Технология перекачивания льда - Pumpable ice technology

Подача насосом льда ( ПИ ) технология представляет собой технологию для производства и использования жидкостей или вторичных хладагентов, называемых также охлаждающие жидкости , с вязкостью воды или желе и охлаждающей способности льда . Перекачиваемый лед обычно представляет собой суспензию кристаллов или частиц льда размером от 5 микрометров до 1 см в диаметре, которые транспортируются в рассоле , морской воде , пищевой жидкости или пузырьках воздуха , озона или углекислого газа .

Перекачиваемый лед, пропускаемый через пластиковые трубки

Терминология

Помимо общих терминов, таких как перекачиваемый, желе или жидкий лед , существует множество торговых марок для таких охлаждающих жидкостей, таких как «Deepchill», «Beluga», «optim», «поток», «жидкость», «желе», «бинарный». , «Жидкий», «максим», «взбитый» и «пузырьковый» лед. Эти товарные знаки авторизованы компаниями по производству промышленных льдогенераторов в Австралии, Канаде, Китае, Германии, Исландии, Израиле, России, Испании, Великобритании и США.

Технологический процесс

Есть два относительно простых метода производства льда, который можно перекачивать. Первый заключается в производстве обычно используемых форм твердого кристаллического льда, например пластинчатого, трубчатого, скорлупового или чешуйчатого льда, путем его измельчения и смешивания с водой. Эта смесь льда с различной концентрацией и размером частиц (кристаллы льда могут иметь длину от 200 мкм до 10 мм) перекачивается насосами из резервуара для хранения к потребителю. В этом справочнике описаны конструкции, технические характеристики и применение современных традиционных льдогенераторов :

Идея второго метода заключается в том, чтобы создать процесс кристаллизации внутри объема охлаждаемой жидкости. Эта кристаллизация внутри может быть осуществлена с использованием вакуумных технологий или технологий охлаждения. В вакуумной технологии очень низкое давление заставляет небольшую часть воды испаряться, а оставшаяся вода замерзает, образуя смесь воды и льда. В зависимости от концентрации добавки конечная температура перекачиваемого льда составляет от нуля до –4 ° C. Большой объем пара и рабочее давление около 6 мбар (600 Па ) требуют использования компрессора водяного пара с большим рабочим объемом . Эта технология экономически целесообразна и может быть рекомендована для систем с холодопроизводительностью 1 МВт (300 тонн холода ; 3,5 миллиона БТЕ / ч ) или больше.

Кристаллизацию путем охлаждения можно проводить с использованием прямых или непрямых систем.

Технология прямого перекачивания льда

Хладагент впрыскивается непосредственно внутри жидкости

Преимущество этого метода - отсутствие какого-либо промежуточного устройства между хладагентом и жидкостью. Однако отсутствие потерь тепла между хладагентом и жидкостью в процессе теплового взаимодействия ( теплопередачи ) может вызвать проблемы. Необходимые меры безопасности , необходимость дополнительной стадии отделения хладагента и трудности с получением кристаллов являются дополнительными недостатками этого метода.

Технология косвенного перекачивания льда

Перекачиваемый лед высокой концентрации

В косвенных методах испаритель ( теплообменник- кристаллизатор) собирается горизонтально или вертикально. Он имеет кожухотрубную трубку, собранную с одной до ста внутренних трубок и содержащую хладагент, который испаряется между кожухом и внутренней трубкой. Жидкость течет по трубке небольшого диаметра. В объеме внутри испарителя, охлаждение , супер охлаждение и замораживание жидкости имеют место за счет теплообмена с кристаллизатора охлаждением стенки.

Идея состоит в том, чтобы использовать хорошо отполированную поверхность испарителя ( динамический скребковый теплообменник ) и соответствующие механизмы для предотвращения прилипания трубок к ледяным зародышам, а также для предотвращения роста и утолщения льда на внутренней охлаждающей поверхности. В качестве механизма для снятия обычно используется хлыст, винт или вал с металлическими или пластиковыми грязесъемниками.

