Теплофізичні показники водяного льоду

Тверді середовища.

Водяні сольові розчини різної концентрації завжди замерзають при більш низькій температурі, тому що тиск насиченої пари роз­чинника над розчином завжди менший, ніж над чистим розчинником. Із збільшенням концентрації розчиненої речовини знижується тиск її пари над розчином. З метою зменшення корозійної дії розсолів на металічні частини обладнання в них добавляють

Параметри евтектичних розчинів солей

Назва показника	Розчин
NaCl	CaCl2	MgCl2
Евтектична концентрація, %	22,4	29,8	21,6
Температура замерзання, ^оС	-21,2	-55,0	-33,6

пасиватори: силікат натрію, хромову сіль, фосфорні кислоти. Для досягнення більш низьких температур використо­вують водні розчини гліколів та фреонів. Гліколі – це жирні спирти. У системах швидкого заморожування упакованих продуктів використовують етиленгліколь (температура замерзання 70%-го розчину у воді -67,2^оС) і пропіленгліколь (температурний діапазон -50…-1^оС). Пропіленгліколь у водних розчинах не взаємодіє з металами, тому як холодоносій знайшов широке використання у температурному діапазоні -20…-1^оС в технології бродильних виробництв (наприклад, для охолодження сусла в ЦКБА).

Фреони (або хладони) – група галогеномістких речовин, які киплять при кімнатній температурі, високолеткі, не отруйні, не реагують з металами, при їх випаровуванні поглинається велика кількість тепла. Хладони — галогенопохідні граничних вуглеводнів, отримані шляхом заміни атомів водню в насиченому вуглеводні С_nH_2n+2 атомами фтору, хлору або брому. Позначаються символом

R-N, де R - символ, що вказує холодильний агент, N - номер хладона (наприклад, R11. R12, R13, R22). Використовують в компресійних холодильних машинах, побутових холодильниках, кондиціонерах, для роботи промислового та торговельного обладнання. Наприклад, для обробки виноматеріалів холодом, охолодження вин і безалкогольних напоїв для їх насичення СО₂.

В якості твердих охолодних середовищ використовують водяний лід, льодосоляні суміші, заморожені евтектичні розчини, а також сухий лід (тверду вуглекислоту). Теплофізичні показники водяного льоду приведені в таблиці 3.

Таблиця 3

Показники	Значення
Температура плавлення, ^оС
Питома теплота плавлення, кДж/кг
Густина, кг/м^3
Питома теплоємність, кДж/(кг*К)	2,1
Теплопровідність, Вт/(м*К)	2,3

Природний лід заготовляють шляхом випилювання блоків із водоймищ. Штучний лід (трубчастий, лускоподібний, сніговий) отримують за допомогою льодогенераторів, в яких заморожують очищену воду.

Льодосоляні суміші використовують для отримання температур, нижчих 0^оС. Змішування водяного льоду та солей (NaCl, CaCl₂) у певних співвідношеннях дозволяє понизити температуру продукту майже до кріоскопічної.

Тверда вуглекислота (сухий лід) має суттєві переваги над водяним льодом. До них відносять: можливість отримання більш низьких температур, відсутність рідкої фази, підвищений вміст СО₂, що уповільнює окиснення продукту і пригнічує життєдіяльність мікроорганізмів. Одиниця об’єму сухого льоду дає втричі більшу холодопродуктивність, ніж звичайного льоду.

При підведенні теплоти у звичайних умовах (при атмосферному тиску і кімнатній температурі) сухий лід переходить в газоподібний стан, минаючи рідку фазу (сублімація). Температура сублімації за нор­мального атмосферного тиску становить - 78,9°С; при сублі­мації поглинається 574 кДж/кг (140 ккал/кг) теплоти. Густина сухого льоду становить 1400-1500 кг/м³. Сухий лід найчастіше отримують шляхом дроселювання газоподібного СО₂ від тиску 2-3 МПа до атмосферного. При цьому утворюється струмінь суміші газоподібного СО₂ та кристалів сухого льоду з температурою - 79^оС. Кристали відділяють від газу і пресують у вигляді блоків. Якщо цей струмінь подати на продукт, то за рахунок поглинання теплоти сублімації відбудеться швидке відведення теплоти від продукту. Сухий лід використовують для зберігання та перевезення харчових продуктів (ягід, фруктів, морозива та ін.).

Дата добавления: 2014-01-20