predavanje - rashladni procesi i postrojenja

5/8/2018 Predavanje - Rashladni Procesi i Postrojenja - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/predavanje-rashladni-procesi-i-postrojenja 1/4

Hlaenje je temeljna operacija u obradi ikonzerviranju hrane.Uklanjanje topline iz namirnice uključujeprijenos topline iz tekućine ili krute tvari naneku drugu tekućinu, ili se vrši isparavanjevode iz nekog materijala pod adijabatskimuvjetima.

IZVEDBE UREAJA ZA HLAENJE I ZAMRZAVANJE

Sustavi sa:- kontaktom sa pločama- kontaktom sa plinom- uranjanjem i kontaktom sa tekućinama- kriogeničkim zamrzavanjem

Prva tri sustava su izvedena sa indirektnim hlaenjem, pričemu nema kontakta izmeu namirnice i rashladnog

sredstva.Takve sustave je jednostavno kontrolirati, te služe zahlaenje i zamrzavanje.Kriogenički sustav nije moguće kontrolirati, te služi samoza brzo zamrzavanje

SUSTAVI SA KONTAKTOM SA PLOČAMA

- Hrana je u kontaktu sa hladnim površinama ploča, na koje jeprimijenjen pritisak radi boljeg kontakta- Prikladnije za proizvode i namirnice pravilnog oblika (u ambalaži)

Pokretne trake- hlaenje proizvoda preko kontakta sapokretnom trakom čija temperatura sekontrolira- brzina pomicanja trake direktnoodreuje krajnju temperaturu proizvoda

na kraju trake

Rotacijski bubnjevi- hlaenje ili zamrzavanje visokoviskoznih tekućina- tekućina ulazi na vrhu rotirajućeg hlaenog bubnja- ohlaeni proizvod se skuplja sa dna bubnja

SUSTAVI SA KONTAKTOM SA PLINOM

- Proizvodi su u kontaktu sa hladnim plinom (obično zrak),koji cirkulirameu njima te tako apsorbira i odvodi toplinu- u ovisnosti o brzini i temperaturi zraka, ureaji se koriste zazamrzavanje ili hlaenje

Tuneli za hlaenje- proizvodi na pokretnoj traci prolaze kroz tunel u koji se upuhujeohlaeni zrak- veća brzina upuhivanja zraka povećava do odreene granice brzinuodvoenja topline

brzina je ograničena prijenosom topline krozproizvod, pri čemu daljnje povećanje brzinepredstavlja samo gubitak energije

veća brzina strujanja zraka prikladna je i zaodreene granulirane materijale, jer dovodi dofluidizacije materijala i posljedično bržeghlaenja



SUSTAVI SA URANJANJEM I KONTAKTOM SATEKUĆINOM

- proizvod se dovodi u direktan kontakt sa ohlaenom tekućinom koja

brzo teče

- najčešće se koriste ohlaena voda, smjese vode i soli, vode i šećera,alkoholi i dr.- hrana dolazi u kontakt s tekućinom uranjanjem u nju ili raspršivanjem tekućine

- smanjuje troškove i utjecaj na okoliš

- kod raspršivanja dolazi do puno boljeg prijenosa topline, te je zahlaenje potrebno manje tekućine i energije

KRIOGENIČKO ZAMRZAVANJE

- sustav ne ovisi o vanjskim sustavima za stvaranje niske temperature

- promjenom faze kriogenih tekućina dolazi do stvaranja niskihtemperatura, koje proizvodi preuzimaju direktnim kontaktom unutarzamrzivača

- proces je izuzetno brz, ali i najskuplji od svih navedenih, te se najčešćekombinira sa hlaenjem uz pomoć strujanja zraka

- hladna tvrda kora se stvori uz pomoć kriogenog zamrzavanja, te sezamrzavanje dovrši u hladnoj komori

- najčešće korišteni plin je dušik (Tv= - 195.8 oC) zbog njegove kemijske

stabilnosti, te odsutnosti mirisa i okusa

RASHLADNI CIKLUSI

Prehrambena industrija koristi dvije vrste rashladnih ciklusa:

- procesi sa utroškom mehaničkog rada (kompresorski)- ciklus komprimiranja pare

- koristi latentnu toplinu potrebnu da rashladno sredstvopromijeni fazu

- rashladno sredstvo je tekućina koja isparuje na vrlo niskim temperaturama

- kruženjem rashladnog sredstva kroz cikluse isparavanjakondenzacije dolazi do odvoenja topline iz hlaenog prostora uokoliš

-apsorpcijski procesi- ciklus apsorpcije, troši se neki drugi oblik energije

CIKLUS KOMPRIMIRANJA PARE

-rashladno sredstvo (plin) sa niskom točkom vrenja se komprimira u

kompresoru

-komprimiranjem plina točka vrenja se povisuje, te se plin odvodi ukondenzator

- točka vrenja komprimiranog plina je viša od temperature okolnog zraka,te će

rashladno sredstvo predati latentnu toplinu isparavanja okolišu, pri čemuće doći do kondenzacije rashladnog sredstva (plina)

- tako stlačeno rashladno sredstvo (sada tekuće) odlazi u isparivač, gdjeprolazi kroz ekspanzijski ventil, što dovodi do značajnog pada tlaka, čimese točka vrenja spušta ispod temperature ispa rivača

- toplina koju je isparivač primio uzrokuje ključanje tekućine, te nastali

plin pod niskim tlakom odlazi u kompresor, gdje se cijeli ciklus ponavlja

1. kompresor hlaen parom radne tvari2. kondenzator

3. TEV s vanjskim izjednačenjem tlaka4. isparivač

5- ventil

6- filter sušač

7- magnetni ventil8- kontrolno staklo s indikatorom vlage

9- visokotlačnipresostat11- prostorni termostat

13- niskotlačnitermostat

14- diferencijalni termostat za tlak ulja

DRUGE METODE STVARANJA NISKIH

TEMPERATURAPeltierov efekt hlaenja- efekt termopara

- prilikom propuštanja struje kroz električni krug sa termoparom, jedanmetal se hladi

Vorteks efekt hlaenja- ubacivanje zraka po tangenti u cilindar dovodi do vrtloga i ekspanzijezraka

- istovremeno nastaju hladne i tople struje zraka- služi za hlaenje čokolade

Akustično hlaenje- zvučnik emitira zvučne valove na 300 Hz, koji stlačuju smjesu plinova,

pri čemu dolazi do njenog zagrijavanja

- dekompresijom se smjesa plinova hladi i upija toplinu iz okoliša- upotreba u skupim zamrzivačima, ali ekološki najprihvatljivije rješenje

za hlaenje



Hla enje sa vodikom

metalni hidridi apsorbiraju veliku količinu

plinovitog vodika, što dovodi do značajnog pada utemperaturi nastalog uklanjanjem vodika

korištenje u ureajima za klimatizaciju

RASHLADNI MEDIJI Klasificiraju se u dvije grupe:

- primarni

- isparavanjem i kondenziranjem apsorbiraju, odnosnootpuštaju toplinu

- sekundarni- tekućine za prijenos topline

POŽELJNA SVOJSTVA MODERNIH RASHLADNIH MEDIJAUtjecaj na okoliš Ne smije uništavati ozon

Bez doprinosa efektu staklenika

Jednostavan za uklanjanje

Laka detekcija ispuštanja zbog kvara na postrojenju

Niska cijena Visoki omjer latentne topline isparavanja i cijene

Niska cijena po jedinici mase

Kompatibilnost sa sustavom Kemijska stabilnostNekorozivnost

Dobra termodinamička ifizikalna svojstva

Visoka latentna toplina isparavanja

Niska temperatura smrzavanjaVisoka krit ična temperatura (viša o t emperature okoliša)

Mala viskoznost

RASHLADNI MEDIJI ANORGANSKOG PORIJEKLA

Amonijak (R-717)- ima visoku latentnu toplinu isparavanja- ekonomski prihvatljiv, manje štetan za okoliš od ostalih plinova- toksičan za ljude- od anorganskih rashladnih medija danas jedini korišten

Voda (R-718)

Ugljikov dioksid (R-744)- prije najčešće korišten medij, danas zamijenjen freonima

- nova istraživanja su mu našla ulogu kao zapaljivogsekundarnog rashladnog medija

Zrak (R-729)

Sumporni dioksid (R-764 )- toksičan- šteti okolišu

RASHLADNI MEDIJI ORGANSKOG PORIJEKLA

Freoni - derivati metana i etana dobiveni zamjenom jednog ili više atomavodika sa atomom klora, broma ili fluora

CFC – chlorofluorocarbons – potpuno halogenirani derivati zasićenihugljikovodika, uglavnom metana i etana (R-11, R-12, R-502…)

- 2006. je stupila na snagu zabrana proizvodnje i korištenja zbogštetnog djelovanja na okoliš- zamjena sa R-134a (C

2H

2F4) R-123 (C

2F3Cl

2)

HCFC – hydrochlorofluorocarbons – djelomično halogenirani derivati

zasićenih ugljikovodika koji sadrže fluor i klor (R-22)- predvia se zabrana korištenja do 2015. godine- zamjena sa R-134a i R-152a (C

2H

4F2)

HFC – hydrofluorocarbons – djelomično halogenirani derivati zasićenihugljikovodika koji ne sadrže klor

Područ jeprimjene

Temperatura hlaenja [oC]+20 - 0 0 – (-15) (-15) – (- 5) < - 5

IndustrijaR717, (R22)

R227, R407C

R717, (R22)

R407B, R407C

Industrijska

klimatizacija,

dizalice topline

R404A, R407C

(R22), R717

R227, R124

Komercijalna

klimatizacija,

dizalice topline

R134a, (R22)

R404A, R407C

Ugostiteljstvo,

kućanstvo,

transport

R134a, R404A

(R22)

R404A, R134a

R407C, R407A

(R22)

Znanost R134a(R22), R717

R134aR717, R407A

R290, R170

Preporuka za odabir radnih tvari

ENERGETSKA BILANCAProcesi i energetska stanja koja sudjeluju u energetskoj bilanci:

• Unutrašnja energija (Ui)• Potencijalna energija (φ)

• Kinetička energija ( K)• Toplina(Q)• R ad (W)



Geometrija prostorije

Opterećenje skladišta

TOK ENERGIJE KROZ RASHLADNO SKLADIŠTE

predavanje - rashladni procesi i postrojenja

Documents