Технологии косвенного перекачивания льда производят перекачиваемый лед, состоящий из кристаллов размером от 5 до 50 микрометров, и имеют ряд преимуществ: они могут производить 1000 кг кристаллического льда при низких затратах энергии от 60 до 75 кВтч вместо 90-130 кВтч, необходимых для производства обычного льда. водяной лед (пластинчатый, чешуйчатый, ракушечный). Ожидается, что дальнейшие усовершенствования приведут к удельным расходам энергии на производство льда от 40 до 55 кВтч на 1000 кг чистого льда и к высокой удельной емкости льда на единицу площади охлаждающей поверхности испарителя (до 450 кг / (м ² · м ² ·)). час)).

Промышленные испарители двухтрубного типа, используемые в пищевой и рыбной промышленности, имеют внутренний диаметр внутренней трубы и длину в диапазоне от 50–125 мм до 60–300 см. Для депарафинизации смазочного масла широко используются испарители следующих размеров: внутренний диаметр внутренней трубки 150–300 мм; длина 600–1200 см.

Иногда к жидкости, протекающей через испаритель, можно добавить газ. Он разрушает жидкий ламинарный слой на охлаждаемой поверхности теплообменника-кристаллизатора, увеличивает турбулентность потока и снижает среднюю вязкость перекачиваемого льда.

В процессе используются различные жидкости, такие как морская вода, сок, рассолы или гликолевые растворы добавок с концентрацией более 3-5% и температурой замерзания менее -2 ° C.

Обычно оборудование для производства, накопления и подачи перекачиваемого льда включает в себя льдогенератор , резервуар для хранения , теплообменник , трубопроводы, насосы, а также электрические и электронные приборы и устройства.

Перекачиваемый лед с максимальной концентрацией льда 40% можно перекачивать прямо из льдогенератора к потребителю. Конечная возможная концентрация льда перекачиваемого льда в резервуаре для хранения составляет 50%. Максимальное значение энергии охлаждения перекачиваемого льда, накопленного в резервуаре-хранилище в гомогенной фазе, составляет около 700 кВтч, что соответствует объему резервуара-хранилища 10–15 м ³ . С высоким усилием сдвига смеситель используется для предотвращения отделения льда от охлажденной жидкости и сохраняет концентрацию льда без изменений с течением времени и не зависят от высоты резервуара. Перекачиваемый лед транспортируется из резервуара для хранения к месту потребления, которое может находиться на расстоянии сотен метров. Практическое соотношение между необходимой электрической мощностью двигателя погружной электромешалки (кВт) и «замешиваемым» перекачиваемым объемом льда (м ³ ) составляет 1: 1.

В резервуарах объемом более 15 м ³ перекачиваемый лед не смешивается, и холодная энергия хранимого льда используется только для теплопередачи жидкости, которая циркулирует между резервуаром-хранилищем и потребителями холода. К недостаткам существующих резервуаров для хранения льда можно отнести следующее:

Хаотичный неконтролируемый подъем ледяных гряд, возникающих из-за неравномерного разбрызгивания теплой жидкости. Эта жидкость подается в резервуар для хранения из теплообменника для дальнейшего охлаждения путем прямого контакта с поверхностью льда. Раствор распыляется в пространстве неравномерно. Более того, скорость предложения не постоянна. Поэтому лед тает неравномерно. Таким образом, ледяные шипы поднимаются над поверхностью льда, что приводит к разрушению распылительных устройств. В этом случае необходимо снизить уровень раствора в накопительной емкости, чтобы избежать поломки распылительных устройств.

Лед, скопившийся в резервуаре, превращается в большой кусок. Теплая жидкость, которая поступает из системы кондиционирования воздуха, может образовывать каналы, по которым жидкость может возвращаться в систему без охлаждения. В результате накопившийся лед утилизируется не полностью.

Неэффективное использование объема накопительной емкости приводит к снижению достижимого максимума сплоченности льда и невозможности заполнения всего рабочего объема накопительной емкости.

Исследования и разработки по преодолению этих недостатков продолжаются и, как ожидается, приведут к массовому производству дешевых, надежных и эффективных накопительных резервуаров. Эти резервуары должны обеспечивать более высокую концентрацию льда и позволять в полной мере использовать накопленный холодный потенциал.

Приложения

Многие производители льда, исследовательские центры, изобретатели работают над технологиями перекачивания льда. Благодаря высокой энергоэффективности, уменьшенному размеру и малой заправке хладагента эта технология имеет множество применений.

Выбор

Существуют различные конструкции льдогенераторов с насосом и множество специальных областей применения. Выбор облегчают компьютерные программы, разработанные производителями.

