3. Производство искусственного водного льда.

Искусственное замораживание воды осуществляется холодиль­ными машинами в специальных аппаратах - льдогенераторах. В них используют непосредственное и рассольное охлаждение.

По производительности льдогенераторы разделяют на малые производительностью до 100 кг/ч, средние производительностью до 40 т в сутки и крупные производительностью свыше 40 т в сутки.

По форме изготовляемого льда бывают льдогенераторы блочного, чешуйчатого, снежного, кубикового льда и др.

Льдогенератор блочного льда. Наиболее распространены льдогене­раторы с рассольным охлаждением (рис. 4). Блоки льда получают замораживанием воды в льдоформах, опущенных в рассол с темпера­турой -10...-12 ⁰С.

Льдогенератор имеет сварной прямоугольный бак из листовой стали толщиной 6- 8 мм. Дно и стенки бака покрывают теплоизоляцией толщиной 200 мм, сверху бак закрывают деревянными щитами. Бак разделен продольной перегородкой на два не одинаковых по величине отделения, сообщающихся друг с другом. В меньшем отделении бака размещены испарительные секции 9 холодильной машины, в боль­шем— льдоформы 3, соединенные металлической рамой.

Бак льдогенератора заполнен рассолом, который циркулирует со скоростью 0,5- 0,7 м/с под действием винтовых мешалок 8.

Льдоформы изготовляют из оцинкованной стали в виде усеченной пирамиды с обращенной вниз вершиной для облегчения удаления льда из форм. Сечение формы квадратное или прямоугольное. Масса блоков льда в формах 12,5-50 кг.

Рисунок 4. Рассольный льдогенератор блочного льда:

1 – напольное устройство; 2 – подъемный механизм; 3 – льдоформы; 4 – опрокидывающее устройство; 5 – льдоскат; 6 – оттаивательный бачок; 7 – толкающий механизм; 8 – мешалки;

9 – испарительная секция; 10 - бак; 11 – льдохранилище; 12 – помост для обслуживания.

Форма заполняется водой на 90 % специальным наполнительным устройством 1, которое одновременно заполняет все формы одной рамы. Рамы с формами передвигаются вдоль бака толкающим меха­низмом 7, который работает от ручного привода или электропривода. Загрузка форм с водой и выгрузка их со льдом осуществляются подъемным механизмом 2. Для выемки блоков льда из форм их опускают в оттаивательный сосуд 6, который устанавливают у торце­вой стенки льдогенератора. Продолжительность оттаивания блоков при температуре воды в сосуде

35-40 °С 2-3 мин.

После оттаивания рама с льдоформами с помощью устройства 4 опрокидывается на льдоскат 5, и готовые блоки льда направляются в льдохранилище. Освободившаяся от льда рама с льдоформами уста­навливается подъемным механизмом под наполнительное устройство и после заполнения водой опускается в бак с рассолом.

Продолжительность замораживания зависит от размеров льдоформ, температуры рассола, скорости его движения и первоначальной температуры воды. В таких льдогенераторах получают технический и пищевой мутный и прозрачный лед. Для получения прозрачного льда в формы вдувается сжатый воздух, который перемешивает воду и увлекает пузырьки воздуха из нее.

Производство блочного льда в рассольных льдогенераторах, несмотря на широкое распространение, имеет существенные недостат­ки: большая металлоемкость установки, значителные размеры ее, быстрая коррозия форм и бака, сложность автоматизации и др.

Перспективными являются льдогенераторы блочного льда с непосредственным охлаждением. Они бывают периодического и непрерывного действия. Блоки льда в них образуются послойным намораживанием и выталкиванием из форм гидравлическим или механическим способом. В таких льдогенераторах ускоряется льдооб­разование, меньше потребляется электроэнергии, они легко поддаются автоматизации.

Льдогенераторы чешуйчатого и снежного льда. Это льдогенерато­ры непрерывного действия. Лед в них намораживается тонким слоем на наружной или внутренней поверхности вращающегося барабана. Чешуйчатый и снежный лед изготавливают из пресной или морской воды

(рис. 5)

Рисунок 5. Льдогенератор снежного льда с двухсторонним намораживанием льда:

1 – наружный кронштейн; 2 – режущие ножи; 3 – оросительные устройства; 4 – вал;

5 – испаритель; 6 – привод; 7 – внутренний кронштейн; 8 – водосборник; 9 – водомер;

10 – фильтр для воды; 11 – насос.

Льдогенераторы кубикового льда. Их используют в предприя­тиях торговли и общественного питания для приготовления пищевого прозрачного льда в виде небольших кубиков, удобных для непосредственного охлаждения различных блюд и напитков, а также в медицинских учреждениях: лабораториях и т. п.

Льдогенератор "Торос-2" (рис. 6) имеет форму шкафа, разделен­ного по высоте на два отделения.

В верхней части шкафа размещены испаритель, насос, водосборник, ванна, режущая решетка, бункер для хранения льда. Стенки верхней части шкафа снабжены тепловой изоляцией.

В нижней неизолированной части шкафа расположены холодильный агрегат и щит электрооборудования. Испаритель изготовлен из двух листов нержавеющей стали. Верх­ний лист имеет гладкую поверхность с бортами по трем сторонам (на ней намораживается лед), а нижний - выштампованные каналы, по которым проходит R - 12.

Из ванны свежей воды 6 вода центробежным насосом 4 подается по гибкому шлангу в коллектор, который равномерно распределяет воду по поверхности испарителя 3, расположенного наклонно. Насос смонтирован в ванне, уровень воды в которой поддерживается поплавковым устройством.

Протекая тонким слоем по холодной наклонной поверхности испарителя 3, вода постепенно замерзает и образует слой льда нужной толщины в виде плиты. Незамерзшая вода сливается через водосборник 5 в канализацию, а в ванну 6 поступает свежая водопроводная вода.

Смена воды способствует получению льда высокого качества и наиболее прозрачного, так как стекающая с испарителя незамерзающая вода смывает примеси с поверхности льда. Толщина намерзания слоя льда регулируется с помощью щупа 2, положение которого может изменяться.

Когда лед коснется щупа, дается импульс на оттаивание. В этот момент выключается электро­двигатель насоса (прекращается подача воды) и открывается солено­идный вентиль на нагнетательной стороне компрессора. Теплые пары R12, минуя конденсатор, ресивер и терморегулирующий вентиль, поступают через специальный тройник и соленоидный вентиль прямо в испаритель. Плита льда подтаивает и сползает на решетку 7 для разрезания льда. При оползании лед перемещает кронштейн микроде-реключателя, замыкая его контакты. При этом льдогенератор включа­ется на замораживание, а в решетку 7 включается ток напряжением 12В.

Решетку изготовляют из нихромовой проволоки диаметром 0,6 мм, натянутой на раму из коррозиестойкой стали. При пропускании тока проволока, нагреваясь, разрезает лед на кубики или пластинки, которые падают в бункер. При наполнении бункера льдом до кожуха капилляра 8 термореле 18 выключает холодильную машину и получе­ние льда прекращается. При освобождении бункера хотя бы частично машина включается и процесс производства льда возобновляется. Производительность льдогенератора "Торос-2" 40 кг в сутки, его бункер вмещает 25 кг.

Рисунок 6. Льдогенератор кубикового льда:

1 – крышка льдогенератора; 2 – щуп; 3 – испаритель; 4 – насос; 5 – водосборник; 6 – ванна;

7 – решетка режущая; 8 - кожух капилляра; 9 – лист съемный; 10 - трубка; 11 – штуцер;

12 – холодильная машина; 13 – ножка; 14 – решетка вентиляционная; 15 – крышка машинного отделения; 16 – переключатель; 17 – дверь бункера; 18 - реле.

Лабораторная работа № 8.

«СИСТЕМЫ ЛЕДЯНОГО И ЛЬДОСОЛЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ»