冷凍は、熱を取り除くことによって冷却条件を作り出すプロセスです。主に食品やその他の生鮮食品を保存し、食中毒を予防するために使用されます。低温ではバクテリアの増殖が遅くなるため、機能します。
冷却して食品を保存する方法は何千年も前からありますが、最新の冷蔵庫は最近の発明です。 International Journal of Refrigerationの2015年の記事によると、今日、冷蔵と空調の需要は世界のエネルギー消費量のほぼ20％を占めています。
歴史
中国人は削減して保管しましたフロリダ州レイクパークに本拠を置く冷暖房会社KeepIt Coolによると、紀元前1000年頃、そして500年後、エジプト人とインド人は寒い夜に土鍋を置いて氷を作ることを学びました。歴史誌によると、ギリシャ人、ローマ人、ヘブライ人などの他の文明は、雪をピットに貯蔵し、さまざまな断熱材で覆っていました。 17世紀のヨーロッパのさまざまな場所で、水に溶解した硝酸カリウムが冷却条件を作り出すことがわかり、氷を作るために使用されました。 18世紀、ヨーロッパ人は冬に氷を集め、塩漬けにし、フランネルで包み、地下に保管して数か月間保管しました。 American Society of Heating、Refrigeration、and Air-Conditioning Engineers（ASHRAE）のジャーナルに掲載された2004年の記事によると、氷は世界中の他の場所にも出荷されていました。
氷がなかったときHistory誌によると、利用可能または実用的な人々は、クールなセラーを使用したり、商品を水中に置いたりしました。KeepItCoolによると、他の人は独自のアイスボックスを作成しました。木製のボックスは、スズまたは亜鉛と、コルク、おがくず、または海藻で雪や氷で満たされています。
蒸発冷却
機械的冷凍の概念は、スコットランドの医師であるWilliamCullenが1720年代に蒸発が冷却効果をもたらすことを観察したときに始まりました。サスカチュワン州サスカトゥーンに本拠を置く配管および暖房会社であるPeakMechanical Partnershipによると、1748年にエチルエーテルを真空中で蒸発させることによって彼のアイデアを実証しました。
アメリカの発明者であるOliverEvans 、設計されたが冷凍機を構築しなかったt帽子は1805年に液体の代わりに蒸気を使用しました。1820年に、英国の科学者マイケルファラデーは冷却を引き起こすために液化アンモニアを使用しました。
Evansと協力したJacobPerkinsは、History of Refrigerationによると、1835年に液体アンモニアを使用した蒸気圧縮サイクルの特許を取得しました。そのため、彼は「冷蔵庫の父」と呼ばれることもあります。
アメリカの医師であるジョンゴリーも1842年に、エバンスに似た設計の機械を製造しました。ゴリーは冷蔵庫を使用して氷を作りました。フロリダの病院で黄熱病の患者を冷やすため。ゴリーは1851年に人工的に氷を作る方法で最初の米国特許を取得しました。
その他ピークメカニカルによると、世界中の発明者は、次のような新しい冷凍技術の開発と既存の技術の改善を続けました。
- フランスのエンジニアであるフェルディナンドカレは、アンモニアと水を含む混合物を使用する冷蔵庫を開発しました。 1859年。
- ドイツの科学者であるカールフォンリンデは、1873年にメチルエーテルを使用したポータブルコンプレッサー冷凍機を発明し、1876年にアンモニアに切り替えました。1894年、リンデは大量の液化のための新しい方法も開発しました。空気。
- アメリカの発明者であるAlbertT。Marshallは、最初の機械式冷蔵庫の特許を取得しました。 1899年にイジェレーター。
- 有名な物理学者のアルバートアインシュタインは、可動部品がなく、電気に依存しない環境に優しい冷蔵庫を作るというアイデアで、1930年に冷蔵庫の特許を取得しました。
1870年にニューヨークのブルックリンの醸造所に最初の冷蔵庫が設置されたPeakMechanicalによると、19世紀の終わりにかけて、醸造所のおかげで業務用冷凍の人気が高まりました。 。世紀の変わり目までに、ほぼすべての醸造所に冷蔵庫がありました。
