Giáo trình hệ thống máy và thiết bị lạnh

Tham khảo sách giáo trình hệ thống máy và thiết bị lạnh, kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hệ thống máy và thiết bị lạnh Chương I Vai trò các hệ thống lạnh trong nền kinh tế quốc dân Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rấtrộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệpchế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệprượu, bia, sinh học, đo lường tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xâydựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế tạomáy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, trong đời sống vv... Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, đượcsử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộngvà trở thành ngành kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu đượctrong đời sống và kỹ thuật của tất cả các nước. Dưới đây chúng tôi trình bày một số ứng dụng phổ biến nhấtcủa kỹ thuật lạnh hiện nay.1.1 ứng dụng trong ngành chế biến vàbảo quản thực phẩm 1.1.1 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối vớithực phẩm Năm 1745 nhà bác học Nga Lômônôxốp trong một luậnán nổi tiếng “Bàn về nguyên nhân của nóng và lạnh“ đã cho rằng:Những quá trình sống và thối rửa diễn ra nhanh hơn do nhiệt độ caovà kìm hãm chậm lại do nhiệt độ thấp. Thật vậy, biến đổi của thực phẩm tăng nhanh ở nhiệt độ o40÷50 C vì ở nhiệt độ này rất thích hợp cho hoạt hoá của men phângiải (enzim) của bản thân thực phẩm và vi sinh vật. 3 ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ứcchế. Trong phạm vi nhiệt độ bình thường cứ giảm 10oC thì tốc độphản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3 lần. Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhưngkhông tiêu diệt được chúng. Nhiệt độ xuống dưới 0oC, phần lớn hoạtđộng của enzim bị đình chỉ. Tuy nhiên một số men như lipaza, trypsin,catalaza ở nhiệt độ -191oC cũng không bị phá huỷ. Nhiệt độ càng thấpkhả năng phân giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ. Khi nhiệt độ giảm thì hoạt động sống của tế bào giảm là do: - Cấu trúc tế bào bị co rút - Độ nhớt dịch tế bào tăng - Sự khuyếch tán nước và các chất tan của tế bào giảm. - Hoạt tính của enzim có trong tế bào giảm.Bảng 1-1: Khả năng phân giải phụ thuộc nhiệt độ Nhiệt độ, oC 40 10 0 -10 Khả năng phân giải, % 11,9 3,89 2,26 0,70 Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống có thểđộc lập với cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh cao, đa số tế bàothực vật không bị chết khi nước trong nó chưa đóng băng. Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắnliền với cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh kém hơn. Đa số tế bàođộng vật chết khi nhiệt độ giảm xuống dưới 4oC so với thân nhiệt bìnhthường của nó. Tế bào động vật chết là do chủ yếu độ nhớt tăng và sựphân lớp của các chất tan trong cơ thể. Một số loài động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sốngkhi nhiệt độ giảm, cơ thể giảm các hoạt động sống đến mức nhu cầubình thường của điều kiện môi trường trong một khoảng thời gian nhấtđịnh. Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống của chúng phục hồi, điều nàyđược ứng dụng trong vận chuyển động vật đặc biệt là thuỷ sản ở dạngtươi sống, đảm bảo chất lượng tốt và giảm chi phí vận chuyển. * ảnh hưởng của lạnh đối với vi sinh vật. 4 - Khả năng chịu lạnh của mỗi loài vi sinh vật có khác nhau. Một sốloài chết ở nhiệt độ 20÷0oC. Tuy nhiên một số khác chịu ở nhiệt độthấp hơn. Khi nhiệt độ hạ xuống thấp nước trong tế bào vi sinh vật đông đặclàm vỡ màng tế bào sinh vật. Mặt khác nhiệt độ thấp, nước đóng bănglàm mất môi trường khuyếch tán chất tan, gây biến tính của nước làmcho vi sinh vật chết. Trong tự nhiên có 3 loại vi sinh vật thường phát triển theo chế độnhiệt riêngBảng 1-2: ảnh hưởng của nhiệt độ đến vi sinh vật Vi khuẩn Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ thấp nhất thích hợp cao nhất nhất - Vi khuẩn ưa lạnh 0oC 15 ÷ 20oC 30oC (Psychrophiles) - Vi khuẩn ưa ấm 10 ÷ 20oC 20 ÷ 40oC 45oC (Mesophiles) - Vi khuẩn ưa nóng 40 ÷ 90oC 50 ÷ 55oC 50 ÷ 70oC (Thermopphiles) Nấm mốc chịu đựng lạnh tốt hơn, nhưng ở nhiệt độ -10oC hầu hếtngừng hoạt động ngoài trừ các loài Mucor, Rhizopus, Penicellium. Đểngăn ngừa mốc phải duy trì nhiệt độ dưới -15oC. Các loài nấm có thểsống ở nơi khan nước nhưng tối thiểu phải đạt 15%. ở nhiệt độ -18oC,86% lượng nước đóng băng, còn lại 14% không đủ cho vi sinh vậtphát triển. Vì vậy để bảo quản thực phẩm lâu dài cần duy trì nhiệt độ kho lạnhít nhất -18oC. Để bảo quả thực phẩm người ta có thể thực hiện nhiều cách như:Phơi, sấy khô, đóng hộp và bảo quản lạnh. Tuy nhiên phương phápbảo quả lạnh tỏ ra có ưu điểm nổi bật vì: - Hầu hết thực phẩm, nông sả ...