Изобретение относится к хладоносителям, применяемым в закрытых системах теплообменного оборудования различного назначения.
В настоящее время большое внимание уделяется разработке экологически чистой технической продукции. Особое значение это приобретает при использовании хладоносителей в производстве пищевой продукции.
Так, для охлаждения и глубокого замораживания пищевых продуктов, таких как мясо, рыба, молоко и молочные продукты, сыры, используют технические жидкости - хладоносители, представляющие собой водные растворы солей или некоторых органических веществ.
Основным недостатком водных растворов солей является высокая коррозионная активность, приводящая к быстрому износу аппаратурной части системы охлаждения. К сожалению, нетоксичных присадок-замедлителей коррозии к растворам хлоридов пока не создано. Хроматы и молибдаты, существенно снижающие коррозионную активность хлоридов, в пищевой промышленности не применимы, так как являются сильными ядами.
К недостаткам солевых растворов низких концентраций относится также возможность поселения в них и размножения микроорганизмов, в том числе болезнетворных. При применении солевых растворов высоких концентраций, которые являются антисептическими, появляется другой недостаток - высокая вязкость, требующая повышения энергетических затрат на создание циркуляции хладоносителя в системе охлаждения.
Такими же недостатками обладают водные растворы глицерина и пропиленгликоля: разбавленные растворы являются средами, в которых развиваются микроорганизмы, а концентрированные растворы имеют вязкость, превосходящую таковую у солевых растворов.
Для нужд пищевой промышленности необходим хладоноситель, обладающий свойствами, перечисленными ниже:
1. Растворимость в воде - способность образовывать растворы любых концентраций от весьма разбавленных со свойствами, подобными "ледяной воде", до высококонцентрированных с температурой замерзания минус 70°С и ниже для быстрого замораживания.
2. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность.
3. Низкая вязкость.
4. Отсутствие коррозионного воздействия на металлы и неметаллические материалы системы охлаждения.
5. Экологическая безопасность.
6. Низкая цена, оправдывающая экономическую целесообразность применения.
За прототип взят хладоноситель, содержащий, масс.%: этиловый спирт - 3,7; гидроксид калия - 20-22; уксуснокислый натрий - 20-22 и воду - остальное (SU 834087 А, 1981). К недостаткам прототипа относятся довольно высокая вязкость и коррозионная активность в отношении амфотерных металлов - алюминия, цинка, сплавов на их основе, а также латуни, которые интенсивно разрушаются в щелочных средах.
Техническим результатом данного изобретения является создание хладоносителя, отвечающего всем вышеперечисленным требованиям, предъявляемым к хладоносителям для охлаждения и замораживания пищевых продуктов, но лишенного недостатков прототипа.
Указанный технический результат достигается за счет того, что хладоноситель, содержащий этиловый спирт, воду, дополнительно содержит ингибитор коррозии при следующем соотношении ингредиентов, % масс.:
этиловый спирт 15,0-96,7
скипидар 0,01-0,10
ингибитор коррозии 0,038-0,390
вода остальное
В качестве ингибитора коррозии применяют триэтаноламин и фосфорную кислоту в соотношении 5:1.
Данный ингибитор коррозии обеспечивает защиту стали - 20, нержавеющей стали, меди, латуни, алюминия и других металлов от коррозии во всем интервале рабочих концентраций хладоносителя: коррозионные потери на один-два порядка меньше допустимой ГОСТ 28084-89 величины - 0,1 г/(м2*сут).
Предлагаемый ингибитор экологически безвреден.
Триэтаноламин и фосфорная кислота образуют буферный раствор с обеспечением в заданном соотношении (5:1) рН среды, равной 8-9. Именно при этих условиях данный ингибитор коррозии обеспечивает защиту металлов от коррозии.
Каждый компонент ингибитора коррозии в отдельности не обеспечивает противодействие металлов коррозии: триэтаноламин не защищает от коррозии алюминий, цинк; фосфорная кислота вызывает коррозию практически всех металлов, кроме черных.
Количественное соотношение компонентов хладоносителя выбрано из требований, предъявляемых к хладоносителям (см. выше), а также к денатурированным спиртам: создание легко распознаваемого денатурирующего эффекта и предотвращение использования его не по целевому назначению.
