Охлаждение льдом с солью

Льдосоляное охлаждение

Льдосоляное охлаждение позволяет получить более низкие температуры по сравнению с охлаждением чистым льдом. Этот способ основан на использовании льда в смеси с солями. При этом одновременно и параллельно происходят процессы растворения соли с образованием рассола и плавления льда с образованием воды и дальнейшим растворением соли. На плавление льда и растворение соли затрачивается теплота смеси, вследствие чего температура ее понижается.

Наиболее низкая температура смеси достигается в криогидратной точке, в которой находятся в термодинамическом равновесии все три фазы: рассол (раствор), соль и лед.

Криогидратной точке соответствует эвтектическая концентрация соли. Такая смесь называется эвтектиком. При льдосоляном охлаждении чаще всего используют смесь дробленого льда и хлорида натрия. Криогидратной точке такой смеси соответствует температура −21,2°С при концентрации соли в растворе 23,1%. При использовании хлорида кальция с содержанием соли в растворе 29,9% можно получить температуру плавления −55°С.

Льдосоляной смесью можно охлаждать путем непосредственного контакта и используя в качестве промежуточного теплоносителя воздух, как это принято и при охлаждении водным льдом. Кроме того, применяют способ охлаждения рассолом, образующимся при таянии смеси и циркулирующим через охлаждающую батарею.

В установке рассольного охлаждения с насосной циркуляцией лед периодически загружают в генератор холода. Сверху лед орошается рассолом, прошедшим охлаждающую батарею, где его температура повышается на 2-3°С. В нижнюю часть генератора холода стекает охлажденный рассол с более низкой из-за таяния льда концентрацией соли. Для поддержания концентрации рассола часть теплого рассола после охлаждающей батареи подается в бачок с солью — концентратор, из которого более насыщенный рассол перетекает в генератор холода. Концентратор периодически пополняют солью.

Источник

Охлаждающие смеси

Получение низкой температуры

Получение низкой температуры можно добиться даже в домашних условиях, приготовив охлаждающую смесь.

Охлаждающие смеси — это такие смеси, которые состоят из реагентов, при смешивании которых происходит понижение температуры смеси. Чтобы приготовить охлаждающие смеси, обычно используют раствор соли в воде или раствор соли и снега. На языке химии происходит эндотермическая реакция, то есть реакция с поглощением окружающего тепла.

Рассмотрим подробнее охлаждающие смеси.

Для получения низкой температуры, часто пользуются смесью соли и воды или снега. При смешиваии А ч соли с 100 мл воды произойдет понижение температуры на T1, если взять В соли и снег или лед, то температура понизится до Т2.

Соль	А,г.	Т1	В,г.	Т2
CaCl2	126,9	23,2	42,2	-55
CH3COONa	51,1	15,4	—	—
FeCl3	—	—	49,7	-55
KCl	30	12,6	30	-11,1
KNO3	—	—	13	-2,9
K2SO4	—	—	13	-2,9
MgCl2	—	—	27,5	-33,6
MgSO4	41,5	8,0	23,4	-3,9
NaCl	36	2,5	30,4	-21,2
Na2CO3	14,8	9,1	6,3	-2,1
NaNO3	75	18,5	59	-18,5
Na2S2O3	70	18,7	42,8	-11
NH4Cl	30	18,4	25	-15,8
NH4NO3	60	27,2	45	-17,3
(NH4)2SO4	75	6,4	62	-19

Есть ещё экзотермическая реакция, — химическая реакция, при которой теплота и энергия выделяется (например — горение — это химическая реакция присоединения кислорода)

Существуют химические законы, которые позволяют рассчитывать тепловой эффект реакций. Рассчёты при всех термохимических реакциях должны приводиться к стандартным условиям (то есть 25 0 С и давлению 10 5 Па с учётом концентрации 1 моль/литр растворов).

