应当是学校和企业,但必须认识到学生自我评价的价值和作用,将学校企业对实习的评价,与学生自我评价结合起来,最后评定出学生的实习成绩,以有利于推动学生学习的积极性和提高综合职业素质。

制冷技术论文篇(2)

2变频技术改造

2.1离心泵与管理特性曲线

从图1可看出,离心泵在制冷系统的管路工作中,无论出于哪一种工作状态下,都只有一个工作点,如图中A、B、C三个工作点。这三个工作点也是离心泵的工作曲线与管路工作曲线的交点。离心泵若在B点工作,泵输出的能量比管路所需要的能量要高出很多,加大了流量,增加了管路的摩擦和阻力;离心泵若在C点工作,泵输出的能量比管路所需要的能量要少,减少了流量。只有离心泵在A点工作时,泵输出的能量等同于管路所需要的能量。

2.2水泵工作状态

水泵转速与水泵的流量和扬程成正比,水泵在制冷运行的过程中为了保证始终处于高效率区间内,就要调整水泵的运行模式,也就是根据实际的需要对水泵的数量进行增减,提高整个矿区的制冷效率,降低制冷降温所消耗的能量。

3变频技术实施

3.1变频器

矿井下冷冻水循环的制冷系统中,每台变频器都会带着一台水泵,这样在水泵的运行过程中,即使由于季节的变化给制冷系统带来的负荷程度存在一定差异,变频设备都能根据工作面的承受状况,调节冷冻水循环的流量。变频器是由本体、电抗器、滤波器以及其他辅助的机器构成,变频器是对制冷系统中电动机转动的速度进行控制,并且对制冷系统中可能会发生的故障加以预防,其工作原理主要是依靠变频器每个构成机器间的相互配合。变频器在使用之前要进行调试,调试成功之后才能正式投入运行。具体操作步骤是在电源接通后,将变频器上的转换开关调换到近距离控制模式,矿井制冷系统中电动机在不同温度下运行的所需温度,都可以通过在变频器上选择不同的速度来实现。如果在变频器的运行或启动时出现故障,都会自动停止运行或启动。

3.2ABB变频器

ABB公司的变频器中,根据制冷系统不同的负荷来调节冷却水的循环流量,主要是依靠对频率输出的控制,进而控制电动机输出轴的功率。地面的冷却水循环系统安装了5台循环水泵。

3.3运行方式

矿井制冷系统中关于变频器的运用分为两种模式,根据温度对矿井制冷的需求分为夏季和冬季。夏季时,矿井对制冷降温的要求比较高,所以制冷系统对热量的负荷比较重,这也增加了冷却水的流量。针对这样的情况,可以通过调整变频器的频率,使变频器与水泵达到同时运行的模式,来满足矿井制冷降温的要求。冬季时,矿井对制冷的要求相对要低得多,那么制冷系统对热量的负荷也随之降低,同时也减少了对冷却水流量的要求。所以可以减少水泵的台数,采用2台水泵的运行,并且要求每台水泵的运行频率为30HZ左右。并且,由于水泵在冬季消耗的能量较低,一般采用低能耗的运行模式。

制冷技术论文篇(3)

二、空调制冷技术在工程机械中的发展应用

空调制冷技术在工程机械中的应用发展经历了5个阶段,由功能简单向功能齐全方向发展,而工程机械空调发展虽滞后于车用空调较多,但其发展历程与汽车空调基本相同。单一供暖,该阶段空调系统多为利用发动机冷却液通过制热芯体将水芯加热,用鼓风机将被加热空气吹入驾驶室,给驾驶室的操作人员供暖。目前国内某些企业的工程机械产品依然在使用此种空调,主要用于售价较低的小型工程机械。单一制冷,单一制冷空调技术在二战后得到运用,在1957年开始有了加装单一制冷空调系统的轿车。但是此空调装置无法调节温度,目前基本被淘汰。当前使用的单一制冷空调,几乎都为可调型。冷暖一体化,随着空调技术的不断发展,冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用,并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能,但是需要人员控制,工作量较大,可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。自动温控空调系统,该种空调系统虽冷暖一体,但需要手动调节温度,增加了操作人员的工作量,控制效果也不是非常好,但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好,系统会在事先设定的温度范围内自动工作,起到调节驾驶室内空气的目的。目前,此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。

三、空调制冷技术在工程机械中的作用

通常,工程机械工作环境比较差,操作人员的操作环境也较差,尤其在潮湿、炎热、粉尘大、寒冷的作业地区,空调的应用就显得尤为重要。工程机械空调的最主要的功能是对驾驶室内空气的湿度、温度、气流流速和清洁度等影响因数进行调节,使操作人员感到舒适,并去除挡风玻璃上的雾、霜、雪,保证操作人员身体健康和行车安全。具体功能有以下几点:一是调节驾驶室内空气的温度。夏季降温,冬季取暖并除霜、雪,潮湿季节除湿除雾。二是调节驾驶室内空气的湿度。三是调节驾驶室内气流流速。四是净化驾驶室内空气,提供洁净新鲜空气。五是实现驾驶室内增压,阻止灰尘进入驾驶室。冷暖一体化,随着空调技术的不断发展,冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用,并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能,但是需要人员控制,工作量较大,可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。自动温控空调系统,该种空调系统虽冷暖一体,但需要手动调节温度,增加了操作人员的工作量,控制效果也不是非常好,但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好,系统会在事先设定的温度范围内自动工作,起到调节驾驶室内空气的目的。目前,此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。

四、在工程机械空调各个部分的安装

(一)压缩机选型与安装。压缩机是空调系统中的最重要的部分,空调系统中的压缩机主要由两种类型,一种是控制排量压缩机,一种是变排量压缩机,无论是哪种类型的压缩机都是有着将制冷剂进行运输送制冷的作用。定排量压缩机指的是根据发动机的转速进行相应比例的转动的调整。因此定排量压缩机有一个弊端就是不能够根据制冷的情况来改变自身的转速,这样的话会导致输出的冷气过于集中。在实际应用中如果是连续的运转的话一般的转速是保持在2200-2500转/分钟,如果是非连续性的运转的话一般是保持在2800转/分钟。变排量压缩机其自身的功率是自动根据制冷的需求进行自动调节的。变量压缩机具有定排量的和变换排量的双重的性质。在实际应用中,变排量压缩机是转速一般设定在2200转/分钟。

(二)制冷剂管路的布置。制冷剂管道主要是指蒸发器到压缩机的这段管道距离,在进行管路设置的时候管路要尽量的小,并且管路的通道的直径应该按照能承受的最小的眼里来进行设置。制冷剂管路的通道必须要保证与发动机的排气管的隔离。

(三)空调安装中要保证各个部分的稳固性。在机械工程中安装所使用的空调的时候要尽可能的保证空调中的各个部件都是要稳定牢固,这样能够保证在机械工程中使用空调的时候的耐冲撞和震动性。

制冷技术论文篇(4)

主管单位:上海市科学技术协会

主办单位:上海市制冷学会

出版周期:季刊

出版地址:上海市

种:中文

本:大16开

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国内刊号:31-1492/TB

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1981

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制冷技术论文篇(5)

1 前言

计算流体力学,又名计算流体动力学,英文简称CFD,这是一种对流体学问题进行数值模拟与分析的新分支,主要得益于计算机技术与数值模拟技术的辅助。简而言之,CFD属于现代模拟仿真技术,研究专员利用计算机来模拟仿真实际的流体流动,通过虚拟的实验情况来得出相应理论,并将理论运用于实际的工程领域中。成本低、速度快、资料完备等这些都是CFD技术的优势,加之伴随计算机技术与数值模拟技术的越来越成熟,在解决工程中的实际问题时CFD技术发挥着越来越重要的作用。1974年,CFD首次被运用于HVAC(暖通空调)工程领域,丹麦的Nielsen利用CFD对通风房间内的空气流动进行模拟,主要模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动情况。

2 计算机流体力学在制冷空调中的应用

2.1 暖通空调CFD技术

暖通空调CFD技术,即结合CFD方法、流体力学、湍流力学、计算方法、计算机图形处理技术等在计算机中求解出流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术。在模拟暖通空调领域内流体流动实验时,分析结论是流动问题多为低速流动,保持10m/s以下的流速,而根据变化不大的流体温度与密度情况可判断其为不可压缩流动,这一结论等同与应用范围内的CFD与数值传热学。但由于湍流流动是暖通空调领域内的主要流体流动,而CFD技术对湍流现象尚未取得全面解决理论,因而只能依靠湍流半经验理论来解决暖通空调的湍流现象,不过在解决实际问题中依然存在诸多困扰。暖通空调CFD技术主要有建立模型、数值求解、可视化处理三大主要步骤。

2.1.1 建立模型

在研究流动问题时,需要通过建立数学物理模型才能完成数学描述。由于连续性方程、动量方程、能量方程都能满足HVAC领域的流动问题,一般可采用不可压流体的粘性流体流动的控制微分方程,但又因湍流流动是HVAC领域中的主要流体流动,为完整描述HVAC领域的流动问题,还需要运用适当的湍流模型模拟湍流流动及求解数值。当前,房间空气流动广泛采用两方程模型中的k-ε模型,也可以采用新的零方程模型来解决HVAC领域的一般工程。粘性流体流动通用的控制微分方程为: ,其中变量 可代表不同的物理量,进而表示不同含义的方程,如 表示速度时,就代表流体流动的动量守恒方程; 表示焓时,代表能量守恒方程; 表示湍流参数时,则代表湍流动能及湍流动能耗散率方程。通过上述方程,研究专员就可以计算出工程流场所需的温度、浓度、速度等物理量的分布。

2.1.2 数值求解

在对HVAC领域的流动问题进行数值求解时,可以通过上述各微分方程进行数值求解。但由于那些微分方程相互耦合且非线性特征非常明显,因而只能通过离散实际问题的求解区域采用数值方法来求解。一般,有限容积、有限差分、有限元这三种是数值方法中主要运用的离散形式,普遍应用在HVAC工程领域的CFD技术中。又因低速、不可压流动是HVAC领域的特征,且其存在传热问题,因而在离散情形中更多是采用有限容积的数值方法求解。

2.1.3 可视化处理

通过数值求解步骤能够得出离散后的各网格节点上的数值,不过这种方式的求解结果直观性不强,不便于一般工程人员及其他相关人员理解,因而需要对求解结果的温度场、浓度场、速度场进行可视化处理。运用计算机图形学技术直观形象的表示出HVAC工程领域中的温度场、浓度场、速度场,使之成为暖通空调CFD技术应用中的必要组成部分。

通过制冷空调的CFD预测仿真空调房间内的空气分布详细情况,从中得到的分析结果是要想达到良好的制冷空调效果,需要重点解决通风空调系统中通风空调空间的气流组织设计,合理的气流组织设计不仅能够实现制冷空调的满意效果,而且还能达到能源节省的目的。在制冷空调的设计中,通风空调空间是设计问题的关键部分,根据不同的空间特征可将制冷空调的通风空间划分为两类,一类是如住宅、办公室、高大空间等的普通建筑空间;一类是如洁净室、客车、列车等特殊空间。如此,可根据不同的空间需求在制冷空调设计中应用计算流体力学中的CFD技术,并借鉴暖通空调CFD技术的设计经验来帮助解决制冷空调设计中实际问题的解决。

2.2 食品的冷冻、冷藏与运输

现如今,随着我国经济的快速发展,食品物流行业获得了巨大的发展空间。但是,制约于保鲜、冷冻、冷藏技术的落后,造成我国每年因食品运输而浪费了大量的物资与财力。据统计,我国每年在转运与存放过程中因缺乏冷冻、冷藏技术的支持,进而造成每年腐烂损坏的果品高达25%、蔬菜高达30%、家禽肉类高达20%、奶制品高达23%,而这些腐烂损坏的食品每年高达上亿吨的总量,造成的经济损失巨大。如此可见,亟待解决我国食品运输中的冷冻、冷藏技术十分必要,而在冷冻、冷藏过程中食品的品质变化(如维生素的保持与损失、食品蛋白质的变性、食品质地与鲜度、脂肪氧化等)也引起了人们的广泛重视,食品安全也是研究冷冻、冷藏技术需要考虑的关键因素。为了解决食品运输过程中的腐烂损坏问题,研究者提出了将CFD技术应用于冷冻、冷藏技术的开发中,充分利用CFD技术的独特优势来有效解决食品冷冻、冷藏方面存在的问题,从而确保食品的安全性。

