漁用製冷裝置
正文
用於水產品保鮮、凍結、冷藏的裝置。自1834年美國人研製成功製冷裝置以後，19世紀70年代開始套用以氨為製冷劑的壓縮式製冷裝置。19世紀80年代，桶冰製造機械研製成功。20世紀初，漁船上便開始採用鹽水凍結裝置凍結鮪魚、鯡魚等。由於水產品易於腐爛變質，故捕撈、貯存、加工、運輸等各個環節，均普遍使用類型繁多的製冷裝置，並逐步形成體系，使漁用製冷裝置成為現代水產生產不可缺少的重要裝備。漁業上廣泛使用的壓縮式製冷裝置由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四個基本部件組成。當高壓液態製冷劑通過管繫上的膨脹閥進入蒸發器後，即吸熱蒸發成低壓、低溫蒸汽；而當其被壓縮機吸入、增壓後送入冷凝器，把熱量傳給周圍常溫空氣或水後，又重新冷凝成高壓液體，再被送入蒸發器中，如此不斷循環，以取得製冷效果（圖 1）。壓縮機一般為往復式和螺桿式。蒸發器是通過鹽水或空氣等介質從被凍品中吸熱的部件，根據不同用途可製成多種形狀。片冰機和管冰機的製冰圓筒、平板凍結機的平板和冷庫中的冷卻排管，均屬不同形式的蒸發器。冷凝器主要採用水冷式和風冷式，使用最廣泛的製冷劑是氨，此外還有氟利昂等。 漁用製冷裝置按其用途主要可分為製冰機械、冷卻裝置、凍結裝置、漁船製冷裝置和水產冷庫等。
製冰機械 利用製冷壓縮機提供的冷源製取凍的機械。除大型桶冰製造機械外，還有片冰機、板冰機、管冰機等小型冰製造機械。
水產品冷卻裝置 使水產品降溫至所含水分不結冰或微量結冰程度的裝置。一般均由製冷裝置和隔熱魚艙組成。艙內設有製冷裝置的蒸發器作為冷卻器，通過降低水溫來冷卻漁獲物。冷卻裝置主要有3種類型:①冷海水預冷裝置。即用0～3℃的冷海水浸漁獲物以迅速降低其體溫。②冷海水保鮮裝置。20世紀60年代才開始被廣泛採用。工作時使魚槽內的海水或含食鹽 3％的鹽水降溫到-3℃左右，然後把漁獲物浸入其中，水溫可保持在-1℃左右。採用這種方法時，水產品的冷卻速度比用冰冷卻快10倍以上,且冷卻極為均勻,特別適用於鯡、鯖等多脂魚類的保鮮。③微凍保鮮裝置。可使水產品在-3 ℃左右微凍，其保鮮的時間長於冷海水保鮮法。工作時用泵將清潔海水抽進魚艙，再加食鹽使海水的濃度增加到10％左右。然後把水溫降至-5℃左右，也可用食鹽與凍的混合物作為冷源，即可使漁獲物微凍。
水產品凍結裝置 以-20～-30℃或更低的溫度使水產品凍結的裝置。主要可分為以下5類。
管架式凍結裝置 以無縫鋼管或異形管制成10～12層的管架作為蒸發器。每層管架間中心距約25厘米。一般將水產品裝入排列在管架上的金屬盤中凍結。大型魚凍結時不裝盤。整個裝置結構簡單,但凍結速度較慢,操作勞動強度較大，除霜也較麻煩。多在小型冷藏庫中使用。
吹風式凍結裝置 用低於 -20℃的冷空氣流連續吹向魚體使其凍結的裝置。整個裝置呈隧道形，其外圍結構包有絕熱材料。有3種類型:①間歇式。由空氣冷卻器、風機和導風設施組成。風機使空氣經過冷卻器並冷卻到-20℃以下（凍結生食用的鮪魚採用-55℃的低溫）後，由靠導風設施均勻地吹過被凍魚體，再經冷卻器冷卻後不斷循環。冷卻器上設有除霜裝置，以定期把凍結過程中形成的霜層去掉。冷卻器內裝有繞片式冷卻管或套片式冷卻管。由於水產品凍結時熱負荷較大,水分析出又多，所以多使用套片式冷卻管。風速一般控制在3～5米／秒。通過裝置內各點的風速必須基本相同，才能使水產品迅速而均勻地凍結。凍結時，較大的魚懸掛或擱置在架子上，較小的魚則裝在盤中,每盤裝魚5～20千克。採用這種裝置的特點是漁獲物凍結只能間歇式地分批進行。②連續式。其組成除空氣冷卻器、風機和導風設施外，還有被凍品的連續傳送機構，以實現漁獲物源源不斷地凍結。通常採用2～4層傳送帶，被凍品在從上層傳送帶依次經過下一層傳送帶的緩慢移動中被強烈的冷空氣迅速凍結。