Pumped ice teknologi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 1. januar 2014; checks kræver 63 redigeringer .

Pumpable ice technology ( PL ) er en  teknologi til fremstilling og brug af væsker eller sekundære kølemidler , også kaldet kølemidler , med viskositeten af ​​vand eller gelé og isens kølekapacitet [1] [2] . Pumpet is er normalt en suspension bestående af iskrystaller i størrelse fra 5 til 10.000 mikron i saltlage , havvand , fødevarevæske eller gasbobler, såsom luft , ozon , kuldioxid [3] .

Historie

For første gang blev evnen til at blande vand med is og transportere ubåde realiseret af det amerikanske firma North Star Ice Equipment Corporation , som kaldte denne blanding for "flydende is" [4] . I de fleste tilfælde bruges ferskvand til at fremstille fast krystallinsk is, såsom flage-, plade-, rør-, skal- eller terningis. Derefter knuses eller knuses denne is og blandes med hav- eller saltvand, og den resulterende blanding pumpes med en konventionel vandpumpe til forbrugeren.

Ud over de generelle udtryk - "pumpbar", "gelé" eller "issuspension" - er der mange andre mærker for denne kølevæske, såsom "Beluga", "Optim", "aktuel", "gelatinøs", "binær". ", "væske" [5] , "Maxim", "pisket" [6] , "Deepchill", "bobleopslæmning" [7] is. Disse varemærker er beskyttet som intellektuel ejendom af en række industrivirksomheder i Australien [8] , Canada [9] [10] , Kina [11] , Tyskland [12] , Island [13] , Israel [14] , Rusland [15 ] ] , Spanien [16] , Storbritannien [17] , USA [18] .

Teknologisk proces

Der er to relativt simple metoder til fremstilling af PL.

Den første er at fremstille almindeligt anvendte former for krystallinsk fast is , såsom plade-, rør-, skal- eller flagis, yderligere knusning og blanding med vand. Denne blanding kan indeholde forskellige koncentrationer af is (forholdet mellem massen af ​​iskrystaller og massen af ​​vand). Iskrystalstørrelser varierer fra 200 mikrometer (µm) til 10 millimeter (mm). Endvidere pumpes blandingen ved hjælp af pumper fra lagertanken til forbrugeren. Design, specifikationer og anvendelser af eksisterende ismaskiner er beskrevet i Ashrae Handbook: Refrigeration. [19]

Ideen med den anden metode er at skabe en krystallisationsproces inde i volumenet af den afkølede væske. Krystallisation i væskevolumenet kan opnås ved evakuering eller afkøling. Ved brug af vakuumteknologi, ved lavt tryk, fordamper en lille del af vandet, og resten af ​​vandet fryser og danner en vand-is-blanding [20] . Afhængig af koncentrationen af ​​stoffer opløst i vand varierer ubådens sluttemperatur fra nul til minus 4 °C . Det høje dampvolumen og driftstrykket på omkring 6 mbar (600 Pa ) kræver en vanddampkompressor med et stort pumpet volumen.

En sådan TPL er økonomisk begrundet og kan anbefales til systemer med en kølekapacitet på 300 TH (1 TH = 1 ton kulde = 3,516 kW ) eller mere.

Systemer med "direkte" kontakt TPL

Kølemidlet føres direkte ind i væsken [21] .

Fordelen ved denne metode er fraværet af nogen mellemliggende anordninger mellem kølemidlet (X) og væsken (L). Imidlertid forårsager fraværet af varmetab mellem X og L i processen med termisk interaktion (varme/kuldeoverførsel) nogle ulemper, der hindrer den brede anvendelse af denne metode i industrien. De største ulemper ved denne metode er det høje sikkerhedsniveau, der kræves, og vanskeligheden ved at fremstille krystaller af samme størrelse.

