冷冻食品企业制冷设备节能技术研究

冷冻食品企业制冷设备节能技术研究

胡晓鸣410901198111220857

摘要：当今，我国经济发展十分迅速，冷冻作为一种食品的制造和储存方式,在很久以前,人们就已经开始使用。随着科学技术的飞速发展,冷冻在食品领域中的应用也日益增多。采用冷冻技术对食品原料进行加工,既可以维持食品的新鲜,延长食品的保质期,又可以确保食品的质量安全,基于冷冻处理的冷冻干燥技术,是目前获得优质干燥产品的重要方法。因此,分析我国的制冷技术发展趋势,具有十分重要的应用前景。因此,文章就冷冻设备的节能技术进行深入的探讨,为相关人员提供参考。

关键词：冷冻食品企业;制冷设备;节能技术

引言

冷冻食品企业若想提升制冷设备在本企业中的系统节能成效，制定制冷系统节能方略，需了解制冷设备所在系统运行情况，立足企业制冷系统运行实况，抓住系统节能要点，以此为由制定制冷设备所在系统节能措施，确保相关设备可以发挥应有能效，达到提高制冷设备系统节能效果的目的。为使公司可持续发展、制冷系统符合企业标准并可以在相关系统内节能运行，探析制冷系统、制冷设备在企业内的节能阻力以及制冷系统节能措施。

1冷冻食品企业制冷设备节能的必要性

冷冻技术在食物中得到广泛的运用。2021年以来，冰冻食物的销量增长近60%。冷冻技术之所以能够如此迅速地发展，就是因为它有许多优点，可以让食物长期保存，不会变质，在需要时可以随时取用，方便安全。利用冷冻技术保存的食品也不会因为季节的原因而受损，通过冰冻技术，可以在任何时候都能享用食材。冷冻食品企业的发展需要依靠电动机和压缩机来完成。从2020年起，目前90%的电能都是用燃煤火力发电，因此对环境的影响比较大。一般情况下，冷冻食品行业的制冷设备能耗在整个行业中占有相当大的比例。每年用于生产的制冷机械装置的额定电力消耗相当于建立一座中小型电站。不过，由于制冷系统的消耗很大，所以节能空间也是很大。制冷系统可从四方面进行节能。一是制冷机械自身的具有节能特点，包括制冷压缩机、冷风机、冷凝器等，其制冷效果最佳。二是从制冷系统的角度来看，可以更好实现节能级别的提升。采用自动化技术实现智能化的控制，代替人工来实现节约能源，如由某企业开发的采用IEMC智能自控系统，与实际应用相结合，可节约10%的能源。三是低温速冻，从单级带经济型螺杆机组，转变为单机双极或双极配打系统，可节约15%~20%的能源。四是利用工业余热对环保和节约能源的效果更为明显。制冷是一种传导热量，一般都是将设备的温度散发到大气中，但是在工厂里需要大量的热水，所以冰轮通过应用工业热泵，可将温度提高到更高水平。它还能在低温条件下产生超过75℃的热水，用于冬季取暖、锅炉供水、设备消毒等，从而节约资源，降低污染，相比较而言，可节约30%以上的成本。

