Холодильная техника и технологии

А. А. Носиков
В. В. Носикова

ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА  
И ТЕХНОЛОГИИ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для учащихся учреждений  
образования, реализующих образовательные программы  
среднего специального образования по специальности  
«Технология пищевых производств» 

Минск
РИПО
2021

УДК 621.56(075.32)
ББК 31.392я723
Н84

А в т о р ы:
старшие преподаватели кафедры теплохладотехники УО «Белорусский 
государственный университет пищевых и химических технологий»  
А. А. Носиков, В. В. Носикова

Р е ц е н з е н т ы:
цикловая комиссия общественного питания УО «Барановичский  
технологический колледж» Белкоопсоюза (Е. К. Хамитова); 
старший преподаватель кафедры технологий и технического обеспечения  
процессов переработки сельскохозяйственной продукции УО «Белорусский  
государственный аграрный технический университет» И. Е. Дацук

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части 

не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь.

Н84
Носиков, А. А.

Холодильная техника и технологии : учеб. пособие / А. А. Носиков, 

В. В. Носикова. – Минск : РИПО, 2021. – 203 с. : ил.

ISBN 978-985-7253-05-0.

В учебном пособии изложены основные термины, понятия и величины холодильной техники и технологий, теоретические основы получения низких температур, сведения, касающиеся устройства и принципа работы основного и вспомогательного холодильного оборудования, способов охлаждения потребителей 
искусственного холода, вопросы использования технических средств, применяемых на современных пищевых предприятиях для холодильной обработки и холодильного хранения пищевых продуктов.
Предназначено для учащихся учреждений среднего специального образования 
по специальности «Технология пищевых производств».

УДК 621.56(075.32)
ББК 31.392я723

ISBN 978-985-7253-05-0 
 © Носиков А. А., Носикова В. В., 2021
© Оформление. Республиканский институт
профессионального образования, 2021

ПРЕДИСЛОВИЕ

Большое количество технологических процессов различных 
производств осуществляется при температурах ниже температуры окружающей среды с применением искусственного холода. 
Влияние искусственного холода на жизнь современного человека трудно переоценить. Холод широко применяется в пищевой 
промышленности, торговле, общественном питании, транспорте, металлургии, строительстве, машиностроении, энергетике, 
медицине, в технологических процессах нефтяной, газовой, химической промышленности и пр. Применение низкотемпературных технологий на предприятиях позволяет создавать новые 
технологические процессы и интенсифицировать действующие 
производства, увеличивать ассортимент и выход продукции, 
улучшать ее качество, уменьшать количество токсичных веществ в промышленных выбросах, улучшать условия труда рабочих и др. 
Безусловно, главным потребителем холода является пищевая 
промышленность. Воздействие холода на пищевые продукты, по 
сравнению с другими методами консервирования, вызывает минимальные изменения их основных свойств: питательной ценности, вкуса, массы, товарного вида. В мире наблюдается дефицит 
продуктов питания, обусловленный, прежде всего, ростом населения ряда стран, многие из которых не в состоянии обеспечить 
себя необходимым рационом питания. В то же время, по данным 
Международного института холода, ежегодно теряется до 30 % 
(около миллиарда тонн) всех производимых в мире продуктов. 
Не менее половины из указанного количества – скоропортящиеся продукты. 
Природно-климатические условия Республики Беларусь обусловливают сезонность производства продуктов животного и растительного происхождения. Обеспечение бесперебойного снабжения населения высококачественными продуктами питания 
в широком ассортименте возможно только с помощью их холо

Предисловие

дильного консервирования, что лучше других способов позволяет 
сохранить продукты в течение длительного периода.
Данное учебное пособие состоит из двух разделов. В гла
вах 1–4 первого раздела (автор А. А. Носиков) изложен материал, 
необходимый для понимания принципа действия холодильных 
машин и установок, сведения о способах производства искусственного холода и используемых для получения низких температур технических средствах. В главе 5 первого раздела (авторы А. А. Носиков, В. В. Носикова) рассмотрены конструкции 
холодильного технологического оборудования, применяемого на 
предприятиях пищевой промышленности. Содержание глав 6–11 
второго раздела издания (автор В. В. Носикова) направлено на 
получение необходимого объема знаний по созданию оптимальных условий для холодильной обработки и холодильного хранения пищевых продуктов и сырья, технологии пищевых производств, потребляющих искусственный холод в технологических 
процессах. 
Изложенный в учебном пособии материал базируется на 
таких общеобразовательных и общетехнических дисциплинах, 
как «Физика», «Химия», «Процессы и аппараты пищевых производств», «Оборудование пищевой промышленности», и является 
базовым для изучения последующих специальных дисциплин, 
выполнения курсового и дипломного проекта при получении 
среднего специального образования по специальности «Технология пищевых производств». Знания, приобретенные при изучении учебного пособия, будут полезны специалистам в области 
технологии пищевых производств при решении теоретических и 
практических задач, осуществлении производственной деятельности по техническому и технологическому обеспечению производства с целью применения эффективной организации производственных процессов, определении пути и направления совершенствования способов переработки и хранения животного и 
растительного сырья и современных способов производства продуктов питания из него.

