1. 化学中常见制冷剂,举个例子,讲解一下原理
1、冰块
制冷原理就不必多说了吧?热传递的原理。热量从高温处传向低温处。
2、酒精等易挥发物质
大家都打过针吧?起码打过预防针。打针时,护士将酒精棉球擦到我们的皮肤上,我们马上就会感到被擦的地方好凉爽。可以讲,这是世界上最简单的空调。因为人为地制造了凉爽。
为什么会感到凉爽呢?大家知道,这是酒精蒸发的结果。从而可以得出一个结论,蒸发能制冷。把水抹到皮肤上,也会感到有凉意,不过没有酒精作用明显。因为酒精比水更容易蒸发,比水蒸发得更快。就是蒸发越快,制冷越好。影响蒸发快慢的因素还有温度,温度越高,蒸发越快。洗晒的衣服,夏天比冬天容易干,就是因为夏天温度高,蒸发快的结果。
3、氟利昂之类的物质
氟里昂(氟里昂是总称,分很多种)。
我们知道,在一般情况下,水要烧到100度才开,才沸腾,才大量蒸发。而氟里昂在零下30度时就开了,就沸腾了,就大量蒸发了。而且它的化学性质稳定,在一般情况下又无毒性,因此,它是一种比较理想的制冷物质。现在让我们来做一个模拟试验。假如我们把这个氟里昂,象水一们灌进水箱中,在常温下它就会大量蒸发,水箱外表面就会很冷。这时我们用风扇吹水箱,出来的风一定很凉爽。这也是一种人为制造凉爽的方法。因此它也是一种空调(不过一般不实用)。不过,灌进去的氟里昂蒸发了,跑掉了,再灌进去的氟里昂又蒸发了,又跑掉了,就算以400克的小瓶装氟里昂,每瓶最低价六元计算,那要用上一小时这样的空调,光买氟里昂就得花掉一万多元。看来这种空调没有使用价值。不过我们可以利用它来进一步理解空调的基本原理。
常见空调的基本原理都是这样的。现在的问题是费用太高。如何解决呢?就是要重复利用氟里昂。要重复利用氟里昂,首先要使变成气态的氟里昂还原为液态的氟里昂。
如何使气态氟里昂还原为液态氟里昂呢?只要注意一下我们周围两种极普通的情况,就能想出办法来。将灌满液化气的钢瓶,稍微摇晃几下,就可体察到,里面大都是液体。这就是液化气被压缩而成的液体。从而为我们解决这个问题得到一个启发。只要将气体加压,就可以把气体变成液体。而且压力越高,越容易变成液体。还有一种情况是,锅里烧水,锅盖上会有水珠。大家知道,这是锅里的水蒸汽遇到较冷的锅盖凝结而成的。这又为我们解决这个问题得到一个启发,只要将气体冷却,就能把气体变成液体。而且温度越低,越容易变成液体。要重复利用氟里昂,还要使氟里昂不要漏掉了,不要跑掉了。这就要一个密闭的系统。人们都叫它做空调系统。
4、硝酸铵等硝酸盐类物质
这类物质在溶于水时会吸收热量,反之,析出时会放出热量,所以作制冷剂时一般就是运用了溶解吸热的效果。记得兵工厂有一个冷饮叫摇摇冰什么的,那个的原理,应该就是采用了硝酸盐溶解吸热的原理来制冷的。
2. 餐饮用液氮和干冰
1. 液氮采购地点:在当地化工厂、化工市场、医院、美容院、畜牧站或气站等地可以购买到液氮。通常,在大商场、化工商店、冷饮店以及医院等地也有可能找到。
2. 液氮用途:液氮是一种广泛应用的冷冻剂,其温度极低,可达-196℃。在餐饮行业中,液氮主要用于快速冷冻和保鲜食品。
3. 干冰介绍:固态的二氧化碳被称为“干冰”,它是一种优秀的制冷剂。干冰的冷却效果比冰更好,能够产生-78℃的低温。
4. 干冰特性:干冰在熔化时不会像冰那样变成液体,而是直接从固态蒸发成温度很低的干燥二氧化碳气体。这种特性使得干冰在冷藏食品方面具有非常好的效果。
5. 注意事项:虽然干冰在餐饮行业中常用于制冷和保鲜,但它仍然含有化学成分,因此在使用时需要注意安全,避免直接接触皮肤或摄入。
3. 制冷电器的制冷原理
按照制冷方式分,主要有压缩式制冷、吸收式制冷和热电制冷(又称半导体制冷)等。压缩式制冷是利用压缩机对封闭系统中的气态制冷剂进行压缩,制冷剂在循环流动中经过冷凝、干燥过滤、节流膨胀、蒸发,实现制冷功能。它可使用电动机或电磁振荡作为动力。吸收式制冷是利用充入封闭系统中的氨、氢、水的连续扩散吸收作用实现制冷功能。它可以使用电、煤气、煤油、液化石油气、天然气、太阳能等多种能源作为动力。热电制冷是利用半导体材料的珀耳帖(Peltier)效应实现制冷功能。 冷饮机 制作冷饮料的制冷电器。采用电机压缩式制冷原理制冷。压缩机对充入系统内的制冷剂氟利昂作功,氟利昂在流动过程中发生相变,在蒸发器内液态制冷剂蒸发,吸收饮料的热量;在冷凝器内气态制冷剂被外界空气(或水)冷却而液化,放出热量。如此不断循环,使饮料降温。