Systemer med "indirekte" kontakt TPL

I systemer med "indirekte" kontakt TPL er fordamperen ( varmeveksler -krystallisator) installeret vandret eller lodret. Den har et ydre rør, der rummer fra et til hundrede indre rør. Kølemidlet "koger" (fordamper) mellem huset (ydre rør) og inderrørene. Væske strømmer gennem rør med lille diameter. Inde i fordamperens volumen skabes betingelser for afkøling, superafkøling og frysning af væsken på grund af varmeudveksling med krystallisatorens afkølede væg.

Ideen er at bruge en fordamper (varmeveksler af scrappertype) med en meget poleret indvendig overflade og passende roterende mekanismer langs fordamperens akse for at forhindre klæbning på grund af iskrystalembryoners adhæsion til rørene, såvel som fra væksten og fortykkelse af is på den indre køleoverflade. Normalt bruges en snegl , en metalstang eller en aksel med metal- eller plastknive ("viskere" / "vaskere") placeret på den som mekanismer til fjernelse af is.

Gennem systemer med "indirekte" kontakt producerer TPL PL, der består af krystaller, der varierer i størrelse fra 5 til 50 mikron . En sådan ubåd har en række fordele sammenlignet med andre typer van-is-blandinger. Produktionen af ​​1.000 kg ren is kræver således lave energiomkostninger på 60 til 75 kWh sammenlignet med 90-130 kWh, der kræves til fremstilling af konventionel vandis (plade, flage, skaltype). Yderligere forbedring af fordamperdesignet vil gøre det muligt at opnå endnu lavere energiomkostninger fra 40 til 55 kWh til produktion af 1.000 kg ren is og en høj specifik isproduktivitet relateret til fordamperens køleoverflade (op til 450 kg/(m) 2 h)).

Nogle gange indføres gassen i væsken, der strømmer gennem fordamperen. Samtidig ødelægger gasbobler det nærvæggede laminære væskelag på køleoverfladen af ​​varmeveksler-krystallisatoren, øger flowturbulensen og reducerer den gennemsnitlige viskositet af PL.

I produktionsprocessen af ​​PL anvendes væsker, såsom havvand , frugt- eller grøntsagsjuice, saltlage eller propylenglycolopløsning med en koncentration på (3-5)% eller mere, og smeltetemperaturen (krystallisations-) bør ikke være højere end minus 2 °C.

Som regel omfatter udstyr til produktion, akkumulering og overførsel af ubåde en ismaskine (r), lagertank ( reservoir ), varmeveksler, rørledninger, pumper, elektriske og elektroniske enheder og enheder.

PL med en maksimal iskoncentration på 40% kan pumpes direkte fra isgeneratoren til forbrugeren. Den maksimalt mulige koncentration af is i lagertanken er 50%. Den maksimale værdi af køleenergien af ​​PL, akkumuleret i lagertanken i form af en homogen (homogen) blanding, er ca. 700 kWh, hvilket svarer til (10-15) m 3 af lagertankens indre volumen . Blanderen ( mixeren ) bruges til at forhindre adskillelse af is og afkølet væske og sikrer at iskoncentrationen opretholdes, ensartet i højden af ​​tanken og uændret over tid. I dette tilfælde kan ubåden forsynes fra tanken til forbrugsstedet, placeret i en afstand af hundreder af meter fra hinanden. I praksis er forholdet mellem blandermotorens påkrævede elektriske effekt (kW) og det godt blandede volumen af ​​PL (m 3 ) 1:1.

I tanke med et volumen over 15 m 3 blandes ubåden ikke. I dette tilfælde udnyttes den kolde energi, der akkumuleres i form af is, kun på grund af konvektiv varmeudveksling mellem isen og væsken, der cirkulerer mellem lagertanken og den kolde forbruger. De eksisterende design af lagertanke har følgende ulemper:

Kaotisk ukontrolleret stigning af ispukler , som opstår på grund af ujævn sprøjtning af den opvarmede opløsning. Denne væske kommer fra varmeveksleren og føres ind i istanken for yderligere afkøling ved direkte kontakt med isoverfladen. Som et resultat, på grund af opløsningens tilførselshastighed, som ikke er konstant i tid og rum, smelter isen ujævnt. Ispiggene stiger således over isoverfladen, hvilket fører til ødelæggelse af sprøjteanordningerne og behovet for at reducere niveauet af opløsningen i tanken for at undgå brud.