Денатурирующая добавка - скипидар.
В зависимости от соотношения спирта и воды разработанный хладоноситель применим в диапазоне температур от 0°С до минус 100°С.
Хладоноситель имеет в зависимости от концентрации температуру замерзания от 0 до минус 100°С, низкую вязкость (от 20 до 80 сП).
Плотность хладоносителя во всем диапазоне рабочих температур меньше единицы.
Удельная теплоемкость хладоносителя в рабочем интервале температур и концентраций равна 2,5-3,9 кДж/(кг*град), то есть, находится в интервале значений для воды и спирта. Теплопроводность хладоносителя равна 0,22-0,46 Вт/(м*град) (таблица 1).
При температурах эксплуатации от плюс 10°С и ниже хладоноситель любых концентраций не горюч.
Удельная теплоемкость и теплопроводность спиртоводных растворов в исследуемых интервалах температур и концентраций изменяются незначительно.
Основным компонентом хладоносителя является этиловый спирт, который вырабатывается в России в достаточном количестве как из пищевого, так и не пищевого растительного сырья, а также гидратацией этилена. Технический этиловый спирт является сравнительно дешевым продуктом.
Хладоноситель получают смешением ингредиентов при комнатной температуре.
Примеры компоновки хладоносителя приведены в таблице 2.
Таким образом, разработанный хладоноситель отвечает всем необходимым требованиям: имеет низкую температуру замерзания, малые вязкость и плотность, высокие теплопроводность и теплоемкость, безопасен и безвреден, не оказывает коррозионного воздействия на металлы, не является дефицитным и дорогим.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ХЛАДОНОСИТЕЛЬ | 2002 |
|
RU2215768C1 |
ХЛАДОНОСИТЕЛЬ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ | 2004 |
|
RU2260613C1 |
ХЛАДОНОСИТЕЛЬ | 2011 |
|
RU2489467C2 |
МОРОЗОСТОЙКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РЖАВЧИНЫ | 2004 |
|
RU2263159C1 |
Хладоноситель | 2017 |
|
RU2682829C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ТЕПЛОХЛАДОНОСИТЕЛЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ | 2016 |
|
RU2741298C2 |
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2014 |
|
RU2564998C1 |
ОМЫВАЮЩАЯ НЕЗАМЕРЗАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ | 2012 |
|
RU2505594C1 |
СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬНАЯ НИЗКОЗАМЕРЗАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ | 2014 |
|
RU2558765C1 |
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КОМБИНАЦИИ КАРБОКСИЛАТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ ДЕПРЕССОРОВ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМЕРЗАНИЯ И ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ В ЖИДКИХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯХ | 2000 |
|
RU2240338C2 |
Изобретение относится к хладоносителям, применяемым в закрытых системах теплообменного оборудования различного назначения. Хладоноситель имеет следующий компонентный состав, % масс.: 15,0-96,7 этилового спирта, 0,01-0,10 скипидара, 0,038-0,390 ингибитора коррозии, остальное - вода. В качестве ингибитора коррозии он содержит триэтаноламин и фосфорную кислоту в соотношении 5:1. Хладоноситель применим в диапазоне температур от 0 до минус 100°С, имеет малую вязкость; теплофизические характеристики, близкие к воде; экологически безопасен, не горюч при температурах от плюс 10°С и ниже. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Этиловый спирт 15,0-96,7
Скипидар 0,01-0,10
Ингибитор коррозии 0,038-0,390
Вода Остальное
Негорючий хладоноситель | 1979 |
|
SU834087A1 |
КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ФТОРИОДОУГЛЕРОД (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ХЛАДАГЕНТА, СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ РАСТВОРИТЕЛЯ, СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ АГЕНТА ДЛЯ РАЗДУВКИ ПЕНЫ, СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОПЕЛЛЕНТА И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ОГНЕТУШИТЕЛЬНОГО АГЕНТА | 1994 |
|
RU2140955C1 |
US 4192760 C, 11.03.1980. |
Авторы
Даты
2005-04-20—Публикация
2003-06-03—Подача