Заказчик, который намеревается использовать технологию перекачивания льда, должен знать:

Требуемая максимальная / минимальная холодопроизводительность (TR)
Профиль энергопотребления (TR • ч) установки за 24 часа, одну неделю, один сезон и один год
Температурные диапазоны охлаждаемых продуктов (вода, сок, жидкость, еда и рыба)
Температурный режим климата по месту нахождения заказчика
Конструктивные ограничения по размещению оборудования
Характеристики системы электроснабжения
Намерения и планы дальнейшего расширения

При проектировании резервуаров необходимо учитывать несколько особенностей:

Цель использования системы PIT: Применение перекачиваемого льда для прямого контакта с охлажденным продуктом требует установки резервуаров для хранения с миксером. Чтобы преодолеть склонность льда к замерзанию в виде айсберга и перекачивать лед по трубам на расстояние от 100 м до 200 м, необходимо использовать непрерывное перемешивание. Для применения перекачиваемого льда в системах хранения тепловой энергии перемешивание не требуется.
Доступное пространство: для определения типа конструкции (вертикальное или горизонтальное) и количества резервуаров для хранения необходимо учитывать размеры площадки и допустимую высоту.
Требуемая суточная и еженедельная запасенная энергия: Стоимость резервуаров для хранения является значительным фактором в общей стоимости насосной системы льда. Обычно резервуары для хранения конструируются с запасом энергии на 10–20% выше, чем требуется для производства. Кроме того, следует помнить, что 100% сплоченность льда в резервуаре невозможна.

Толщина стенки испарителей обычно определяется для обеспечения:

Высокий устойчивый поток тепла во время процесса
Прочность на растяжение внутренней трубы, достаточная для выдерживания внешнего давления
Прочность на растяжение внешней трубы, достаточная для выдерживания внутреннего давления
Достаточно места для коррозии
Наличие запчастей

Испарители обычно дешевле, если у них меньший диаметр корпуса и большая длина трубы. Таким образом, испаритель льдогенераторов с перекачиваемыми насосами обычно имеет физически возможную длину и не превышает производственных возможностей. Однако существует множество ограничений, включая доступное пространство на объекте заказчика, где будет использоваться насосный льдогенератор.

Техобслуживание и сервис

Ледогенератор с насосом требует профилактического обслуживания и очистки. Условия эксплуатации конкретного оборудования определяют межсервисные интервалы и виды обслуживания.

Правильное обслуживание охлаждения льдогенератора с насосом продлит его срок службы, а текущее обслуживание может снизить вероятность аварийного обслуживания, вызванного отказом основных компонентов, таких как холодильный компрессор или двигатель вентилятора воздушного конденсатора, из-за грязного змеевика. и утечка хладагента.

Возможные проблемы, вызванные неправильным обслуживанием льдогенератора с воздушным охлаждением, следующие:

Выход из строя двигателей вентиляторов из-за грязных змеевиков, ограничивающих поток воздуха.
Отказ термостата, вызванный высоким потреблением тока из-за грязных катушек конденсатора
Отказ холодильного компрессора из-за грязного змеевика конденсатора и чрезмерного давления на головке
Ограничение капиллярной трубки (дозирующего устройства), вызванное перегревом и загрязнением хладагента.
Горение и отказ проводки из-за чрезмерной силы тока, вызванной высоким давлением на головке и загрязненными змеевиками конденсатора
Повышенное потребление электроэнергии из-за увеличения времени работы из-за загрязнения змеевиков конденсатора
Загрязнение и засор линии конденсатной воды.

В перекачиваемом льдогенераторе обработка жидкости используется для удаления частиц размером до 1 мкм и сведения к минимуму загрязнения теплопередающей поверхности испарителей. Пластинчатые теплообменники тоже нужно периодически разбирать и чистить. Правильная обработка жидкости до того, как она попадет в перекачиваемый льдогенератор или пластинчатый теплообменник , поможет ограничить накопление накипи, тем самым сократив время очистки и затраты на профилактическое обслуживание. Неправильный выбор размера системы жидкостного фильтра приводит к дорогостоящей ранней замене и снижению производительности.

