Искусственный водный лед других форм

Для предприятий общественного питания и продовольственных магазинов удобен искусственный водный лед в виде небольших цилиндров, призм или снежной массы. Получают такой лед очень быстро в специальных автоматически действующих льдогенераторах.

На рис.155 показан льдогенератор для приготовления трубчатого (цилиндрического) льда. Образуется он внутри труб вертикального кожухотрубного испарителя, в межтрубном пространстве которого кипит холодильный агент. Вода поступает в трубы испарителя сверху через водораспределительное устройство, в которое она подается насосом из бака, смонтированного внизу генератора. Вода протекает по внутренней поверхности труб не сплошным потоком, а тонкой пленкой. При этом она замерзает, образуя своеобразные ледяные трубки. Незамерзшая вода через решетчатый скат стекает обратно в бак, откуда насосом снова подается в распределительное устройство. Благодаря непрерывной циркуляции замораживаемой воды из нее удаляется воздух, поэтому лед получается прозрачным.

Когда стенки ледяных цилиндриков достигают достаточной толщины, намораживание прекращается, насос останавливается, испаритель отключается от всасывающей стороны машины и соединяется с ее нагнетательной стороной, в результате чего в него поступают горячие пары аммиака при давлении конденсации. Эти пары вытесняют из испарителя жидкий аммиак в ресивер, прогревают стенки труб, намороженный лед отделяется от стенок и под действием силы тяжести сползает вниз.

При выходе из труб ледяные цилиндрики попадают под вращающийся нож, который разрезает их на части заданной высоты. Готовый лед падает в бункер и дальше по льдоскату выводится из льдогенератора.

Как только весь намороженный лед выйдет из труб испарителя, в его межтрубное пространство перепускается жидкий аммиак из ресивера, включается водяной насос и снова начинается намораживание.

По своим размерам описанные генераторы весьма компактны. Генератор производительностью 10 т льда в сутки имеет габаритные размеры в плане 2,9×1,9 м и по высоте 3,9 м. Масса его 6,7 т. Внутренний диаметр труб, в которых образуется лед, равен 50 мм.

Льдогенератор для изготовления льда призматической формы, или, как его называют, кубикового льда, изображен на рис.156. Выпускались такие льдогенераторы под маркой ЛГ-10М.

Весь генератор смонтирован в одном шкафу, состоящем из трех отделений. В нижней половине шкафа справа машинное отделение, в нем установлен холодильный агрегат ФАК-1,1 с электрощитком и соленоидным вентилем. Рядом с машинным отделением, слева от него расположен изолированный выдвижной бункер и его термореле. Верхняя половина шкафа вся изолирована. В ней смонтирован наклонно испаритель, представляющий собой литую алюминиевую плиту, внутри которой заложены два спиральных змеевика из медных труб диаметром 10 мм. По бокам плиты укреплены направляющие, а по периметру она опоясана трубой для горячих паров фреона, подаваемых во время цикла оттаивания пласта льда. Непосредственно к испарителю примыкает режущая решетка, состоящая из двух ярусов натянутых струн из нихромовой проволоки. Направление струн одного яруса перпендикулярно направлению струн другого яруса. Во время работа льдогенератора струны нагреваются электрическим током напряжением 12 В. Над решеткой на кронштейне установлен ртутный переключатель (меркоид), а над плитой испарителя - датчик термореле льда. Ниже испарителя расположен водяной насос с водозаборным бачком. Этот бачок присоединен к городской водопроводной сети, из которой через сетчатый фильтр и поплавковый вентиль поступает в него свежая вода. Поплавковым вентилем поддерживается постоянный уровень воды в бачке. Над поднятой стороной испарителя смонтирован водяной коллектор, торцы которого соединены шлангами с напорной линией насоса. В стенке коллектора по всей его длине просверлены отверстия для выхода воды. Под опущенной стороной испарителя расположен поддон со сливной трубкой, соединенной с заборным бачком.

Работает льдогенератор следующим образом. Нажимая кнопку пускателя, приводят в действие холодильную машину и водяной насос - льдогенератор начинает работать. Подаваемая насосом в коллектор вода выходит через отверстия в его стенке и сплошной пленкой стекает по наклонной поверхности испарителя. Часть ее замерзает на холодной поверхности испарителя. Незамерзшая охлажденная вода стекает в поддон и по сливной трубке возвращается в водозаборный бачок, в который добавляется свежая вода из водопровода. Смесь охлажденной и свежей воды подается насосом на испаритель. Когда намораживаемый на испарителе слой льда достигает заданной толщины и приходит в соприкосновение с термодатчиком, термореле отключает водяной насос и открывает соленоидный вентиль, подающий в испаритель из компрессора теплые пары фреона.