ヒストリー誌によると、1900年にシカゴで最初の冷蔵庫が導入され、ほぼ15年後、ほぼすべての肉詰め業界が続きました。プラントは冷蔵庫を使用していました。
History誌によると、1920年代までに冷蔵庫は家庭に不可欠であると考えられ、アメリカの家庭の90％以上に冷蔵庫がありました。
現在、米国のほぼすべての住宅（99％）に少なくとも1つの冷蔵庫があり、米国の住宅の約26％に複数の冷蔵庫があります。エネルギー。
冷蔵庫はどのように機能しますか？
今日の冷蔵庫は非常によく似ています。 SciTechによると、100年以上前に冷蔵庫に：液体を蒸発させることによって。冷却に使用される液体化学物質である冷媒は、低温で蒸発します。
液体はチューブを通して冷蔵庫に押し込まれ、気化し始めます。液体が蒸発すると、ガスが冷蔵庫の外側にあるコイルに移動し、そこで熱が放出されるため、液体は熱を運び去ります。ガスはコンプレッサーに戻され、そこで再び液体になり、サイクルが繰り返されます。
冷蔵庫の安全性
初期米国環境保護庁（EPA）によると、冷蔵庫は可燃性、毒性、反応性の高い、またはそれらの組み合わせの液体と気体を使用していました。アメリカのエンジニア兼化学者であるThomasMidgleyは、1926年に安全な選択肢を調査し、フッ化物を含む化合物の方がはるかに安全であるように見えることを発見しました。デュポンがフロンとして販売しているクロロフルオロカーボン（CFC）は、50年近く後に大気中のオゾン層に有害であることが判明するまで、人気が高まりました。
現在製造されている冷蔵庫のほとんどは、ハイドロフルオロカーボンを使用しています。 （HFC）、カリフォルニアエネルギー委員会によると、CFCや他の多くのオプションよりも安全ですが、それでも最も理想的ではありません。 EPAは、冷蔵庫で冷却剤として使用できる許容可能な材料の最新リストを保持しています。
米国食品医薬品局によると、冷蔵庫は適切な温度で動作している場合に限り、食品を安全に保ちます。冷蔵庫が十分に冷たく保たれていない場合、生鮮食品内の有害な細菌が急速に増殖し、食品を汚染する可能性があり、それを食べると重度の食中毒に軽度の刺激を引き起こします。FDAは冷蔵庫の温度を最大40に設定することを推奨していますファーレンハイト度（4.4℃）;また、冷蔵庫は過度に梱包されてはならず、こぼれたものは迅速に清掃する必要があります。
将来の冷蔵庫
冷凍の新技術には、ソリッドステート冷蔵庫や磁石を使用する冷蔵庫が含まれます。 。
従来、冷蔵庫は、大量の熱を発生し、部屋を簡単に暖めることができる大型のコンプレッサーに依存してきました、とCEOのTonyAttiは述べています。ノースカロライナ州ダーラムを拠点とする電子機器メーカー、Phononicの同社の名前は、熱を運ぶ量子粒子であるフォノンの理論に由来しています。
ソリッドステート冷蔵庫は、冷蔵庫の表面全体を使用して非常にゆっくりと意図的に熱を放散するため、部屋の温度の上昇はほとんどなく、冷蔵庫の表面は触ると冷たくなります。アティはライブサイエンスに語った。これらの冷蔵庫には、有害物質や大音量の操作がなく、より正確に制御できるという利点もあります。
別の新しいタイプの冷蔵庫は、磁石を使用して、振動のない、静かで、環境に優しい冷蔵庫を提供します。ハイアールがBASFとAstronauticsと共同で構築した磁気冷蔵庫は、1917年にフランスとスイスの物理学者であるピエールワイスとオーギュストピカールがそれぞれ発見した磁気熱量効果に基づく概念を使用しています。AndrejKitanovskiらの記事によると、 2015年にスロベニアとデンマークの科学者グループがSpringerInternationalPublishingから出版されました。
PR Newswireのプレスリリースによると、適切な赤ワインの保管には、味と品質を維持するための非常に特殊なニーズがあります。 。ハイアールの冷蔵庫は、豊富で手頃な原材料に依存しているBASFのニュースリリースによると、水ベースの冷却剤を使用した磁気熱量ヒートポンプ（磁場で加熱され、そうでない場合は冷却される材料を使用）を使用しています。磁気冷蔵庫は、従来の冷蔵庫よりも最大35％少ない電力を使用します。