Очистки сточных вод

Технологии перекачивания льда могут быть рекомендованы для очистки (осветления) отложений в сточных водах. В этом случае используется метод, включающий замораживание и дальнейшее плавление с последующим разделением жидкой и твердой фаз. Этот метод приводит к изменению физико-химической структуры отложений и реализуется за счет перераспределения любой формы связи влаги с твердыми частицами отложений. Не требует химического реагента. Замерзание осадка способствует увеличению количества свободной воды в осадке и повышает эффективность его осаждения. Большая часть влаги может диффундировать при любых условиях. Следовательно, если скорость роста кристалла не превышает 0,02 м / ч, есть время для миграции влаги из коллоидных ячеек на поверхность кристалла, где она замораживается. После оттаивания осветленную воду можно использовать в промышленности и сельском хозяйстве. Концентрированные отложения поступают на пресс-фильтры для дальнейшего снижения их влажности.

Опреснение морской воды

Существующие коммерческие методы опреснения включают многоступенчатое мгновенное испарение , парокомпрессию, многоэтапное испарение, обратный осмос и электродиализ . Теоретически заморозка имеет ряд преимуществ перед вышеупомянутыми методами. Они включают более низкую теоретическую потребность в энергии, минимальный потенциал коррозии и небольшое образование накипи или осаждения . Недостаток заключается в том, что замораживание связано с механически сложным обращением со смесями льда и воды, как с точки зрения перемещения, так и с точки зрения обработки. Небольшое количество опреснительных станций было построено за последние 50 лет, но этот процесс не имел коммерческого успеха в производстве пресной воды для муниципальных нужд. Льдогенераторы с перекачиваемым льдом предлагают доступную альтернативу из-за высокоэффективного процесса кристаллизации. Текущие модели, однако, не имеют необходимой мощности для промышленных опреснительных установок, но меньших моделей достаточно для небольших опреснительных нужд.

Процессы концентрирования пищевой жидкости и сока

В настоящее время технологии обратного осмоса и вакуумного выпаривания используются для концентрирования соков и других пищевых жидкостей. На коммерческих предприятиях сок обычно концентрируется путем выпаривания. С 1962 года широко используется термически ускоренный кратковременный испаритель (TASTE). Испарители TASTE эффективны, гигиеничны, легко чистятся, обладают большой производительностью, просты в эксплуатации и имеют относительно низкую стоимость. С другой стороны, существует некоторое тепловое повреждение продукта, вызванное высокотемпературной паровой обработкой. Эта обработка приводит к ухудшению качества продукта и потере аромата. Из-за низкого значения коэффициента пленки между паром и обработанным соком теплопередача между ними очень неэффективна. Это приводит к громоздкому строительству ВКУСНЫХ заводов. Альтернативой является концентрирование сока и пищевой жидкости путем охлаждения и замораживания. В этом случае кристаллы чистой воды удаляются из сока , вина или пива путем кристаллизации. Аромат , цвет и вкус остаются в концентрированной среде. Качество замороженных продуктов не может быть достигнуто никакими другими технологиями. Основными преимуществами по сравнению с другими методами заморозки являются низкие затраты энергии и возможность настройки скорости фазового перехода от жидкого льда к твердому, что, в свою очередь, увеличивает производство кристаллов чистого водяного льда и упрощает отделение концентрированного сока или пищи. жидкие и ледяные кристаллы.

Производство замороженных пищевых жидкостей

В 1990-х годах большой популярностью стали пользоваться замороженные газированные напитки и замороженные негазированные напитки.

Производство (технологическое и холодильное оборудование) почти всех замороженных газированных напитков и замороженных негазированных напитков организовано как производство перекачиваемого льда.

Замороженные газированные напитки

Замороженный кокс

Аппарат для замороженных газированных напитков был изобретен в конце 1950-х Омаром Кнедликом .

Для производства замороженных газированных напитков используется смесь ароматизированного сиропа, углекислого газа (CO2) и фильтрованной воды. Обычно начальная температура смеси составляет 12–18 ° C. Газированная смесь подается в испаритель аппарата, затем замерзает на внутренней поверхности цилиндрического испарителя и соскребается лопастями - смесителями, вращающимися со скоростью от 60 до 200 об / мин. Во внутреннем объеме кристаллизатора поддерживается небольшое положительное давление (до 3 бар) для улучшения растворения газа в жидкости. В современных устройствах для замороженных газированных напитков используется обычный холодильный контур с капиллярной трубкой или термостатическим расширительным клапаном и, как правило, с воздушным конденсатором . Хладагент подается либо непосредственно в полость двустенного испарителя, либо в спиральный испаритель, намотанный на внешней поверхности кристаллизатора. Стенка испарителя изготовлена из нержавеющей стали марки SS316L, одобренной для контакта с пищевыми продуктами в соответствии с требованиями Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США . Температура испарителя от −32 до −20 ° C. Производители не раскрывают часовую производительность машин для замороженных газированных напитков, но затраты энергии на производство 10,0 кг замороженных газированных напитков могут составлять 1,5–2,0 кВтч.

