Льдотехника

Кроме машинного применяются и более простые способы охлаждения, основанные на использовании процессов плавления и сублимации.
Ледяной способ охлаждения. Из окружающей среды водный лед отбирает тепло, которое расходуется на его плавление (таяние), и температура среды благодаря этому понижается. На этом свойстве и основано применение льда в качестве охладителя.
Холодопроизводительность 1 кг льда соответствует его скрытой теплоте плавления, равной 335 кДж/кг (79,6 ккал/кг).
Так как температура плавления льда при атмосферном давлении равна 0°С, то, применяя лед в охлаждаемом объекте, можно получить температуру не ниже 4-+6°С, что однако вполне достаточно для хранения скоропортящихся продуктов.
Естественный лед получают из водоемов или путем намораживания его на специальных площадках или градирнях, а искусственный водный лед вырабатывают посредством холодильных машин на льдозаводах. Лед как охлаждающее средство используют в ледниках, на ледяных складах, а также в мелких холодильных устройствах — камерах с решетчатыми карманами, шкафах, холодильных ваннах, погребах.
Льдосоляное охлаждение. Более низкую температуру по сравнению с температурой, достигаемой при плавлении чистого льда, можно получить при льдосоляном охлаждении. Для приготовления льдосоляной смеси к дробленому льду добавляют чаще всего поваренную соль (NaCl).
Температура плавления этой смеси будет зависеть от концентрации соли. Самая низкая, равная — 21,2° С, соответствует концентрации соли (по массе) 23,1%.
От концентрации соли зависит также и скрытая теплота плавления смеси. С повышением процентного содержания соли теплота плавления одного килограмма смеси всегда уменьшается.
Этот способ охлаждения применяется сейчас сравнительно редко ввиду трудоемкости, связанной с систематическим пополнением охлаждаемых объектов льдосоляной смесью и отводом образующегося при таянии рассола. Кроме того, при использовании льдосоляной смеси наблюдается повышенная коррозия металлических частей, загрязнение и увлажнение помещений, предназначенных для приготовления смеси.
Охлаждение эвтектическим льдом. Эвтектический раствор — это водный раствор некоторых солей с концентрацией, соответствующей минимальной температуре замерзания раствора. Охлаждение эвтектическим льдом также основано на использовании теплоты плавления. Температура и теплота плавления определяются видом эвтектического льда.
На практике охлаждение осуществляется посредством установки в объекте герметичных сосудов, называемых зероторами, в которых находится эвтектический лед. После оттаивания льда зероторы отправляют на повторную зарядку. Температура при зероторном охлаждении может поддерживаться до —6° С.
Кроме съемных зероторов в прилавках линий самообслуживания используются и постоянно устанавливаемые аккумуляционные плиты — испарители с залитым в них эвтектическим раствором. В плитах смонтированы змеевики, по которым периодически пропускают холодильный агент и тем самым замораживают раствор.
Охлаждение сухим льдом. Сухим льдом называют твердую углекислоту, которая применяется для охлаждения мороженого, фруктов, ягод в процессе их продажи и транспортировки.
При использовании сухого льда охлаждение достигается за счет способности льда при нагревании в нормальных (атмосферных) условиях переходить из твердого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу. Этот процесс, называемый сублимацией, протекает при температуре — 78,9° С. Следовательно, эта температура при атмосферном давлении является предельной, наиболее низкой.
Количество поглощаемого тепла характеризуется теплотой сублимации, которая для сухого льда равна 574 кДж/кг (137 ккал/кг), а с учетом использования для охлаждения образующихся паров при снижении их температуры до 0°С полная холодопроизводительность сухого льда будет составлять 637 кДж/кг (152 ккал/кг).
Указанные свойства сухого льда позволяют получать минусовые температуры в объектах охлаждения, а выделяемая при сублимации углекислота создает хорошие условия для консервирования продуктов.
Применяется сухой лед в виде блоков различной формы, которые перевозят в герметичных контейнерах.