ВВЕДЕНИЕ

Роль холода в жизни человека трудно переоценить. Он широко используется и на производстве, и в сфере обслуживания, и в 
быту. Сложно представить нашу жизнь как минимум без бытового холодильника, который есть в каждом доме. 
О том, что холод позволяет дольше сохранить пищевые продукты, люди знали давно. В качестве хранилищ продуктов они 
использовали ямы и погреба, вырытые в земле, выкладывая их 
деревом и соломой, снегом и льдом. Ледяные блоки вырезали в 
морозную погоду на реках и закладывали в погреб. Вход в него 
хорошо изолировался соломой. Продукты в таком погребе сохранялись долго, до лета. Затем использовали смеси льда с солью, 
что позволяло получать температуры ниже 0 °С. 
Первые научные исследования консервирующего действия 

холода на пищевые продукты относятся к началу XVII в. В 1626 г. 
английский философ, историк, политик и исследователь, сторонник строго обоснованного и доказательного научного подхода Фрэнсис Бэкон [1], набивая тушку курицы снегом, пытался 
изучить его «холодильные» свойства. К сожалению, при этом он 
простудился и умер. В начале XIX в. в США торговец сливочным 
маслом Томас Мур [2] соорудил стальную емкость, поставил ее 
в деревянную бочку, насыпал между ними лед и накрыл шкурками кроликов. Свое изобретение он запатентовал под названием «рефрижератор». В Англии в начале XIX в. для охлаждения 
пищи в ресторанах и домах широко использовали деревянные 
«ледовые ящики». Внутри они были выполнены из олова или 
цинка и были изолированы различными материалами (пробкой, 
опилками). В специальные изолированные отделения засыпался 
лед, который постепенно таял. Вода через краник в днище стекала в поддон. Лед покупали у продавцов.
Заготовка, переработка и производство пищевых продуктов в 
основном приходятся на теплый период года, когда естественный 
холод отсутствует, поэтому промышленные их способы требова

Введение

ли искусственного охлаждения. Первым человеком, продемонстрировавшим искусственное охлаждение, был Уильям Каллен 
[2], шотландский врач и химик, проводивший в 1748 г. опыт по 
испарению жидкостей в вакууме. Однако промышленные холодильные машины появились только в первой половине XIX в. 
В тот же период в целях достижения искусственного охлаждения 
были разработаны многочисленные экспериментальные устройства. Первым, кто описал в 1805 г. машинное охлаждение, парокомпрессионный цикл и предложил конструкцию холодильника, 
был американский изобретатель, инженер и бизнесмен Оли вер 
Эванс [2]. Однако только в 1834 г. его коллегой, американс ким 
изобретателем, физиком, инженером-механиком Джейкобом Перкинсом была изобретена первая холодильная машина. Точнее, 
он первый запатентовал «Аппарат и средства для производства 
льда и охлаждающих жидкостей» [2]. В качестве рабочего вещества был применен этиленовый эфир. В 1844 г. американец Джон 
Горри стал первым владельцем патента на компрессионную холодильную машину. Позднее, в 1874 г. немецким ученым Карлом Линде была сконструирована первая паровая компрессионная холодильная машина, работающая на аммиаке. Карл Линде 
считается «главным холодильщиком». В 1879 г. он создал фирму 
«Товарищество холодильных машин Линде» по производству запатентованных им компрессионных холодильников, действующую по сей день, и начал производство холодильных агрегатов, в 
которых рабочим веществом являлся аммиак [3].
В начале XX в. началось производство холодильников. Американская корпорация General Electric представила один из самых ранних производственных холодильников в 1911 г., а через 
6 лет – экспериментальный образец бытового холодильника. 
В 1918 г. был выпущен первый холодильник с автоматическим 
управлением. Компрессоры, работающие, как правило, на ременной передаче, были расположены в подвале или в соседней 
комнате. Массовое производство бытовых холодильников было 
начато в конце 20-х гг. прошлого века. 
В холодильниках с конца 1800-х гг. до 1929 г. в качестве рабочих веществ использовались токсичные газы (хлористый метил и 
диоксид серы, аммиак). Произошло несколько несчастных случаев, когда случилась их утечка. В связи с этим три американские 
корпорации начали финансировать научные исследования и разработку менее опасных рабочих веществ холодильных машин. Их 
усилия привели к открытию фреонов. 