Isen akkumuleret i tanken bliver til et stort fast isbjerg . Den varme væske, der kommer fra klimaanlægget, kan skabe kanaler, hvorigennem væsken vender tilbage til systemet uden at blive afkølet. Som følge heraf smelter den akkumulerede is dårligt, og kuldepotentialet udnyttes ikke fuldt ud.

Ineffektiv brug af lagertankens volumen fører til et fald i den maksimalt opnåelige iskoncentration og manglende evne til at fylde hele lagertankens arbejdsvolumen.

Resultaterne af igangværende forsknings- og udviklingsarbejde gør det muligt at overvinde ovennævnte mangler i den nærmeste fremtid, hvilket vil føre til masseproduktion af billige, pålidelige og energieffektive designs af lagertanke. Disse tanke garanterer en kvalitetsstigning (for eksempel en stigning i koncentrationen af ​​isblandingen) og skaber betingelser for fuld udnyttelse af det akkumulerede kølepotentiale.

Ansøgninger

Mange forskningscentre, producenter af ismaskiner, opfindere stimulerer fremskridt inden for TPL. [1] [2] [22] [23] På grund af den høje energieffektivitet, den relativt lille størrelse af Pumped Ice-krystallisatorerne, reduktionen i den nødvendige masse af kølemiddel og det faktum, at TPL kan tilpasses specifikke tekniske og teknologiske krav i forskellige industrier, er der mange anvendelser af denne teknologi.

Spildevandsbehandling

TPL kan anbefales til rensning (rensning) af spildevandsslam . I dette tilfælde anvendes "fryse-smelte"-metoden [24] . Denne metode er baseret på to processer: "korrekt" (ved en given hastighed) frysning (omdannes til is ) af nedbør, efterfulgt af smeltning og adskillelse af den flydende og faste fase. "Frysning og smeltning" fører til en ændring i den fysisk-kemiske struktur af nedbør. Denne metode implementeres ved at omfordele enhver form for fugtbinding med faste nedbørspartikler. Det er klart, at denne metode er at foretrække frem for kemisk koagulering (fysisk-kemisk proces med sammenklæbning af kolloide partikler) af udfældning med reagenser . Frysning af slammet øger mængden af ​​frit vand i slammet og forbedrer effektiviteten af ​​slamaflejring. Hvis krystalvæksthastigheden ikke overstiger 0,02 m/t, har vandmolekylet tilstrækkelig tid til at forlade de kolloide celler til overfladen, hvor det fryser. Efter optøning fjernes hurtigt bundfældende faste stoffer med en snegl for efterfølgende effektiv filtrering. Renset vand er klar til at blive udledt i reservoiret.

Afsaltning af havvand

Eksisterende kommercielle havvandsafsaltningsmetoder omfatter forskellige destillationsmetoder , omvendt osmose og elektrodialyse . Teoretisk set har frysning nogle fordele i forhold til ovenstående metoder. Disse fordele omfatter lavere strømkrav, minimalt potentiale for korrosion og ingen opbygning af kalk på varmeveksleroverflader. Ulempen er, at frysning involverer fremstilling af is-vand-blandinger, hvis bevægelse og bearbejdning er meget vanskelig. Et lille antal afsaltningsanlæg er blevet bygget i de sidste 50 år, men processen har ikke haft kommercielt succes med at producere kommunalt ferskvand. Samtidig tilbyder ismaskinerne PL (LPL) et overkommeligt alternativ på grund af den høje effektivitet af krystallisationsprocessen . Eksisterende modeller har dog ikke den nødvendige kapacitet til industrielle afsaltningsanlæg med stor kapacitet, men små LPL'er er tilstrækkelige og bekvemme til små afsaltningsbehov.