2.2.1 生活与商用的冷藏装置

冰箱、冷藏陈列柜、冷库等是较为常见的冷藏装置,主要适用于生活与商用。其中,冰箱的制冷原理是通过电能消耗来保持适当容积绝热箱体内的低温,以达到制冷目的来实现食品的保鲜、冷藏贮存。在冰箱冷藏装置的技术设计中,最主要的困扰问题是流场优化,绝热箱体内的空气流场与温度决定了食品的保鲜质量,箱内温度场受制于冰箱耗电量的影响。流场的具体信息获取也是一个棘手问题,不可以通过代数方程计算来获得,若采用实验的话传感器的装置会破坏箱内的流场,并加大了工作量,而应用CFD方法与技术能够有效解决这些困扰问题。

人们生活水平的提高促进了商业的发展,而人们生活节奏的加快也在一定程度上刺激了商品市场的崛起,其能够为人们提供各种生鲜食品、熟食与半熟食品,通过冷藏陈列柜来实现对蔬菜、肉类、水果、奶制品、日配品等的保鲜与冷藏。因而,人们对冷藏陈列柜的保鲜存储设备提出了高要求,研究工作者基于CFD技术对冷藏陈列柜进行了改良,温度与湿度控制、气流组织、节能等技术问题可广泛使用CFD技术来解决。

食品的冷冻加工与冷藏需要冷库来解决,而冷库的建筑结构复杂且具有严格标准,要求冷库具备坚固性、隔热性、抗冻性、密封性。其中,库内货物的贮藏质量、贮藏期直接受制于冷库内的温度场、湿度场、速度场三个方面的分布合理性,为了提高冷库内食品的卫生与安全,将CFD技术应用于冷库领域十分必要。

2.2.2 运输用冷藏装置

在运输食品的过程中,交通工具上的冷藏装置必不可少,这是确保食品在运输期间保鲜、保质的关键所在。为此,结合交通工具的特点,人们研制出了运输用冷藏装置,其相当于一个移动的冷库,冷藏集装箱、冷藏汽车、冷藏船、铁路冷藏车是当前主要的运输用冷藏装置,以确保运输过程中食品能够贮存在低温环境中,避免因运输而造成的食品腐败损坏。在运输用冷藏装置中应用CFD技术能够有效提高其对食品的保鲜冷藏质量,冷藏集装箱是冷藏食品运输中的主要工具,利用CFD方法能够实现对箱内稳态流场、温度场等进行实验及数值计算。而在铁路冷藏车中应用CFD,可以利于完成对充放冷过程(冷板冷藏车)、冷冻货物温度分布(运输过程)、温度场(堆码方式)的数值模拟,以及数值计算与分析。总之,在CFD方法与技术的支持下,运输用冷藏装置的功能会越来越完善,进而食品的运输过程中的保鲜冷藏等卫生安全性。

3 结语

通过上述分析可知,将计算流体力学应用在制冷空调还是一个全新的理论设计领域,得益于现代计算机技术与数值模拟技术的高速发展,以及HVAC(暖通空调)领域中CFD技术的广泛应用成效,使得制冷空调CFD技术及其应用具有很大的发展前景。相信在相关研究专员的努力下,CFD技术将在制冷空调工程领域中获得更普遍、广泛的实际应用。

[参考文献]

[1]田虎,李娜.暖通空调中CFD技术的应用概述[J].中国科技博览,2010(6):17-17.

[2]李钢.计算流体力学(CFD)在制冷与空调专业中的应用[J].价值工程,2011,30(28):261-263.

[3]谢秋荣.CFD的应用范围及在暖通空调中的应用分析[J].黑龙江科技信息,2007(4X):232-232.

制冷技术论文篇(6)

中图分类号:TU831 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)18-0372-01

1 前言

在众多的传热元件中,热管是人们所知的最有效的传热元件之一,它可将大量热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。热管换热器几乎没有什么机械障碍,属于二次间壁换热,具有安全可靠、阻力小、单向导热(热二极管)等特性,非常适合于回收各种连续生产工艺的余热作为空调工程的热源。经过20余年的努力,我国的热管技术在制冷空调领域的应用也有很大的发展[1-3]。

1965年,Cotter首次提出了较完整的热管理论[4],为以后的热管理论的研究工作奠定了基础。如图1所示,其工作原理为:当热管蒸发端的温度达到工质流体的汽化点时,管内工质汽化,从热源中吸收汽化热,汽化后的蒸汽向位于温度场内的热管冷凝端流动并遇冷凝结,通过散热翅片向散热区放出潜热。散热后产生的相变液态冷凝工质借助热管内壁材料的毛细力作用回流至蒸发端,继续受热汽化。这样往复循环将大量热量从加热区传递到散热区。

2 热管在空调系统中的应用

2.1 热管技术在太阳能制冷中的应用

热管式太阳能空调制冷系统由太阳能集热器、溴化锂吸收制冷系统、数台循环泵、蓄热的水箱、辅助电加热器、两个冷却器和连接管路等辅助器件以及控制系统组成,如图2所示[5]。热管式真空管技术的发展,推动了太阳能产业的迅速发展,由于太阳能资源丰富,属于清洁的新能源,是实现节能的有效途径。采用热管式真空管作为集热器具有极大优越性,可以有效地提高太阳能集热器的性能,推动太阳能热管吸收式制冷系统的实用化发展。太阳能热管吸收式空调制冷系统以其环境保护的制冷手段已逐渐被人们广为接受,其实用化的产品开发仍在积极的探索研究中。

2.2 热管技术在汽车空调中的应用

随着人们对生活质量的要求不断提高,空调设备在车辆上特别是公交车上的应用也越来越普及。目前车辆的换气主要采用开窗换气,这样就会使车厢内冷量或热量大量流失。WorshingtonPT等人将热管应用于汽车空调中,他们采用两根热管,一根缠绕在冷却盘管上,将进入盘管的空气的热量传给盘管内的冷空气,相对没有加装热管的相同的盘管而言,冷却盘管可从预冷空气中冷凝出更多的水,当空气离开冷却盘管时将具有100%的相对湿度,同时热管的另一端用来预热空气,降低它的相对湿度;另一根热管放在新风和排风之间,用于吸收排风的冷量来冷却新风[6]。通过加装热管的设计能减少空调能耗、增加热阻、降低热传递势能,同时通过降低车厢内的相对湿度提高干球温度、减少来自电池组或发动机的能量消耗,因此将热管技术应用于汽车空调系统是极具潜力的,它能利用现有技术节约汽车空调用能。