Введение

В СССР применение искусственного холода в широких масштабах началось в 30-е гг. прошлого века. Были построены крупные холодильники в мясной, рыбной, молочной и других отраслях пищевой промышленности, а также на транспорте. Наряду с 
ростом холодильных емкостей постоянно развивалось холодильное машиностроение и приборостроение. Большое внимание 
уделялось конструированию и изготовлению малых автоматизированных холодильных машин. Малые холодильные машины 
получили широкое распространение в торговле и общественном 
питании (холодильные шкафы, камеры, прилавки, витрины, охлаждаемые торговые автоматы), в быту (бытовые холодильники, 
кондиционеры), в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства. Широкое развитие получил холодильный транспорт 
с машинным охлаждением. И хотя первые бытовые холодильники начали выпускать еще в 1937 г., к 1960-м гг. в Советском Союзе их имели только 5 % семей (для сравнения, в США – 98 %). 

С 1970-х гг. окружающая среда стала главным приоритетом 
для ученых. В течение всего лишь нескольких лет компрессорные холодильники с использованием экологически чистых, озонобезопасных хладагентов стали стандартом почти для всех холодильников. 
Технический прогресс существенно повлиял на развитие 
холодильной и пищевой промышленности. Развивается производство быстрозамороженных пищевых продуктов и полуфабрикатов. Инновационные технологии используются не только в 
технологических процессах, но и в производстве холодильного 
технологического оборудования и холодильной техники. В холодильном хозяйстве используются частотные регуляторы скорости 
вращения электродвигателей, эффект от которых просто колоссальный: помимо прямой экономической выгоды, выраженной в 
снижении энергопотребления, также снижается износ трущихся частей, что увеличивает ресурс оборудования. Механизация 
и автоматизация производственных процессов, потребляющих 
и вырабатывающих искусственный холод, позволили упростить 
технологии, улучшить качество выпускаемой продукции, повысить производительность холодильного оборудования, технику безопасности, а также снизить энергопотребление системами холодоснабжения. Все шире используются тепловые насосы, 
комбинированные циклы и энергетическое комбинирование не 
только на производстве, но и в быту. Это позволяет применять 

Введение

комплексные инженерные и технические решения, объединяющие в едином энерготехнологическом контуре выработку холода и потребление теплоты и электроэнергии, сведя к минимуму 
расходы на их использование, а также способствуя сбережению 
энергетических ресурсов в целом и росту благосостояния людей.
Охладить нагретое тело естественным путем можно только 
до температуры окружающей его среды. Температура окружающей среды в некоторых регионах может опускаться до довольно 
низких значений. Но она, как правило, зависит от времени года, 
и значения ее колеблются не только в течение холодного сезона, но и в течение суток. Это ограничивает применение такого 
способа охлаждения. Однако естественный холод бесплатный, и 
его использование целесообразно. Достичь же более низкой температуры можно только искусственным способом с помощью 
искусственного (машинного) охлаждения. Искусственный холод 
можно получать любого качества (любой температуры), в любом 
количестве, независимо от времени года и климатических условий. Однако получить его можно только с помощью холодильных 
машин и установок, которые потребляют энергию. Такой холод 
имеет достаточно высокую стоимость. 
Высокое качество пищевых продуктов можно получить при 
создании и поддержании оптимальных технологических режимов холодильной обработки и холодильного хранения. Требуемые оптимальные режимные параметры холодильной технологии 
обеспечиваются системами холодоснабжения лишь при грамотном использовании холода, что невозможно без понимания основ его производства, принципа действия холодильных машин, 
устройства холодильной техники. В связи с этим знания по холодильной технике и холодильной технологии крайне необходимы 
специалисту в области технологии пищевых производств.
Отрасль знаний и практической деятельности, решающая задачи сохранения пищевых продуктов с помощью холода и использования его в их промышленном производстве, получила 
название холодильной технологии пищевых продуктов.
Для реализации процессов холодильной технологии используют особые технические средства, которые относятся к области 
холодильной техники. Холодильная техника – отрасль знаний, 
изучающая различные способы производства искусственного холода и технические средства, используемые для его получения и 
применения.