由於水平傳送帶占地面積大，後出現了螺鏇輸送帶式凍結裝置，可使漁獲物在傳送帶上螺鏇向上，冷風從上往下吹（圖 2）。它占地面積少，凍結快，但要求魚品形狀大體一致，厚度較薄。傳送帶的速度可調節，以適應不同被凍品的要求。還有一種流化式連續凍結裝置（圖3）,由傳送帶、風機等組成。傳送帶上布有均勻的小孔，被凍品置於傳送帶上，用6～8米／秒的高速冷空氣流自下往上將其吹起形成懸浮狀，在氣流的推動下移動，在彼此不相粘結的情況下完成凍結。由於氣流速度較高，能耗較大，只適用於凍結熟蝦仁等少數小型水產品。③半吹風凍結裝置的結構與管架式相類似。但管架的一端裝有風機，向管架上漁獲物吹風。被凍品除被冷空氣流冷卻外，還與管狀蒸發器接觸而被冷卻,故凍結速度較快,制冷機的動力消耗較少。冷空氣溫度一般在-23℃以下。 接觸式凍結裝置 水產品與蒸發器直接接觸進行凍結的裝置。一般有平板式和轉筒式 2種。平板式使用較為廣泛，其平板的中間有孔道或槽，大多採用製冷劑在其中直接蒸發吸熱（圖 4）。平板表面溫度與製冷劑蒸發溫度相近。由於平板與被凍品直接接觸，故傳熱效率高，凍結速度快。被凍品溫度一般可達-40℃。有臥式和立式兩種。臥式由6～20塊鋁合金平板組成，主要用於凍結魚片、對蝦等盤裝或小包裝水產品。立式可直接把水產品散裝倒入平板之間進行凍結，操作方便、省力，適合漁船上凍結漁獲物用，也適於陸上凍結罐頭原料用魚和動物飼料、魚糜等。為了使水產品與平板緊密接觸，可採用液壓頂桿，以一定壓力輕壓平板，以提高凍結效率，凍結溫度可達-23℃或-45℃。裝置一般配有隔熱外殼，可在常溫下操作；但寒冷地區和船上則大多不裝外殼。有些平板凍結裝置已實現自動化操作。 轉筒式凍結裝置的工作原理和結構與片冰機相同。由電動機驅動直徑為80厘米至2米的金屬筒,轉速可以調節。通過轉筒的中空軸向筒內輸送冷凝的製冷劑，水產品緊貼在金屬筒外壁進行凍結，凍結溫度為-40～-45℃。適於凍結小形或薄片形的魚糜、魚片、蝦仁等製品。每迴轉一圈，用刮鏟取下已凍結物，即完成一次凍結。
浸淋式凍結裝置 將魚品直接浸漬在經製冷裝置冷卻的低溫載冷劑（一般為氯化鈉溶液）中，或用循環泵將載冷劑噴淋到魚品上。由於魚品和載冷劑間的傳熱係數大，凍結速度較快。採用浸淋凍結時，載冷劑必須保持循環，以取得適當的熱傳導速度。大型魚類的船上凍結多以 -16℃的氯化鈉溶液作為載冷劑。也有將被凍品由供料傳送帶直接送入氟利昂液體中的。由於氟利昂蒸發吸熱極快,產品表面立即凍結,然後再在氟利昂的噴淋下達到完全凍結。整個裝置安裝在密閉、隔熱的隧道中，氣化後的氟利昂再回收使用。適用於凍結優質蝦、魚和魚片等。凍品沒有乾耗，質量較好。
液態氣體凍結裝置 以溫度很低的液態氣體為製冷劑凍結水產品，常用的製冷劑為液態氮、液態二氧化碳等。如液氮凍結裝置僅為一隔熱箱體，箱內分預冷、凍結、均溫3個區域,不需要冷凍機，製冷劑使用後不回收。被凍品放在不鏽鋼的傳送網帶上，先進入預冷區,與-30～-100℃的逆流氣態氮接觸後表面即凍結；然後進入凍結區，用-196℃的液態氮噴淋，即完全凍結；最後至均溫區，使被凍品表里溫度自然趨於一致，從而完成整個凍結過程（圖5）。一般只需時3分鐘，但因成本較高，僅適用於凍結蝦等價值較高的水產品。 水產冷藏庫 以製冷方法降低庫內溫度進行水產品冷卻、凍結和貯藏的隔熱庫房和設備。一般包括鮮魚貯藏庫、低溫冷藏庫、冰庫以及制冷機組、凍結裝置、製冰裝置等。鮮魚貯藏庫內設空氣冷卻或冷海水冷卻裝置，使入庫鮮魚溫度冷卻至 0℃左右。冷卻後的水產品經凍結裝置凍結後送入 -18℃以下的冷藏庫冷藏。每個冷藏間可單獨使用一套制冷機組，也可用一套制冷機組向冷庫中的所有冷藏間供給冷源。製冰機械大多為桶式製冰機和管冰機。少數用板冰或片冰機。冰庫中裝有輸冰設備。桶式冰使用重力輸冰道或螺鏇形輸冰道等型式的輸冰機械，並有橋式碼垛起重機配以吊架或真空吸冰機作塊凍的庫中運輸。大型冰在使用前還需用碎冰機加以粉碎。
