Реферат получение "Ледяной воды"
Реферат получение "Ледяной воды".
"Ледяная вода» - идеальный хладоноситель, используемый в молочной и в других отраслях пищевой промышленности.
К хладоносителям, используемым для охлаждения пищевых продуктов, предъявляется целый ряд жестких требований. Они должны быть нетоксичными, неагрессивными и нелетучими и при этом иметь высокие теплопередающие характеристики, низкую вязкость и низкую цену. Наиболее полно этим требованиям отвечает обыкновенная вода.
Для получения максимального охлаждающего эффекта при прямом контакте с продуктом, повышения степени глазирования (при замораживании с ледяной глазурью), достижения максимальной производительности теплообменника и требуемой температуры продукта (например, при охлаждении молока) температура воды должна быть максимально низкой, близкой к температуре замерзания. Однако, с технической точки зрения, получение воды с температурой 0,5+1 °С (так называемой «ледяной воды») довольно сложная задача. Используемые для охлаждения жидкостей проточные герметичные кожухотрубные и пластинчатые теплообменники имеют существенные ограничения для получения ледяной воды, обусловленные опасностью их разрушения при замерзании воды внутри контура теплообменника. Поэтому при получении ледяной воды широкое распространение нашли открытые теплообменники.
Наиболее простой тип открытого теплообменника - испаритель, выполненный в виде трубы, погруженной в бак с водой. Кипящий внутри трубы хладагент охлаждает находящуюся в баке воду. Для интенсификации теплообмена воду в баке принудительно перемешивают с помощью либо механической мешалки, либо воздуха, подаваемого в нижнюю часть бака. Из-за малой площади теплообменника процесс малопроизводителен и требует пониженных давлений кипения хладагента, что приводит к снижению эффективности использования компрессоров. Применение данного метода целесообразно для малых производительностей.
Дальнейшим развитием указанного способа получения ледяной воды стало использование погруженных в воду панельных испарителей. Подобные испарители имеют более развитую поверхность и, как следствие, более высокие коэффициенты теплопередачи. Такой способ получения ледяной воды позволяет накапливать определенное количество «холода» в виде льда, который намерзает на поверхности испарителя. Это позволяет «аккумулировать холод» для использования в часы пиковых нагрузок, экономию на производительности холодильной установки. Кроме того запасы холода могут быть сделаны при работе в ночное время, когда стоимость электроэнергии определяется льготными тарифами. Но при длительных режимах "накопления льда» (часы минимума нагрузок) толщина слоя льда увеличивается до 40+50 мм, что влечет существенное снижение интенсивности теплообмена, понижение эффективности работы установки.
Еще более эффективен способ получения ледяной воды с использованием льдогенератора. Льдогенератор располагается над емкостью (баком-аккумулятором), в котором хранится лед и ледяная вода. В процессе работы льдогенератора вода, возвращаясь от потребителя холода, попадает на панельный испаритель. Стекая по поверхности испарителя, внутри которого находится хладагент с температурой кипения (-8 + -10) °С, вода замерзает и образует ледяную корку. Через определенные интервалы времени, обычно, когда толщина ледяной корки достигает 6+8 мм, в испаритель подается горячий газ. При этом ледяная корка срывается от поверхности испарителя, падает в бак и разбивается. В часы максимума нагрузок вода доохлаждается, проходя через бак с осколками льда. Так же, как и в случае использования погруженных в воду испарителей, для интенсификации теплообмена в нижнюю часть бака подается воздух, который перемешивает лед и воду. Кроме того, присутствие в емкости осколков льда позволяет избежать нежелательного нагрева воды в период хранения в накопителе. Чтобы процесс льдообразования был непрерывным с некоторым смещением во времени работает несколько батарей испарителей. Правильный подбор режимов оттаивания и групп испарительных батарей позволяет с максимальной эффективностью использовать производительность компрессоров за счет равномерной работы и понижения…сации. Приведенные позитивные эффекты наиболее существенны при большой холодопроизводительности.
Пленочные испарители также являются панельными испарителями, в которых охлаждение воды до температуры, близкой к О ºС, достигается в процессе стекания тонкого слоя воды по поверхности испарителя.
Преимущество данного метода - высокая эффективность применения компрессорной техники за счет высокой температуры кипения хладагента, а также более низкое по сравнению с описанными выше методами, потребление электроэнергии в расчете на единицу произведенного холода. Однако данный метод может быть рекомендован при равномерной нагрузке в течение суток и минимальном объеме бака-аккумулятора.
В реальных условиях обычно применяется комбинация способов, описанных выше. Выбор конкретного технического решений определяется рядом факторов, важнейшим из которых является потребность в количестве ледяной воды в течение суток и в течение недели. В большинстве случаев использование пленочных испарителей для получения ледяной воды представляется оптимальным решением.
