Испарение и охлаждение

Испарение- процесс превращения жидкости в пар путем подвода к ней теплоты. Наиболее эффективно испарение жидкостей происходит при кипении. Испарение в пищевой технологии используется для охлаждения и опреснения воды, концентрирования растворов, например сахарных, и для разделения жидких смесей. Испарение происходит в испарителях.

Аппараты, применяемые для опреснения воды, называются опресните­лями, для повышения концентрации растворов - выпарными аппаратами.

Расход теплоты на испарение (кДж) Q=Wr,

 

где W - количество испаренной жидкости, кг;

г - теплота парообразования,

Например, для испарения 1 кг воды при атмосферном давлении сле­дует затратить 2264 кДж

Охлаждение - процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты.

Для охлаждения газов, паров и жидкостей до 25...30 °С в пищевой технологии используют воду и воздух. Для охлаждения продуктов до низких температур используют низкотемпературные хладагенты - холо­дильные рассолы, фреоны, аммиак, диоксид серы, жидкий азот и др.

В этом разделе рассмотрим охлаждение до обыкновенных температур.

Охлаждение водойосуществляется в теплообменниках, в которых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются теплотой при смешивании. Например, газы охлаждают разбрызгиванием в них воды.

Для охлаждения применяется обычная вода температурой 15...25 °С либо артезианская температурой 8... 12 °С. С целью экономии свежей воды часто для охлаждения используют оборотную воду, охлажденную за счет ее испарения в градирнях. Оборотная вода имеет температуру, достигающую летом 30 °С

Расход воды на охлаждение W (кг/ч) определяется из теплового ба­ланса:

Gct_H + WcJ_m = Gct_K + Wcj_m + Q», откуда W=Gc(t_H-t_K)-Q„ /c/t.-tj, где G - количество охлаждаемого теплоносителя, кг/ч;

с, с„ - теплоемкости соответственно теплоносителя иводы, кДж/(кг-град); t„ at_K- соответственно начальная и конечная температуры теплоно­сителя, °С; ^свн ^{и 1}вк~ соответственно начальная и конечная температуры охлаж­дающей воды, °С; Q„ -потери теплоты в окружающую среду, кДж/ч.

Охлаждение льдом применяется для охлаждения ряда продуктов, например, мороженого, до температуры, близкой к нулю. Лед, отдавая теплоту, нагревается до 0 °С и плавится, отнимая теплоту от охлаждае­мого продукта. Для определения продолжительности охлаждения ис­пользуются экспериментальные данные.

Охлаждение воздухом проводится естественным и искусственным способами. При естественном охлаждении горячий продукт охлажда­ется за счет потерь теплоты в окружающее пространство. Наиболее эффективно естественное охлаждение в зимнее время при низкой тем­пературе воздуха.

Искусственное охлаждение воздухом применяется для охлаждения воды в градирнях, в которых охлаждаемая вода стекает сверху вниз на­встречу подаваемому снизу воздуху. При этом охлаждение происходит не только за счет теплообмена, но и в значительной степени за счет ис­парения части жидкости.