predavanje - rashladni procesi i postrojenja
TRANSCRIPT
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
5/8/2018 Predavanje - Rashladni Procesi i Postrojenja - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/predavanje-rashladni-procesi-i-postrojenja 2/4
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
5/8/2018 Predavanje - Rashladni Procesi i Postrojenja - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/predavanje-rashladni-procesi-i-postrojenja 3/4
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)
5/8/2018 Predavanje - Rashladni Procesi i Postrojenja - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/predavanje-rashladni-procesi-i-postrojenja 4/4
Geometrija prostorije
Opterećenje skladišta
TOK ENERGIJE KROZ RASHLADNO SKLADIŠTE