2.3 热管技术在房间空调器上的应用

实际上,房间的热负荷是由显热负荷和潜热负荷两部分组成。在潮湿地区,潜热负荷在总热负荷中所占的比例较大,现有房间空调器在潮湿地区使用时,因除湿量较小,相应除去的潜热负荷亦较少,因而房间内空调效果并不理想,舒适性较差。为解决这一问题,在基本不改变空调器现有配置的基础上,加设热管换热装置,组成热管-空调器系统。夏季,空气先经过热管蒸发段预冷却后,再由冷却盘管除湿,然后经过热管冷凝段升温后送风。经过这一处理流程达到提高空调系统制冷能力和除湿能力,完全或部分取消再热器负荷,达到节省空调系统能耗,提高舒适度的目的[7-8]。热管-空调器系统的整体性能受旁通风量比例、新风、送/回风参数等运行条件的影响较大,系统优化设计和优化运行很重要[9]。另外,由于增加了热管换热器,气流阻力有所增加,需要适当增加空调器风机压头。

2.4 热泵技术在地源热泵中的应用

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效、节能、环保型空调系统,属于“绿色技术”。据世界环境保护组织EPA的一份有关空调未来发展的报告所得出的结论:地源热泵技术在为家庭居民带来舒适、可靠和高效节能的空调环境的同时,将成为降低国家能源消耗和环境污染的一个主要力量。地源热泵在推广的过程中,有待进一步完善的技术问题主要有两个方面:即地下盘管问题和地下水资源问题。热管换热器在换热、防腐等技术问题上的成熟使热管技术能较好地解决这两个问题。热管技术和地源热泵相结合,可以使地源热泵技术扬长避短,投资更省,效率更高,适应性更强。

3 其他

随着以及国家相关的环保节能政策的出台,热管技术的发展将促进热、电、冷三联产的发展,目前在在方面已有成功应用的实例,如热管废热溴化锂制冷机于2001年成功地应用在200kW柴油发电机的尾气处理上,真正实现了柴油发电机的热、电、冷联供[10]。由于热管的高效传热特性,以及国家能源动力方面的政策调控,热管在蓄冷、蓄热方面也取得许多实际成功应用的实例。

4 结论

本文从热管技术的优越特性出发,论述了热管的工作原理及其高效的传热性能,利用热管的技术特点,在太阳能空调、汽车空调、房间空调器以及热泵等领域的应用前景,对于节约能源,提高能源利用效率具有重要意义,因此,随着科技的进步和人们对新技术的需求,热管技术在制冷空调领域将有较好的应用前景。

参考文献

[1] 刘凤田,黄祥奎. 空调用分体热虹吸热管冷热回收装置的试验研究[J]. 暖通空调,1994(4).

[2] 石秉三. 热管技术在制冷领域中的应用[J]. 制冷,1990(4).

[3] John K McFarland, Sheldon M Jeter, Said I Abdel-Khalik. Effect of a heat pipe on Dehumidification of a controlled air space[J].ASHRAE Transactions 1996 ,102 (Part 1):132~139.

[4] Cotter T P.Theory of heat pipes.Los Alamos Scientific Lab:Report No.LA-3246-MS,1965

[5] 杨爱民. 太阳能热管吸收式空调制冷系统构造及分析. 集美大学学报, 2001, 6(2): 153~157.

[6] Worthington P T,Minnaar K,Arnold C,Electric conversion aehicle air-conitioning project.Southcon Conference Record.1995.315-320

[7] 鱼剑琳,张华. 热管换热器在房间空调器上的应用[ J ]. 西安交通大学学报, 1996, 30 (10) : 64 - 69.

制冷技术论文篇(7)

制冷空调行业的快速增长使我国成为世界发展最迅速、最有活力的市场。巨大的市场空间带来了巨大的社会需求,尤其我国有如此多的人口,市场需求令人咂舌。随着人民生活水平的不断提高,空调价格不断下降,空调已经像电视机一样走进了千家万户,越来越普遍,给人们的生活提供了便利,成为了生活中的必需品。社会需求的不断增长和新技术、新设备的不断出现,例如各种变频空调、纳米空调的应用和上市,客观上要求更多的制冷与空调专业的技术人才来做好设备的维护、维修工作,同时也对技术人员提出了更高的要求,对专业的教学提出了新的要求。课堂教学要不断变革,以市场为方向,重视专业技术的应用性和实践性,把实践教学和理论教学结合起来,缩短学生的上岗时间,使学生上手快、后劲足。培养符合市场需要的人才,这也是学校坚持不懈的教学目标。

随着我国经济的高速发展,社会对人才的需求愈来愈旺盛,带动了教育事业的快速发展,高等职业教育也获得了极大的发展。高等职业教育为我国制造行业培养了不可缺少的专业技术人才,为我国制造业的发展壮大作出了不可磨灭的贡献。高等职业教育是和实践紧密联系的,培养的技术人才往往从事一线工作,对学生的动手能力要求比较高,在这种情况下,高等职业院校越来越重视实践教学,把以前的重视理论课程转变为现在的理论和实践教学相结合,达到学以致用的目的,同时也巩固了课堂教学效果。

一、实践教学的相关内容

高等职业教育实践教学内容是实践教学目标的具体化。通过合理课程设置,把实践教学的目标落实到各个实践环节中,在实践教学中培养学生掌握必要的、系统的技术和技能。要根据市场对毕业生的需要,突出关键能力培养。其主要包括以下几个方面:

1.基本职业技能。高等职业院校的毕业生应该具备以下能力:运算能力、常用电子仪器的使用能力、识图和绘图能力等,基本职业技能具有在不同职业和岗位间的实用性和可迁移性等特点。

2.专业职业技能。专业职业技能是完成职业任务必备的技术能力,专业人员要能够运用所掌握的专业技能解决相应的专业问题。

3.岗位综合职业技能。学生毕业后从事具体岗位工作所需要的基本能力和技能,包括所具备的知识、工作中的经验、态度等。

4.创新能力。学生在大量的实践工作中积累了相当多的经验,能够认识到工作中的不合理一面,就具备了提出改进的建议和实施改造的能力。

二、制冷与空调专业实践教学的实施

在对实践教学课程有足够把握的前提下,要把实践教学内容分成不同的训练单元,分别对应不同的实践项目进行实施。努力在实际教学中做到教学一体化,全方位提升学生的专业技能。

1.基本技能实践

2.专业职业技能

3.岗位综合职业技能

4.创新能力

三、结语

制冷与空调专业建设要紧紧抓住市场的脉搏,跟随社会的需求,及时调整教学方法,突出课程特色,为社会和企业培养个性化的高素质人才,帮助学生实现自己的人生价值。

参考文献:

[1]魏龙,张国东.高职制冷与空调专业实践教学目标体系的构建[J].制冷与空调,2011,(02):25-26.