冷饮机有浸渍式、喷射式等。喷射式是冷饮机的代表机型(图1 )。它由贮罐、喷射泵组件、制冷系统、温度控制器等组成。喷射泵自贮罐底部吸入饮料,沿喷淋管送至贮罐上部,喷洒在筒形换热器顶面上,对饮料进行冷却。当饮料温度降到设定温度时,温度控制器断开电路,冷饮机停止工作。喷射式冷饮机的容量一般为15~50l,饮料冷却温度1~7℃,压缩机输出功率100~250W。
冰淇淋器 制作冰淇淋的制冷电器。有带制冷系统和不带制冷系统之分。前者多用于冷饮服务业,后者多用于家庭。两者都是在边冷却、边搅拌的过程中制取冰淇淋。
不带制冷系统的冰淇淋器有两种:
①用碎冰冷却的冰淇淋器。设有内、外两个金属圆筒,外筒外壁敷设隔热层,内筒中盛放预先配制好的冰淇淋液,内外筒之间的环状空间由人工铺装食盐、水和足够多的碎冰块,由于食盐降低了溶液的冰点,所以,盐水溶液温度保持在0℃以下,使之与内筒壁间有良好的换热。制作冰淇淋时,用一台微电机通过减速机构带动搅拌器,在内筒中以低速搅拌冰淇淋液。由于冰淇淋液的热量不断被冷盐水吸收,温度逐渐降低,最后形成由冰的晶粒、空气和液体组成的松软的冰淇淋。
②在冰箱冷冻室内冷却的冰淇淋器。只设一个盛放冰淇淋液的金属圆筒,圆筒中盛放预先配制好的冰淇淋液,装好搅拌器,微电机通过减速机构带动搅拌器低速搅拌冰淇淋液,其热量不断被冷冻室蒸发器吸收,温度逐渐降低,待冰淇淋液冻结到一定硬度,装在内部的弹簧机构动作,使微电机停止转动,制成冰淇淋。 制冰机 制作食用冰块的制冷电器。按冰块的成形方式,分为冰模成形式制冰机(图2)、螺旋送进式制冰机和板状冰式制冰机几种。制冰机的制冰能力以24小时制冰的千克数表示,通常,制冰能力40kg以下的为小型机,40~110kg的为中型机,110kg以上的为大型机。冰块重25g左右。
①冰模成形式制冰机。制冰时,水泵从水槽吸水,通过均匀分布的喷水嘴,将水由下向上喷洒在倒置的冰模模腔(蒸发器)内,使部分水冻结在冰模上,另一部分水回流到水槽中。经过不断喷水、结冰,冰模中的冰层厚度逐渐增加。当冰模结满冰时,时间继电器动作,断开压缩机和水泵电源,脱模电热器电源接通,对冰模加热,使冻结在冰模内的冰块表面融化,并在重力作用下,自动落入贮冰槽中。然后,时间继电器按照预先设定的时间断开脱模电热器电源,并接通压缩机和水泵电源,再次开始制冰。冰模成形式制冰机体积小,制冰效率高,但蒸发器结构及供水系统比较复杂。
②螺旋送进式制冰机。这种制冰机的蒸发器为螺旋筒状,当电动机带动减速机构使螺旋缓慢转动时,供水系统提供的净水也同时被螺旋向上推进,并在推送过程中逐渐被冷却而冻结。到螺旋筒的最上端,水被冻成硬冰,通过切割机构,将硬冰切割成冰块。螺旋送进式制冰机结构复杂,但制冰效率很高。
③板状冰式制冰机。制冰原理与冰模成形式制冰机相同。它采用平板式蒸发器制作板状冰。当冰板厚度达到规定值时,利用压缩机排出的高温高压制冷剂气体使冰板表面融化,继而滑落到电热丝切割栅中,被切割成冰块。板状冰式制冰机的供水制冰系统较简单,使用维修方便,所制冰块透明度高。
4. 什么是冷库
冷库简介
冷库是通过人工制冷保持库内一定的温度和湿度条件,主要用于食品的冷冻加工和冷藏,及需要维持恒定温度储藏的相关物品(化工产品、医药产品等);
对于气调库还需要控制氧和二氧化碳气体成分的比例,以便更好地保证食品储藏质量。冷库主要包括制冷机房、库房、变配电室等。
冷库内部照片
扩展阅读:冷库种类介绍
1.按冷库容量规模分类
大型冷库、中型冷库、小型冷库。
2.按冷库温度分类
冷库温度是根据储藏物品的生理特性(鲜活的货物,比如水果、蔬菜)或者储藏要求来设计的,具体如下:
高温冷库(恒温库)、中温冷库、低温冷库(冷冻库)、超低温冷库(深冷库)、速冻库(急冻库)、保鲜库(气调库)
3.按库体结构类别分类
土建冷库、覆土冷库、山洞冷库、组合板式冷库、夹套式冷库、装配式冷库
4.按使用性质分类
生产性冷库、分配性冷库、零售性冷库、中转性冷库、综合性冷库;
5.按冷库制冷剂分类
氨冷库:制冷系统使用氨作为制冷剂的冷库;
氟利昂冷库:制冷系统使用氟利昂作为制冷剂的冷库;