Если в процессе химической реакции тепло выделяется, то ставится знак «+», если поглощается, то знак «-«. Вот, например, в реакции

C + S →CS₂ — 88,7 кДж

углерод взаимодействует с серой с образованием сульфида углерода, при этом поглощается 88,7 кДж теплоты. Ниже приведена таблица, показывающая количества теплоты образования некоторых веществ

Источник

Льдосоляное охлаждение

Позволяет достигать более низких температур, при этом используют смесь льда с некоторыми солями. Одновременно при этом происходят процессы растворения соли с образованием рассола.

На плавление льда и растворение соли затрачивается теплота смеси вследствие чего температура ее снижается. Наиболее низкая температура смеси определяется криогидратной точкой в которой находится в термодинамическом равновесии три фазы: рассол; соль; лед.

Криогидратной точке соответствует эвтектическая концентрация соли. Эта смесь называется эвтектиком. Характеристики льдосоляной смеси изменяют при изменении концентрации соли в растворе. Исключение составляют смеси с эвтектическими концентрациями солей. Они плавятся при постоянной и наиболее низкой температуре льда и соли.

При льдосоляном охлаждении чаще всего используют смесь дробленого льда и соли (). Температура -21,2 °С при концентрации соли 23,1 %. Используется способ охлаждения рассолом через охлаждающую батарею. Циркуляция осуществляется насосом или разностью плотностей рассола.

Рис. 27. Рассольное охлаждение с насосной циркуляцией: 1- генератор холода; 2-фильтр; 3-насос; 4-охлаждающая батарея; 5-концентрат рассола; 6-регулирующий вентиль; 7-ороситель; А-рассол; Б-лед; В-соль.

В установке, лед, загружаемый в генератор хода, орошается сверху рассолом, прошедшим охлаждающую батарею. В нижнюю часть генератора холода стекает охлажденный рассол с более низкой концентрацией соли из-за таяния льда. Для поддержания концентрации, часть теплого раствора после батареи подается в бачок – концентратор с солью, из которого более насыщенный раствор перетекает в генератор холода. Концентратор периодически пополняется солью. Использованный теплый раствор удаляют. Разность температур рассола в батарее и воздуха составляет 6…8 °С. В установке с само циркуляцией наибольшую плотность рассол приобретает в концентраторе. В генераторе холода концентрация падает из-за разбавления талой водой, и он вытесняется к батарее более концентрированным рассолом. Нагреваясь в батарее, рассол снижает плотность и поднимается до концентратора, завершая контур. Загрузка льдом и солью периодическая.

Источник

Льдосоляное охлаждение

Некоторые соли при растворении в воде вызывают уменьшение температуры смеси, которое вызвано тем, что теплота, которая необходима для растворения, отбирается от самого раствора.

Если воду заменить дробленым льдом, то это позволяет еще больше уменьшить температуру раствора, так как от этого раствора будут отбираться теплота плавления льда и теплота растворения соли. С целью охлаждения можно использовать смесь технической поваренной соли и дробленого льда. Криогидратная точка данной системы будет соответствовать температуре – 21.2 °С, а концентрация соли в растворе будет составлять 22.4%.
Если в охлаждаемых помещениях будут храниться относительно малые количества грузов, то целесообразно применять холодильники малой емкости с использованием льдосоляного охлаждения.
Если на холодильных предприятиях использовать льдосоляное охлаждение вместо ледяного, тогда можно получить более низкие температуры воздуха. При этом они будут занимать меньшую площадь. Холодильники с льдосоляным охлаждением могут быть сконструированы в качестве отдельно стоящего здания, в подвальном помещении или же в пристройке к зданию. При этом охлаждение камер можно будет осуществлять следующими способами:
а) с помощью непосредственного контакта поверхности льдосоляного раствора с воздухом;
б) с помощью циркуляции рассола в охлажденном состоянии по змеевикам, которые установлены в охлаждаемых помещениях (например, система «Фригатор»);
в) с помощью подачи в охлаждаемые помещения воздуха, который предварительно будет охлажден льдосоляным раствором.
Прямое охлаждение воздуха в охлаждаемых помещениях льдосоляным раствором осуществляется при помощи специальных карманов в виде решеток, которые установлены вдоль наружных стен охлаждаемого помещения и заполнены льдосоляным раствором. Карманы изготовляют из деревянных горизонтальных брусков или из пруткового оцинкованного железа. К этим деревянным брускам монтируют вертикальные планки, сечение которых составляет 50 Х 25 мм. Снизу карманов устанавливают поддоны, через которые рассол будет сливать в канализацию. Для улучшения циркуляции воздуха вблизи кармана можно поставить деревянный щит, который не будет достигать потолка и пола на 30 см. Охлаждение с помощью карманов в виде решеток достаточно прост и экономичен, но при этом имеет свои недостатки: плохая циркуляция воздуха в охлаждаемом помещении, снижение полезной площади камер, а также трудоемкость загрузки льдосоляным раствором карманов.
Система «Фригатор», изображенная на рис. 1, работает следующим образом: холодный рассол подается центробежным насосом 8 в приборы охлаждения 2, которые установлены в охлаждаемом помещении 1. Рассол постепенно охлаждается в генераторе холода 5, которые представляет собой изолированный бак, закрытый крышкой и поделенный горизонтальной решеткой, на которую, в свою очередь, следует загружать дробленый лед. Лед сверху орошается рассолом, который сливается из приборов охлаждения через ороситель 4. Рассол охлаждается и разжижается, проходя сквозь лед, а затем его сливают в нижнюю часть бака. Для того, чтобы увеличить концентрацию смеси, часть теплого рассола, который сливается через трехходовой вентиль 3, поступает в солеконцентратор 7 – маленький бак, который наполнен солью и расположен вблизи генератора холода. Этот солеконцентратор отделен от генератора холода при помощи решетчатой стенки. Рассол в охлажденном состоянии снова поступает через насос в приборы охлаждения, где подогревается на несколько градусов, а затем на такой же перепад температур он будет охлаждаться в генераторе холода. Фильтр 6 используется для фильтрации рассола.
Воздушное охлаждение холодильных камер льдосоляных холодильников осуществляют при помощи подачи в охлаждаемые помещения холодного воздуха, который был перед этим охлажден в льдосоляном воздухоохладителе. Данный воздухоохладитель представляет собой изолированный бак. Соль и лед поступают через загрузочную шахту в участок между двумя решетками, которые находятся друг от друга на расстоянии 20 – 30 см. Воздух продувается вентилятором сквозь льдосоляной раствор, тем самым охлаждаясь, а затем движется по воздуховоду в охлаждаемое помещение. Теплый воздух, в свою очередь, отводится из охлаждаемого помещения через всасывающий канал. Чтобы уменьшить длину всасывающего канала и снизить потери холода, следует размещать льдогенератор вблизи камеры. Обслуживание данной системы включает в себя загрузку генератора солью и льдом, отвод образовавшегося рассола, а также слежение за работой вентилятора.
Использование льдосоляного охлаждения рекомендуется применять для холодильных предприятий в том случае, когда соль и лед имеют низкую стоимость, а площадь камер не должна превышать при этом 100 м 2 .
Если замораживать водные растворы некоторых типов солей, концентрация которых соответствует криогидратной точке, можно получить однородную смесь кристаллов соли и льда, которая называется эвтектикой, или твердым эвтектическим раствором. На сегодняшний день наиболее часто используется эвтектика поваренной соли. Теплота плавления данного раствора составляет 236 кДж/кг, а температура плавления – 21.2 °С.
Формы, которые называются зероторами, заполняются от 92 до 94% своего объема эвтектикой, затем наглухо запаиваются, а следом идет заморозка находящейся в них смеси.
Зероторы по форме подразделяются на цилиндрические, трехгранные, плоские. Иногда, чтобы повысить площадь теплообмена, зероторы могут изготовляться гофрированной формы. Смесь в зероторе необходимо замораживать в холодном рассоле, или же в специально отведенных для этого камерах, температура воздуха в которых должна составлять – 35 ? – 40 °С. Длительность заморозки в рассоле составляет от 2 до 3 ч, а в холодном воздухе – приблизительно 18 ч. Для того, чтобы повысить теплоотдачу от зеротора к холодному воздуху в камере, осуществляют принудительную циркуляцию воздуха. При этом коэффициент теплоотдачи повышается до 18 Вт/(м 2 ? К). Когда смесь в зероторе будет заморожена, то формы транспортируют в холодильную камеру. Когда расплавится раствор, а температура его немного увеличится, зероторы следует направить на повторное замораживание. Охлаждение при помощи зероторов осуществляется на различных видах транспорта, особенно – на авторефрижераторах. Также охлаждение в зероторах может применяться для охлаждения шкафов, небольших камер или прилавков торгового типа.
Среди недостатков охлаждения при помощи зероторов можно выделить следующие: крупный объем грузовых работ, которые связаны с заменой зероторов на новые, а также зависимость от зероторных станций.

