Előállítására szolgáló eljárások alacsony hőmérsékleten - studopediya
Az alacsony hőmérséklet-tartományban, szobahőmérséklet és a régió hagyományosan osztva mérsékelten alacsony (mérsékelt hideg régió +20 - 120 0 C) és a kriogén hőmérsékletek (hideg mély régió -120 -273 0 C). FIELD mérsékelt hideg a hűtéshez használt. A hőmérséklet-tartomány a +10 és -40 0 C a hűtéshez használt technológia élelmiszer-termelés. FIELD mély hideg alkalmazott kriogén technológia.
Attól függően, hogy a környezeti feltételek (nyomás és hőmérséklet), az anyag lehet egy három fázisú (aggregáció) állapotban - szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú.
Amikor a megközelítés vagy visszavonása a hő az anyag megváltoztatja fázisú állapotban (például változás a szilárd anyag folyékony, a folyadék és a gáz). A Fig.1.1 mutatja a fázisdiagramja víz mutatja egyensúlyi állapotban a különböző fázisok a nyomástartomány 0 ¸ 0,1 MPa. Változások a külső nyomás változást okoz a minták jellemző fázisátalakulások atmoszferikus körülmények között. A teljes P nyomás a rendszerben több mint 6,17 × 10 2 Pa (víz hármaspontja), az együttélés három fázis - szilárd, folyékony és
Ábra. 1.1. A fázisdiagramja víz.
gőz (gáz halmazállapotú). P <6,17 · 10 2 Па возможно сосуществование только двух фаз – твердой и парообразной. t0 = 0,0098 0 С, Р0 = 6,17 ۰ 10 2 Па – тройная точка воды.
Légköri nyomáson (P1) és a megfelelő hőmérséklet lehet három fázisú víz: szilárd t1 ≤ 0 0 C, a folyadék a 100 0 C ≥ t ≥ 0 0 C, gázhalmazállapotúak t2 ≥ 100 0 C-on a három aggregációs állapotokat a legnagyobb érdeklődést hűtési technológia szilárd állapotban, amely akkor következik be, amikor a rendszer hőmérséklete csökken olyan szintre, amely megfelelő feltételeket hoznak létre, a fázisátmenet folyadék - szilárd anyag.
Hűtés folyamatot nevezik csökkentő testhőmérséklet lehűtjük. Megkülönböztetése természetes és mesterséges hűtést. Természetes hűtés megy végbe, mivel a spontán hőátadás környezet (a levegő, a víz, a természetes vizekben és a földi, amelynek alacsonyabb hőmérsékletű, mint a lehűtött test).
Mesterséges hideg kapjuk kétféleképpen. Az első alapja a természetes felhalmozódása a hideg, a második mintát a természetben létező által kifejezett termodinamika második törvénye. Egy első eljárás területére vonatkozó jég vagy hűtési ldosolyanogo, azon a tényen alapul, hogy a környezeti hőmérséklet ingadozásai, természetes körülmények között létrehozni képes tárolni, vagy felhalmozódnak a természetes hideg viszonylag korlátozott hely. A leggyakoribb szerv, amely megőrzi a természetes hideg vízben jég. Ez betakarított télen a melegebb idő az év használni hűtésre. A második út
az alapja a mechanikus hűtéssel. A használat hűtő berendezések, hűtők, hogy egy speciális területe a technológia, amely az úgynevezett hűtőberendezések.
A fő fizikai folyamatok, ahol a fázisátmenet anyagok közé tartoznak: olvadás, kondenzációs, desztilláció, szublimáció, forráspont. Ezek a folyamatok az alapja megszerzésének alacsony hőmérsékleten.
1) Olvadáspont jég és vizes sóoldat. Olvadáspont (megszilárdulás) típusától függ az anyag és a környezeti nyomás. A konverziós 1 kg jeges vízben 0 0 C, vehet 335 kJ hő, a hőmérséklet a hűtőfolyadék lehet elméletileg csökkenthető 0 0 C r = 335 kJ / kg a latens hő a megszilárdulás vagy olvadó. Fázisának megváltoztatásával körülmény jelentkezik bármelyik irányban ugyanazon a hőmérsékleten.
ahol M - tömeg kg, R - rejtett (specifikus) fúziós hője, kJ / kg.