Таким образом, автоматически прекращается процесс намораживания льда и начинается процесс его оттаивания с испарителя. Тем временем также автоматически через сифонную трубку происходит сброс оставшейся воды в канализацию и промывка водозаборного бачка. Подтаявший пласт льда сползает с испарителя на режущую решетку. При этом он поворачивает рычаг ртутного переключателя, который закрывает соленоидный вентиль теплого пара и включает водяной насос. Так заканчивается цикл оттаивания и начинается цикл намораживания. На верхнем ярусе нихромовых струн пласт льда разрезается на полосы, на нижнем ярусе струн полосы разрезаются на кубики, которые проваливаются в бункер. При заполнении бункера льдом термостат
бункера отключает льдогенератор.

Рис.156. Льдогенератор ЛГ-10М:

1 - выдвижной теплоизолированный бункер, 2 - режущая решетка, 3 - шкаф, 4 - ртутный переключатель, 5 - поддон, 6 - испаритель, 7 - термодатчик, 8 - распределительный коллектор, 9 - термостат льда, 10 - теплоизоляция, 11 - фильтр, 12 - водяной насос, 13 - водозаборный бачок, 14 - соленоидный вентиль, 15 - электропанель, 16 - штепсельная вилка, 17 - холодильный агрегат ФАК-1,1, 18 - рама с амортизаторами, 19 - сливная труба, 20 - водосборник. 21 - направляющая бункера, 22 - установочный винт.

Включение льдогенератора происходит по мере расхода льда из бункера.

Производительность льдогенератора 3-3,2 кг/ч, размер кубиков 38×32×18 мм, толщина льда может регулироваться от 12 до 18 мм, в бункере помещается 70 кг льда. Габариты льдогенератора 1250×760×1240 мм. Масса 280 кг.

По аналогичной схеме работают и льдогенераторы типа ЛГ-350 «Торос-2» и ЛГ-750 «Торос-5». Производительность льдогенератора ЛГ-350 2 кг/ч, размеры кубиков 32×32×8÷16 мм, емкость бункера 25 кг льда, габариты: 555×685×1100 мм. Льдогенератор ЛГ-750 изготовляет 4 кг/ч кубиков льда размерами 35×22×8÷16 мм. Габариты его 1085×685×1100 мм.

Снежный, или чешуйчатый, лед получают в генераторах, представляющих собой двухстенные вращающиеся барабаны. В межтрубном пространстве (рубашке) барабанов кипит холодильный агент, а на одну из стенок рубашки подается вода для замораживания ее в лед. Различают генераторы с горизонтальным и вертикальным расположением оси барабана. В вертикальных барабанах лед намораживается на внутренней стенке, а в горизонтальных - на наружной. В обоих случаях лед имеет вид тонкой корки, которая при вращении барабана срезается с его поверхности смонтированным над ней ножом - резцом. Срезанные чешуйки льда и снежная масса подаются в бункер, из которого направляются для непосредственного использования или в пресс для приготовления ледяных брикетов.

Сухой лед

Сухой лед - это твердая углекислота. Применяют его в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, научных лабораториях, медицине и т.д.

В торговле и общественном питании его используют главным образом в качестве охлаждающего средства при хранении, транспортировании, продаже мороженого и замороженных продуктов.

По внешнему виду и твердости сухой лед промышленного изготовления похож на мел. Плотность его около 1,4-1,5 кг/л. На открытом воздухе сухой лед интенсивно сублимирует, имея при 0,098 МПа температуру сублимации, равную -78,9°С. При сублимации выделяется газообразная углекислота, которая в этих условиях примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха.

Холодопроизводительность сухого льда складывается из теплоты сублимации и охлаждающего действия образующейся газообразной углекислоты. Теплота сублимации при атмосферном давлении равна 575 кДж/кг, а охлаждающее действие газа зависит от температуры, при которой происходит охлаждение. При 0°С общая холодопроизводительность 1 кг сухого льда составляет 575+63=638 кДж (63 - охлаждающее действие газообразной углекислоты в кДж/кг при нагревании ее от температуры сублимации до 0°С).

По сравнению с водным льдом сухой лед при 0°С обладает почти вдвое большей массовой холодопроизводительностью. Еще эффективнее соотношение при сравнении не массовой, а объемной холодопроизводительности. Объемная холодопроизводительность сухого льда при 0°С больше, чем водного льда, почти в три раза.

При использовании сухого льда вместо водного объем пространства для охладителя можно значительно уменьшить.

Сухой лед как охладитель кроме повышенной холодопроизводительности и низкой температуры сублимации, по сравнению с водным льдом, обладает другими не менее важными преимуществами.

Особенно ценное свойство сухого льда - отсутствие жидкой фазы при охлаждении им. Больше того, обильно выделяющаяся при сублимации сухого льда газообразная углекислота¹ благоприятно влияет на скоропортящиеся продукты, оказывая на большинство из них консервирующее действие. К тому же, выходя в пространство, где хранятся продукты, газообразная углекислота частично вытесняет воздух, благодаря чему исключается возможность застоя его, что почти всегда наблюдается при охлаждении водным льдом.

__________________________________________________________

¹ Из 1 кг сухого льда при 0,098 МПа образуется около 500 л газообразной углекислоты.

Часть вторая