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速冻冷库 VS 冷藏库

发布于：2024-11-21 15:39:21 来自：暖通空调/暖通制冷设备选型

来源：制冷空调换热器

作者：HETA

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本文我们将阐述速冻和速冻库的定义，对比分析速冻库与保鲜库、冷藏库的异同。然后从库体设计、制冷系统选型、自动化控制等方面，论述速冻库设计选型应注意的要点。

一、速冻库与速冻的定义

1.1 速冻的定义

速冻是指在-30℃以下的超低温环境中快速冷冻食品，使食品中心温度在30min内从0℃降至-18℃以下的过程[2]。这个过程能最大程度地保持食品的组织结构和营养成分，抑制细菌和酶的活性，大幅延长食品的保质期。

食品在冻结过程中会发生各种各样的变化，如物理变化（体积、导热性、比热、干耗变化等）、化学变化（蛋白质变性、色变等）、细胞组织变化以及生物和微生物的变化等。快速冻结食品的特点是最大限度地保持了食品原有的营养价值和色香味。

1.2 速冻库的定义

速冻库是在超低温的环境下进行食品速冻的专用冷库，又称超低温冷库。食品迅速通过其最大冰晶生成区，当平均温度达到 -18℃时而迅速冻结的方法。速冻库的温度一般为-18℃～-35℃，甚至更低。

速冻库的设计要充分考虑食品热负荷、传热传质等因素，库体需要有良好的隔热和气密性能，制冷系统要具备快速冻结能力[3]。常见的速冻设备包括氨液喷淋速冻机、液氮速冻柜、螺旋速冻机等。

1.3 快速冻结具有如下优点：

（ 1）避免在细胞之间生成大的冰晶体。

（2）减少细胞内水份外析，解冻时汁液流失少。

（ 3）细胞组织内部浓缩溶质和食品组织，胶体以及各种成分相互接触的时间显著缩短，浓缩的危害性下降到最低程度。

（ 4）将食品迅速降低到微生物生长活动温度之下，有利地抵制微生物的增长及其生化反应。

（5）食品在冻结设备中停留时间短，有利于提高设备的利用率和连续性生。

二、速冻库与保鲜库、冷藏库的区别

速冻库的温度远低于冷藏库，二者的设计理念和建造标准有很大不同。

2.1 温度
速冻库的库温一般在-30℃以下，而冷藏库温度通常维持在-18℃~0℃。这是二者最本质的区别。

2.2 湿度
速冻库属于干湿货共存的冷库，库内相对湿度低，一般为50%-60%。而冷藏库是单纯的恒温恒湿库，设计相对湿度在85%-95%[4]。

2.3 设计冻结时间
速冻库的设计冻结时间很短，从几十分钟到2h不等，而冷藏库没有冻结时间的要求。

2.4 单位制冷量
由于冻结过程的显热和潜热负荷很大，速冻库的单位制冷量是冷藏库的6-8倍。

2.5 气流组织
速冻库需要强烈搅拌库内冷空气，便于快速冻结，一般风速在3-5m/s。冷藏库只需均匀送风CircXPFJTIBSBXGFAN即可，风速在0.3-0.5m/s[5]。

2.6 除霜方式
在高湿环境下，蒸发器极易结霜，冷藏库需每天定时除霜。速冻库除霜频率很低，一般1-2周除霜1次。
此外，速冻库造价高、能耗大，远超过普通冷藏库，但存储期更长。保鲜库的设计理念介于二者之间。

总结来说：

（1）保鲜库

保鲜库的库温一般在0℃~5℃，主要用来保鲜，即在较长时间内最大限度地保持农产品原有的品质和新鲜度，农产品活体本体尽量不死亡，细胞在冷藏的过程中处于休眠状态，减少营养的损耗，保持鲜活的品质。

（2）冷藏库

冷藏库的温度一般为-15℃～-18℃。一般是不定期的逐步的将食品放入冷库，经过一段时间，冷库的温度达到-18℃，取货也是不定期、不定时的。对这“一段时间”没有具体要求，这就是典型的冷藏库。

（3）速冻库

速冻库的库温一般在－35～－40℃，进行物料的快速冻结使用低温冷藏库库温一般在－18～－20℃，进行速冻后的物料长时间的储存使用。它是用各种制冷设备，即人工制冷的方式，使室内保持一定的低温。很多食品如冰淇淋、海鲜等需要在-25℃库温下保存才不会变质，如冰淇淋储藏时达不到-25℃，它的香味就没有了；海鲜食品的鲜味和口感就差多了。

低温库的特点是：不定期的逐步的将食品放入冷库，经过一段时间冷库的库温达到-25℃，对这段时间没有特殊的冷库设计工艺及技术要求，对这个冷库的库温是有严格的要求，在-22℃～-25℃之间，这就是典型的低温库。

三、速冻库设计选型应注意的问题

速冻库设计选型应从总图规划、库体设计、制冷系统、自控系统等方面统筹考虑。

3.1 合理规划总平面
速冻库的总图布置要充分考虑交通运输、物流装卸、生产服务等功能分区，做到紧凑布局、分区明确、互不干扰。合理预留装卸货平台、叉车通道、检修通道，并设置安全的疏散通道和应急照明系统[6]。

3.2 优化库体设计
(1)库体尺寸。根据速冻库的设计存储量和周转率，合理确定速冻库的长、宽、高尺寸。库体空间利用率应在65%以上。
(2)围护结构。速冻库墙体和顶棚要采用高效保温材料，如聚氨酯夹芯板、挤塑聚苯乙烯等，保温厚度不低于150mm。地面保温层厚度不小于100mm[7]。
(3)库门。速冻库应设置2道以上的门斗，选用自动快速卷帘门或插入式门，以降低漏冷和冷损失。

3.3 选择高效制冷系统
(1)制冷剂。速冻库的常用制冷剂有氨、二氧化碳和氟利昂等。氨的热力性能好，但毒性大；二氧化碳环保安全，但工作压力高；氟利昂稳定高效，但价格昂贵[8]。应结合实际情况择优选用。
(2)制冷方式。速冻库多采用泵送式制冷系统，即利用制冷剂在管路中的相变过程制冷。应根据速冻量选择合适的制冷压缩机组和冷凝器，优化蒸发器布置。
(3)冷风循环。速冻库应采用强制风冷方式，风冷机组布置宜选用顶送侧回或两侧出风的方式，库内风速不低于3m/s[9]。

3.4 完善自控系统
速冻库应建立基于PLC或DCS的自动化监控系统，实现对库温、风机、电加热器等设备的智能调节。同时，要有完善的故障报警和安全联锁机制。自控柜应设置在库外值班室内，便于日常监控。

四、速冻冷库的安装要点

速冻冷库安装施工的质量控制直接关系到库体的使用性能。应着重把握以下要点：

4.1 库板拼装
速冻库多采用预制夹芯板拼装而成。安装时应确保板材料痕迹，拼缝应紧密。板与板的连接应采用螺栓或胶黏剂锚固，接缝处用发泡胶填充，并用铝箔胶带封严[10]。

4.2 管路设计
库内制冷管道应沿墙布置，管卡间距不大于2m。穿墙处加套管并填实。管道试压合格后方可进行保温。冷媒管路的焊接须采用氩弧焊，并做100%射线探伤检测。

4.3 保温施工
库体保温层的施工要严格遵循分层铺设的原则，避免产生热桥。保温板搭接缝要错开，接缝处用泡沫填塞。金属面板与保温层之间须设透气层，并在面板背面喷涂抗冷凝涂料[11]。

4.4 电气安装
速冻库照明应选用防爆防潮灯具，并带有应急照明。库内的电气设备和管线要可靠接地。电缆穿墙或穿保温层处应加保护套管。电气箱应设置在库外。

五、速冻冷库的维护保养

速冻冷库投入使用后，还应建立一套行之有效的维护保养制度，主要包括：

5.1 温度监控
要24小时连续监控速冻库内外的温度变化，发现异常及时排查原因。每天定时检查库内货物的堆放情况，避免货物影响冷风循环。

5.2 除霜除冰
定期对库内蒸发器和风道进行除霜除冰，保证制冷系统的换热效率。小型速冻库可采用电加热除霜，大型速冻库可采用热气除霜。

5.3 设备检修
对库内的风机、压缩机等设备要定期进行检修，发现磨损和故障及时更换和维修。每年应请专业人员对制冷系统进行全面体检。

5.4 库体维护
库门、地坑、管道的密封部位要定期检查，发现损坏和漏冷及时修补。库体外墙应每年粉刷1次，库顶应每年防水1次[12]。
此外，速冻库还要每月进行一次卫生大扫除，清除尘埃杂物，消毒灭菌。平时出入库要严格管理，做好货物进出登记。

冷藏库冷库

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