制冷技术论文篇(8)

中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0027-02

高职教育的人才培养质量在很大程度上取决于构建合理的人才培养模式,以使受教育者获得科学适用的知识、能力和素质结构。浙江商业职业技术学院空调工程技术专业根据浙江省制冷空调行业对空调专业高技能人才的需求,依托浙江商业职业教育集团和浙江省制冷学会,与海尔集团、浙江百诚集团、浙江商业机械厂、盾安集团等企业建立战略合作关系,通过调研、设计、论证、实施及完善,构建以“工学交替、能力递进”为主要形式的人才培养模式,将创业创新教育理念贯穿人才培养全过程,为浙江制冷空调行业培养高素质高技能人才。

一、人才培养目标定位

经过充分的调研和反复的研究论证,我们将空调专业的人才培养目标定位为:培养适应社会主义现代化建设事业需要,德、智、体、美诸方面全面发展,具备“诚、毅、勤、朴”的优良品质和良好的职业道德,掌握空调工程技术专业理论知识和职业技能,面向现代服务业,能在生产、建设、管理、服务第一线上胜任大中型制冷空调系统的运行维护管理,中小型空调系统的设计,空调工程的施工管理,制冷空调装置的维修,制冷空调设备的销售等工作的高素质、高技能人才。

二、人才培养模式基本框架

根据专业培养目标与职业岗位目标定位,在对制冷空调企业一线生产、管理、服务人员的职业能力要求及具体岗位工作标准进行充分调研、认真分析的基础上,构建了“工学交替、能力递进”的人才培养模式,实施多学期、分段式的教学组织形式,如图1所示。

三、人才培养模式内涵

1.岗位认知实习及职业基本技能训练。组织学生赴相关空调企业进行认知实习,通过在企业参加生产劳动,让学生对就业的岗位有感性的认识,并培养其职业素养,对今后的知识与技能学习有明确的方向。职业基本技能训练是指通过校内外实训基地进行基本知识的学习及专业基本技能的训练,并获得相应的职业资格证书,如维修电工、CAD证书。

2.岗位技能学习。职业岗位技能学习主要包括空调系统设计技能、制冷空调系统运行维护技能、制冷空调设备维修技能、制冷空调自控系统维修技能等实训内容,并要求获得中级制冷设备维修工专业技能证书。

3.顶岗实习。安排学生到专业对口的制冷空调企业参与空调产品的设计、生产、管理。在校外实训基地进行轮岗实习,使学生能置身于现代企业之中,接受企业文化的熏陶,学习工程现场应用的知识和技术,培养实践动手能力和专业技术能力,树立良好的职业道德和敬业精神,提高职业素养和履行职业岗位职责的能力,加强学生对空调工程术专业以及职业岗位的真切认识,提高学生学习专业知识技能的主动性和自觉性,为学生回校继续学习和提升综合技能打好基础。

4.毕业设计。利用空调企业施工中的工程項目,制作成不同类型、不同层次的毕业设计項目课题,针对学生能力的差别,分层次灵活地组织学生完成课题设计。

四、课程体系构建

通过调研和行业专家的论证,依据行业、企业技术标准,以小型空调系统的设计、空调工程的施工管理、制冷空调装置的维修、空调工程销售等岗位的技能項目为基础,构建以工作过程为导向的课程体系。在构建课程体系过程中,首先根据制冷空调行业对高职人才的需求情况,将主要工作岗位确定为:中小型中央空调系统的设计岗位、空调工程的施工管理岗位、制冷空调装置的维修岗位、空调工程的销售岗位。然后针对每个岗位进行工作过程的分析和职业技能要求分析,再针对这些技能要求,进行适当的归类、整合,形成相应的专业课程。同时针对这些职业岗位要求,结合当前国家职业资格标准,在课程中融入技能证书考核的应知应会要求。此外,为培养学生的创业创新素质,空调工程技术专业开设了“创新创业指导”、“创业讲座”等课程;为提高学生的职业素质,除了开设“思想道德修养与法律基础”、“科技应用文写作”等必修课外,还开设了“经济法律知识”、“音乐鉴赏”等素质选修课;为培养学生的可持续发展能力,拓展专业视野与相关专业技能,开设了“制冷空调新技术”、“制冷空调专业英语”、“汽车空调及维修”、“三维CAD软件”等专业选修课。制订专业课程的课程标准。分析课程在专业人才培养中所处的地位和作用,明确该课程在知识、能力、素质等方面的具体要求,突出能力标准和职业技术标准,强调与企业标准的融合,强调理论知识的应用能力的培养,同时将职业道德与职业素质的培养纳入课程标准。

五、核心课程建设

在专业优质核心课程改革与建设过程中,按照职业岗位知识、能力、素质的要求,分析岗位工作过程,以典型工作任务为导向,突出岗位职业能力培养,并与国家职业标准相衔接,建设“制冷技术与设备”、“空气调节技术”、“空调工程施工与运行”、“制冷空调装置自动控制及检修”等4门专业优质核心课程。

浙江商业职业技术学院空调工程技术专业依托行业企业,经过长期不懈的改革和探索,逐步构建了以“工学交替、能力递进”为主要形式的人才培养模式,构建了“基于职业岗位以工作过程为导向”的课程体系,重点建设了“空气调节技术”等4门专业核心课程,取得了较大成效。空调工程技术实训基地已成为中央财政支持的职业教育实训基地,“空气调节技术”课程则被评为国家精品课程,其中,“制冷空调装置自动控制及检修”等3门课程教材被省重点建设教材立項。同时,学生在各级各类专业技能比赛中取得骄人的成绩,毕业生供不应求,毕业生毕业半年后的平均薪水列全校25个专业第一。

参考文献:

制冷技术论文篇(9)

