май 2003 - Выбор схем охлаждения продуктов
Увеличение выпуска продуктов питания отечественного производства, повлекло за собой спрос на качественное, современное технологическое пищевое оборудование, удовлетворяющее всем требованиям технологического процесса. Во многих процессах производства требуется охлаждение продукта, для чего в ряд технологического оборудования необходимо подавать жидкий хладоноситель.
Если требуется охлаждать продукт до температуры 12…20 (°)С, то в качестве хладоносителя подойдёт обыкновенная вода, полученная из естественных источников (артезианская вода). Для охлаждения продукта до более низких температур применяют хладоноситель, охлаждённый в холодильных установках. Холодильные установки переносят теплоту от хладоносителя (охлаждая его) в окружающую среду.
Хладоноситель охлаждается в теплообменном аппарате (испарителе) кипящим холодильным агентом (за счёт теплоты испарения), в свою очередь теплота отводится в окружающую среду за счёт конденсации холодильного агента в другом теплообменном аппарате (конденсаторе).
Хладоноситель, применяемый в пищевой промышленности должен соответствовать санитарно-гигиеническим нормам и при этом иметь высокую теплоёмкость, низкую вязкость и низкую стоимость.
В зависимости от технологического процесса применяют различные схемы охлаждения.
1. Схема непосредственного охлаждения (рис.1) применяется в случае, если перепад температур
ΔТж = (ТНж - ТКж ) ≤ 8 (°)С
Эта схема используется для охлаждения технической, минеральной воды и продуктов, для которых не требуется периодической разборки теплообменного оборудования и очистки теплообменной поверхности,а также и для охлаждения объёмов жидкости.
2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и закрытого вторичного теплообменного аппарата.
применяется в случае, если перепад температур
ΔТж = (ТНж - ТКж ) ≤ 8 (°)С или для охлаждения пищевых продуктов (молоко, вино), т.е. охлаждение во вторичном разборном теплообменнике.
3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя.
Применяется в случае наличия нескольких потребителей, подключенных к одной установке.
4. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и открытого вторичного теплообменного аппарата.
Применяется для получения "ледяной" воды (ТВ = 0…1 (°)С) и охлаждения технических жидкостей. При получении "ледяной" воды эту схему возможно использовать в режиме аккумулятора холода. Холод аккумулируется в виде льда намороженного на теплообменной поверхности открытого теплообменного аппарата.
Наиболее удобным хладоносителем в области положительных температур является обыкновенная вода, которая наиболее полно удовлетворяет всем требованиям предъявляемым к хладоносителям в пищевой промышленности. Вода применяется в качестве хладоносителя в теплообменных аппаратах закрытого типа, при условии что её температура на выходе из теплообменного аппарата ТКх ≥ 5 (°)С из-за высокого риска замерзания воды, что в свою очередь может вызвать разрушение оборудования.
В качестве промежуточного хладоносителя в области отрицательных температур применяют антифризы (водные растворы солей, спиртов, пропиленгликоля, этиленгликоля и т.п.). При выборе хладоносителя следует учитывать совместимость теплообменных аппаратов с веществами входящими в состав хладоносителя, кроме того, выбор хладоносителя ограничивает вязкость раствора при низких температурах. Высокая вязкость раствора существенно усложняет работу насосов и теплообменного оборудования. Концентрация растворов выбирается такой, чтобы температура замерзания хладоносителя была ниже температуры кипения хладагента в испарителе на 6…8 (°)С.
Выбор схемы охлаждения, хладоносителя, холодильного оборудования осуществляется исходя из реальных условий производства, и в случае планирования технологического процесса охлаждения желательно консультироваться с организациями производящими холодильное и перерабатывающее оборудование.