Processer til koncentration af flydende fødevarer og juice

I øjeblikket kan koncentrationen af ​​juice og fødevarevæsker udføres ved hjælp af omvendt osmose eller vakuumfordampningsteknologi. Under industrielle forhold fordampes saften normalt. Siden 1962 har de såkaldte TASTE-fordampere været meget brugt. Disse fordampere har høj kapacitet, lette at skylle, lette at betjene og relativt billige. På den anden side forringer varmebehandling produktets kvalitet og fører til tab af smag, som skyldes vanddampens høje temperatur. På grund af den lave værdi af varmeoverførselskoefficienten mellem damp og forarbejdet juice er varmeoverførsel mellem disse medier meget ineffektiv. Dette fører til et besværligt design af virksomheder, der bruger TASTE-fordampere. En alternativ måde at opnå koncentreret juice og madvæske på er afkøling og frysning. I dette tilfælde vil krystallerne opnået fra rent vand blive fjernet fra juice, vin eller øl ved krystallisation af væsken med en kontrolleret fremadskridende hastighed af faseovergangsfronten . Som et resultat bevarer det koncentrerede medium aroma , farve og smag . Kvaliteten af ​​koncentrater opnået som følge af frysning er usammenlignelig højere end kvaliteten af ​​produkter fremstillet ved hjælp af enhver anden teknologi. De vigtigste fordele ved TPL i forhold til andre frysemetoder er det meget lave teoretisk krævede strømforbrug og evnen til at styre den hastighed, hvormed ændringen i væske-is-fase-grænsen bevæger sig frem. Den sidste grund er at øge produktionen af ​​rene vandiskrystaller og forenkle processen med at adskille koncentreret juice eller madvæske fra iskrystaller.

Produktion af frosne fødevarevæsker

En "fødevarevæske" eller drik er en væske, der er specielt tilberedt til konsum. Ud over at opfylde det grundlæggende menneskelige behov for at drikke, er drinks en del af kulturen i det menneskelige samfund. Frosne kulsyreholdige drikke ( FCB ) og Frosne kulsyreholdige drikkevarer (FUB ) er blevet meget populære siden 1990'erne .  Pumped Ice-teknologi bruges i produktionen af ​​næsten alle, uden undtagelse, ZGN og ZNN.  

Frosne sodavand

ZGN-maskinen blev opfundet af Omar Knedlik , en lille restaurantejer i slutningen af ​​1950'erne . PHN er fremstillet ved hjælp af en blanding af aromatiseret sukkersirup, kuldioxidgas (kemisk formel CO 2 ) og filtreret vand. Som regel er blandingens begyndelsestemperatur (12-18)ºС. Den kulsyreholdige blanding føres ind i ZGN-apparatets krystallisator, fryser på den indvendige overflade af den cylindriske fordamper og skrabes af (renses af) ved hjælp af knive - blandere, der roterer med en frekvens på 60 til 200 rpm. Et let positivt tryk (op til 3 bar) opretholdes i det indre volumen af ​​krystallisatoren for at forbedre opløsningen af ​​gassen i væsken. I moderne ZGN-enheder bruges det velkendte konventionelle kølekredsløb med et kapillarrør eller termostatventil og normalt en luftkondensator. Kølemidlet føres enten direkte ind i hulrummet i den dobbeltvæggede fordamper eller ind i en spiralfordamper, der er viklet på den ydre overflade af formen. Materialet på fordampervæggen er kun rustfrit stålkvalitet SS316L (russisk ækvivalent til Х18Н10Т), godkendt til kontakt med fødevarer i henhold til FDA-krav. Kogepunktet er -(32,0-20,0)ºС. Firmaer og produktionsanlæg oplyser ikke timeproduktiviteten for ZGN-enheder. Samtidig kan det specifikke energiforbrug til produktion af 10,0 kg GWP nå op på (1,5-2,0) kWh.