中图分类号:TG306 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)33-0003-01

高速冷滚打成形技术是一种先进的塑性成形方法,利用室温状态下金属材料的固有塑性,通过高速旋转的滚打轮对工件进行断续击打和滚压,迫使金属材料流动,渐变塑性成形,从而形成高性能零件的一种绿色、净近成形先进制造技术,可以广泛应用在齿轮、花键、丝杆等零部件的生产[1-3]。具有生产效率高、金属无切削等优点,并且能够显著改善工件金属组织和加工表面硬度,同时使冷滚打零件的表面质量大幅度提高[4]。

1 冷滚打成形原理

齿轮冷滚打成形是利用断续往复高速击打的方法实现动态冲击局部加载,逐渐累计变形的自由成形方法,其成形过程是高速、瞬态、高冲击、大变形的复杂成形过程,齿轮冷滚打成形原理图如图1所示。三个成形滚打轮均匀安装在高速旋转的滚打轴上,并可绕着自身的轴线旋转,高速滚打轴每转动一周,三个滚打轮分别击打齿坯一次,齿坯成形三次,成形过程中,由于滚打轮和齿坯的摩擦力作用,使得滚打轮以角速度n绕着自身的轴线转动,滚打轮和齿坯之间实现滚动。滚打过程中齿坯做分度转动,同时轴向进给,使得齿坯在轴向方向上实现均匀、逐步的成形。齿坯相对于滚打轮的轴向进给速度为,齿坯相对于滚打轮的径向进给量为。滚打过程中,成形不同的齿形时,只需要更换滚打轮,滚打轴和工件的转动速度关系为:

2 冷滚打成形工艺研究现状

冷滚打技术最早开展于实验研究。国外对冷滚打技术的理论研究的较早。20世纪60年代,美国、瑞士和德国等国家进行了冷滚打成形技术方面的研究工作,并将此项技术成功应用在拖拉机、纺织工业、机床和汽车的花键、齿轮等方面的生产上。西安理工大学、河南科技大学等学者对该项技术进行了深入的研究,从理论上分析了冷滚打成形的运动和动力学基础,并通过实验、有限元分析等方法进行了深入的研究,该项技术得到不断的完善和发展。

2.1 冷滚打运动学理论分析

崔凤奎[5]等针对滚打轮设计方面进行了研究, 根据高速滚打成形中打轮和工件之间的运动关系,根据等升螺旋面的形成理论,根据啮合原理,建立了滚打轮的理论轮廓设计模型,并根据该模型的尺寸和形状,加工了滚打轮并进行了实验,利用实验的方法,针对滚打轮外轮廓形状的弹性恢复进行了修正,获得了符合实际生产要求的滚打轮设计模型。苏志鹏等运用坐标变换的方法,对渐开线花键等4种运动关系进行了分析,建立其滚打运动仿真的数学模型,通过实验的方法,研究了滚打过程中的干涉现象。吕耀峰等根据空间啮合的原理,建立了渐开线花键齿面的数学模型,计算器理论误差,活动了齿形和齿向误差随滚打轮安装角度的变化规律及渐开线花键成形的范成法,奠定了滚打轮运动学基础。

2.2 冷滚打塑性成形机理研究

意大利的菲亚特的摩登那拖拉机厂采用该项技术生产摇臂轴、长轴等零件,并能够行形成机群的自动化生产。目前,国外的一些公司生产出来的数控冷滚打机床,能够实现对成形过程的精确控制,也使得该项技术进一步应用在复杂零件的的表面加工上,零件的加工精度也得到提高。瑞士的GROB公司是最早利用冷滚打技术的公司。

该公司的Krapfenbauer.H和Emst Grob首先利用冷滚技术生产花键,在文献中简要介绍了花键齿的成形过程,该方法主要是在数控机床上,利用两个高速旋转的滚打轮对齿坯进行高速连续击打,以形成花键齿的过程,将这种花键齿成形的方法命名为Grob滚打法。

Krapfenbauer.H对冷滚打成形批量生产技术进行了研究,分析了滚打工艺对成形零件精度的影响。Weck.M通过实验,将滚打产品和切削产品的表面质量进行了对比,实验结果表明,滚打产品成形过程中形成了一定的硬化层,可以将产品的抗疲劳强度提高25%~35%。

2.3 冷滚打精度控制

冷滚打成形属于塑性加工领域,和插齿、磨齿、剃齿等去除材料的机械加工方法相比,冷滚打成形齿形的精度较差,多年来,国内外学者通过多种方法致力于冷滚打精度的提高。我国从20世纪70年代开始研究冷滚打成形技术,研究人员多集中在齿轮、花键的生产制造企业,研究内容也主要是针对成形工艺及滚打轮的设计进行的。无锡县拖拉机厂对齿轮冷滚打成形进行了实验,通过冷滚打成形的齿轮精度等级可以达到9级以上,通过该项技术生产的齿轮,磨损量降低59.3%,生产成本大幅度降低。

2.4 冷滚打有限元分析

近年来,利用有限元分析的方法可以对冷滚打成形过程中的成形过程、力热耦合规律以及应力应变、微观组织等结构进行模拟分析,有助于进一步研究冷滚打成形的变形机理,对于提高冷滚打成形的零件精度、滚打轮寿命等有一定的帮助。目前,应用于冷滚打成形分析的软件主要有ABAQUS、ANSYS以及Deform-3D。其中大型通用软件ABAQUS在冷滚打成形中应用较为广泛,在模型的合理简化基础上,对冷滚打成形过程中的滚打轮的各种运动学关系进行合理的模拟,广泛应用在冷滚打成形过程中,在二次开发的基础上,可以实现对了冷滚打成形过程中的组织变化情况进行分析,结果可信度较高。Deform-3D能够准确的分析零件塑性变形过程中的材料的流动状况以及塑性变形规律,但是由于冷滚打成形过程中,滚打轮的运动状况较为复杂,而Deform-3D软件对运动学的的功能受限,不能合理准确的冷滚打成形过程中滚打轮的部分运动进行自由度释放,影响模拟结果的真实性,因而对于冷滚打成形技术,较为适合的软件为ABAQUS、ANSYS等大型通用软件。

3 结 语

冷滚打成形是一种绿色的近净成形技术,目前该项技术在塑性变形机理、实验研究方面取得了一定的进展,但是还有很多问题亟待解决,在微观组织研究、精度控制、变形机理以及多因素耦合等方面还处于开始阶段,若能在这些方面取得突破性的进展,将取得较大的经济价值和社会价值。

参考文献:

[1] 林晓磊,贺云花,石磊.用冷滚轧方法加工小模数花键[J].机械工程师,2004,(7).