2冷冻食品企业制冷设备节能技术管理

2.1开源的智能模型库

目前，智能系统研究主要包括了如图像处理、模式识别、语音识别、智能交互、先进控制等。其中图像处理已广泛应用于众多领域，如医学成像、视频及图像还原等；模式识别是一种基于概率统计等方法的识别、聚类方法，该类方法中包含了诸如贝叶斯概率统计、线性及非线性聚类等，在智能家居、智能汽车、智能移动终端中均有应用。语音识别与智能交互是实现用户与产品对话的一种方式，其中语音识别是目前研究的前沿，通过语音识别，对用户语音的发声频率、响度、内容等进行自动判断，从而使得设备能够分辨出用户类别及意图，完成特定功能。先进控制是实现稳定可靠的智能系统的基础，其中包括对设备的运动及动力控制、开关逻辑控制、制冷及热控制等，先进的控制方法能够帮助设备通过图像、语音等判断的模式进行稳定可靠的动作，因此在智能设备中占据重要地位。制冷设备与智能系统的融合亦可从智能系统的基础研究开始，如可通过图像处理，判断人的相貌，从而判断出是否为主人或家属，从而决定是否设备是否开启或关闭，通过模式识别判断设备目前的运行情况，是否产生了故障及故障的类别是什么，通过交互终端告诉用户。通过语音识别功能判断用户的语音指令是什么，并通过语音交互完成用户需求的动作。同时，智能的制冷设备离不开先进的控制系统，控制系统能够精确可靠地控制制冷或制热是判断制冷设备性能优劣的重要标准。目前，许多的智能算法、模型在工程领域得到了具体应用，但这些智能模型并未形成统一的标准，仍处于离散状态，因此有必要将目前较成熟的智能模型集成为一个可供开发者共享的智能模型库，基于共享模型库使得设计师可快速地设计和实现智能系统。对制冷设备的研发来说，可从集成智能模型到应用智能方面加速智能制冷设备的研发。

2.2采用余热利用制冷技术

所谓余热利用技术主要是指，依据冷冻食品企业制冷系统节能改造切实需求，采用制冷剂工质压缩冷凝热回收再利用技术，将节省下来的热量用于生产热水并输送到产品生产加工流程中，达到降低能耗的目的。立足新时代食品生产企业制冷系统创新优化发展新常态，从公司制冷需求着手，针对制冷系统、制冷机组、制冷技术予以升级改造。例如，选用高安全性、高效能、低投入、高收益的系统设备，充分利用机组体积小、占地面积小、机组噪声低、系统内无易腐元件、全封闭阀件、极少工质泄漏等优势，相较于氨系统，应用氟系统后，制冷系统综合节能效率要高5%以上。

2.3高压食品冷冻技术

高压食品冷冻技术是通过改变压力控制食物中水分的相变行为，使食物在200~400MPa的高压下达到一定温度，这时水仍然没有冻结，迅速解除压力，由于食物的每一个部分都有相同的过冷度，所以水分无法聚集在一起形成固体状的冰晶，只能形成细小的颗粒状的冰晶，平均分散在食物中。这些分散在各处的冰晶会引起食物中剩余的水分形成细小的冰晶，从而减少由于冰晶体积过大而对食物结构造成的损伤，从而改善所制备的冷冻产品的质量。另外，由于在特定的高压下，食物表面和食物中的微生物会发生形态结构、酶活性和生物化学反应。遗传物质稳定性以及细胞质膜完整性等多方面发生变化，会对食物中的微生物的活力具有很大的限制作用，所以采用高压冷冻技术生产的食物，可以更好保存。结果表明，在100MPa加压下，大多数细菌都可以停止繁殖，从而实现对食物的低温冻结。因此，采用高压法处理食物时，应当适度放宽其储存的流通温度，从而大幅降低由于维持低温所带来的成本，具有诸多的技术经济优势。同时，这一技术的发展使得未冷冻干燥条件下的食物品质比传统冷冻保存更好。

结语

全球各大发达国家对冷冻食物的需求无法估计，我国的冷冻行业正在快速发展，前景广阔，一些公司已成为国际知名企业，但是大部分企业都存在着严重的设备老化和能源消耗问题，急需得到有效的处理。而在食品行业中，首先要从制冷装置自身的节约能源入手，包括制冷压缩机、冷风机、冷凝器等，选择制冷效率高的制冷装置，其次可以从制冷系统的角度改善能源消耗，比如采用自动技术进行智能化控制，代替人工进行能源节约。另外，尽量充分利用工业废热，可以极大地提高能源节约的实用效益，使冷冻食品企业制冷设备节能技术得到提升。

参考文献

［1］顾晓坤.烟台BL公司纵向一体化发展战略研究［D］.青岛：中国海洋大学，2019.

［2］制冷设备在企业中的系统节能.信息与文摘［J］.新型建筑材料，2017（6）：33，39，43，55-61.

［3］制冷设备在企业中的节能方略.机电新产品［J］.机械开发，2021（4）：75-78.