Технологія перекачується льоду

Nuvola apps important recycle.svg
Ця стаття або розділ потребує переробки.
Будь ласка, поліпшите статтю відповідно до правилами написання статей.

Технологія перекачується льоду (ПЛ) ( англ. Pumpable ice technology ) - Це технологія виробництва текучих середовищ і вторинних холодильних агентів, також званих холодоносіями, з в'язкістю води або желе і потенціалом холоду льоду. Перекачується лід - це, як правило, суспензія, що складається з кристалів льоду розмірами від 5 до 10 000 мікронів, розсолу або морської води, або харчової рідини і бульбашок газу, наприклад, повітря, озону, вуглекислого газу [1] [2] [3].

Перекачується лід транспортується по пластмасових труб

1. Історія

Вперше можливість змішувати воду з льодом і транспортувати ПЛ була реалізована американською компанією North Star Ice Equipment Corporation, яка назвала цю суміш "рідкий лід" [4]. У більшості випадків, прісна вода використовується для виробництва твердого кристалічного льоду, наприклад, лускатого, пластинчастого, трубчастого, скорлупчатого або кубикового льоду. Потім цей лід дробиться або розмелюють і перемішується з морською або солоною водою. Потім суміш перекачується звичайним водяним насосом до споживача. Крім загальних термінів - "перекачується", "желе" або "крижана суспензія", - існує багато інших торгових марок для даного холодоносія, таких як "Білуга", "Оптім", "поточний", "драглистий", "бінарний", " рідкий " [5], "Максим", "збитий" [6], "Deepchill", "bubble slurry" [7] лід. Ці товарні знаки захищені в якості інтелектуальної власності поруч промислових компаній в Австралії [8], Канаді [9] [10], Китаї [11], Німеччини [12], Ісландії [13], Ізраїлі [14], Росії [15], Іспанії [16], Великобританії [17], США [18].


2. Технологічний процес

Існують два відносно простих методу виробництва ПЛ.

Перший полягає у виробництві, широко використовуваних форм, кристалічного твердого льоду, таких як плитковий, трубчастий, скорлупчатий або лускатий, надалі його подрібненні і змішуванні з водою. Ця суміш може містити різну концентрацію льоду (відношення маси крижаних кристалів до маси води). Розміри кристалів льоду змінюються від 200 мікрометра (мкм) до 10 міліметра (мм). Надалі, суміш перекачується за допомогою насосів з накопичувального бака до споживача. Конструкції, технічні характеристики і області застосування існуючих апаратів для виробництва льоду описані в [19].

Ідея другого методу полягає у створенні процесу кристалізації всередині обсягу охолоджуваної рідини. Кристалізація всередині об'єму рідини може бути досягнута шляхом вакуумування або охолодження. При використанні вакуумної технології, при низькому тиску невелика частина води випаровується, а частина, що залишилася води замерзає, формуючи водо-крижану суміш [20]. Залежно від концентрації розчинених у воді речовин, кінцева температура ПЛ змінюється від нуля до мінус 4 C. Великий обсяг парів і робоче тиск близько 6 мбар (600 Па) зумовлюють використання компресора водяної пари з великим прокачувати об'ємом.

Така ТПЛ економічно обгрунтована і може бути рекомендована для систем з холодопродуктивністю 300 TХ (1 TХ = 1 тонна холоду = 3,516 кВт) або більше.


2.1. Системи "прямого" контакту ТПЛ

Холодоагент безпосередньо вводиться всередину рідини [21].

Перевагою цього методу є відсутність будь-яких проміжних пристроїв між холодоагентом (Х) і рідиною (Ж). Однак, відсутність втрати тепла між Х і Ж у процесі теплового взаємодії (передачі тепла / холоду) обумовлює деякі недоліки, які стримують широке застосування цього методу в промисловості. Основними недоліками цього методу є високий необхідний рівень безпеки і труднощі у виробництві кристалів однакових розмірів.


2.2. Системи "непрямого" контакту ТПЛ

Висококонцентрований перекачувати Лід

У системах "непрямого" контакту ТПЛ, випарник ( теплообмінник -кристалізатор) встановлюється горизонтально або вертикально. Він має зовнішню трубу, в якій розміщуються від однієї до ста внутрішніх труб. Холодоагент "кипить" (випаровується) між корпусом (зовнішньої трубою) і внутрішніми трубами. Рідина протікає через труби малого діаметра. Усередині обсягу випарника створюються умови для охолодження, переохолодження та замерзання рідини за рахунок теплообміну з охолодженої стінкою кристалізатора.