После перемешивания и замораживания в кристаллизаторе-миксере замороженный газированный напиток через форсунку выливается в чашки. Конечный продукт представляет собой густую смесь взвешенных кристаллов льда с относительно небольшим количеством жидкости. Качество замороженного газированного напитка зависит от многих факторов, включая концентрацию, размер и структуру кристаллов льда. Концентрация водно-ледяной смеси определяется точно в соответствии с фазовой диаграммой раствора и может достигать 50%. Максимальный размер кристалла составляет от 0,5 мм до 1,0 мм. Начальная температура кристаллизации смеси зависит от начальной концентрации ингредиентов в воде и составляет от -2,0 ° C до -0,5 ° C. Конечная температура продукта варьируется от –6,0 ° C до –2,0 ° C, в зависимости от производителя.

Интерес к замороженным газированным напиткам был отмечен в Индии. Правительство Индии запрещает добавление льда, полученного из муниципальной воды, в напитки из-за вероятности бактериологического заражения. Использование газированного напитка в виде замороженной колы предложило метод создания охлажденного льдом напитка в Индии.

Замороженные негазированные напитки

Замороженный апельсиновый сок

Изначально замороженные газированные напитки производились с использованием фруктовых, овощных соков или напитков на основе кофе, чая или йогурта. Ведутся исследования по производству замороженного вина и пива.

Машины для замороженных негазированных напитков отличаются от машин для замороженных газированных напитков тем, что они не требуют наличия небольшого положительного давления в рабочем объеме испарителя, источника углекислого газа или специально обученного персонала. В остальном конструкция современных автоматов для замороженных негазированных напитков аналогична конструкции замороженных газированных напитков. Замороженные негазированные напитки часто имеют более низкую концентрацию льда и более жидкую воду, чем замороженные газированные напитки. Машины для замороженных негазированных напитков менее сложны и дешевле, чем устройства для замороженных газированных напитков, что делает их более распространенными.

Мороженое

Рынок производства мороженого неуклонно рос на протяжении 1990-х годов, и его стоимость составляет миллиарды долларов США.

Восемь основных мировых рынков мороженого - это США, Китай, Япония, Германия, Италия, Россия, Франция и Великобритания. Ключевыми конкурентами в отрасли являются Unilever и Nestle , которые вместе контролируют более трети рынка. В пятерку стран-потребителей мороженого входят США, Новая Зеландия, Дания, Австралия и Бельгия.

Современный дизайн промышленных фризеров для мороженого обеспечивает высокий уровень взаимодействия между машиной и оператором и высочайшее качество производимого мороженого. Производственный процесс производства мороженого включает пастеризацию, гомогенизацию и созревание смеси для мороженого. Приготовленная смесь поступает в промышленный двухтрубный скребковый кристаллизатор - теплообменник, в котором осуществляются процессы предварительного замораживания и сбивания мороженого. Жидкий хладагент испаряется и постоянно циркулирует в рубашке сосуда. Обычно начальная температура смеси для мороженого составляет 12–18 ° C. После включения морозильной камеры температура кипения хладагента снижается до диапазона от -25 до -32 ° C. Конечная температура обработанной смеси в морозильной камере со скребковой поверхностью составляет около –5 ° C, при концентрации льда около 30–50%, в зависимости от формулы. В процессе замораживания на внутренней холодной поверхности стенки кристаллизатора образуются кристаллы льда. Они удаляются лопастями, смешиваются с массой и продолжают снижать ее температуру и улучшать теплопередачу внутри продукта.

Есть также вращающиеся лопаточки, которые помогают взбивать смесь и вводить в нее воздух. Затем замороженный продукт поступает к дистрибьютору.

