Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Самостійні роботи ПРОЦЕСИ та АПАРАТИ (для студе...doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
89.85 Mб
Скачать

Мал. 11.1 Льодовик з бічним розташуванням льоду.

Танення льоду знижує температуру повітря в льодосховищі в суміжній камері, що повідомляються за допомогою отворів у верхній і нижній частинах перегородки. Через нижні отвори холодне повітря надходить у камеру, де охолоджує продукти нагрівається, піднімається нагору, потім через верхні отвори в перегородці надходить у льодосховище, віддає тепло танучому льоду, охолоджується, знову надходить у продуктову камеру. Ця природна циркуляція повітря, яка здійснюється за рахунок різниці питомих ваг теплого і холодного повітря, забезпечує відвід тепла від продуктів і вентилювання продуктової камери, що сприяє кращому збереженню продуктів.

Крім льодовиків, застосовуються крижані склади, у яких лід виконує функцію охолодження й одночасно застосовується як будівельний матеріал.

Льодосоляне охолодження. Цей спосіб охолодження полягає на таненні льодосоляної суміші, при якому відбувається ослаблення молекулярного зчеплення і руйнування кристалічних ґрат льоду. Для процесу потрібно тепло, яке забирається біля води, що отримується при таненні льоду і розчиненої в ній солі. У місцях зіткнення шматків льоду із сіллю утвориться розсіл, що охолоджується за рахунок теплоти плавлення льоду і розчинення солі.

Танення льоду при льодосоляному охолодженні прискорюється за рахунок збільшення різниці температур плавлення й охолоджуваного повітря приміщення. При зниженні температури суміші зменшується її холодовиробництво (табл.1.)

Таблиця 1

Показники

Кількість солі до маси льоду, %

5

10

15

20

25

30

Температура суміші льоду і солі °С

-3.1

-6.2

-9.9

-13.7

-17.8

-21.2

Холодовиробництво суміші, кДж/кг

314

285

260

239

214

193


Д ля збереження продуктів нижче 0°С використовують холодильні камери з льодосоляним охолодженням. Камери охолоджуються при зіткненні повітря з поверхнею льодосоляної суміші; при циркуляції холодного розсолу по змійовиках, що встановлені в охолоджуваних камерах; при подачі в камери холодного повітря, попередньо охолодженого льодосоляною сумішшю. Охолодження повітря камер (мал.11.2) льодосоляною сумішшю здійснюється при завантаженні її в ґратчасті кишені, встановлені уздовж зовнішніх стін камери.

Мал. 11.2. Льодокишеньковий холодильник:

1-щит; 2-електровентилятор;

3-решітчата кишеня; 4-люк; 5-лід; 6-лоток; 7-спускна труба.

Кишені роблять з горизонтальних дерев'яних брусків. Під кишенями встановлюють піддон для відведення розсолу. Кишені систематично завантажують кількістю льоду і солі, співвідношення яких визначається необхідною температурою.

Недоліки:льодосоляного охолодження: мале холодовиробництво; неможливість одержання необхідних низьких температур; посилену корозію металевих частин розсолом, що одержується при таненні льоду і розчиненні солі.

Евтектичний лід виготовляють з водяних розчинів деяких солей і одержують однорідну суміш кристалів льоду і солі, що називається евтектичним твердим розчином. Найбільше застосовується евтектичний твердий розчин кухонної солі. Евтектичним розчином заповнюють наглухо запаяні форми, що називаються зероторами, і заморожують його. Зеротори з замороженим розчином поміщають в охолоджувані камери або прилавки. Після того як розчин розплавиться і температура його підвищиться, зеротори відправляють на повторне заморожування.

Сухий лід - тверда вуглекислота, що має здатність переходити з твердого стану в газоподібний, минаючи рідку фазу. Холодовиробництво 1 кг сухого льоду в 1,9 рази більше водяного.

Джерелами одержання вуглекислого газу, що йде на виробництво рідкої вуглекислоти і сухого льоду є природні гази, відходи при одержанні спирту, синтезі аміаку, газифікації вугілля і топкові гази, що утворюються при спалюванні палива.

Для одержання вуглекислого газу застосовують топкові гази, вилучення СО2 з яких здійснюється абсобційно-десорбційним методом з використанням поглиначів - абсорбентів вуглекислоти.

Технологічний процес виробництва сухого льоду складається з одержання чистого вуглекислого газу, рідкої вуглекислоти і сухого льоду.

Скраплення вуглекислого газу здійснюється в конденсаторах шляхом охолодження стиснутого газу водою або холодильним агентом.

Рідку вуглекислоту зберігають у балонах і використовують для приготування газованої води, гасіння пожежі й одержання сухого льоду.

Сухий лід з рідкої вуглекислоти одержують дроселюванням до тиску потрійної точки.

Застосовуються два способи одержання сухого льоду:

  1. дроселювання рідкої вуглекислоти до тиску потрійної точки з наступним пресуванням отриманого вуглекислого снігу в блоки сухого льоду;

  2. дроселювання вуглекислоти до атмосферного тиску з ущільненням блоку льоду в процесі льодоутворення.

Таблиця 2.

Показники

Азот

Кисень

Вуглекислий газ

Повітря

Температура кипіння

°С

-195,8

- 182,8

-78

- 190

Схована теплота

Кипіння, кДж/кг (кКал/кг)

201(48)

213,5(51)

574(137)

196,8(47)

Переваги сухого льоду - низька температура сублімації при атмосферному тиску, велика холодовиробничість, відсутність рідкої фази. Недолік - відносно висока вартість.

Охолодження рідкими газами (азотом, киснем, вуглекислим газом, повітрям і ін.) полягає на властивості кипіти при низькій температурі. Температура і теплота кипіння рідких газів в умовах нормального тиску наведені в табл.2.

Термоелектричне охолодження полягає в тому, що при пропущенні постійного електричного струму по замкнутому ланцюзі, що складається з двох різних металів (термопар), один спай нагрівається, а інший охолоджується. Щоб холодний спай мав низьку температуру і служив джерелом охолодження, теплий спай треба охолоджувати.

Головні функції термоелектричного охолодного пристрою виконують батареї термоелемента. Кожен термоелемент складається з двох напівпровідників , послідовно з'єднаних між собою мідними пластинками. Напівпровідники підбираються таким чином, щоб при проходженні по них електричного струму в напівпровідниках проходило б нагрівання нижнього шару з одночасним охолодженням верхнього. Для цього ліву частину провідників виконують з одного сплаву, праву - з іншого.

Якщо пропускати електричний струм через батарею, складену з послідовно з'єднаних термоелементів, то верхня поверхня її буде холодною, а нижня -теплою. Ці батареї розміщають в стінці охолоджуваної камери або шафи так, щоб їхня холодна поверхня була звернена всередину охолоджуваного об'єкту, а тепла - назовні. Для кращої передачі тепла від охолоджуваного тіла до холодних спаїв і від гарячих спаїв навколишньому повітрю теплопровідні поверхні збільшують за рахунок їх оребрення.

Переваги термоелектричного охолодження - відсутність частин, що рухаються, робочого тіла, безшумність, надійність і довговічність роботи. Але застосування такого способу охолодження обмежено високою вартістю устаткування і великою витратою електроенергії.