A gyakorlatban ez a hűtési módszert már régóta használják miatt betakarított téli jég (természetes hűtés), vagy fagyasztott vízzel, hogy a jégkészítő.
Ahhoz, hogy alacsonyabb hőmérsékleteken használt ldosolyanye keveréket - ezután jég nátrium-klorid vagy kalcium-klorid. Amikor a nátrium-klorid tartalmának mennyiségben 22, 4 tömeg. % A keveréket jeges, az olvadási hőmérséklet lecsökkenthető -21.2 0 C, és a látens fúziós hője 236,1 kJ / kg. Segítségével a keveréket jeges-vizes kalcium-klorid (29,9 tömeg.%) Keveréke lehet, az alacsonyabb olvadáspontú -55 0 C, ebben az esetben az r = 214 kJ / kg.
2) A szublimációs - egy átmenet szilárd gáz halmazállapotú, elkerülve a folyadékfázist abszorpciós hő.
Légköri nyomáson, szárazjég - szilárd szén-dioxidot ez - átmenetek a szilárd gáznemű halmazállapotban hőmérsékleten -78,9 0 C Ezt a módszert széles körben használják a hűtés, fagyasztás, tárolására és szállítására a fagyasztott élelmiszer-ipari termékek. A hő szublimációs 571 kJ / kg.
Amikor a szárítás a ruhaneműt a téli légköri nyomáson megy végbe a szublimációs fagyott víz.
A folyamat a szublimáció képezi az ipari termelés az szublimátum termékeket.
A fagyasztva szárítás - egy modern módszer ételek tartósítására, azzal jellemezve, Mr. pillanatnyi eltávolítását nedvességet a bogyók, gyümölcsök, zöldségek, hús, vaj, tejtermékek, hal, gomba és egyéb élelmiszerek vákuumban kormányzati létesítmények.
A fagyasztva szárítás technológia két fő lépésből áll: zamorazhi, elérhetősége és a megfelelő szárítás. A vákuum-fagyasztva szárítás, a nedvességet eltávolítjuk a terméket szublimálással (elpárologtatás-TION) jég. Így minuetsya folyékony F. Ha vízben áztatott, fürdőszoba termékek szublimál gyorsan visszatér az eredeti formájában.
Során szublimáció tárolt tápanyag-szigetek (95%), vitaminok, ásványi anyagok, természetes illata, az íze és megjelenése a kiindulási anyag, kényelmes tárolására és szállítására, eltarthatóság szobahőmérsékleten 12-36 hónap, attól függően, hogy milyen alapanyagok és a csomagolás. Az egyik fontos Dost instv szublimáció kis zsugorodás kiindulási anyag, amely lehetővé teszi a HUT-Causeway ezek megsemmisítése és gyorsan vosstanavli ÁFA szublimált termékek forráspontja-porózus szerkezetű, amikor a víz behatolása.
Most, mert a helyhiány miatt az egyetlen orosz vállalat a termelés ezen áruk nem tudja előállítani a teljes körű lehetséges. Jelenleg a hangsúly a céklát, káposztát és a sárgarépát.
Ábra. 1.2 egy berendezés vázlatos blokksémája tanulmányozására a fagyasztva szárítási élelmiszerek. Ez egy szublimációs kamra 1, hűtőgép 2 deszublimálási 3 kamrába, hűtőgép 4 elpárologtató és a vákuum - szivattyú 5. Az klasszikus konstrukciós változat szánt száradó anyag rögzített ágyban. A berendezés tartalmaz egy szublimációs kamrát, amelynek belsejében vannak elrendezve melegítők
(Kvarc halogénlámpa), és a tálcát egy réteg szárítandó anyag. szublimált nedvesség gőzök kondenzálódnak a fagyasztva deszublimálási kamrát, ahol az elpárologtató a hűtőberendezés. A vákuumot a vákuumos rendszerben tartottuk - szivattyú.
Ábra. 1.2. A sematikus ábra tanulmányi fagyasztva szárítás
3) Forráspont - a folyamat intenzív párolgás során a felület a fűtési hőbevitel. A 100 0 C-on és P = 1 atm víz forrni kezd, és elnyeli a 2257 kJ / kg. r = 2257 kJ / kg a látens párolgási hő. Forráspont homogén anyag történik állandó hőmérsékleten, függően a nyomás. A változó nyomást változások és a főzési hőmérséklet - csökkenő nyomásnál, forráspont hőmérséklet csökken, és fordítva.
Például, légköri nyomáson P = 0,1 MPa, a forráspontja Freon R22 jelentése t = - 40,5 0 C-on és a P = 1,2 MPa, a forráspontot t ≈ 24 0 C-on
A függőség a forráspontja a nyomás görbe képviseli a nyomás görbe az úgynevezett telített gőz (gőz, amely egyensúlyban van a folyadék). Rugalmasság görbék ammónia (vastag vonal) és a freon R-22 (vékony vonal) mutatja az 1.3 ábrán.
folyadék forráspontja alacsony hőmérsékleten az egyik legfontosabb folyamatok a gőzkompressziós hűtőgépek. Úgynevezett forrásban lévő folyékony hűtőközeg (például ammónia) és a gép, ahol felforr, figyelembe hőt a lehűtött termékhez - elpárologtató.
4) Kondenzáció - az átmenet a gőz, hogy a folyékony fázis során hő felszabadulását. Azt is használják gőz tabiettázógépekkei kondenzátorok.
A hűtés alapja lehet más módszerek, mint például gáz nyomáscsökkenés munkavégzéssel, és a termoelektromos hatás fojtás.
5) a gáz kitágulása a teljesítménye külső munkát. Ha a gáz áramlási út, mozgó hatása alatt a nyomáskülönbség, speciális ellátása berendezés, ahol a gáz áramlási fog forogni a kerék (vagy nyomja meg a dugattyút), akkor az energia áramlását, hogy végre külső hasznos munkát. Ezt követően, a készülék csökkenő nyomásnál a gázáram hőmérséklete csökken. Ezt a hűtési módszert alkalmazzák a levegő és a gáz hűtőgépekben beszerzése hőmérséklet -50 és -100 0 C. 1.4 ábra B) mutatja, a folyamat a gáz expanziós a teljesítményét külső munkát, P1> P2.
Ábra. 1.4. a) eljárás fojtási; b) a gáz tágulási folyamat teljesítményének külső munka
6) fojtás (Joule-hatás - Thompson). Ez fekszik a nyomásesés és a hőmérséklet csökkentése a folyadék áramlását, ahogy átfolyik a szűkített szelvény hatása alatt a nyomáskülönbség. A folyadékáram halad gyorsan összeszűkült térben egy nagy sebességű, miáltal a külső munkát nem végezzük, mivel toló művelet hővé közötti súrlódás a molekulák, és nincs hőcsere a környezettel. Ez vezet az a folyadék elpárolgása áramlás, és csökkenti a teljes előremenő hőmérséklet. A folyamat akkor a vezérlő szelep vagy más, fojtószerv (kapilláris csőben) hűtőberendezés. Ezt az eljárást használják gőzkompressziós hűtőberendezés. A 1.4 ábra a) ábra a fojtási folyamat, ahol a Pk - kondenzációs nyomás Pu - nyomású hűtőközeg forráspontja Pk> Ri.
7) A termoelektromos hatás (Peltier hatás). Az, hogy amikor halad egy egyenáramú keresztül az áramkör, amely a különböző félvezetők, az egyik érintkező (csomópont) melegítjük, a másik - lehűtjük. Ábra. 1.5. azt mutatja, hőelem, amely két különböző félvezető. Ezek sorba vannak kapcsolva a fémlemezeket alkotó csomópontok. Amikor halad egy közvetlen elektromos áram egy csomópont lehűtjük, és van egy hőmérséklet-Tx. és a másik - a melegítés és van egy hőmérséklet-Tr. Az első spayu táplált hő a környezetbe Q0. és a második - QG visszavonták. Az ilyen hűtési módszert alkalmazzák hűtőszekrények, hűtött bárok, hűtve szállításhoz kis konténerek, speciális célokra klímaberendezések.
Ábra. 1.5. Hőelem álló különböző félvezető.