3.Суть та способи одержання холоду

Вибір того або іншого способу охолоджування і заморожування залежить від техніко-економічних показників різноманітних способів і визначається цільовим призначенням процесу, видом продукту і його кількістю.

Воно протікає за участю охолоджуваного середовища (повітря камери з продуктами, води - при одержанні льоду, розсолу) та ро­бочої речовини або охолоджувача. Охолоджувач, який має нижчу температуру, поглинає тепло від охолоджуваного середовища. Для безперервності охолодження необхідне підтримання відповідної різниці температур між охолоджувачем та охолоджуваним середо­вищем. Це забезпечується створенням великих запасів робочої ре­човини або періодичним відновленням його попереднього стану. В якості охолоджувачів використовують речовини, які змінюють їх агрегатний стан при низькій температурі із поглинанням значної кількості теплоти.

До таких речовин відносяться: водяний лід, сухий лід (твердий диоксид вуглецю) та рідкі холодильні агенти (хладони та аміак).

В основі сучасних промислових способів охолодження лежать процеси випаровування та кипіння, плавлення або роз танення й сублімація. Всі ці процеси протікають із поглинанням тепла з на­вколишнього середовища. Водяний лід та льодосоляні суміш поглинають теплоту в процесі плавлення, сухий лід - у процесі сублімації (перехід твердого стану газоподібний). Рідкі холодильні агента, які циркулюють в холодильних машинах, поглинають теп­ло при кипінні. Охолодження за допомогою льоду, льодосоляних сумішей і сухого льоду одержало назву безмашинного охолоджен­ня .Цей спосіб в торгівлі використовують в обмежених розмірах.

Одержання штучного холоду, тобто забирання тепла холодильним агентом від охолоджуваного тіла та віддавання його навколишньому середовищу, неможливе без витрат енергії у вигляді роботи або тепла. Такий процес здійснюють холодильні машини.

Одержання штучного холоду за допомогою холодильних ма­шин називається машинним охолодженням. Цей спосіб є основним способом охолодження. Порівняно із безмашинним охолодженням він має переваги; можливість створення низької температури в ши­роких діапазонах, автоматизація всіх процесів, легкість експлуатації та технічного обслуговування.

4.Безмашинне охолодження

Льодове охолодження - це охолодження з використанням водяного льоду. Цей спосіб заснований на властивості льоду в процесі плавлення поглинати велику кількість теплоти – 335 КДж/кг. Граничною температурою охолодження є температура плавлення льоду при атмосферному тиску - 0°. Практично льодове охолодження дозволяє доводити температуру в охолоджуваному середовищі до 4-6 °С, що достатньо для зберігання багатьох продуктів, які швидко псуються. Залежно від способу одержання водяний лід буває натуральним та штучним. Натуральний лід одержують шаровим заморожуванням в зимовий період води на спеціально підготовлених горизонтальних площадках, виколюванням або випилюванням із водоймів; штучний – на льонозаводах за допомогою холодильних машин.

Його виготовляють у вигляді блоків, плит, кубів. Фізичні властивості натурального та штучного льоду однакові. Водяний лід застосовують для охолодження та сезонного зберігання продовольчих товарів головним чином у залізничних районах країни. Тут споруджують погреби з льодовим охолодженням, льодові склади тощо. В роздрібній торгівлі водяний лід використовують в основному для охолодження напоїв (газованої води та ін.) при продажу їх на ву­лиці. Льодяне охолодження є найбільш доступним, простим, еко­логічно нешкідливим, відносна дешевим. До недоліків льодового охолодження відносяться: недостатньо низька температура, трудність автоматизації процесу, великі витрати праці при заготівлі, транспортуванні та використанні льоду, необхідність систематич­ного поповнення охолоджуючого об'єкту льодом та усунення талої води, а також підвищена корозія металевих частин обладнання.

Льодосоляне охолодження - це охолодження з використанням подрібненого водяного льоду і солі (повареної або кальцієвої). При цьому способі до теплоти, яка поглинається льодом, додасться теп­лота, яка поглинається сіллю при її розчиненні у воді. Температура плавлення (таяння) льодосоляної суміші залежить від хімічного складу та вмісту солі. За допомогою льодосоляних сумішей в охо­лоджуваних приміщеннях одержують температуру нижче +4 °С. Льодосоляні суміші застосовують в основному для охолодження вагонів-льодовників.

Охолодження сухим льодом. Сухий лід - це диоксид вуглецю СО, у твердому стані. Твердий диоксид вуглецю при атмосферно­му тиску перетворюється у вуглекислий газ, минаючи рідкий стан, внаслідок чого його називають сухим льодом.

Температура сублімації сухого льоду - 78,91 °С. При цьому кож­ний кілограм його поглинає в 1,7 рази більше тепла (574 КДж/кг), ніж водяний лід.

Сухий лід одержують у вигляді блоків, паличок на заводах. Він представляє собою тверде кристалічне тіло білого кольору. В газоподібному стані він безколірний, тяжкий (тяжчий від повітря в 1 ,5 рази), без смаку й запаху. За допомогою сухого льоду одержу­ють в охолоджуваному середовищі мінусові температури. Вугле­кислий газ, який виділяється при сублімації, створює добрі умови для консервації продуктів, які швидко псуються. Важливою його перевагою є відсутність вологи та бруду, які псують обладнання. Сухий лід застосовують в основному для охолодження морозива при його транспортуванні, зберіганні та продажу в кіосках, палатках, на вулицях. Обмежене застосування сухого льоду пояснюється його високою собівартістю порівняно із водяним льодом, трудомісткістю операцій, трудністю регулювання температури, шкідливістю для персоналу.

Тривале вдихання повітря, яке містить вуглекислий газ в кількості більшій 1,5-3%, викликає головний біль, паморочення й нудоту. При концентрації більшій 6% погіршується працездатність, з’являється сонливість, послаблюється дихання та сер­цева діяльність. При концентрації вище 9% людина швидко втра­чає свідомість.

Крім цього, при користуванні сухим льодом можливе обморо­ження рук. В зв’язку з цим слід бути обережним, щоб запобігти отруєнню та обмороженню.