真空預冷機原理

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。食品快速冷卻設備就是根據這一原理，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。

食品快速冷卻設備的主體部件  

真空冷卻裝置基本構成：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聯系機組或按系統。 

真空冷卻與傳統冷卻方式的比較    

傳熱機制的比較   

 常見冷卻方式主要有四種：風冷、水冷、冰冷和真空預冷。前三者冷卻方式主要依靠溫差驅動，通過對流方式從外物品表面放熱，熱量通過導熱從物體的中心傳遞至外表面，因此溫度分布從物品中心至外表面呈逐漸遞減的趨勢。真空預冷和前三者的本質差別在于傳熱機制的不同，它通過降低真空箱體氣壓致使物體表面水分汽化吸熱帶走熱量，因此溫度分布從物品中心至表面是均勻的。

降溫速度的比較

傳統冷卻方式降溫速度受制于多種外界因素，如壞境溫度，水溫，場地面積大小等，存在冷卻處理時間長、降溫均勻性差、對被冷卻物品造成局部損傷、單位處理量有限等不足，因而無法達到快速、均勻降溫的保鮮效果。 真空預冷機的降溫速率取決于物品的表面積與體積之比和真空抽取的速度。其中，真空抽取速度可通過預冷機的設置決定。所以，傳統冷卻速度緩慢，而真空預冷降溫速度快，通常只需25分鐘左右即可將物品降至較為合適儲藏溫度。

食品快速冷卻設備在保鮮體系中的發展概況及展望 ;

國內真空冷卻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第一道工序。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。