РАЗДЕЛ 1. ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Глава 1. Теоретические основы получения искусственного 
холода

1.1. Основные термины, понятия, величины и соотношение  
величин холодильной техники
Понятие «холод» является условным. Его применяют только 
в том случае, когда теплота отводится от какого-либо объекта 
(тела, среды) к другому телу, объекту или среде. Можно сказать, 
что холод – это теплота отведенная, или теплота со знаком минус. В пищевой промышленности, как правило, используется 
умеренный холод с температурами ниже температуры окружающей 
среды до –120 °С. 
Температура – тоже понятие условное. Все существующие в 

природе тела состоят из молекул, которые связаны между собой 
силами взаимного притяжения и находятся в непрерывном хаотичном движении. Средняя скорость движения молекул в теле 
связана с его температурой. Чем выше температура тела, тем с 
большей средней скоростью движутся в нем молекулы. Движущиеся молекулы обладают кинетической энергией. Так как молекулы связаны силами притяжения, то обладают также и запасом 
потенциальной энергии, зависящим от их взаимного расположения. Сумма кинетической и потенциальной энергии молекул составляет внутреннюю энергию тела. Таким образом, температура 
тела характеризует степень его нагретости и определяется внутренней энергией теплового движения молекул. Чем выше температура, тем больше тепловое движение молекул в теле и больше 
внутренняя энергия тела. Для измерения температуры используют температурные шкалы, в основном Цельсия и Кельвина, разбитые на градусы (лат. gradus – шаг, ступень, интервал). Причем, 
градус по шкале Кельвина (°К) равен градусу по шкале Цель

Раздел 1. Холодильная техника

сия (°С) [4]. Разница между шкалами состоит в начале отсчета. По 
шкале Цельсия за 0 °С принята точка плавления водного льда, а 
за +100 °С – точка кипения воды при атмосферном давлении. За 
точку отсчета по шкале Кельвина принят абсолютный ноль температуры, который находится на 273,16 оК ниже нуля по шкале 
Цельсия. Таким образом, соотношение между температурами по 
шкале Кельвина (Т, оК) и шкале Цельсия (t, оС) определяется как 

 
Т = t + 273,16. 
(1.1)

При взаимодействии тел, имеющих разную температуру, внутренняя энергия теплового движения молекул может частично 
передаваться от одного тела (или группы тел) к другому телу (или 
группе тел) в форме теплоты. Такое явление называется теплообменом. Движущей силой теплообмена является разность температур. Таким образом, при наличии разницы температур между 
телами происходит теплообмен, в результате которого теплота 
передается от более нагретого тела к менее нагретому до тех пор, 
пока температуры тел не станут равны [5].
Исходя из положений молекулярно-кинетической теории, 
переход теплоты есть не что иное, как передача молекулами одного тела части своей кинетической энергии другому телу. Так 
как теплота представляет собой часть внутренней энергии, передаваемой в термодинамическом процессе, то принято считать, 
что теплота подводится к телу или отводится от него. При этом 
энергия, отведенная в форме теплоты (отведенная теплота), считается отрицательной, а энергия, подводимая в форме теплоты 
(подведенная теплота), – положительной. Величину изменения 
внутренней энергии, перешедшей от одного тела к другому в результате энергетического взаимодействия молекул без видимого 
движения самих тел, принято называть количеством теплоты.
Единицей измерения количества теплоты для произвольного количества вещества является джоуль (Дж) или килоджоуль 
(кДж). 
Соотношение между единицами измерения теплоты:
1 джоуль (Дж) = 0,24 калории;
1 калория = 4,2 Дж.
Калория (кал) – это количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг воды на 1 °С при нормальном атмосферном давлении. 
Внутреннюю тепловую энергию, которой обладает тело 
при определенной температуре, называют энтальпией (H, кДж),