Efter blanding og frysning i en krystallisator-mixer hældes ZGN gennem en dispenseringshane i kopper. Slutproduktet er en tyk blanding af suspenderede iskrystaller med relativt lidt væske. Kvaliteten af ​​CGL afhænger af en lang række faktorer, herunder koncentrationen og strukturen af ​​iskrystaller, samt deres størrelse. Koncentrationen af ​​is i vandblandingen bestemmes nøjagtigt i henhold til opløsningens fasediagram og kan nå 50%. Den maksimale krystalstørrelse er fra 0,5 mm til 1,0 mm. Den indledende krystallisationstemperatur for blandingen afhænger af den indledende koncentration af ingredienser i vand og varierer fra -2,0ºС til -0,5ºС. Produktets endelige temperatur varierer fra -6,0ºС til -2,0ºС afhængigt af opskriften og producentens varemærke.

En uventet interesse for MGN er ved at opstå i Indien. Faktum er, at det i Indien ikke er tilladt at tilføje isterninger lavet af postevand til Coca-Cola på grund af den høje sandsynlighed for dets bakteriologiske forurening. Derfor har FGD i form af frossen cola en særlig tiltrækningskraft fra både producenter og købere.

Frosne ikke-kulsyreholdige drikkevarer

Frugt- og grøntsagsjuice , kaffe- og tebaserede drikkevarer og yoghurt bruges som det første produkt til ZNN . Der forskes i produktionen af ​​frossen vin og øl.

ZHN-maskiner adskiller sig fra ZGN-enheder ved, at de ikke kræver opretholdelse af et lille positivt tryk i fordamperens arbejdsvolumen, en kilde til kuldioxidgas og specialuddannet vedligeholdelsespersonale. I andre henseender ligner designet af moderne ZGN-maskiner designet af ZGN-enheder. Den faktiske SHM er ofte meget "vådere" (lavere koncentration af is i blandingen) end den producerede SHG. På den anden side er ZGN-maskiner meget enklere og billigere end ZGN-enheder, og derfor er de mere almindelige. ZNN-biler kan købes for $2.000 eller lejes for mindre end $100 per dag i Storbritannien.

Is

Det globale ismarked har været støt voksende siden 1990'erne med en omsætning på titusinder af milliarder af amerikanske dollars [25] .

De vigtigste markeder for fremstilling af is i verden er: USA, Kina, Japan, Tyskland, Italien, Rusland, Frankrig, Storbritannien [26] .

De førende isproducenter er Unilever og Nestle , som kontrollerer over en tredjedel af dette marked. De fem største isforbrugende lande er USA, New Zealand, Danmark, Australien og Belgien [27] .

Konstruktionen og designet af moderne industrielle ismaskiner sikrer et højt niveau af automatisering og vedligeholdelse samt is af høj kvalitet. Isfremstillingsprocessen involverer pasteurisering , homogenisering og modning af isblandingen. Den tilberedte blanding føres ind i en skal-og-rør-varmeveksler-krystallisator af skrabertypen, hvor processerne med forfrysning og skumning af is udføres ved at tilføre en given mængde luft til blandingen, der skal fryses. Kølemidlet fordamper og cirkulerer konstant i hulrummet mellem det ydre (hus) og det indre rør. Som regel er starttemperaturen for isblandingen (12-18)°C. Kølemidlets driftskogepunkt er minus (25-32)°C. Sluttemperaturen af ​​blandingen frosset i krystallisatoren er ca. minus 5°C. Koncentrationen af ​​is i blandingen når (30-50)%, afhængigt af opskriften og den teknologiske proces implementeret af producenten. Under frysningsprocessen dannes iskrystaller ("vokser") på den indre overflade af krystallisatorens fordamper. De opvoksede iskrystaller fjernes (skåret af) fra overfladen med knive (skrabere) for at forhindre dannelsen af ​​en isskorpe på fordamperens indervæg. De fjernede iskrystaller blandes i volumenet af krystallisatoren med den flydende fase og hjælper med at reducere dens temperatur og forbedre varmeoverførslen inde i det frosne produkt.