制冷技术论文篇(10)

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.005

1 前言

运用现代宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术生产出的钢板具有高强度、高韧性、良好焊接性等优点,克服了传统技术生产出的钢板固有的缺点,使钢板的运用变得更加广泛。该项技术的开发与理论研究更好揭示了钢材的组织变化以及钢材性能等各方面的内在联系,为进一步的研究打下了基础,也为制定合理的生产工艺提供了理论性的依据。接下来文章将着重分析现代化宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术在我国的运用现状以及未来的运用。

2 技术运用现状

我国目前拥有中厚性板轧机共计26套。大多数生产厂的改造工作已经完成得差不多了,淘汰了一些旧得设备技术,引进了新的生产技术。从现有设备的总统数量上看还是比较乐观的,但是这些设备以中板轧机为主,宽厚板轧机的数量与之相比就少的可怜了,这也是制约我国宽厚板厂发展的一个重要原因。多数厂家至今仍然采用简易的喷淋冷却装置,没有很好的热处理装备,这对生产出来的钢板的质量产生了很大的影响,也造成了我国钢板生产的低质化。因此,再建设一套高水平的宽厚板轧机是很有必要的,而且必须从质量、数量等多方面加以考虑。有条件的生产厂在现有的基础上还必须进行进一步的改革,确保现有技术的可操作性。

3 技术研究

控制轧制即在热轧的过程中,通过对金属的轧制、加热、冷却等一系列技术运用的合理控制,使范性形变与固态相变过程相结合,最终获得性能良好的晶粒组织,使钢材的性能得到优化的一项技术,又被称为见形变热处理。该项技术不但能够生产出性能优越的钢板,同时能够节约能耗,是一举两得的好技术。但该项技术对硬件设备也提出了相应的要求,轧机的设备强度、动力和生产控制水平均需达到一个较高的层次要求。根据塑性变形、再结晶和相变条件,控制轧制大致可以分为以下三个阶段。第一阶段是在奥氏体再结晶区控制轧制,在该范围内进行轧制,能够使晶粒细化,从而提高钢的韧性。第二阶段是在奥氏体未再结晶区控制轧制,该过程的主要目的是让晶粒的长度增加,增加转变时的晶核生成能量,以使得铁素体晶粒呈现极其细小的状态,对钢板的韧性又有进一步的提升。第三阶段是在奥氏体和铁素体两相区控制轧制,这一阶段已经出现了加工硬化和珠光体析出的硬化,对钢强度的整体提高有很好的作用,但是板厚方向上的强度却有所降低。把控制轧制的原理应用到现实钢材生产中去,提高钢材的整体性能,就形成了广义上的“控制轧制”概念。

控制轧制技术虽然对多方面有较高的要求,但是却具有常规方法所不具备的突出优点。最突出的自然是改变了钢材的性能,使强度和韧性等特性都有很大的改善,这些性能的提升使得钢板克服了原有的缺点,应用的范围更加广泛了。第二个优点就是节约了能源,新的技术的运用优化了生产过程,使整个过程省去了很多不必要的能源浪费。第三点就是有利于生产设备的优化。新的技术的运用必须有与之性能相匹配的硬件设备,如果硬件设备条件不过关,整个的生产便不能得到有效保证。该项技术的运用可以让控制轧钢设备的重量减轻,对设备的轻型化有很大的帮助。

热制钢材轧后控制冷却的主要目的是为了改善钢材的组织状态,进一步提高钢材的整体性能,使钢材的冷却时间进一步缩短,提高生产效率。除此之外,冷却技术还可以很好地防止钢材在冷却的过程中由于冷却不均产生的不均匀变形现象,扭曲或弯曲的钢材是不能运用到实际生产中去的,这样就会造成材料的浪费,与我们现如今提倡的可持续发展理论有相违背。当然了,控制冷却的介质呈现多样化,既可以是气体,也可以是液体,甚至它们的混合物,只要符合要求,都可以作为控制冷却的介质。在所有的介质中,水是最常见的、最易获得的。控制冷却最主要的目的在于使得钢材在不降低韧性的前提下进一步提高材料的整体强度。冷却一般也分为三个阶段,即一次冷却,二次冷却和三次冷却。一次冷却可以阻止碳化物的析出,为相变做组织上的准备。一次冷却的开始温度与终轧温度越接近,冷却后有效晶体的增大面积和细化变形A才会越明显。二次冷却主要是控制冷却速度和停止控冷的温度,保证冷却后钢板的性能与所要求的基本吻合。三次冷却则可以组织化合物的析出,达到固溶强化的目的。

4 技术运用展望

不同阶段的控制轧制均有细化铁素体晶粒的功能,对改善钢板的强度和韧性有很大的帮助。轧后的加速冷却工艺十分重要,能在原有的基础上使钢的强度进一步提升,削弱了变形使得相变温度升高后引起的负面影响。我国在该项技术的研究应用上还有很大的发展空间,值得我们去进一步探索。

5 结束语

用户对钢板性能要求的不断提高促使了宽厚板厂对控制轧制和控制冷却技术的不断开发,才促使了现代技术的产生与发展。目前,该项技术已经成为宽厚板厂生产钢板的主导技术,有着举足轻重的地位。在经济全球化的大背景下,如果我们不能及时跟上时展潮流,及时引进学习新的技术,必然会被发展淘汰。但是单单会是不够的,我们需要结合本国国情,将该项技术本土化,研究出符合我国国情的钢板生产技术,这才是发展的根本之道。

参考文献:

[1]日本钢金失协会共同研究会.わが国における最近の厚板制造技术の进步.第2版[M].东京:日本钢金失协会,2010:209.