Качество мороженого и его гладкая текстура зависят от структуры кристаллов льда и их размеров, а также от вязкости мороженого. Вода замерзает из жидкости в чистом виде, как лед. Концентрация оставшейся жидкой сахарной смеси увеличивается из-за удаления воды, следовательно, температура замерзания еще больше понижается. Таким образом, структуру мороженого можно описать как частично замороженную пену с кристаллами льда и пузырьками воздуха, занимающими большую часть пространства. Крошечные жировые шарики флокулируются и окружают пузырьки воздуха в виде дисперсной фазы. Белки и эмульгаторы, в свою очередь, окружают жировые шарики. Непрерывная фаза состоит из концентрированной незамороженной жидкости из сахаров.

Конечный средний диаметр кристаллов льда зависит от скорости замораживания. Чем быстрее это происходит, тем больше происходит зародышеобразование и тем больше количество мелких кристаллов льда. Обычно после охлаждающей обработки размеры кристаллов льда в морозильной камере составляют около 35–80 мкм.

Рыболовство и пищевая промышленность

Ванна наполнена льдом из морской воды, который можно перекачивать.

Рыба, охлажденная перекачиваемым льдом

Оборудование, основанное на технологии перекачивания льда, может использоваться в процессах охлаждения в рыбной и пищевой промышленности. По сравнению с пресным твердым льдом, основными преимуществами являются: однородность , более высокая скорость охлаждения кормов и рыбы. Прокачиваемый лед течет, как вода, и исключает обмерзание и физическое повреждение охлаждаемого объекта; он повышает качество пищевых продуктов, обеспечивая более длительный срок хранения . Технология перекачивания льда соответствует нормам безопасности пищевых продуктов и общественного здравоохранения ( HACCP и ISO ). Перекачиваемый лед имеет более низкий удельный расход энергии по сравнению с существующими технологиями, использующими обычный твердый пресноводный лед.

Супермаркеты

Системы охлаждения, использующие технологию перекачиваемого льда, привлекательны для воздушного охлаждения прилавков (витрин) супермаркетов. Для этого случая перекачиваемый лед циркулирует по уже имеющимся трубопроводам в качестве хладагента, заменяя экологически вредные хладагенты, такие как R-22 ( фреон ) и другие гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Причины использования перекачиваемого льда для этого приложения следующие:

Накачиваемая скорость теплопередачи льда позволяет получить компактное оборудование. Оборудование меньше, чем у других поставщиков холодильного оборудования такой же мощности. Занимает меньшую площадь пола, имеет меньшие объем и вес;
Прокачиваемая структура льда приводит к существенно лучшим параметрам охлаждающей жидкости. Можно рассчитать большую производительность, будь то на один проход раствора через испаритель, на единицу площади пола, занимаемую оборудованием, или на единицу веса оборудования;
Благодаря технологии перекачиваемого льда легко поддерживать постоянную температуру внутри витрин или шкафов супермаркетов;
Технология перекачивания льда делает систему охлаждения более гибкой, поэтому шкафы для пищевых продуктов можно легко переставлять в соответствии с повышенными или пониженными требованиями;
Для выставочных витрин, основанных на технологии накачивания льда, требуется меньше охлаждающих трубопроводов, меньше трудозатрат на установку и меньшие затраты на поиск утечек по сравнению с системами прямого расширения и циркуляционными насосами хладагента ;
Благодаря высокой эффективности технологии перекачивания льда, процесс теплопередачи происходит при очень низкой заправке хладагента в охлаждающем оборудовании;
В отличие от систем прямого расширения, витрины и витрины, основанные на технологии перекачивания льда, не выделяют тепла, поскольку нет необходимости в воздушных конденсаторах под шкафами. Поэтому воздух вокруг шкафов не нагревается;
Благодаря технологии перекачивания льда для размораживания витрин и шкафов в супермаркетах требуется меньше энергии .

Производство ледяного вина

Широкие перспективы использования перекачиваемого льда открываются для производства особых вин, напоминающих «айсвайн» (нем. Eiswein ). По сравнению с существующей технологией производства ледяного вина, технология перекачивания льда не требует ожидания нескольких месяцев для замораживания винограда . Свежевыжатый виноград собирается в специальный контейнер, подключенный к льдогенератору. Через эту машину перекачивается сок, из которого получается смесь льда (в виде крошечных чистых кристаллов льда) и несколько концентрированного сока. Жидкий лед возвращается в накопительную емкость, в которой происходит естественное (согласно закону Архимеда ) разделение льда и сока. Цикл повторяется много раз, пока концентрация сахара не достигнет 50–52 ° Брикса . Затем происходит процесс брожения , в результате чего получается этот алкогольный напиток.

