urzdzenia chodnicze, Inżynieria procesowa, Aparatura przemysłu spożywczego [ Pobierz całość w formacie PDF ]
Kraków 6 stycznia 2010 r. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
URZĄDZENIA
CHŁODNICZE
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anna Ziaja 
Bartosz Szpila 
 
 
Spis treści: 
 
I. Wprowadzenie. 
II. Podstawowe procesy technologii chłodniczej. 
III. Metody chłodzenia. 
  III.1. Chłodzenie w środowisku gazowym. 
  III.2. Chłodzenie w środowisku ciekłym. 
  III.3. Chłodzenie w środowisku stałym.   
IV. Metody zamrażania. 
  IV.1. Zamrażanie w powietrzu. 
  IV.2. Zamrażanie kontaktowe. 
  IV.3. Zamrażanie w cieczach niewrzących. 
  IV.4. Zamrażanie w cieczach wrzących. Zamrażanie krioskopowe.  
  IV.5. Dobór metody zamrażania. 
V. Chłodzenie obiektów. 
  V.1. Powietrzny system chłodzenia. 
  V.2. Wodny system chłodzenia. 
  V.3. Wyparny system chłodzenia. 
VI. Urządzenia sprężarkowe. 
VII. Urządzenia strumieniowe. 
VIII. Urządzenia sorpcyjne. 
  VIII.1. Urządzenia chłodnicze absorpcyjne. 
    VIII.1.1. Chodziarki absorpcyjne jednostopniowe. 
    VIII.1.2. Chłodziarki absorpcyjne dwustopniowe. 
  VIII.2. Urządzenia chłodnicze re sorpcyjne. 
IX. Czynniki chłodnicze. 
X. Podstawowe obliczenia związane z urządzeniami chłodniczymi. 
XI. Dobór urządzeń chłodniczych. 
XII. Literatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
I. WPROWADZENIE 
   
  Wyżywienie ludzkości należy, obok energetyki, do najważniejszych i najtrudniejszych 
problemów obecnego świata. W procesie produkcji i dystrybucji żywności ważną rolę 
odgrywa chłodnictwo, dzięki któremu możliwa jest skuteczna ochrona produkowanej 
żywności.  
Znane są różne metody otrzymywania niskich temperatur. Do wieków średnich 
wykorzystywano do tego celu wyłącznie środki naturalne, takie jak śnieg i lód. Od końca XVI 
wieku zaczyna się stosować maszyny oziębiające. Szybki rozwój techniki chłodniczej nastąpił 
w XIX wieku. W 1834 roku J.Perkins opatentował ideę powietrznej maszyny chłodniczej, ale 
za twórcę mechanicznego chłodnictwa uważa się F.Carre, który skonstruował pierwszą 
maszynę chłodniczą napełnioną kwasem siarkowym i wodą, a w 1859 roku zgłosił patent 
absorpcyjnego urządzenia ziębniczego na amoniak i wodę.  
Z czasem zakres zastosowania chłodnictwa znacznie się rozszerzył. Obecnie znajduje ona 
zastosowanie również w wielu przemysłowych procesach technologicznych, a także w 
obiektach sportowych i w medycynie.  
 
  Najważniejsze obszary zastosowań techniki chłodniczej 
Temperatura [°C]  Obszar zastosowań 
…  do 0  przechowywanie żywności 
transport chłodniczy 
klimatyzacja 
0 do ‐10  urządzenia sportowe 
przechowywanie żywności 
transport chłodniczy 
‐10 do ‐50  zamrażanie żywności 
liofilizacja 
skraplanie propanu i butanu 
‐50 do ‐70  klimatyczne komory badawcze 
zestalony dwutlenek węgla 
‐70 do ‐180  kriomedyczna i kriobiologia 
‐180 do ‐200  skraplanie powietrza, tlenu, argonu 
‐200 do ‐270  skraplanie neonu, wodoru, helu 
badania w kosmosie 
‐270 do … 
badania fizyczne 
   
  Chłodziarka jest to urządzenie, którego zadaniem jest obniżenie temperatury 
środowiska chłodzonego, kosztem doprowadzonej energii. W chłodziarkach sorpcyjnych 
energia dostarczana jest w postaci ciepła, natomiast w pozostałych w postaci pracy. 
Chłodzonym czynnikiem może być powietrze, woda lub inny czynnik pośredniczący 
(chłodziwo).  
 
II. PODSTAWOWE PROCESY TECHNOLOGII CHŁODNICZEJ 
   
  Chłodzeniem nazywamy proces obniżania lub utrzymywania temperatury produktu. 
Chłodzeniu towarzyszy, oprócz wymiany ciepła, również wymiana masy związana z 
odparowaniem wody z powierzchni produktu. Temperatura do której się schładza produkt 
nie może przekroczyć tzw. punktu krioskopowego, tzn. temperatury wymrażania wody z 
soku komórkowego, która zazwyczaj mieści się w przedziale od 0 do ‐4°C.  
  Zamrażanie polega na odprowadzeniu ciepła z produktu aż do uzyskania temperatury 
niższej od temperatury krioskopowej. Zamrażaniu towarzyszy powstawanie lodu w tkankach 
i komórkach, które powoduje nieodwracalne uszkodzenie produktu. Efekt zamrażania 
uzyskuje się dzięki osiągnięciu temperatury wewnątrz produktu od ‐18 do ‐30°C. 
 
Przechowywanie produktów w stanie schłodzonym lub zamrożonym 
ma na celu 
utrzymanie w niezmienionej postaci wszystkich podstawowych właściwości produktu w 
możliwie długim czasie. 
 
Odchładzanie i rozmrażanie 
polega na podnoszeniu temperatury produktów do 
temperatury powyżej zakresu krioskopowego.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
III. METODY CHŁODZENIA  
 
III.1. CHŁODZENIE W ŚRODOWISKU GAZOWYM 
   
  Najczęściej stosowane jest chłodzenie w środowisku powietrznym. Chłodzenie 
powietrzne odbywa się w systemie bezpośrednim, pośrednim lub mieszanym.  
   
  Chłodzenie bezpośrednie polega na chłodzeniu powietrza bezpośrednio w komorze 
chłodniczej za pomocą przyściennych lub podstropowych oziębiaczy powietrza, w których 
zachodzi odparowanie czynnika ziębniczego. Zaletą tego systemu jest prostota i duża 
sprawność. Do ważniejszych wad należą: konieczność zapewnienia równomiernego zasilania 
oziębiaczy ciekłym czynnikiem ziębniczym, możliwość skażenia towarów wydzielającym się, 
w przypadku awarii, amoniakiem (w ukł. amoniakalnych), konieczność oszraniania oziębiaczy 
w komorze wypełnionej towarem.  
 
 
   
  Chłodzenie pośrednie polega na zastosowaniu płynu pośredniczącego, zwanego 
chłodziwem. Ciepło z przestrzeni chłodzonej, przejęte w oziębiaczu powietrza, 
transportowane jest za pośrednictwem tego chłodziwa do znajdującego się poza komorą 
parowacza i przekazane czynnikowi ziębniczemu. W praktyce stosowane są dwa rodzaje tych 
systemów: zamknięte i otwarte.  
 
[ Pobierz całość w formacie PDF ]