Særlige enheder roterer også i fordamperen ( eng.  dashers ), som bidrager til knusning af luftbobler og beluftning af blandingen. Derefter fodres det frosne produkt til emballering eller til "hærdning" (frysning) for at give det den nødvendige hårdhed. Produktet ældes i hærdningskamre ved en temperatur på -30°C. I dette tilfælde stiger den samlede mængde frosset vand til 80%. Efter hærdning sendes is til salg eller opbevaring.

Kvaliteten af ​​is og dens "bløde" tekstur afhænger af iskrystallernes struktur, deres størrelse og viskositeten af ​​isen. Vand fryser ud af væsken i form af is. Derfor stiger koncentrationen af ​​sukker, der er tilbage i væsken, og følgelig falder blandingens krystallisationstemperatur. Således kan isens struktur beskrives som et delvist frosset skum med iskrystaller og luftbobler. Små fedtkugler flokkulerer og omgiver luftboblerne også i form af en spredt fase. Proteiner og emulgatorer omgiver til gengæld fedtkuglerne. Den kontinuerlige fase i is består af en meget koncentreret ufrossen væske indeholdende sukkerarter.

Den endelige gennemsnitlige diameter af iskrystallerne afhænger af frysehastigheden. Jo højere frysehastigheden er, jo bedre er betingelserne for kernedannelse af blandingen, og jo større er antallet af mindre iskrystaller. Som regel, efter afkøling og frysning af blandingen i krystallisatoren, kan størrelserne af iskrystaller nå 35-80 mikron.

Fiskeri og fødevareforarbejdning

Udstyr baseret på TPL kan bruges i processerne til afkøling af produkter i fiske- og fødevareindustrien [28] [29] [30] [31] [32] . Sammenlignet med krystallinsk is fremstillet af ferskvand, har PL følgende fordele: homogenitet , højere afkølingshastigheder for mad og fisk, hjælper med at øge holdbarheden (holdbarheden), eliminerer muligheden for produkt "forbrændinger" og mekanisk skade på det ydre overfladen af ​​den afkølede genstand. PL overholder fødevaresikkerheds- og folkesundhedskravene formuleret i HACCP og ISO . Endelig er ubåden karakteriseret ved et lavere specifikt strømforbrug sammenlignet med eksisterende teknologier, der anvender konventionel frisk krystallinsk is.

Supermarkeder

Energilagringssystemer baseret på TPL er attraktive til luftkøling i supermarkedsdiske (montre) [33] . I dette tilfælde cirkulerer ubåden gennem eksisterende rørledninger som et kølemiddel. PL bruges som erstatning for ozonlagsnedbrydende kølemidler såsom chlordifluormethan (R-22) og andre chlorfluorcarboner .

Muligheden for at bruge TPL til denne applikation skyldes følgende faktorer:

  1. Høj varmeoverførsel fra ubåden sikrer udstyrets kompakthed. TPL-udstyr er mindre sammenlignet med andre typer køleudstyr med samme kapacitet. LPL fylder mindre, har mindre volumen og vægt;
  2. Ubådens struktur bestemmer de væsentligt bedre parametre for dette kølemedium. Sammenligning af PL-ydelse kan foretages på ethvert grundlag, inklusive pr. enhed gulvareal optaget af udstyr, pr. enhedsvægt eller -volumen af ​​udstyr;
  3. Med TPL er det nemt at holde en konstant lufttemperatur inde i dagligvaremontrer og supermarkedsdiske;
  4. TPL gør det muligt for kølesystemet at være mere fleksibelt, mens køleskabe nemt kan genopbygges i overensstemmelse med en stigning eller et fald i varmebelastningen;
  5. Vitrineskabe, skranker og skabe, der bruger TPL, kan reducere længden af ​​kølemiddelrørene, reducere vedligeholdelsesomkostninger og arbejdskraft til lækagedetektion sammenlignet med direkte ekspansion eller pumpecirkulationskølesystemer;
  6. På grund af den høje effektivitet af varmeoverførselsprocessen i TPL kræves en reduceret mængde kølemiddel;
  7. I modsætning til kølemiddelsystemer med direkte ekspansion afgiver montrer, diske og skabe, der anvender TPL, ikke varme til rummet, da der ikke er behov for at installere luftkondensatorer under udstyret. Derfor bliver luften omkring montrerne ikke varme;
  8. Ved brug af TPL kræves der mindre energi til at afrime ( afrime ) udstyret.

