冷冻技术原理
人体冷冻技术原理
人体冷冻技术原理
人体冷冻技术原理是指通过将人体冷冻并保持在极低温度下，以防止细胞和组织的腐败和降解，从而达到保持人体组织和器官的完整性的目的。
其原理包括以下几个方面：
1. 降低温度：人体冷冻技术主要是将人体的温度降低到极低的温度，通常为零下196℃的液氮温度。
这种极低温度下，物质的分子运动减慢甚至停止，细胞和组织的生化反应也能被有效抑制。
2. 保护细胞：低温下，细胞内的许多生化反应几乎停止，细胞的代谢活动也大大减弱，从而降低了细胞的自身损伤。
同时，低温还有利于减缓细胞内冰晶的形成，避免了冰晶对细胞膜和细胞器的机械破坏。
3. 抗氧化：低温下，氧化反应减慢，自由基的生成减少，有助于减缓细胞的氧化损伤。
此外，使用抗氧化剂也可以帮助减少细胞内氧化应激的损伤。
4. 保护血管系统：冷冻过程中，还需要保护人体的血管系统，以确保受冷冻的组织和器官能够在解冻后继续正常地运行。
这包括使用特殊的冷冻液体和冷却设备来控制和维持血管内的组织冷却速率，防止血管系统的破裂和组织间水分的极端失衡。
需要注意的是，人体冷冻技术目前还处于实验阶段，并没有被广泛应用于医学实践中。
但是，这一技术在维持人体组织和器
官的完整性方面有着潜在的应用前景，尤其在器官移植和再生医学等领域。
冰箱的冷冻原理是什么原理
冰箱的冷冻原理是什么原理冰箱是一种能够将物体或空气中的热量转移到外部环境，从而使物体或空气的温度降低的设备。
冰箱的冷冻原理主要涉及了热力学的理论和制冷技术的应用，下面将分别从热力学和制冷技术两方面进行详细介绍。
热力学原理：冰箱的冷冻原理基于热力学的热传导和热辐射等基本原理。
根据热力学第一定律，能量是守恒的，不会自发增加或减少，只能由一种形式转化为另一种形式。
在冰箱中，能量从物体或空气中的热量转移到制冷剂（通常是液态制冷剂）上，制冷剂吸收了热量后变为气态，并流向冷凝器，通过冷凝器的传热作用使其重新变为液态，然后再次经历蒸发、压缩等过程，循环进行。
热辐射是冰箱冷冻原理中的另一个重要作用机制。
物体的温度高于绝对零度时会向外辐射热量，也就是热辐射。
通过冷藏室和冷冻室内壁的遮挡，阻止了外界温度向内部物品辐射热量，从而实现了冷冻的目的。
制冷技术原理：制冷技术是冰箱冷冻原理的关键所在，主要通过蒸发冷却过程中的相变来实现。
当液态的制冷剂进入到蒸发器（冷凝器后面）时，蒸发器内部的压力较低，制冷剂的温度低于室温，此时制冷剂会吸收外部物体或空气中的热量，从而变成气态，同时也吸收了周围的热量。
这个过程称为蒸发，这是冰箱实现冷冻的基本原理。
然后制冷剂气体会被压缩机吸入并被压缩到高压，同时温度也被升高，之后进入冷凝器。
在冷凝器中，制冷剂气体通过散热器，通过与外界空气或水的接触换热，从而使制冷剂气体的温度急剧下降，由气态转为液态。
在冷凝器中放出的热量由冷凝器与外界空气或水之间的热传导以及热辐射实现。
当制冷剂压缩为液态后，通过膨胀阀进入蒸发器继续循环。
制冷剂在蒸发器中重复蒸发和冷凝的过程，将外部物体和空气中的热量不断地吸收，从而将温度降低。
此外，冰箱还配备了一些辅助设备，如风扇和传热管等，来增加冰箱内部的空气流动和散热效果。
风扇可以加快冷凝器内部热量的散发，从而提高冷凝效果；而传热管则能增加蒸发器表面积和传热效率，使蒸发过程更加迅速与高效。
冷冻干燥技术原理
冷冻干燥技术原理
冷冻干燥技术，又称为冻干技术或冷冻脱水技术，是一种将水分从物质中移除的方法。
其原理基于物质在低温条件下转变为冰的特性，通过控制温度和压力，将冰从物质中直接转变为气态，从而使物质得以干燥。
冷冻干燥技术一般包括三个步骤：冷冻、真空和加热。
具体来说，冷冻干燥技术的原理如下：
1. 冷冻：将物质放置在低温环境中，通常是在-40°C以下的温
度下。
在低温下，物质中的水分会凝结成冰。
这个步骤的目的是使物质中的水分转变为固态，以便后续的干燥过程。
2. 真空：在低温环境中形成的冰被加热，同时施加低压。
在低压的作用下，冰的固态转变为气态，即直接从固态转变为水蒸气，而跳过了液态的过程。
这个步骤被称为升华(sublimation)。
真空的作用是提供一个低压环境，使水分从冰的固态直接蒸发为气态，而不是通过液态。
3. 加热：在真空中，将物质加热，以加快水分的升华速度，并确保将所有的水分从物质中完全移除。
加热还有助于恢复物质的原始形态和性质，避免水分的再吸收。
通过冷冻干燥技术，物质中的水分可以有效地被移除，同时保持物质的结构和性质。
这项技术广泛应用于食品、药品、化妆品、生物制品等领域，能够延长物质的保质期，并保持其原始特性。
冷冻技术原理
☞ 首先特别注意的是肉毒杆菌.
肉毒杆菌及其毒素对低温有很强的抵抗力.