Ідея полягає у використанні випарника (теплообмінника скребкового типу) з добре відполірованою внутрішньою поверхнею та відповідних, обертових уздовж осі випарника, механізмів для запобігання прилипання за рахунок адгезії ембріонів крижаних кристалів до труб, а також від зростання і потовщення льоду на внутрішній поверхні охолодження. Звичайно як механізмів для видалення льоду використовують шнек, металевий стрижень або вал з, розміщеними на ньому, металевими або пластиковими ножами ("двірниками" / "омивателямі").

За допомогою систем "непрямого" контакту ТПЛ проводиться ПЛ, що складається з кристалів розмірами від 5 до 50 мікронів. Такий ПЛ має ряд переваг у порівнянні з іншими видами водо-крижаних сумішей. Так виробництво 1 000 кг чистого льоду вимагає низьких витрат енергії від 60 до 75 кВт год, порівняно з 90-130 кВт год, необхідних для виробництва звичайного водяного льоду (плиткового, лускатого, скорлупчатого типу). Подальше поліпшення конструкції випарників дозволить досягти ще більш низьких витрат електроенергії від 40 до 55 кВт год на виробництво 1 000 кг чистого льоду і високої питомої продуктивності льоду, віднесеної до поверхні охолодження випарника (до 450 кг / (м 2 год)).

Іноді газ вводиться в рідину, що протікає через випарник. При цьому газові бульбашки руйнують пристінковий ламінарний шар рідини на поверхні охолодження теплообмінника-кристалізатора, збільшують турбулентність потоку і зменшують середню в'язкість ПЛ.

У процесі виробництва ПЛ використовуються рідини, такі як морська вода, фруктовий або овочевий сік, розсіл або розчин пропіленгліколю з концентрацією (3-5)% і більше, причому температура плавлення (кристалізації) повинна бути не вище мінус 2 C.

Як правило, обладнання для виробництва, накопичення і перекачування ПЛ включає льодогенератор (и), накопичувальний танк ( резервуар), теплообмінник, трубопроводи, насоси, електричні та електронні прилади та пристрої.

ПЛ з максимальною концентрацією льоду 40% можна качати прямо від льдогенератора до споживача. Максимально можлива концентрація льоду в накопичувальному баці для зберігання становить 50%. Максимальне значення енергії охолодження ПЛ, ​​накопиченого в резервуарі для зберігання у вигляді гомогенної (однорідної) суміші, становить близько 700 кВт год, що відповідає (10-15) м 3 внутрішнього об'єму бака для зберігання. Змішувач ( міксер) використовується для запобігання поділу льоду і охолодженої рідини і забезпечує підтримку концентрації льоду, рівномірної по висоті резервуара і незмінною за часом. У цьому випадку ПЛ може подаватися з бака до місця споживання, що знаходяться на відстані сотні метрів один від одного. На практиці, соототношеніе між необхідної електричною потужністю двигуна змішувача (кВт) і добре перемішаним об'ємом ПЛ (м 3) складає 1:1.

У баках з обсягом, що перевищує 15 м 3, ПЛ не перемішується. У цьому випадку енергія холоду, накопичена у вигляді льоду, утилізується тільки за рахунок конвективного теплообміну між льодом і рідиною, яка циркулює між накопичувальному баком і споживачем холоду. Існуючим конструкціям накопичувальних резервуарів притаманні такі недоліки:

Хаотичний неконтрольований підйом крижаних торосів, які виникають через нерівномірне розбризкування отепленной розчину. Ця рідина надходить з теплообмінника і подається в резервуар з льодом для подальшого охолодження шляхом безпосереднього контакту з поверхнею льоду. В результаті, через, непостійною в часі і просторі, швидкості подачі розчину, лід тане нерівномірно. Таким чином, крижані шипи піднімаються над поверхнею льоду, що призводить до руйнування розпилювальних пристроїв і необхідності зниження рівня розчину в баку, щоб уникнути поломок.

Накопичений в баку лід перетворюється на великий цільний айсберг. Тепла рідина, яка надходить з системи кондиціонування повітря може створювати канали, по яких рідина повертається в систему, не будучи охолодженою. У результаті цього, накопичений лід погано плавиться, а потенціал холоду не використовується в повному обсязі.

Неефективне використання обсягу накопичувального бака призводить до зменшення максимальної досяжною концентрації льоду і нездатності заповнити весь робочий об'єм накопичувального бака.

Результати проведених науково-дослідних і дослідно-Кострукторський робіт обумовлюють можливість з подолання вищевказаних недоліків найближчим часом, що призведе до масового виробництва дешевих, надійних і енергоефективних конструкцій накопичувальних танків. Ці танки гарантують підвищення якості (наприклад, збільшення концетрации крижаної суміші) і створюють умови для повної утилізації накопиченого холодильного потенціалу.


