Làm lạnh là quá trình tạo ra các điều kiện làm lạnh bằng cách loại bỏ hơi nóng. Người ta thường dùng quy trình này để bảo quản thức ăn và các mặt hàng dễ hư hỏng khác, bảo vệ con người khỏi các loại bệnh do thực phẩm gây ra. Bởi vì, vi khuẩn sẽ phát triển chậm hơn ở nhiệt độ thấp.
Theo Live Science, phương pháp bảo quản thực phẩm bằng cách làm lạnh đã có từ hàng ngàn năm nay, nhưng tủ lạnh hiện đại là một phát minh mới. Ngày nay, điện năng dùng cho tủ lạnh và điều hòa không khí chiếm gần 20% mức tiêu thụ năng lượng trên toàn thế giới.
Lịch sử của tủ lạnh
Vào khoảng năm 1000 TCN, người Trung Quốc đã biết cắt và lưu trữ băng. 500 năm sau đó, người Ai Cập và Ấn Độ đã biết cách để tận dụng đêm lạnh làm nước đá. Các nền văn minh khác, chẳng hạn như người Hy Lạp, La Mã và Do Thái, đã biết lưu trữ tuyết trong hầm lò và bao phủ chúng bằng các loại vật liệu cách nhiệt. Thế kỷ 17, tại nhiều nơi ở châu Âu, người ta đã tìm ra nitrat hòa tan trong nước để làm mát và dùng để tạo ra băng. Trong thế kỷ 18, người châu Âu thu lượm băng vào mùa đông, cho muối vào, bọc băng trong vải flannel, và cất giữ dưới lòng đất. Băng sẽ không bị tan chảy trong nhiều tháng liền. Băng đá thậm chí còn được vận chuyển đến nhiều nơi trên thế giới.
Phương pháp bảo quản thực phẩm bằng cách làm lạnh đã có từ hàng ngàn năm nay.
Khi không có băng, người ta dùng hầm mát hoặc đặt hàng hóa ở dưới nước; hoặc chế tạo thùng đá làm bằng gỗ, lót bằng thiếc, kẽm và vật liệu cách nhiệt.
Khái niệm về cơ điện lạnh bắt đầu vào những năm 1720, khi William Cullen, một bác sĩ người Scotland, nhận thấy sự bay hơi có tác dụng làm mát. Ông đã chứng minh ý tưởng này vào năm 1748.
Đến năm 1805, Oliver Evans, một nhà phát minh người Mỹ, đã thiết kế một chiếc máy làm lạnh sử dụng hơi nước thay vì chất lỏng. Năm 1820, nhà khoa học Anh Michael Faraday đã sử dụng amoniac hóa lỏng để làm mát.
Jacob Perkins, người làm việc với Evans, đã nhận được bằng sáng chế về chu kỳ nén hơi sử dụng amoniac hóa lỏng vào năm 1835. Ông được cho là "cha đẻ của tủ lạnh".
Năm 1842, John Gorrie, một bác sỹ người Mỹ, cũng chế tạo một chiếc máy tương tự thiết kế của Evans. Gorrie đã dùng chiếc tủ lạnh của mình tạo ra băng, để làm mát cho các bệnh nhân bị sốt vàng da ở một bệnh viện Florida. Năm 1851, Gorrie nhận được bằng sáng chế đầu tiên của Mỹ về phương pháp làm ra băng nhân tạo.
Ngoài ra, nhiều nhà sáng tạo trên thế giới đã tiếp tục phát triển ra những kỹ thuật mới hoặc cải thiện những kỹ thuật sẵn có để làm lạnh. Chẳng hạn như Ferdinand Carré, một kỹ sư người Pháp đã phát triển một tủ lạnh sử dụng hỗn hợp có chứa ammonia và nước vào năm 1859; hay Albert T. Marshall, nhà phát minh người Mỹ, đã sáng chế ra tủ lạnh cơ đầu tiên vào năm 1899; năm 1930, nhà vật lý nổi tiếng Albert Einstein được cấp bằng sáng chế tủ lạnh với ý tưởng tạo ra tủ lạnh thân thiện với môi trường, không phụ thuộc vào điện.
Tủ lạnh thương mại bắt đầu phổ biến vào cuối thế kỷ 19 nhờ sự phát triển của các nhà máy bia. Chiếc tủ lạnh đầu tiên được đã được đặt tại một nhà máy bia ở Brooklyn, New York, vào năm 1870. Bước sang thế kỷ 20, gần như tất cả các nhà máy bia đều có tủ lạnh.
Chiếc tủ lạnh đầu tiên được đã được đặt tại một nhà máy bia ở Brooklyn, New York, vào năm 1870.