二低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
2、细胞内原生质稠度增加 一方面,温度下降时微生物细胞内原生质粘度增加,胶体吸
水性下降,蛋白质分散度改变,并且最后还导致了不可逆性 蛋白质凝固,从而破坏了生物性物质代谢的正常运行,对细 胞造成了严重损害. 另一方面,冷却时介质中冰晶体的形成就会促使细胞内原 生质或胶体脱水,胶体内电解质浓度的增加常会促使蛋白质 变性.微生物细胞失去了水分就失去了活动要素,于是它的 代谢机能就受到抑制.
三影响微生物低温致死的因素
5、贮期
☞ 低温贮藏时微生物数一般总是随着贮存期的增加而有所
减少,但是贮藏温度愈低,减少的量愈少,有时甚至于没减少. 贮藏初期也即最初数周内,微生物减少的量最大,其后它的 死亡率下降.
☞ 一般来说,贮藏一年后微生物死亡数将达原菌数的60～
90%以上.在酸性水果和酸性食品中微生物数的下降比在 低酸性食品中更多. 6、交替冻结和解冻
▶ 物料由冰点以上温度冷至冰点以下温度而不结冰过程和现
象称过冷 Supercooling or Undercooling；
▶ 物料温度由冰点以上冷至冰点以下并形成冰结晶的过程称
冻结Freezing
▶ 冻结物料在冰点以下维持较长时间以达到保藏目的的过程
称冻藏Freeze Storage.
A
B
0℃
F
-1℃ -5℃ C
液氮冷冻技术的原理和应用
液氮冷冻技术的原理和应用1. 背景介绍液氮冷冻技术是一种利用液态氮将物质冷却至极低温的技术。
由于液氮的沸点非常低，约为-196℃，因此具有高能效、快速冷却的特点。
液氮冷冻技术在许多领域中得到了广泛的应用，本文将重点介绍其原理和应用。
2. 液氮冷冻技术的原理液氮冷冻技术的原理主要基于以下几个方面：•液态氮的低温特性：液态氮的沸点约为-196℃，在这一温度下，氮气会迅速液化成为液态氮。
液态氮的低温特性使其成为一种非常强大的冷却介质。
•热交换：液态氮在与周围环境接触过程中会吸收大量的热量，导致周围环境温度迅速下降。
这种热交换的过程使得物体能够迅速被冷却。
•汽化潜热：当液态氮转化为气态氮时，需要吸收大量的热量。
这种汽化潜热使得在液氮冷冻过程中能够迅速吸收和排除大量的热量，达到快速冷却的效果。
•气化膨胀：液态氮在汽化过程中会发生膨胀，形成大量的氮气。
这种气体喷射的效果可以进一步加速冷却过程。
3. 液氮冷冻技术的应用液氮冷冻技术在许多领域中得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 食品冷冻液氮冷冻技术在食品冷冻中被广泛应用，主要用于快速冷冻各种食品。
其快速冷冻的特点可以降低食品中的细胞结构破坏，减少品质损失，同时也可以延长食品的保鲜期。
3.2 生物医学研究在生物医学研究中，液氮冷冻技术被用于保存和贮存生物样本，如细胞、组织和血液样本。
液氮的低温能够有效地保持样本的完整性和活性，以便后续的研究和分析。
3.3 材料冷冻液氮冷冻技术在材料科学研究和制备中也发挥着重要作用。
通过液氮的快速冷却，可以在材料制备过程中得到细小的晶粒和均匀的组织结构，提高材料的性能和品质。
3.4 精密仪器冷却一些高精度的仪器设备，如激光器、超导磁体等在工作过程中会产生大量的热量，需要通过冷却来保持其稳定性。
液氮冷冻技术可以提供高效的冷却效果，确保设备能够正常工作。
3.5 航天航空领域在航天航空领域，液氮冷冻技术常被应用于液体火箭燃料系统和发动机冷却系统。
冰箱冷藏冷冻工作原理
冰箱冷藏冷冻工作原理
冰箱的冷藏和冷冻功能是通过以下工作原理实现的。
1. 压缩机：冰箱内部包含一个压缩机，它是冷藏和冷冻工作的核心。
压缩机将制冷剂（通常是氟利昂）压缩成高压气体，导致其温度升高。
2. 冷凝器：高压制冷剂进入冷凝器，这是一个类似于网格状的金属管。
当制冷剂在冷凝器中流动时，它会散发热量并冷却下来。
这使得制冷剂从高压气体变为高压液体。
3. 膨胀阀：高压液体进入膨胀阀，在膨胀阀的作用下，压力下降，制冷剂变成低温低压液体。
这样，制冷剂进入冷冻室和冷藏室后的温度就会降低。
4. 蒸发器：低温低压液体制冷剂经过蒸发器（冷冻室和冷藏室内的金属管），在这里吸收室内的热量。
制冷剂从液体变为气体状态，将冷凝器中吸收的热量带走。
5. 循环：经过蒸发器后，制冷剂再次进入压缩机，开始新一轮的循环。
这样不断的循环过程，使冷藏室和冷冻室的温度保持在所设定的范围内。
总的来说，冰箱的冷藏和冷冻功能依赖于制冷剂的循环运行。
制冷剂通过压缩和膨胀的过程，实现了热量的吸收和散发，从而达到不断降低室内温度的效果。
这样，食物和物品就可以在冰箱内保持新鲜和冷冻。
冷冻的基本原理
冷冻的基本原理
冷冻是一种将物质放置在极低的温度下从而使其凝固或变固态的
过程。
在很多工业领域和生活中，冷冻都扮演着重要的角色。
冷冻的基本原理可以分成以下几个步骤：
第一步：去除热量。
冷冻是一种热量的转移过程，目的是将物质
的热量从高温度转移到低温度。
这种过程可以通过许多方式进行，例
如通过空气流通、液体四周的热交换等。
首先要做的就是去除物质中
的热量，让其达到足够低的温度。
第二步：形成结晶。
物质一旦达到足够低的温度，在其中的分子
就开始变得非常地慢。
在这种情况下，分子可以在不断碰撞的过程中
形成结晶并发生凝固。
例如，将水冷藏在极低温度下，水分子就会逐
渐形成冰晶。
第三步：保持低温。
一旦物质形成了结晶，最重要的就是保持物
质的温度低于凝固点。
通常情况下，这需要使用特殊的设备和方法，
如低温冰箱或液氮冷却。
第四步：防止重晶种。
重晶种是一种不良的现象，它指的是在冷
凝过程中新的结晶体形成并可以继续生长。
这种现象可以极大地影响
到已经形成的晶体体积，导致不均匀的结晶。
为了防止重晶种的产生，需要注意控制物质的生长过程。
以上就是冷冻的基本工作原理。
通过这种方法可以制造出许多不
同的产品，如冰淇淋、药物、食品等。
在现代，冷冻的技术已经非常
成熟，并且已经成为了一种重要的工业和日常生活方式。
冷冻技术的
不断发展使得我们可以更加高效、经济地处理大量物质。
冷冻 技术
下面从理想冷冻循环出发，讨论如何将热量从低温送到高温，以及移走的热量与所需
外功之间的关系。 表10-1 氨的沸点与压力的关系
压力/kPa 沸点/℃
101.3 -33.4
429.4 0
1166.54 30
1
• 由表10-1氨的沸点随压力变化关系可知，任一物质的沸点（或冷凝温度）是随压力而
化的。可以利用物质的这一特性制冷，使它在低压下蒸发，从被冷物中吸取热量，达到
（1）全球性
（2）无边界
（3）以消费者为主导
（4）小批量、高频度 （5）数字化、监管难
想一想
比较一下，相比传统国际贸易和国内电商，跨境电子商务有哪些异同？
11.1 跨境电子商务法律制度概述
➢ 11.1.1 跨境电子商务概念 3、跨境电子商务的不同商业模式
（1）从进出境货物流向分为：出口跨境电子商务和进口跨境电子商务。 （2）从交易模式可分为企业对企业（B2B）跨境电子商务、企业对消费者 （B2C）跨境电子商务和消费者之间（C2C）跨境电子商务。 （3）根据日常监管需要可分为5种类型：跨境保税区模式，跨境第三方商家模 式，一般进口自营模式，国内第三方卖家模式，亚马逊海外购模式。
•
第九章 冷冻技术
第一节 冷冻的主要任务 一、冷冻及其在制药生产中的应用
冷冻或称制冷，是将物料的温度降低到比水或周围空气的温度还要低的操作。
冷冻操作习惯上分为两种，冷冻范围在-100℃以内的为一般冷冻，简称冷冻；
低于-100℃的为深度冷冻。本章只讨论一般冷冻。 二、冷冻过程的基本原理 1．理想冷冻循环
状态，重复新的循环。上述冷冻循环的冷凝器中，吸热物质一般为水，温度是T2 ；蒸
发器中被冷物体的温度是T1 。
冷冻技术知识点总结
冷冻技术知识点总结引言：冷冻技术是指使用低温条件将物质冷却至接近或达到冰点以下的一种技术。
冷冻技术在食品加工、医药保鲜、科学实验等诸多领域都有广泛的应用。
本文将对冷冻技术的原理、应用、设备等方面进行全面的总结。
一、冷冻技术的基本原理冷冻技术是通过控制温度将材料中的水分凝固，使材料处于固定状态的一种技术。
其基本原理包括以下几点：1. 温度控制冷冻技术的核心是通过控制温度来实现对材料的冷冻。
通常，冷冻的温度范围在-18℃以下，达到冷凝水分的目的。
2. 冷凝水分在低温条件下，水分会失去流动性并逐渐凝固成固态。
这一过程是冷冻技术的核心。
3. 保持恒温冷冻过程中需要保持恒温，以确保材料能够充分冷冻，并且不因温度波动而产生不良影响。
4. 冷冻速度冷冻速度是指在达到一定温度条件下，将材料冷冻的速度。
冷冻速度过慢会使得材料内部的水分在过程中泄漏，从而影响冷冻效果。
二、冷冻技术的应用领域1. 食品加工食品加工是冷冻技术最为广泛的应用领域之一。
通过冷冻技术，可以有效保持食品的新鲜度和营养价值，延长食品的保质期，并且可以大大简化食品加工生产流程。
2. 医药保鲜在医药领域，冷冻技术主要应用于药物保鲜。
通过冷冻技术，可以有效延长药物的保存时间，保持药效，并且在运输过程中可以减少药物的损失。
3. 科学实验在科学研究领域，冷冻技术常用于保存实验样品、存储生物标本等方面。
通过冷冻技术，可以保持实验样品的原有性状，为科学研究提供了便利。
4. 物流运输在物流运输领域，冷冻技术主要应用于运输冷藏食品、生鲜农产品等。
通过冷冻技术，可以有效延长商品的保质期，保持商品的新鲜度，减少货物损失。
三、冷冻设备1. 冷冻室冷冻室是冷冻设备中最为常见的一种。
其主要原理是通过制冷系统将室内温度降低至设定的冷冻温度，从而实现对材料冷冻。
2. 冷冻机冷冻机是制冷系统的核心部件，通过压缩、冷凝、蒸发等过程，将室内的热量排出，从而降低温度。
3. 冷冻保鲜盒冷冻保鲜盒是一种用于冷冻食品的小型冷冻设备。
冷冻干燥技术的原理
冷冻干燥技术的原理
冷冻干燥技术的基本原理是：当液态的物质被冻结在冰晶上时，其温度将低于-10℃，所以水分的冻结方式与冰的性质有密
切关系。
对于大多数物质来说，在低于0℃时，其结晶水会形成
固态，成为冰晶。
当温度升高到-20℃时，冰晶开始融化成液态，但其温度不能高于0℃，否则会导致物质产生变形、氧化、分解
等现象。
这种现象称为冻结。
而在冻结时的温度下，物质中的水分便会变成固态。
当物质中水分冻结成冰晶后，其体积将会收缩。
由于固态冰的体积收缩很大，所以当物质中水分冻结成冰晶后，其内部的分子会受到很大的挤压作用而使其运动受阻，致使水分不能完全升华或升华速度变慢而形成冰晶。
当被干燥物质处于低温环境下时，由于其内部分子间的范德华力和氢键作用使其中部分分子结合成为固体。
在干燥过程中，被干燥物质中的水分蒸发时会向外逸出，逸出后水分分子将聚集成固态或液态状态而发生升华。
在升华过程中的吸热过程又使被干燥物质温度升高。
—— 1 —1 —。
食品冷冻技术的原理是什么如何避免营养流失
食品冷冻技术的原理是什么如何避免营养流失在现代生活中，食品冷冻技术已经成为了我们保存食物的重要手段。
无论是超市里琳琅满目的冷冻食品，还是我们自家冰箱里储存的食材，冷冻技术都在默默发挥着作用，为我们延长食品的保质期，提供便利。
但你是否真正了解食品冷冻技术的原理？又是否知道在冷冻过程中如何避免营养的流失呢？食品冷冻技术的原理，简单来说，就是通过降低温度来抑制微生物的生长和繁殖，减缓食品内部的化学反应速度，从而达到保鲜和延长保质期的目的。
当我们把食品放入冷冻室时，温度迅速下降。
在这个过程中，食品中的水分会逐渐冻结成冰晶。
这些冰晶的形成对于食品的质量有着重要的影响。
如果冷冻速度较慢，水分会有足够的时间形成较大的冰晶。
这些大冰晶就像锋利的小刀，会刺破食品的细胞结构，导致细胞内的汁液流出。
当食品解冻时，这些流失的汁液不仅会影响食品的口感和质地，还会带走其中的营养成分。
相反，如果冷冻速度非常快，食品中的水分会迅速形成许多细小的冰晶。
这些小冰晶对食品细胞结构的破坏相对较小，能够更好地保持食品的原有品质和营养。
这就是为什么现代冷冻技术越来越注重快速冷冻的原因。
那么，如何在冷冻过程中避免营养的流失呢？首先，选择合适的冷冻温度至关重要。
一般来说，－18℃以下被认为是较为理想的冷冻温度。
在这个温度下，微生物的活动几乎完全停止，化学反应也极为缓慢，可以有效地保持食品的质量和营养。
其次，食品的预处理也是关键的一步。
在冷冻之前，应尽量将食品清洗干净，去除表面的杂质和污染物。
对于一些容易氧化的食品，如水果和蔬菜，可以在冷冻前进行烫漂处理。
烫漂能够破坏酶的活性，减少氧化反应的发生，从而有助于保留食品中的维生素和抗氧化物质。
另外，包装材料的选择也不容忽视。
优质的包装材料能够有效地防止食品在冷冻过程中受到水分蒸发和氧化的影响。
例如，使用密封性能好的塑料袋或真空包装，可以减少食品与外界空气的接触，降低营养成分的损失。
还有一点很重要，那就是控制冷冻和解冻的方式。
冷冻的原理
冷冻的原理
冷冻技术是一种常见的制冷方法，它利用物质的相变过程来吸收热量，从而降
低物体的温度。
冷冻的原理主要涉及热力学和物质相变的知识，下面将详细介绍冷冻的原理及其相关内容。
首先，我们来了解一下热力学的基本概念。
热力学是研究热量和功的转化关系
的科学，它描述了热量在物体间的传递和转化过程。
在冷冻过程中，热力学原理告诉我们，热量会自然地从高温物体传递到低温物体，直到两者达到热平衡。
因此，要实现冷冻，就需要将热量从被冷却的物体中移走。
其次，冷冻的原理还涉及物质的相变过程。
当物质从一个相态转变到另一个相
态时，会伴随着吸收或释放大量的热量。
在冷冻过程中，我们通常使用制冷剂来实现物质的相变，从而吸收热量并降低物体的温度。
制冷剂通常是一种具有较低沸点的物质，它在低温下可以从液态转变为气态，吸收大量热量。
当制冷剂与被冷却的物体接触时，它会吸收物体释放出的热量，从而使物体温度降低。
此外，冷冻的原理还涉及热力学循环过程。
在冷冻系统中，通常采用蒸发冷凝
循环来实现制冷效果。
该循环包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀等过程，通过这些过程，制冷剂可以循环流动并完成相变吸热、放热的过程，从而实现物体的冷冻。
总的来说，冷冻的原理是利用物质的相变过程来吸收热量，从而降低物体的温度。
通过热力学原理和制冷剂的作用，冷冻系统可以实现物体的快速冷却，并广泛应用于食品冷藏、医药保鲜、工业制冷等领域。
希望通过本文的介绍，读者对冷冻的原理有了更深入的了解。
冷冻的原理
冷冻的原理
冷冻的原理是基于物质的相变特性和传热原理。
当一个物体
的温度低于其凝固点时，其内部的分子会减慢运动并逐渐停止，形成一个固态结构。
在冷冻过程中，热量会从物体表面或周
围环境中提取出来，使物体温度降低。
冷冻通常是通过降低物体周围的温度来实现的。
这可以通过
将物体放入冷藏室或使用冷冻设备来完成。
冷冻设备一般采
用制冷剂作为媒介来实现热量的传递和移除。
制冷剂在低温条件下通过蒸发和压缩的循环过程，将热量从物体中吸收并排放到周围环境中。
当制冷剂与物体接触时，其
内部的热量会被吸收，导致制冷剂的温度升高。
然后，制冷剂会通过压缩使其温度升高，释放热量。
之后，制冷剂通过传热的方式将热量放到环境中，以降低自身的温度。
这个循环持续进行，直到物体的温度降低到所需的冷却程度。
冷冻的速度取决于多个因素，包括物体的体积和温度差。
较
大体积的物体和较高的温度差会导致更快的冷冻速度。
除了制冷剂循环，还有其他方法可以实现冷冻。
例如，液氮
可以用于直接冷冻物体，因为其温度非常低（约-196摄氏度）。
在这种情况下，物体与液氮接触时会迅速冷却。
总的来说，冷冻的原理是通过降低物体的温度来达到冷却的效果。
不同的冷冻方法和技术可以根据具体的应用需求选择和
使用。
冷冻与低温实验技术指南
冷冻与低温实验技术指南在科学研究和实验中，冷冻与低温技术起着至关重要的作用。
通过控制温度，研究人员可以探索物质的特性和行为，从而深入了解其内部结构和性质。
本文将为您介绍冷冻与低温实验技术的一些基本原则和应用。
一、冷冻原理冷冻是通过控制物质温度使其达到低于常温的状态。
冷冻的原理主要包括两个方面：降低分子热运动和改变物质化学反应速率。
1. 降低分子热运动将物质冷却到较低温度可以降低分子热运动的速度，减缓化学反应和物理过程的进行。
这对于一些高温下容易发生的反应，或是需要较长时间才能发生的反应来说尤为重要。
2. 改变化学反应速率冷却物质可以改变其化学反应速率。
根据阿伦尼乌斯方程，温度降低10摄氏度，反应速率会减慢到原来的1/2至1/3。
这种变化可以使研究人员在实验中更好地探索反应动力学和反应机制。
二、冷冻与低温技术的应用1. 冷冻保存冷冻技术在生物学领域广泛应用于细胞、组织和冻干等样品的保存。
冷冻可以防止生物样品的变性、腐败和降解。
通过在低温下冻结，细胞和生物样品的新陈代谢过程会减缓，从而延长其保存时间。
2. 低温实验低温实验可用于研究物质的特性、相变过程以及超导等现象。
常见的低温实验技术包括制冷剂冷却、液氮浸泡和液氮喷射。
制冷剂冷却是一种常用的低温实验技术。
通过将制冷剂如冰和冷冻液接触样品，可以使其达到较低温度。
这种方法便于操作，但温度较低限制了其应用范围。
液氮浸泡是一种较为常见的低温实验方法。
研究人员将实验物体置于液氮中，使其迅速冷却至低温状态。
液氮温度为-196摄氏度，可满足多数低温实验的需求。
液氮喷射是一种利用液氮喷射器将液氮雾喷射到样品上的低温实验技术。
这种方法可快速冷却样品，并且对于需要高温和低温之间频繁切换的实验非常方便。
3. 冷冻电子显微镜冷冻电子显微镜（cryo-EM）是一种重要的结构生物学研究技术。
通过将生物样品冷冻到液氮温度并在电子显微镜中观察其冷冻状态，可以获得高分辨率的生物大分子结构图像。
冷冻制冷原理
冷冻制冷原理
冷冻制冷原理是通过变换物质的聚集状态来吸收和释放热量以达到降低温度的目的。
冷冻制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成。
首先，制冷剂经过蒸发器，在低压和低温环境下吸收周围的热量。
当制冷剂吸收热量时，其聚集状态转变为气体。
然后，压缩机启动，将低温低压的制冷剂吸入并压缩，提高其温度和压力。
压缩机会为制冷剂提供足够的能量，使其能够在高温高压环境下改变聚集状态。
接着，制冷剂进入冷凝器，通过散热将热量释放出去。
冷凝器中的制冷剂会冷却并转变为高压且高温的液体状态。
最后，高压液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，压力骤降，使制冷剂的温度下降。
在蒸发器中，制冷剂吸收室内的热量，将室内空气降温，并将自身的状态转变为低压低温的气体。
制冷剂在不断循环往复中，不断吸热和释热，从而实现了制冷效果。
整个过程中，压缩机起到“泵”的作用，将制冷剂从低温低压状态压缩为高温高压状态；冷凝器起到“散热器”的作用，
将制冷剂散热降温，转变为液体；膨胀阀起到“节流阀”的作用，将高压液体冷却的制冷剂通过膨胀阀降压降温，并再次转化为低压低温的气体；蒸发器起到“吸热器”的作用，将制冷剂吸收物体周围的热量，实现降温。
冷冻法的原理
冷冻法的原理
冷冻法是一种常见的物理降温方法，其原理基于物质在低温下失去热量而冷却。
冷冻法常用于食物保存、制冷设备和实验室实验等领域。
冷冻法的原理涉及三个主要过程：传导、对流和辐射。
首先，物体的热量可以通过传导方式从高温区域向低温区域传递。
在冷冻过程中，高温的物体和低温的物体之间的传导热量减少会导致物体的温度下降。
其次，对流是通过流体介质（如空气或液体）中的运动来传递热量。
当空气或液体流过高温物体时，会吸收物体的热量并将其带走，从而导致物体的冷却。
最后，辐射是指物体通过发射和吸收辐射热量来传递热量。
热辐射是由于物体中原子和分子的运动而产生的电磁辐射，其中能量的传递不需要介质。
在冷冻法的具体操作中，常用的冷却介质包括冷冻液、制冷气体和干冰等。
这些物质能够吸收物体的热量并将其排出，使得物体获得更低的温度。