Рис. 1 – Схема рассольного охлаждения «Фригатор»

Источник

Как заставить дроблёный лед застыть с помощью соли. Делаю из него ледяную подложку для холодных блюд

Здравствуйте уважаемые читатели! С вами Геннадий и канал «Кухня изнутри . На кухне дома и в ресторане мы все используем такую вещь, как лёд. Лично мне лёд помогает охладить блюда и напитки. А у продвинутых домохозяек для льда ещё куча применений.

Существует много аппаратов, которые позволяют сделать ледяную крошку. А вот для того чтобы из крошки сделать целый кусок дома без специальных приспособлений — ничего вроде нет. В этой статье я покажу вам как из ледяной крошки в одно мгновение сделать ледяную поставку для охлаждения напитков и поддержания температуры холодных супов.

Кстати, рекомендую вам подавать на льду икру, устрицы, холодные супы и сашими.

Напоминаю, что у нас теперь есть канал в Яндекс мессенджере и ссылочки на все свежие статьи я выкладываю там, чтобы вы ничего не пропустили. Подписывайтесь по ссылочке: ТУТ . Или наберите в строке поиска мессенджера «Кухня изнутри»

Для того, чтобы поддержать холодный суп холодным, нужно насыпать на большую тарелку крошённый лёд и уже на него поставить супницу.

Первый раз такой прием подачи я увидел у итальянского шеф-повара Джузеппе Конти. Я работал вместе с ним несколько лет в ресторанном комплексе в Великом Новгороде. По приезду на наш проект, Джузеппе запустил своё меню. На дворе было лето и среди супов отдельным предложением были холодные: гаспачо, огуречный и другие.

Джузеппе попросил принести дроблённый лёд, насыпал его в тарелку и, пока я крутился туда-сюда, отдал суп официанту, который уже понёс на дегустацию владельцу, сидящему на летней веранде. На улице был около 30-ти градусов жары. «Шеф, вы не боитесь, что лёд начнёт таять и вытечет из нижней тарелки, или суп потеряет стабильность?» — спросил я. «Самого главного ты не заметил» — с улыбкой ответил мне маэстро Конти.

Фокус, который я пропустил мимо глаз заключался в следующем. В насыпанный на подстановочную тарелку лед, Джузеппе утопил супницу, придав ей нужное ровное положение. Дальше он обсыпал лед солью вокруг супницы и тот сразу же затвердел. Затем Джузеппе поднял супницу и образовавшееся углубление также обсыпал солью. Получилась монолитная ледяная подставка, которая способна не таять длительное время. При этом она охлаждает супницу с супом.

Таким же образом можно подавать напитки. Для этого нужно насыпать льда в большую ёмкость, расположить во льду бокалы и обсыпать солью. Ваши гости будут приятно удивлены.

Напишите в комментариях, был ли данный совет вам полезен.

Читайте ещё статью:

Ставьте лайк и подпишитесь на канал, чтобы не упустить свеженькое ТУТ .

Источник