Ngành công nghiệp đóng gói thịt là ngành công nghiệp tiếp theo phổ biến với chiếc tủ lạnh đầu tiên được giới thiệu tại Chicago vào năm 1900. Gần 15 năm sau đó, gần như tất cả các nhà máy đóng gói thịt đều sử dụng tủ lạnh.
Tủ lạnh được xem là vật dụng cần thiết trong các hộ gia đình vào những năm 1920, lúc đó, hơn 90% gia đình người Mỹ đã có tủ lạnh.
Ngày nay, gần như tất cả mọi nhà tại Mỹ - 99% - đều có ít nhất 1 tủ lạnh, và khoảng 26% hộ gia đình Mỹ có hơn 1 chiếc tủ lạnh trong nhà, theo báo cáo năm 2009 của Bộ Năng lượng Mỹ.
Tủ lạnh ngày nay hoạt động cũng giống như tủ lạnh hơn 100 năm trước: đó là bằng cách bay hơi chất lỏng. Các chất làm lạnh, các hóa chất lỏng được sử dụng để làm mát, làm bay hơi ở nhiệt độ thấp.
Các chất lỏng được đẩy vào tủ lạnh qua các ống và bắt đầu bốc hơi. Khi chất lỏng bay hơi, chúng mang theo hơi nóng ra một cuộn dây bên ngoài tủ lạnh, nơi nhiệt được tỏa ra. Các khí này lại trở về một máy nén, ở đây, chúng lại trở thành chất lỏng, và chu kỳ này lặp đi lặp lại.
Tủ lạnh có an toàn không?
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA), tủ lạnh hồi đầu sử dụng các chất lỏng và chất khí dễ cháy, độc hại, phản ứng mạnh. Năm 1926, Thomas Midgley, một kỹ sư người Mỹ và là nhà hóa học, đã nghiên cứu các lựa chọn an toàn hơn cho tủ lạnh và thấy rằng các hợp chất có chứa florua có vẻ an toàn hơn. Chlorofluorocarbons (CFCs), do công ty DuPont bán ra, trở nên phổ biến, cho đến 50 năm sau, các hợp chất này bị phát hiện là có hại cho tầng ozone trong khí quyển.
Theo Ủy ban Năng lượng California, hầu hết tủ lạnh sản xuất hiện nay sử dụng hydrofluorocarbons (HFCs), an toàn hơn so với CFC và nhiều lựa chọn khác, nhưng vẫn không phải là lý tưởng nhất.
Tủ lạnh giúp bảo quản thực phẩm an toàn, nhưng chỉ khi hoạt động ở nhiệt độ thích hợp.
Theo Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ, tủ lạnh giúp bảo quản thực phẩm an toàn, nhưng chỉ khi hoạt động ở nhiệt độ thích hợp. Khi tủ lạnh không đủ lạnh, vi khuẩn có hại trong thực phẩm dễ hư hỏng phát triển nhanh chóng và có thể gây ô nhiễm chéo thực phẩm, gây ra kích ứng nhẹ hoặc ngộ độc thực phẩm nghiêm trọng nếu chúng ta ăn vào. FDA khuyến cáo nhiệt độ của tủ lạnh nên đặt ở mức cao nhất là 40 độ Fahrenheit (4,4 độ C); ngoài ra nước, thức ăn đổ ra phải được làm sạch kịp thời.
Công nghệ của tủ lạnh
Ngày nay, tủ lạnh có 2 công nghệ làm lạnh. Thứ nhất, thông thường tủ lạnh dựa vào các máy nén lớn, phát sinh ra nhiều nhiệt và có thể khiến căn phòng để tủ lạnh dễ dàng nóng lên. Tuy nhiên, một công nghệ tủ lạnh mới là sử dụng toàn bộ bề mặt tủ lạnh, vì thế nó thải ra hơi nóng cực kỳ chậm, khiến nhiệt độ căn phòng hầu như không thay đổi và bề mặt tủ lạnh cũng rất mát khi chạm vào. Những tủ lạnh này còn có lợi ích là không dùng các chất liệu có hại và vận hành không gây ra tiếng ồn, cũng như có thể điều khiển chính xác hơn.
Một loại tủ lạnh mới nữa là sử dụng nam châm để giúp vận hành hoàn toàn im lặng, không rung và thân thiện với môi trường. Tủ lạnh nam châm sử dụng một khái niệm dựa trên hiệu ứng từ nhiệt, được phát hiện ra vào năm 1917 bởi Pierre Weiss và Auguste Piccard, hay nhà vật lý học người Pháp và Thụy Sỹ, và được nghiên cứu thêm bởi một nhóm các nhà khoa học đến từ Slovania và Đan Mạch vào năm 2015. Tủ lạnh từ tính sử dụng lượng điện ít hơn 35% so với tủ lạnh truyền thống.