制冷技术论文篇(11)

近年来,人类的生活水平的提高,高品质、高附加值产品日益增加,高档饮料、果汁、生物制药等也逐渐成为人们日常消费的主体。推动了食品的加工技术与方法的发展,食品原料中含有的营养成分与风味物质等要得到最大限度的保护就离不开冷冻浓缩技术。

一、冷冻浓缩技术国内外发展现状

(一)国外发展概况

自上世纪50年代末学者们开始关注冷冻浓缩这一工艺以来,人类对冷冻浓缩技术的研究已有较长的 历史 。荷兰eindhoven大学thijssen等在70年代成功地利用奥斯特瓦尔德成熟效应设置了再结晶过程造大冰晶,并建立了冰晶生长与种晶大小及添加量的数学模型,从此冷冻浓缩技术被应用于 工业 化生产。依此制造的grenco冷冻浓缩设备在食品工业中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的浓缩,得到了高质量的产品。

之后,shirai等为降低成本在采用悬浮结晶冷冻法时将小冰晶凝聚成为大冰晶来减小单位体积冰晶的表面积。研究者以10%(质量分数)的葡萄糖溶液做试料,在0.212k的过冷却度下,添加占溶液总量6%(质量分数)的种晶,经7h凝聚成直径为0.77mm~2.85mm的大冰晶。他们还将此方法用于海水淡化及烧酒废液处理等方面。marino rodriguez等[3]对比研究了反渗透法和冷冻浓缩法在从废水中去除戊酸中的应用,两种操作方法的 经济 运算结果表明冷冻浓缩法的能耗虽是反渗透的五倍,但却正好折中了反渗透中所用膜的代价。

f.a. ramos将冷冻浓缩技术应用于一种生长于安第斯山脉的浆果,发现此技术并未改变其果肉的色泽及ph值,并明显降低了挥发性物质的损失量,且很好地保留了浆果独特的香味。

osato miyawaki将管式结冰渐进式冷冻浓缩系统应用于咖啡萃取物可其溶液浓缩至30%,含果肉的番茄汁可浓缩至12.5%,而将夹带有5%果肉的冰相溶解再次经过管状结冰器浓缩后所得冰相的浓度低至0.25%,如果事先将果肉去除,则番茄汁可浓缩至40%,蔗糖水溶液可由41.8%浓缩至54.8%,且浓缩效果非常好。

(二)国内研究及应用现状

由于冷冻浓缩的基本原理很简单,我国传统的老陈醋生产工艺中就曾应用过冷冻浓缩技术。近年来,该技术在国内已被广泛应用于各行业中,并在相关理论和设备开发上取得了许多新进展。

1. 酿酒业。冷冻浓缩的优势尤其可用于酿酒产业。冷冻浓缩技术最先在啤酒工业中应用,可在除去冰晶的同时除去形成混浊的多酚、丹宁酸等物质,从而减少啤酒的贮存容积,特别是对冷冻浓缩后的啤酒采用混合水技术可以完全恢复到原来的啤酒。后来,有人通过对葡萄酒进行冷冻分离试验,发现酒精和还原糖比较易于利用冷冻法在液相中进行浓缩分离,通过冷冻浓缩技术改善了干白葡萄酒的品质。

2.果汁工业。我国是生产甘蔗的大国,将糖蔗改种果蔗并加工成甘蔗汁既解决了甘蔗的销路,又满足了人们对果汁日益增长的需要。甘蔗汁的热敏性很强,对其进行普通的蒸发浓缩极容易使甘蔗汁焦糖化,丧失其特有的风味。应用冷冻浓缩工艺对甘蔗汁的处理,对浓缩前后的甘蔗汁进行了感官上的比较,发现浓缩后的甘蔗汁品质稳定,除了在颜色、气味、甜味方面感觉更加浓重外,其它基本保持了冷冻浓缩前甘蔗汁的原有风味。

3. 制药业。冷冻浓缩已发展应用到制药工业,因此它为开发新产品和改良品种大开方便之门,并且通过其高效的加工节省能源。用冷冻浓缩工艺对中药水提取液进行中试规模的浓缩试验制取口服液,试验表明用冷冻浓缩工艺代替真空蒸发浓缩可免去某些口服液制造过程中的醇沉工序,从而改善口服液的口感。

由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脱水浓缩,如采用真空蒸发浓缩,可能导致低聚木糖在加热管表面结焦变性,降低产品的质量。江华等研究了低聚木糖溶液冷冻浓缩时的冰晶生长动力学以及悬浮结晶法冷冻浓缩低聚木糖溶液过程中各因素对低聚木糖在固液两相中分配的影响,为低聚木糖冷冻浓缩过程的开发利用提供了理论依据。

二、冷冻技术 发展 方向

食品冷冻浓缩技术与传统浓缩方法相比,其浓缩产品的质量是最好的,但仍存在某些问题。当物料粘度高时难以生成大冰晶,且由于迅速冷却而形成的微小冰晶不能彻底从母液中分离出来,难以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分,从而限制了它的推广与使用。

近年来有关冷冻浓缩的理论和技术又取得一些新进展。其中,将冰核细菌(ice nucleation-active bacteria,简称ina细菌)用于食品冷冻浓缩中,是生物技术在食品中的一项独特应用。国外已有相关 文献 报道,表明ina细菌可显著提高食品的过冷点,缩短冷冻时间,节省大量能源;还可促进较大冰晶的生长,使结晶操作成本降低,同时又使分离操作所需费用及因冰晶夹带所引起的溶质损失减少。

kumeno等用x.campestris inxc-1对蛋清冷冻浓缩后加热形成硬胶,其物理性质如起泡性、稳定性、硬度、粘弹性等均优于常规生产的产品。minjung等用p.syringae冷冻浓缩苹果汁,加入细菌的样品在-2.2℃就出现冰核并开始结冰,而不加细菌的样品则无结冰现象。

watanabe等用海藻酸钙包埋e.ananas制成活性胶囊,加入蛋清中做冷冻试验,发现加了细菌的约在-3℃就有冰晶析出,而没加的则在-18℃才有冰晶出现,熔化冰晶阶段无显著差异;又用e.ananas冷冻浓缩柠檬汁,浓缩汁的可溶性固形物回收率高,风味营养成分保持好,gc分析和感官评定均表明与原汁无异。

三、冷冻技术的发展前景

冷冻浓缩技术现已证明优质可靠,极具市场活力。随着社会的进步, 经济 的发展,人们生活水平的提高,冷冻浓缩这一低能耗、可生产高质量产品的加工技术具有很大的发展潜力。此方法除了用于浓缩,也可考虑用于有机废水的处理,活性物质的回收再利用等方面。同时,整体的冰结晶又是很好的蓄冷、降温用冷源。这些方面对于保护环境、促进资源的再利用都是很有意义的。

对食品冷冻浓缩技术来说,应在提高冰晶纯度、减少固形物损失及降低生产成本方面加以深入研究,这样才能充分发挥其自身的优势。冰核微生物用于食品冷冻浓缩中,属于生物技术与食品加工相结合的一项高新技术,极富应用潜力。

参考 文献: