Ауалы тоңазытқыштар

Ауалы тоңазытқыштар

Кез келген термодинамикалық процесс немесе цикл тоңазытқыш агенттер (жұмысшы дене) көмегімен жүзеге асырылады. 0,1 мега/паскаль нормативті атмосфералық қысымда, тоңазытқыш агенттер айналдыру жеткілікті төмен температурасына тең болу керек. Мысалы, аммиак үшін 0,1 мега/паскаль қысымында қайнау температурасы 33,40С. Негізгі тоңазытқыш агенттері су, аммиак, хладун және ауа. Суды негізінен ауа кондицерлеу құрылғыларында қолданады. Мұнда әдетте жылу тасымалдағыштың температурасы 0-ден жоғары.     Тоңазытқыш агент ретінде суды, абсорбционды және эжекторлы типті қондырғыларды қолданады. Аммиак 700С қайнау температурасында меншікті көлемде бу түзілудің жылуына майда судан еритін және т.б. артықшылықтарға ие. Аммиакты хош ионды компрессорда және абсорбсордионды құрылғыларда қолданады. Аммиак кемшіліктері улы, жанғыш, концентрациясы ауада 16-26,8% болған жағдайда, жарылу қаупі бар. Клондар (триондар) химиялық инертті жану қалпы жоқ. Хладондар шекті көміртектердің галогенді туындылары, қаныққан көміртекте (CnH2n+2) сутек атомдарының фтор, хлор, бром атомдарының алмастыру жолымен алынады. Хладондардың химиялық қосылысына кіретін жеке құраушы бөліктердің молекулалар саны х+у+z+n=2 бөліктері келесі тәуелдікпен байланысты: х+у+z+n=2 n+2. Кез келген тоңазытқыш агенті RN символымен белгіленеді. Мұндағы, R-тоңазытқыш агентінің түрін көрсететін символ. N-хладон номері немесе басқа тоңазытқыш агенттеріне берілген номері.           Хладондар үшін номерлер келесі түрде шешіледі. Екі белгілі нөмерде бірінші цифра немесе үш белгілі нөмерде алғашқы екі сан CnH2n+2 қаныққан көмірсутектерді білдіреді: 1-СН4; 11-С2Н6; 21-С5Н8; 31-СН4. Оң жағынан хладондардың фтор атомының санын көрсетеді: CFCL3-R11, CFCL2-R12, C3F4CL4-R214, C14CL4-R10. Хладонда сутегінің ауыстырылмайтын атомдары болса, олардың номерін 10 номерлі санға қосады: CHFCL2-R21, CHF2CL-R22. Егерде хладон құрамына бром атомы кіретін болса, негізгі нөмерден кейін Br, одан кейін бром атомының саны жазылады: CF2Br2-R12Br2. Жұмысшы дене ретінде екі тоңазытқыш агентінен тұратын азиотропты қоспалар қолдануы мүмкін. Тоңазытқыш агенті жылу физикалық және физика-химиялық қасиеттерге ие болу керек. Бұл қасиеттерге тоңазытқыш машинасының құрылысы және энергия шығыны тәуелді. Жылу физикалық көрсеткіштері : тұтқырлық μ, жылу өткізгіштік λ, тығыздық ρ және т.б. Олар, яғни бұл көрсеткіштер бу түзілу жылуы сияқты r әріпімен белгіленді. Қайнау және конденсация кезінде жылу беру коэффицентіне әсерін тигізеді.        Жүйеде тоңазытқыш агентінің циркуляциясы кезінде гидравликалық кедергіге тұтқырлық және тығыздық әсер етеді, олар көп болған сайын кедергі де көп болады. Бұл жерде циркуляциялану тоңазытқышты агентінің мөлшері бу түзілу жылуы өскен сайын азаяды. Физика-химиялық көрсеткішіне немесе белгілеріне тоңазытқыш агентінің жұмысшы майларда және суда ерігіштігі, металға инерттілігі, жарылу және жану қауіптілігі жатады. Аммиак суды шексіз ерітеді, судың аз мөлшерінде тоңазытқыш машинасының жұмысы бұзылмайды. Хладондар суды ерітпейді. Хладондар тоңазытқыш техникасында қолдану облысында ылғал жоқ болса, аммиак фосфорлы қоладан басқа мыс қоспаларын, қоланы, цинк және мысты жеп қояды. Құрамында фтор атомы жоғары немесе толығымен фторланған хлодондар адамға қауіпсіз R12 хладоны ашық жалында ыдырайды және оның ыдырауы өнімдерінің құрамында улы фосген және адамға зиян фторлы және хлорлы сутегі болады. Аммиак (R717) R12, R22 хладондары вакуумсыз суыту жүйесінде -30; -400С қайнау температурасын алу үшін компрессорлы тоңазытқыш машиналарында қолданылады. R12 хладоны тұрмыстық тоңазытқыштарда, кондиционерлерде, су суытқыш тоңазытқыш машиналарында 750С көп емес конденсациялы температурасымен қолданылады. R22 хладоны тұрмысты тоңазытқыш машиналарында және бір, екі сатылы бинтті және поршенді компрессорларда қолданылады. 500С конденсация температурасы кезінде қайнау температурасы диапазоны +10, -700С-ға дейін. 1930 жылы п.б. R12, R22 галогенденген хладогенттер кеңінен қолданылады. Мысалы, Ресейде ғана 1990 жылы 50 млн. тұрмыстық тоңазытқыштарда және 100-деген мың өндірістік сауда және тағы басқа салдарында қолданылады. Тоңазытқыштар да осы хладондарды қолданады. Бірақ, азот тесіктерін зерттеу барысында хлор атомы бар өндірістік және тұрмыстық қалдықтарда, соның ішінде хладондарда атмосфераға жеткен уақытқа азон қабатын бұзатын хлор бөлініп шығатыны белгілі болады.   Сондықтан 1985 жылы Венада халықаралық конденция 1987 жылы Монреалда және бүкіл әлемнің Алобелдерінің өкілдерінің қатысуымен 2000 жылға дейін азонға қауіпті хладондарды (R11, R12, R113, R114, R115) қолдануға және өңдеуге тиым салынады, ал R22, R123, R124, R141 және R142 хладондардың тыйым салынған хладондардың орнына қолдану рұқсат етілген. Бірақ, олар 2040 жылы мүмкін 2020 жылы қолданыстан қалу керек. Жоғарыда аталған хладондардың орнына гидрофтор-көмірсутегі (ГФУ) және гидрохлор-фтор көмірсутегі (ГХФУ) қолдануы ұсынылады. Олардың құрамындағы сутегі азон қабатына жетпей атмосфераның төменгі қабатында ыдырап кетеді. Қоршаған ортаға әсер етпейтін аммиакты кеңінен қолдану қарастырады. Аммиак ауадан екі есе жеңіл және ағып кету кезінде атмосфераға жылдам көтеріледі, бірнеше күндер бойы ыдырайды. Сұйық аммиак ағып кетсе бірден буланып кетеді. Бірақ, ол өте улы жаңғыш және жарылғыш.            Су тасымалдағыштар суыту объектісі және суық көзі арасындағы аралық зат болып табылады. Олар сұйық және қатты болып бөлінеді. Сұйық суық тасымалдағыштарға тұздардың сулы ерітіндісі – төмен температурада қатып қалатын (этиленгликоль, кремний, органикалық сұйықтық) бір компонентті заттар және тұздықтар жатады. Қату температурасы белгілі шекке дейін тұздың концентрациясына байланысты NaCL, Mn, CL2, KCL2 тұздарының сулы ерітінділері қолданылады. NaCL ерітіндісі үшін криогидрантты нүкте 21,20С, MnCL2 үшін 33,60С, СаCL2 үшін 550С. Тұздардың жалпы метал бөліктері каррозиялы әсерін азайту үшін оларға посиваторлар қосады: натрий силикаты, хромды тұз, фосфор қышқылы, этилен гликольдің судағы концентрациясына байланысты 70% концентрациясы кезінде 0-ден -67,20С қату температурасына ие болады. Қатты суық тасымалдағыштар криогидратты температура кезінде балқу температурасы тұрақты тұз және мұз қоспасын түзетін эвтетикалық мұз.

Тез мұздату өнімнің  сапасына кері әсер етеді. Тамақ өнімдерінің  кейбір түрлерін (үлкен көлемді) криогенді  сұйықтықтарда мұздату жоғары жылдамдықпен өтеді. Бірақ сол уақытта өнімдер  ішінде қатқан жасушалық шырынның ішкі қысымы көтеріледі. өнімнің көлемі үлкен болған сайын, ішкі қысым да жоғарлай береді.         Аса жылдам тәсілмен мұздату кезінде жоғары ішкі қысым түзіледі, нәтижесінде өнімнің сыртқы қабаттары бұзылады. Осы бұзылулар - өнім сыртында температура криоскопиялық температурадан көп есе төмендейді, ал орталық қабаттарда әлі мұз түзілу кезеңдері болғанда болады.  Мұздату жылдамдығына салқындату орта температурасы, қатыратын өнімнің қалыңдығы және өнім бетінен жылу беру коэффициенті шешуші әсер етеді. Мұздату жылдамдығы масса алмасу процесіне әсер етеді. Ол өнімнің кебуіне әкеп соқтырады.         Мұздату кезінде судың жоғалуы -0,3-тен 2%-ке және одан да көп мөлшер шамасында болады. Ол салқындату орта температурасына бастапқы және соңғы өнім температурасына қатыру әдісі және жылдамдығына және кейбір өнімнің спецификалық қасиетіне байланысты.

Қайта мұздатудың екі әдісі бар:

1. Өнімдермді  камераға салу. Мұнда температура  -3°С-қа дейін тұрады, өнімнің температурасы ақырын төмендейді, содан соң балықты, құсты, етті, алманың кысқы сұрыптары.

2. Өнімді мұздатқыш  камерасына салу. Мұнда қабатының  шектелген қалыңдығын мұздату,  содан соң сақтау камерасына -2... -3°С-та сақтайды. Бұл өнімнің барлық көлемінде ішкі масса алмасу әсерінен температура орнайды. Бұл сақтау температурамен бірдей болады. Бұл әдісті етті және балықты тұзды суда қайта мұздатуға пайдаланады.

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

Холодильная технология пищевых продуктов: Учебник для  вузов/под ред. Н.А. Головкин – М. Легкая промышленность 1984г.

Холодильная техника  и технология: Высшее образование /под  ред. А.В. Рудский – М.: Пищевая  промышленность 2000г.

Холодильная техника  и технология: под ред. С.А Большаков  М. ЦНИИТЭИ мясомолпром, 1987г.