例如，冷冻液（如乙二醇）在低温下会形成固体物态，通过将物体浸入冷冻液中，可以利用其温度低于自由冰点的特性实现物体的冷冻。
总而言之，冷冻法通过传导、对流和辐射等物理过程实现物体降温。
通过选择合适的冷却介质和控制温度等参数，可以实现对物体的有效冷冻。
冷冻是什么原理
冷冻是什么原理
冷冻是一种通过将物体或空间温度降低到低于其冰点或冻结点以实现保持新鲜或延长保质期的过程。
冷冻的原理基于热力学的相关概念和技术。
冷冻的主要原理是使用制冷设备来从物体或空间中去除热量，并将其传递到其他区域，使其温度降低。
制冷设备通常包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
首先，制冷剂通过压缩机被压缩成高压气体。
这会导致制冷剂温度升高。
然后，高温高压的制冷剂流经冷凝器，与外界环境接触，通过散热的方式释放热量，使得制冷剂冷却并变为高压液体。
接下来，高压液体进入膨胀阀，在经过膨胀阀的缩小流道后，快速释放压力，使其变为低温低压的液体和气体混合物。
这时，制冷剂通过蒸发器，与待冷冻的物体或空间接触，吸收物体的热量，冷却物体并使制冷剂蒸发。
蒸发后的制冷剂以低温低压的气体形式返回到压缩机，并循环再次进入冷凝器。
整个过程不断重复，通过不断转化制冷剂的物理状态，从而实现对物体或空间的冷冻。
总的来说，冷冻的原理是利用制冷系统中的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，通过循环流动的制冷剂，去除物体或空间中的热量，使其温度降低并达到冰点或冻结点以下，从而实现冷冻的效果。
冷冻机制冷原理
冷冻机制冷原理冷冻技术是指使用冷冻机冷却物体的技术，也是冷却物体的重要技术。
冷冻机的原理主要是利用液体的特性，把液体从低温变成高温，再从高温变成低温，从而实现物体冷却。
冷冻机利用液体的变化过程来冷却物体。
液体从热状态变成冷状态过程需要吸收热量，而从冷状态变成热状态的过程则需要放出热量。
这两个过程称为吸热和放热，是冷冻机的工作原理。
冷冻机的内部结构类似于一个液体循环系统，其中的冷冻液体循环于机体内部，它能够将机体内的热量吸走，使物体冷却，并将热量放出机体。
冷冻机的工作原理是：冷冻液体从冷凝器中排出，把机内的热量吸走，从而使物体冷却；接着流入压缩机，将其压缩，温度升高，形成高压低温的热气体；而后热气体压力经过膨胀阀减少，使其温度也随之降低，此时，热量从冷凝器中放出，使机内物体冷却，最终，冷冻液体流到冷凝器，并重新开始循环。
冷冻机工作时，不仅要吸收热量，还需要放出热量，而这可以通过冷凝器进行实现。
冷凝器是冷冻机的关键部件，它可以将热量从冷冻液体中放出，这样就可以将液体冷却，放出冷空气。
冷冻机的工作原理是由两个因素共同作用共同实现的：液体的膨胀性和压缩性。
当冷冻液体流过膨胀阀时，其压力降低，温度也会降低，于是液体从低温变成低温，冷却物体。
而当冷冻液体流过压缩机时，其压力升高，温度也会升高，于是液体从高温变成高温，放出热量。
冷冻技术的主要应用就是用于冷却物体，可以被用于食品行业、医疗行业、冶金行业、节能行业等。
冷冻技术不仅可以使物体保存更长时间，而且还可以提高物体的加工品质和产品质量。
冷冻技术在各行各业中有着重要的作用，因此，如何实现更高效率、更可靠的冷冻技术，不仅是冷冻技术本身的问题，也是当前许多行业关心的问题。
正是针对这一问题，研究者们进行了大量的研究，以期实现更加有效的冷冻机。
冷冻技术的研究和发展，是当前许多行业都在关注的热点问题。
对于冷冻机，我们需要更加深入地研究其工作原理，以期发展出更加高效、稳定可靠的冷冻技术，使其能够更好地服务各行各业。
冰冻的原理
冰冻的原理
冰冻是一种将物体或某一区域温度降低至零度以下的过程。
其原理主要是依靠物体与周围环境之间的热量交换来实现。
冰冻的过程通常涉及到三个主要环节：冷却、冷冻和保持低温。
首先是冷却阶段，通过外部的冷源将物体或区域的温度降低。
一种常见的冷却方式是使用制冷剂，如液态氮或制冷机制冷。
制冷剂的特性使其能够吸收热量并在蒸发或蒸发冷凝的过程中释放热量，从而引起温度的降低。
接下来是冷冻阶段，冷却后的物体或区域的温度已经接近或低于零度。
在这个阶段，水分或其他液体会凝固成冰或其他固态形式。
当物质的温度降至冰点以下时，分子之间的热量运动减慢并逐渐停止，使得物质转变为一个固体结构。
最后是保持低温的过程。
一旦物体或区域达到所需的低温，需要采取措施来防止温度上升。
这可以通过继续提供冷源或使用绝缘材料来减少热量传递来实现。
例如，使用冷冻设备或冷库来保持低温状态。
总的来说，冰冻的原理是通过冷却物体或区域的温度，使其达到冷冻点以下，然后通过凝固过程将液态物质转变为固态，最后通过保持低温的措施使物体或区域保持冻结状态。
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表4-2 微生物生长的适应性
（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
1 微生物代谢失调 微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢的结果。温度下
降，酶的活性将随之下降，使得物质代谢过程中各种生化 减缓，因而微生物的生长繁殖就逐渐减慢。
（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
3、冰晶体引起的机械伤害 细胞内外冰晶体的形成和增大还会使微生物细
胞遭受到机械性破坏。一般冰晶体越大，细胞膜 越易破裂，从而造成细胞死亡；冰晶体越小，细 胞膜损伤小。
（三）影响微生物低温致死的因素
低温冷却和贮存的微生物并不一定完全死亡，决定于： 1、温度高低
总结
☞ 10℃以上大多数腐败菌能迅速繁殖生长。 ☞ 0℃时微生物繁殖速度与室温时相比非常缓慢，故成为短时
期贮藏食品耐常用的贮温。
☞某些食品中毒菌和病原菌在温度降低至3℃前仍能缓慢地生长。 ☞ 嗜冷菌仍能在-10～-5℃温暖范围内缓慢地生长，而且不会
产生毒素和导致疾病，不过它们即使处于-4℃以下，却仍有 导致食品腐败变质的可能。
（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
2、细胞内原生质稠度增加 一方面，温度下降时微生物细胞内原生质粘度增加，胶
体吸水性下降，蛋白质分散度改变，并且最后还导致了不 可逆性蛋白质凝固，从而破坏了生物性物质代谢的正常运 行，对细胞造成了严重损害。 另一方面，冷却时介质中冰晶体的形成就会促使细胞内 原生质或胶体脱水，胶体内电解质浓度的增加常会促使蛋 白质变性。微生物细胞失去了水分就失去了活动要素，于 是它的代谢机能就受到抑制。
☞温度冷却到-20℃～-25℃时，微生物细胞内所有酶的反 应实际上几乎全部停止，并且还延缓了细胞内胶质体的变 性，因而此时微生物的死亡比在-8～-10℃时就缓慢得多
表4.3 不同温度和贮藏期的冻鱼中细菌含量
（三）影响微生物低温致死的因素
2、降温速度 ☞ 食品冻结前，降温愈速，微生物的死亡率也愈大。这是
理论上认为交替冻结和解冻将加速微生物的死亡，实际 上再效在果水并中不解显冻著，。反炭复疽连菌续在二次-6，8℃结；果温仍度未下失的去C毒O性2中。冻结，
（四）冻制食品中病原菌控制
1、病原菌的耐低温性
冻制食品并非无菌，因而就可能含有病原菌，如肉毒杆菌、金 黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血性链球菌、沙门氏菌等，从而可能 传播疾病。因此病原菌的控制是一个重要问题。
当温度降低到微生物最低生长温度 时，它们就停止生长并出现死亡。
值得注意的是，低温可以减缓微生 物的生长和活力，并可使部分细菌死 亡，但死亡速度比在高温下缓慢得多。 仅依靠冷是不能使食品杀菌。
不同微生物对低温的敏感性不同，许 多嗜冷菌和嗜温菌的最低生长温度低 于0℃，有的可达-8℃。
长期处在低温中的微生物能产生新的适应性，这是长 期低温培育中自然选育后形成了能适应低温的菌种。这种 微生物对低温的适应性可以从微生物生长时出现的滞后期 缩短的情况加以判断
A
B
0℃
F
-1℃ -5℃ C
D
K
J G H I 时间h
2 冷冻食品（Refrigerated and Frozen Foods）
冷冻食品这一名称包括:
（1） 冷却食品（Cold Foods）即食品所冷却到的低温没有 引起食品结构结冰（冰点以上的低温）；
（2）冻结食品（Frozen Foods）即食品冷却到的低温引起 组成中可冻结水大部分转化成冰，如-18℃。
为此，-10～-12℃则成为冻制食品能长期贮藏 时的控制微生物生长的安全贮藏温度。
酶的活动控制：一般只有温度降低到-20～-30℃ 时才有可能完全停止。
对寄生虫的控制: - 18 ℃ ，至少要保持24 ～ 48 h， 才能杀死寄生虫。
工业生产实践证明-18℃以下的温度是冻制食品 冻藏时最适宜的安全贮藏温度。在此温度下还有 利于保持食品色泽、减少干缩量和运输中保冷。
第二节 食品冷冻工艺
一、冷冻食品的定义和分类 1 冷冻（Refrigeration and Freezing） 即食品制冷过程
中各阶段的总称，包括：
▶ 物料由室温冷至冰点以上的过程称“冷却”（Cooling） ▶ 物料在室温以下，冰点以上温度范围中维持较长时间以
达到保藏目的的过程称“冷藏” (Cold Storage)
嗜冷致病菌(Psychro trophic pathogens) : L . Monocytogenes ( 单核 细胞增生李斯特菌) ;Y . enterocolitica (小肠结肠炎耶尔森氏菌);C . botulinum type (肉毒梭状芽孢杆菌)
☞ 首先特别注意的是肉毒杆菌。
肉毒杆菌及其毒素对低温有很强的抵抗力。
（三）影响微生物低温致死的因素
3、结合水分和过冷状态
☞ 急速冷却时，如果水分能迅 速转化成过冷状态，避免结晶 并成为固态玻璃质体，这就有 可能避免因介质内水分结冰所 遭受到的破坏作用。
☞ 当微生物细胞含有大量结合水 分时，介质极易进入过冷状态， 不再形成冰晶体，这将有利于 保持细胞内胶质体的稳定性。 若和生长细胞相比，细菌和霉 菌芽孢中的水分含量就比较低， 而其中结合水分的含量就比较 高，因而它们在低温下的稳定 性也就相应地较高。
当冻制食品解冻时，保持着活性的酶将重新活跃 起来，加速食品的变质。为了将冷冻、冻藏和解 冻过程中食品的不良变化降低到最低程度，食品 在冻制前常经短时间预煮（热烫）灭酶，再行冻 制。
无论是微生物还是酶以及其它因素引起的食品变 质，在低温环境中，可以减弱它们的作用，延缓 变质速率，但低温并不能完全抑制它们的作用， 为此，冻制食品在长期冷藏过程中，其质量是不 断下降的。
☞ -7 ～ -10℃时只有少数霉菌尚能生长，而所有细菌和酵母几 乎都停止了生长。
☞如食品温度低于-10℃，微生物不再有明显的生长，并与之相 反，活菌数将逐渐缓慢地下降，但达不到无菌的程度。
因此，食品低温保藏时菌数虽也下降，和高温热处理相比并 不相同，因它本身并非为有效的杀菌措施，低温的作用主要 是延缓或阻止食品腐败变质。
因为迅速降温过程中，微生物细胞内新陈代谢时原来协调 一致的各种生化反应未能及时迅速重新调整，并和温度变 化情况相适应所致。 ☞ 食品冻结时情况恰好相反，缓冻将导致大量微生物死亡， 而速冻则相反。这是因为 ▶ 缓冻时一般食品温度长时间处于-1 ～ -12℃（特别在 -2～-5℃），并形成量少粒大的冰晶体，对细胞产生机械 性破坏作用，还促进蛋白质变性，以致微生物死亡率相应 增加。 ▶ 速冻时，在对细胞威胁性最大的温度范围内停留的时间 甚短，同时温度迅速下降到-18℃以下，能及时终止细胞 内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的死亡率也相 应降低。一般情况下，食品速冻过程中微生物的死亡数仅 为原菌数的50%左右。
0 0 10 20 30 40 50 60 温度（℃）
二、低温与酶的活性控制
低温对酶活性并不起完全的抑制作用，酶仍能保持部分活 性，因而，酶催化作用实际上也未停止，在长期的冷藏过 程中，酶的作用仍可使食品变质。 例如，胰蛋白酶在-30℃下仍然有微弱的活性，
脂肪分解酶在-20℃下仍能引起脂肪水解。 一般来说，如将温度维持在-18℃ 以下，酶的活性才 会受到很大程度的抑制。 因此，商业上一般将冻制食品放于-18℃下冻藏，对于 多数冻制食品可贮藏数周至数月。
在正常情况下，微生物细胞内各种生化反应总是相互协 调一致。
些但反各应种将生按化照反各应自的的温温度度系系数数Q减10慢各，不破相坏同了，各因种而反降应温原时来这
的协调一致性，影响了微生物的生活机能。 温度降得愈低，失调程度也愈大，从而破坏了微生物细
胞内的新陈代谢，以致它们生活机能受到了抑制甚至达到 完全终止的程度。
（三）影响微生物低温致死的因素
4、介质 ☞ 高水分和低pH值的介质会加速微生物的死亡，
而糖，盐，蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保 护作用。 ☞ 冻结或冰冻介质最易促使微生物死亡。对0℃ 下尚能生长的微生物也是这样。 ☞ -8 ～ -12℃温度下，因介质内有大量水分转 变成冰晶体，对微生物的破坏作用特别显著。 ☞ 在温度更低的冻结或冰冻介质中(-18～-20℃) 微生物的死亡速度却显著地缓慢
（三）影响微生物低温致死的因素
5、贮期
☞ 低温贮藏时微生物数一般总是随着贮存期的增加而有所
减少，但是贮藏温度愈低，减少的量愈少，有时甚至于没 减少。贮藏初期(也即最初数周内)，微生物减少的量最大， 其后它的死亡率下降。
☞ 一般来说，贮藏一年后微生物死亡数将达原菌数的60～
90%以上。在酸性水果和酸性食品中微生物数的下降比在 低酸性食品中更多。 6、交替冻结和解冻
二、低温与酶的活性控制
大多数酶活性化学反应的
Q10 值为2 ～ 3。这就是
说温度每下降10℃，酶活 性就会削弱1/2 ～ 1/3。 图表明了温度与蔗糖酶活 性的关系，由此可知，大 多数酶仍能继续活动，和 适宜温度时相比，它的活 性就会有所减弱。
蔗糖酶的活性（％）
120 100 80 60 40 20
第四章冷冻技术保藏原理 与食品冷冻工艺
第一节冷冻技术保藏原理 第二节食品冷冻过程 第三节 食品冷冻方法及设备 第四节食品冻藏 第五节食品的解冻方法及设备
第一节冷冻技术保藏原理
一、低温与微生物的控制
（一）低温与微生物的关系
降低温度能减缓微生物生长和繁殖 的速度和酶活性，这就是冷藏和冻结 冷藏的依据。
冷却食品属食品贮藏范畴，冻结食品是属于加工的范畴。
现代的“冷冻食品”的概念倾向于指冻结食品，
即所谓冷冻食品是指采用新鲜原料，迅速经过适当的前 处理，急速冷冻，妥善包装，而于-18℃以下的连续低温 下冻藏或送抵消费地点的加工食品。