3. Додатки

Багато науково-дослідні центри, фірми-виробники льодогенераторів, винахідники стимулюють прогрес у ТПЛ. [22] [23] Завдяки високій ефективності використання енергії, відносно невеликим розмірам кристалізаторів перекачувати льоду, зниження необхідної маси холодоагенту, а також тому, що ТПЛ може бути адаптована до конкретних технічним і технологічним вимогам в різних галузях промисловості, існує багато застосувань цієї технології.


3.1. Очищення стічних вод

ТПЛ може бути рекомендована для очищення (освітлення) опадів стічних вод. У цьому випадку використовується метод "заморожування-плавлення" [24]. Цей метод заснований на двох процесах: "правильне" (із заданою швидкістю) заморожування (перетворення в лід) опадів з наступним плавленням і поділ рідкої і твердої фаз. "Заморожування і плавлення" призводить до зміни фізико-хімічної структури опадів. Цей метод реалізується за рахунок перерозподілу будь-яких форм зв'язку вологи з твердими частинками опадів. Очевидно, що цей метод переважніше хімічної коагуляції (фізико-хімічний процес злипання колоїдних частинок) опадів реагентами. Заморожування осаду сприяє збільшенню вільного кількості води в опадах і покращує ефективність осадження осаду. Таким чином, якщо швидкість вирощування кристалів не перевищує 0,02 м / год, молекулі води достатньо часу, щоб вийти з колоїдних клітин до поверхні, де вона замерзає. Після відтавання, бистроосажденние тверді частки видаляються шнеком для подальшої ефективної фільтрації. Очищена вода готова до скидання у водоймище.


3.2. Опріснення морської води

До існуючих комерційним методам опріснення морської води відносяться різні дістіляціонние методи, зворотний осмос і електродіаліз. Теоретично, заморожування має деякі переваги в порівнянні з вищевказаними методами. Ці переваги включають більш низьку потребу в електроенергії, мінімальний потенціал для корозії і відсутність заростання накипом поверхонь теплообмінників. Недоліком є ​​те, що заморожування увазі виробництво льдо-водяних сумішей, переміщення і обробка яких вельми скрутна. Невелика кількість опріснювальних станцій було побудовано за останні 50 років, але процес не мав комерційного успіху при виробництві прісної води для муніципальних потреб. Разом з тим, льодогенератори ПЛ (ЛПЛ) пропонують доступну альтернативу завдяки високій ефективності процесу кристалізації. Існуючі моделі, однак, не мають необхідного потенціалу для промислових опріснювальних установок великої потужності, але невеликі ЛПЛ достатні і зручні для малих потреб у опрісненні.


3.3. Процеси концентрації рідких харчових продуктів і соків

В даний час концентрація соку і харчових рідин може здійснюватися за допомогою зворотного осмосу або вакуум-випарної технології. У промислових умовах, сік, як правило, випарюють. З 1962 року широко використовуються, так звані, TASTE випаровувачі. Ці випарники мають високу пропускну здатність, легко промиваються, прості в експлуатації і відносно недорогі. З іншого боку, теплова обробка погіршує якість продукту і призводить до втрати аромату, що обумовлено високою температурою водяної пари. Через низький значення коефіцієнта тепловіддачі між парою і оброблюваним соком, теплопередача між зазначеними середовищами дуже неефективна. Це призводить до громіздкості конструкції підприємств, що використовують TASTE випаровувачі. Альтернативним способом отримання концентрованого соку і харчової рідини є охолодження і заморожування. У цьому випадку кристали, отримані з чистою водою, будуть видалені з соку, вина, або пива шляхом кристалізації рідини з регульованою швидкістю просування фронту фазового переходу. В результаті, концентрована середу зберігає аромат, колір і смак. Якість концентратів, отриманих у результаті заморожування, незрівнянно вище якості продуктів, вироблених з якоїсь іншої технології. Основні переваги ТПЛ в порівнянні з іншими методами заморожування полягають в дуже низькому теоретично необхідному витраті електроенергії та можливості контролю швидкості просування кордону зміни фази рідина-лід. Останній доказ обумовлює збільшення виробництва чистих водяних кристалів льоду і спрощення процесу відділення концентрованого соку або харчової рідини від крижаних кристалів.


3.4. Виробництво заморожених харчових рідин

"Харчова рідина" або напій - це рідина, яка спеціально підготовлена ​​для споживання людиною. На додаток до реалізації основної потреби людини в питті, напої є частиною культури людського суспільства. У свою чергу, заморожені газовані (насичені вуглекислим газом) напої (ЗГН) ( англ. Frozen carbonated beverages - FCB) і заморожені негазовані напої (ЗНН) ( англ. Frozen uncarbonated beverage) - FUB) стали користуватися величезною популярністю з 1990 років 20-го століття. Технологія перекачувати Льоду використовується при виробництві практично всіх, без винятку, ЗГН і ЗНН.


3.4.1. Заморожені газовані напої

Заморожена Кока-Кола

Машина ЗГН була винайдена Омаr Knedlik, власником невеликого ресторану в кінці 1950 років. Для виготовлення ЗГН використовується суміш ароматизованого цукрового сиропу, газоподібної двоокису вуглецю (хімічна формула СО 2) і фільтрованої води. Як правило, початкова температура суміші дорівнює (12-18) С. Газована суміш подається в кристалізатор ЗГН апарату, замерзає на внутрішній поверхні циліндричного випарника і зішкрябується (зчищається) за допомогою ножів - змішувачів, що обертаються з кутовою швидкістю від 60 до 200 оборотів в хвилину. У внутрішньому обсязі кристалізатора підтримується невелике позитивне тиск (до 3 бар) з метою поліпшення розчинення газу в рідині. У сучасних ЗГН апаратах використовується загальновідома Конвенциальная холодильна схема з капілярною трубкою або теплорегулюючі вентилем і, зазвичай, повітряним конденсатором. Холодильний агент подається або безпосередньо в порожнину двох-сотенного випарника, або в Спіралевидний випарник, намотаний на зовнішню поверхню кристалізатора. Матеріал стінки випарника - тільки нержавіюча сталь марки SS316L (російський аналог Х18Н10Т), дозволена до контакту з харчовими продуктами за вимогами FDA. Температура кипіння становить - (32.0-20.0) С. Фірмами і заводами - виготовлювачами не декларується годинна продуктивність ЗГН апаратів. Разом з тим, питомі витрати енергії на виробництво 10,0 кг ЗДП можуть досягати (1,5-2,0) кВт-год.

Після перемішування і заморожування в кристалізаторі - змішувачі, ЗГН розливається через роздавальний кран у стаканчики. Кінцевим продуктом є густа суміш зважених кристалів льоду з відносно невеликою кількістю рідини. Якість ЗГН залежить від великої кількості факторів, в тому числі, від концентрації і структури кристалів льоду, а також їх розмірів. Концентрація льоду у водяній суміші визначаться точно відповідно до фазової діаграмою розчину і може досягати 50%. Максимальний розмір кристалів - від 0.5 мм до 1.0 мм. Початкова температура кристалізації суміші залежить від початкової концентрації інгредієнтів у воді і лежить в межах від -2.0 С до -0.5 С. Кінцева температура продукту менятся від -6.0 С до -2.0 С залежно рецептури і торгової марки фірми - виробника.

Несподіваний інтерес до ЗГН проявляється в Індії. Справа в тому, що в Індії заборонено додавання в Кока-Колу кубикового льоду, виробленого з водопровідної води, через велику ймовірність її бактеріологічного зараження. Тому ЗДП у вигляді замороженої коли має особливу привабливість як з боку виробників, так і з боку покупців.


3.4.2. Заморожені негазовані напої

Заморожений апельсиновий сік

В якості вихідного продукту для ЗНН використовуються фруктові та овочеві соки, напої на основі кави і чаю, йогурт. Проводяться науково-дослідні роботи з виробництва замороженого вина і пива.

ЗНН машини відрізняються від ЗГН апаратів тим, що для них не потрібні підтримання невеликого позитивного тиску в робочому об'ємі випарника, джерело газоподібного діоксиду вуглецю і спеціально навчений обслуговуючий персонал. В іншому, конструкція сучасних ЗНН машин аналогічна конструкції ЗГН апаратів. Власне ЗНН часто набагато "вологіше" (менша концентрація льоду в суміші), ніж вироблений ЗГН. З іншого боку, ЗНН машини значно простіше і дешевше, ніж ЗГН апарати, і тому вони є більш поширеними. ЗНН машини можна придбати за $ 2000 або орендувати менше, ніж за $ 100 на добу у Великобританії.


3.4.3. Морозиво

Ринок виробництва морозива у світі неухильно зростає з 1990-х років, і його оборот складає десятки мільярдів доларів США [25].

Основними ринками виробництва морозива в світі є: США, Китай, Японія, Німеччина, Італія, Росія, Франція, Великобританія [26].

Провідні виробники морозива - Unilever і Nestle, які контролюють більше однієї третини цього ринку. У першу п'ятірку країн-споживачів морозива входять США, Нова Зеландія, Данія, Австралія та Бельгія [27].

Конструкція і дизайн сучасних промислових апаратів для виробництва морозива забезпечують високий рівень автоматизації та обслуговування, а також високу якість вироблюваного морозива. Процес виробництва морозива включає пастеризацію, гомогенізацію і дозрівання суміші морозива. Приготована суміш подається в кожухотрубний теплообмінник-кристалізатор скребкового типу, в якому здійснюються процеси попереднього заморожування і спінювання морозива, за допомогою подачі заданої кількості повітря в заморожували суміш. Холодоагент випаровується і постійно циркулює в порожнині між зовнішньою (корпусом) і внутрішньої трубами. Як правило, початкова температура суміші морозива дорівнює (12-18) С. Робоча температура кипіння холодоагенту становить мінус (25-32) С. Кінцева температура суміші, замороженої в кристалізаторі, - близько мінус 5 С. Концентрація льоду в суміші досягає (30-50)% залежно від рецептури і технологічного процесу, реалізованого виробником. У процесі заморожування кристали льоду утворюються ("ростуть") на внутрішній поверхні випарника кристалізатора. Вирощені кристали льоду видаляються (зрізаються) з поверхні ножами (скребками) з метою запобігання утворення крижаної кірки на внутрішній стінці випарника. Дистанційні кристали льоду перемішуються в обсязі кристалізатора з рідкою фазою і сприяють зниженню її температури і поліпшенню теплообміну всередині замораживаемого продукту.

У випарнику також обертаються спеціальні пристрої ( англ. dashers ), Способствущіе дробленню бульбашок повітря і аерації суміші. Потім заморожений продукт подається на розфасовку або на "загартування" (доморожування) для надання йому необхідної твердості. Продукт витримується в гартівних камерах при температурі -30 С. При цьому загальна кількість замороженої води підвищується до 80%. Після гарту морозиво направляється в реалізацію або на зберігання.

Якість морозива і його "м'яка" текстура залежать від структури кристалів льоду, їх розмірів і від в'язкості морозива. Вода вимерзає з рідини у вигляді льоду. Тому концентрація, що залишилися в рідині, цукрів збільшується, і, отже, температура кристалізації суміші знижується. Таким чином, структуру морозива можна охарактеризувати як частково заморожену піну з крижаними кристалами і бульбашками повітря. Крихітні жирові кульки флокулюючих і оточують бульбашки повітря також у вигляді дисперсної фази. Білки і емульгатори, у свою чергу, оточують жирові кульки. Безперервна фаза в морозиві складається з дуже концентрованої незамерзлою рідини, що містить цукру.

Остаточний середній діаметр кристалів льоду залежить від швидкості заморожування. Чим швидкість заморожування вище, тим краще умови для нуклеации суміші, і кількість дрібніших кристалів льоду більше. Як правило, після охолодження і заморожування суміші в кристалізаторі, розміри крижаних кристалів можуть досягати 35-80 мікрон.


3.5. Рибне господарство та харчова промисловість

Наповнення танка перекачується льодом, виготовленим з морської води
Охолодження риби за допомогою перекачується льоду

Обладнання на основі ТПЛ може бути використано в процесах охолодження продуктів в рибній і харчовій промисловостях [28] [29]. У порівнянні з кристалічним льодом, виробленим з прісною водою, ПЛ має такі переваги: однорідність, більш високі швидкості охолодження продуктів харчування і риби, сприяє збільшенню терміну зберігання (придатності), виключає ймовірність "опіків" продукту і механічного пошкодження зовнішньої поверхні охолоджуваного об'єкта. ПЛ відповідає вимогам продовольчої безпеки і суспільної охорони здоров'я, сформульованим у HACCP і ISO. Нарешті, ПЛ характеризується більш низькою питомою витратою електроенергії в порівнянні з існуючими технологіями з використанням обичноого прісного кристалічного льоду.


3.6. Супермаркети

Системи накопичення енергії на основі ТПЛ є привабливими для охолодження повітря в прилавках (вітринах) супермаркетів [30]. Для цього випадку ПЛ циркулює по вже наявних трубопроводах в якості холодоносія. ПЛ використовується, як заміна холодоагентів, що руйнують озоновий шар, наприклад: Хлордіфторметан (R-22) та інших хлорфторуглеродов.

Доцільність використання ТПЛ для цього застосування, обумовлена ​​наступними чинниками:

  1. Висока тепловіддача від ПЛ забезпечує компактність обладнання. Обладнання ТПЛ менше, в порівнянні з іншими типами холодильного устаткування тієї ж потужності. ЛПЛ займає менше площі, має менший обсяг і вага;
  2. Структура ПЛ обумовлює істотно кращі параметри цієї охолоджуючої середовища. Порівняння показників ПЛ може бути проведене на будь-якій основі, в тому числі, на одиницю площі підлоги, займаного обладнанням, на одиницю ваги або обсягу устаткування;
  3. З ТПЛ легко підтримувати постійну температуру повітря усередині продуктових вітрин і прилавків супермаркету;
  4. ТПЛ дозволяє системі охолодження бути більш гнучкою, при цьому холодильні шафи можуть легко перебудовуватися відповідно із збільшенням або зменшенням теплового навантаження;
  5. Вітрини, прилавки й шафи, які використовують ТПЛ, дозволяють скоротити довжину труб з холодильним агентом, зменшити витрати з обслуговування і трудовитрати з виявлення витоку в порівнянні з системами безпосереднього охолодження або насосно-циркуляційними холодильними системами;
  6. Завдяки високій ефективності процесу передачі тепла в ТПЛ, потрібно знижена кількість холодоагенту;
  7. На противагу системам прямого розширення холодоагенту, вітрини, прилавки і шафи, що використовують ТПЛ, не викидають тепло в приміщення, так як немає необхідності для установки повітряних конденсаторів під обладнанням. Тому повітря навколо вітрин не нагрівається;
  8. При використанні ТПЛ потрібно менше енергії на розморожування ( дефростация) обладнання.

3.7. Виробництво крижаного вина

Широкі перспективи використання ТПЛ відкриті для виробництва спеціальних вин, іменованих Крижане вино [31]. У порівнянні з існуючою технологією виробництва "Richwine" або "Ice wine", при використанні ТПЛ не потрібно чекати кілька місяців, поки заморозиться виноград. Свіжовичавлений виноград збирають у спеціальний контейнер, підключений до апарату з виробництва ПЛ. Сік прокачується через ЛПЛ, з якого вже вийшов у вигляді суміші льоду (крихітних, чистих, вільних від молекул соку, кристалів), і трохи більш концентрованого соку. Рідкий лід повертається в накопичувальний бак, в якому, відповідно до законом Архімеда, відбувається природна сепарація льоду і соку. Цикл повторюється багато разів, поки концентрація цукру в соку не досягає (50-52) Вх по шкалою Брикса. Концентрований сік легко видаляється з резервуара і перекачується в інший спеціальний танк для реалізації процесу бродіння до моменту отримання цього напою.


3.8. Системи накопичення і зберігання енергії

Льодогенератор перекачується льоду і накопичувальний танк, встановлені в підвалі супермаркету Олімпійський в Никозії, Кіпр

Системи накопичення і зберігання енергії (СНХЕ) на базі ТПЛ [32] можуть бути використані в централізованих системах кондиціонування повітря з водяним охолодженням. СНХЕ з ТПЛ дозволяє знизити експлуатаційні витрати будівлі, потреба в нових електростанціях і лініях електропередач, споживання енергії електростанцією, забруднення атмосфери, викиди парникових газів. Термін повернення інвестицій при використанні СНХЕ з ТПЛ становить 2 - 4 роки. У порівнянні зі статичними і динамічними системами зберігання льоду (СДСХЛ) [33], загальний коефіцієнт теплопередачі (OКТП) при виробництві ПЛ, більш ніж в десятки або сотні разів, вище (ефективніше), ніж той же коефіцієнт для зазначених вище типів СДСХЛ. Це пояснюється наявністю великої кількості термічних опорів між киплячим холодоагентом у випарнику і водою / льодом в накопичувальному баку в СДСХЛ. Високі значення OКТП в СНХЕ на основі ТПЛ обумовлюють зменшення обсягів комплектуючих виробів, збільшення максимально досяжної концентрації льоду в обсязі бака, і це, в кінцевому рахунку, впливає на ціну устаткування. СНХЕ на основі ТПЛ встановлені в багатьох країнах: Японії, Кореї, США і Великобританії [34].


3.9. Mедицина

Розроблено технологічний захисний процес охолодження на основі використання спеціально виготовленої крижаної суспензії для медичних застосувань [35]. У цьому випадку ПЛ може бути введений всередину артерії, внутрішньовенно, а також на зовнішні поверхні органів при використанні лапароскопії, або навіть через ендотрахеальну трубку. Результати досліджень підтверджують той факт, що ПЛ може бути використаний для вибіркового охолодження органів з метою запобігання або обмеження ішемічного ушкодження після інсульту або серцевого нападу. Завершено медичні тести на тварин, що моделюють умови проведення стаціонарних лапароскопічних операцій на нирку. Результати досліджень французьких і американських учених повинні бути схвалені американським Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і лікарських препаратів, ( англ. Food and Drug Administration , FDA, US FDA) [36].

Переваги ТПЛ в застосуванні до медицини:

  1. ПЛ може легко перекачуватися через вузькі голчине катетери, що забезпечують високу подводимую холодильну потужність і швидке охолодження органів;
  2. ПЛ дозволяє забезпечити захисне охолодження і контроль температури цільових органів під час операції;
  3. ПЛ допомагає людям, яким потрібна термінова медична допомога, включаючи навіть випадки зупинки серця та інсульт.

3.10. Гірськолижні курорти

Економічні наслідки глобального потепління стимулюють інтерес до виробництва снігу на гірськолижних курортах в теплу погоду, навіть при температурі навколишнього середовища 20 C.Требуемая електрична потужність і розміри існуючого виробничого обладнання в значній мірі залежать від вологості, вітру та температури навколишнього середовища, яка повинна бути нижче мінус 4 С. Спосіб виробництва снігу заснований на розпиленні і заморожуванні у повітрі крапельок води до їх зіткнення з поверхнею землі. ПЛ вироблений з Технології Вакуумного Льдогенератори (ВЛГ) [37] допомагає професійним лижникам збільшити терміни тренувань до і після зимового сезону (протягом останніх місяців осені та на початку весни). Для любителів лижного спорту з'являється можливість кататися на лижах цілий рік.

Процес виробництва ПЛ організований таким чином. В обсязі судини над сольовим розчином, розміщеним всередині ВЛГ, створюється дуже низький тиск. Невелика частина розчину випаровується у вигляді води, а залишилася рідина замерзає, формуючи суміш розчину і кристалів льоду. Водяні пари постійно відсмоктуються з ВЛГ, стискаються і подаються в конденсатор за рахунок відцентрового компресора особливої ​​конструкції. Стандартний охолоджувач води поставляє охолоджуючу воду з температурою 5 С для конденсації водяної пари. Рідка крижана суміш перекачується з обсягу ВЛГ в концентратор, в якому кристали льоду відокремлюються від рідини. Високо концентрований лід витягується з концентратора.

ВЛГ (и) встановлені на гірськолижних курортах Австрії та Швейцарії.



Примітки

  1. Use of pumpable slurry ice at sea - www.seafoodscotland.org / images / stories / downloads / pdf / libraryOfPublications / PumpableSlurryIceKF.pdf. Seafood Scotland (May 31,2005). Статичний - www.webcitation.org/69MDK16rH з першоджерела 23 липня 2012.
  2. (2004) " Trials of the Pumpable Icing of Fish - www.seafish.org/pdf.pl?file=seafish/Documents/SR558.pdf ". Seafish Technology and Training.
  3. Меніни, Борис Системи накопичення теплової енергії для малого бізнесу та домашнього застосування - www.vk-engineering.com/articles.php?lng=ru&pg=6. Статичний - www.webcitation.org/69MDKYdCl з першоджерела 23 липня 2012.
  4. Liquid Ice - www.northstarice.com / LiquidIce.aspx. Статичний - www.webcitation.org/69MDLBQ5u з першоджерела 23 липня 2012.
  5. El-Boher, Arie; Michael Pechatnikov & Semion Novak et al., "Method and installation for continuous production of liquid ice", US 5383342 - v3.espacenet.com/textdoc? DB = EPODOC & IDX = US5383342, issued 1995
  6. Zusman, Vladimir; Yuri Kayem & Boris Menin, "Method and installation for continuous production of whipped ice", US 6119467 - v3.espacenet.com/textdoc? DB = EPODOC & IDX = US6119467, issued 2000
  7. Menin, Boris, "Method and installation for continuous crystallization of liquids by freezing", US 6305189 - v3.espacenet.com/textdoc? DB = EPODOC & IDX = US6305189, issued 2001
  8. Flow ice - www.iceandoventechnologies.com/pages/37/flow-ice.
  9. Deepchill Variable-State Ice - www.sunwell.com / deepchill_VSI.htm. Статичний - www.webcitation.org/69MDMI3q5 з першоджерела 23 липня 2012.
  10. Slurry Ice - www.icegeninc.com. Статичний - www.webcitation.org/69MHx45Y0 з першоджерела 23 липня 2012.
  11. Fluidic Ice - www.refriend.com / products / flu.html. Статичний - www.webcitation.org/69MHxlgdo з першоджерела 23 липня 2012.
  12. Binary-Ice - hepwww.rl.ac.uk/OpenDays97/Atlas_SCT_binice.htm. Статичний - www.webcitation.org/69MHz3Sec з першоджерела 23 липня 2012.
  13. Optim Ice - www.optimar.is/. Статичний - www.webcitation.org/69MHzXBBq з першоджерела 23 липня 2012.
  14. Bubble Slurry Ice - www.crytec.biz. Статичний - www.webcitation.org/69MI0FS91 з першоджерела 23 липня 2012.
  15. Рідкий лід - www.fbh.ru / ldogeneratori. Статичний - www.webcitation.org/69MI0kRyb з першоджерела 23 липня 2012.
  16. Gel-ice - www.kinarca.com/. Статичний - www.webcitation.org/69MI2UVLh з першоджерела 23 липня 2012.
  17. Slurry-ICE - www.epsltd.co.uk / ice_technologies.htm. Статичний - www.webcitation.org/69MI3LpMI з першоджерела 23 липня 2012.
  18. MaximICE Ice Slurry - www.icesynergy.com/. Статичний - www.webcitation.org/69MI3yVlM з першоджерела 23 липня 2012.
  19. Chapter 34: Ice manufacture / / Refrigeration. - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 2006. - ISBN 1931862877
  20. Vacuum Ice Maker (VIM) - www.ide-tech.com/refrigeration-and-heating/vacuum-ice-maker-vim. Статичний - www.webcitation.org/69MI4R7O5 з першоджерела 23 липня 2012.
  21. Плотніков В. Т., Філаткін В. Н. Розділові виморожувати установки. М.: Агропромиздат, 1987
  22. (2004) " Ice Slurry: A promising technology - www.iifiir.org/en/doc/1031.pdf "., International Institute of Refrigeration. .
  23. (2007) " Ice Slurries: State of the Art - www.iifiir.org/en/doc/1111.pdf "., International Institute of Refrigeration. .
  24. Lyubarsky, Vladlen; Nikolai Fomin & Genady Kravtzov et al., "Plant for treatment of sediment of natural and wastewaters", US 4786407 - v3.espacenet.com/textdoc? DB = EPODOC & IDX = US4786407, issued 1988
  25. (2009) " Market Update. Trends in Sales and Innovations - www.idfa.org/files/ic-tech_2009_berry.pdf "., International Dairy Foods Association. .
  26. 2008 Dairymark.com Global ice cream industry - strategic market, international trade & production review - www.dairymark.com / pdf / icecream.pdf. Dairymark.com (February 1, 2008).
  27. What Is the World's Largest Ice Cream Manufacturer? - www.wisegeek.com / what-is-the-worlds-largest-ice-cream-manufacturer.htm. Статичний - www.webcitation.org/69MI55rx4 з першоджерела 23 липня 2012.
  28. Deepchill Variable-State Ice in a Poultry Processing Plant in Korea - www.sunwell.com/suntech13.htm. Статичний - www.webcitation.org/69MI5bVYp з першоджерела 23 липня 2012.
  29. Results of Liquid Ice Trails aboard Challenge II - www.seafoodscotland.org/images/stories/downloads/pdf/libraryOfPublications/2challeng.pdf (April 27, 2003). Статичний - www.webcitation.org/69MI645Nh з першоджерела 23 липня 2012.
  30. Comparative Assessment of the Climate Relevance of Supermarket Refrigeration Systems and Equipment - www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3743.pdf. - Berlin: Federal Environment Agency, 2008.
  31. Galilee-Sweet White Wine (2004) - www.lachish.org.il/Index.asp?ArticleID=98&CategoryID=143&Page=1. Статичний - www.webcitation.org/69MI6aSUN з першоджерела 23 липня 2012.
  32. Completion of "Environmentally Friendly Heat Source Improvement Work" at OMM Building in Osaka City - www.takenaka.co.jp/takenaka_e/news_e/pr9804/m9804_03_e.htm (1998). Статичний - www.webcitation.org/69MI7ZREd з першоджерела 23 червня 2012.
  33. Zhao, Haihua & Zhang, Hongbin (17 June 2010), " "Ice Thermal Storage Systems for LWR Supplemental Cooling and Peak Power Shifting" - www.inl.gov/technicalpublications/Documents/4502635.pdf ", Proceedings of ICAPP 10 , < http://www.inl.gov/technicalpublications/Documents/4502635.pdf - www.inl.gov/technicalpublications/Documents/4502635.pdf> .
  34. Handbook on Ice Slurries-Fundamentals and Engineering. - Paris: International Institute of Refrigeration, 2005. - ISBN 2-913149-42-1
  35. (2010) " Rapid Cooling Using Ice Slurries for Industrial and Medical Applications - techportal.eere.energy.gov / technology.do / techID = 99 "., Argonne National Laboratory. .
  36. (2008) " Medical Ice Slurry Coolants for Inducing Targeted-Organ/Tissue Protective Cooling - www.ne.anl.gov / capabilities / sinde / biomed / IceSlurryCooling.pdf "., Argonne National Laboratory. .
  37. All Weather Snowmaker - www.ide-tech.com/refrigeration-and-heating/snow-machines. Статичний - www.webcitation.org/69MI90OMe з першоджерела 23 липня 2012.