Системы хранения тепловой энергии

Ледогенератор с насосом и резервуар для хранения установлены в подвале супермаркета Cyprus Olimpic.

Система хранения тепловой энергии на основе перекачиваемого льда (TESS) может использоваться в централизованных системах кондиционирования воздуха с водяным охлаждением, чтобы исключить пиковые нагрузки в критические моменты. Это снижает эксплуатационные расходы зданий, потребность в новых электростанциях и современных линиях электропередачи, потребление энергии электростанциями и загрязнение окружающей среды , а также выбросы парниковых газов . Идея состоит в том, чтобы производить и накапливать перекачиваемый лед во внепиковые часы электроэнергии с самым низким тарифом на кВтч. Накопленный перекачиваемый лед используется в часы со средним или высоким тарифом для охлаждения оборудования или воздуха, подаваемого в здания. Рентабельность инвестиций (ROI) занимает 2-4 лет. По сравнению со статическими и динамическими системами хранения льда, общий коэффициент теплопередачи (OHTC) при производстве перекачиваемого льда более чем в десятки или сотни раз выше (более эффективен), чем тот же коэффициент для вышеупомянутых типов TESS. Это объясняется наличием множества различных видов термических сопротивлений между кипящим хладагентом в испарителе и водой / льдом в резервуарах для хранения статических и динамических систем хранения льда. Высокий показатель OHTC на основе технологии перекачиваемого льда TESS означает уменьшение объема компонентов, увеличение максимально достижимой концентрации льда в объеме резервуара для хранения и, в конечном итоге, снижение стоимости оборудования. ТЭСС, основанные на технологии перекачивания льда, были установлены в Японии, Корее, США, Великобритании и Саудовской Аравии.

Медицина

Процесс защитного охлаждения, основанный на применении разработанной специальной ледяной суспензии, был разработан для медицинских приложений. В этом случае перекачиваемый лед можно вводить внутриартериально, внутривенно, вдоль наружных поверхностей органов с помощью лапароскопии или даже через эндотрахеальную трубку. Подтверждается, что перекачиваемый лед может выборочно охлаждать органы, чтобы предотвратить или ограничить ишемическое повреждение после инсульта или сердечного приступа. Проведены медицинские тесты на животных, моделирующих условия, требующие проведения лапароскопических вмешательств на почках в больнице. Результаты французских и американских исследований еще не одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США . Преимущества технологии перекачивания льда в медицине:

Перекачиваемый лед можно легко перекачивать через узкие катетеры, обеспечивая высокую охлаждающую способность и быстрое и целенаправленное охлаждение органов ;
Перекачиваемый лед может обеспечить защитное охлаждение и регулирование температуры органов-мишеней во время операции;
Перекачиваемый лед помогает пострадавшим в таких неотложных медицинских ситуациях, как остановка сердца и инсульт.

Лыжные курорты

Горнолыжные курорты очень заинтересованы в производстве снега даже при температуре окружающей среды до 20 ° C. Размеры и энергозатраты известного оборудования для производства снега зависят от условий влажности и ветра. Это оборудование для оснежения основано на замораживании капель воды, которые разбрызгиваются в воздух до того, как достигают поверхности земли, и требует температуры окружающей среды ниже -4 ° C.

Накачиваемый лед, производимый с помощью технологии вакуумного льдогенератора (VIM), позволяет профессиональным лыжникам увеличивать продолжительность тренировок до и после зимнего сезона (до поздней осени и ранней весны). Процесс перекачивания льда организован следующим образом. Внутри VIM солевой раствор подвергается очень низкому давлению. Небольшая его часть испаряется в виде воды за счет сил вакуума, а оставшаяся жидкость замерзает, образуя смесь. Водяной пар постоянно удаляется из ВИМ, сжимается и подается в конденсатор благодаря особой конструкции центробежного компрессора. Стандартное Охладитель воды расход воды для охлаждения при температуре 5 ° C для того , чтобы конденсировать водяной пар. Смесь жидкого льда откачивается из объема замораживания в концентратор льда, в котором кристаллы льда отделяются от жидкости. Лед высокой концентрации извлекается из концентратора. VIM установлены на горнолыжных курортах Австрии и Швейцарии .

Languages

In other projects