ВОПРОС 1. Охлаждение до низких положительных температур.

Охлаждение — процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты.

Для охлаждения газов, паров и жидкостей до 15...20 °С в пище­вой технологии используют воду и воздух. Для охлаждения про­дуктов до низких температур используют низкотемпературные хладагенты — холодильные рассолы, хладоны (фреоны), аммиак, диоксид углерода и др.

В этом разделе рассмотрим охлаждение до обыкновенных тем­ператур.

Охлаждение водой осуществляют в теплообменниках, в которых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются теплотой при смешивании. Например, газы охлаждают разбрызгиванием в них воды.

Для охлаждения применяют обычную воду температурой 15...25 °С либо артезианскую температурой 8... 12 °С. С целью эко­номии свежей воды часто для охлаждения используют оборотную воду, охлажденную путем ее испарения в градирнях. Температура оборотной воды летом достигает 30 °С.

Массовый расход воды на охлаждение W (кг/ч) определяют из теплового баланса

 

(1)

откуда

 

(2)

 

Охлаждение льдомприменяют для понижения температуры не­которых продуктов, например мороженого, до температуры, близ­кой к нулю. Лед, отдавая теплоту, нагревается до О °С и плавится, отнимая теплоту от охлаждаемого продукта. Для определения про­должительности охлаждения используют экспериментальные дан­ные.

При непосредственном охлаждении (например, жидкости льдом) со льдом вносится холод

 

(3)

(4)

 

 

Примем конечную температуру охлаждаемой жидкости и воды, образовавшейся при таянии льда, t_к. Тогда тепловой баланс можно записать так:

 

(5)

 

где с_в – удельная теплоемкость воды, кДж / (кг К)

 

Отсюда расход льда

 

(6)

 

 

 

Искусственное охлаждение воздухом применяют для охлажде­ния воды в градирнях, в которых охлаждаемая вода стекает сверху вниз навстречу подаваемому снизу воздуху. При этом охлаждение происходит не только благодаря теплообмену, но в значительной степени в результате испарения части жидкости.