Isvinproduktion

Der er store perspektiver for brugen af ​​TPL til fremstilling af specielle vine kaldet Ice wine [34] . Sammenlignet med den eksisterende teknologi til fremstilling af "Richwine" eller "Ice wine" er det ved brug af TPL ikke nødvendigt at vente flere måneder, indtil druerne fryser. Friskpressede druer høstes i en speciel beholder forbundet med anlægget til produktion af PL. Saften pumpes gennem LPL'en, hvorfra den allerede kommer ud som en blanding af is (lille, ren, fri for juicemolekyler, krystaller) og en lidt mere koncentreret juice. Den flydende is føres tilbage til lagertanken, hvori der i overensstemmelse med Archimedes' princip sker en naturlig adskillelse af is og saft. Cyklussen gentages mange gange, indtil sukkerkoncentrationen i saften når (50-52)°Bx på Brix-skalaen . Den koncentrerede saft fjernes let fra tanken og pumpes til en anden speciel tank til gæringsprocessen , indtil drikken er opnået.

Energilagringssystemer

Energiakkumulerings- og lagringssystemer (ESES) baseret på TPL [35] kan bruges i centraliserede klimaanlæg med vandkøling. CHES med TPL gør det muligt at reducere bygningens driftsomkostninger, behovet for nye kraftværker og elledninger , kraftværkets energiforbrug, luftforurening, drivhusgasemissioner. Investeringsafkastet ved brug af CHES med TPL er 2-4 år. Sammenlignet med statiske og dynamiske islagringssystemer (SDSKhL) [36] er den samlede varmeoverførselskoefficient ( OHTP) i produktionen af ​​ubåde mere end titusinder eller hundredvis af gange højere (mere effektiv) end den samme koefficient for ovennævnte typer af SDSHL. Dette skyldes tilstedeværelsen af ​​et stort antal termiske modstande mellem det kogende kølemiddel i fordamperen og vandet/isen i lagertanken i SDSL. Høje værdier af OCTP i CHES baseret på TPL forårsager et fald i volumen af ​​komponenter, en stigning i den maksimalt opnåelige iskoncentration i tankvolumenet, og dette påvirker i sidste ende prisen på udstyr. CHES baseret på TPL er blevet installeret i mange lande: Japan, Sydkorea, USA og Storbritannien [37] .

Medicin

En teknologisk beskyttende afkølingsproces er blevet udviklet baseret på brugen af ​​en specialfremstillet issuspension til medicinske anvendelser [38] . I dette tilfælde kan PL injiceres i arterien, intravenøst, såvel som på de ydre overflader af organer ved hjælp af laparoskopi eller endda gennem endotrachealrøret. Resultaterne af undersøgelser understøtter, at PL kan bruges til selektiv afkøling af organer for at forhindre eller begrænse iskæmisk skade efter et slagtilfælde eller hjerteanfald. Der er gennemført medicinske forsøg på dyr, som simulerer betingelserne for indlagt laparoskopisk nyrekirurgi. Resultaterne af forskning udført af franske og amerikanske videnskabsmænd skal godkendes af den amerikanske fødevare-  og lægemiddeladministration (FDA, US FDA) [39] .

Fordele ved TPL i forhold til medicin:

  1. PL kan nemt pumpes gennem smalle nålekatetre, hvilket giver høj input køleeffekt og hurtig afkøling af organer;
  2. PL giver mulighed for beskyttende afkøling og temperaturkontrol af målorganer under operationen;
  3. SP hjælper mennesker, der har brug for akut lægehjælp, herunder selv tilfælde af hjertestop og slagtilfælde.

Skisportssteder

Den økonomiske virkning af den globale opvarmning ansporer interessen for snefremstilling på skisportssteder i varmt vejr, selv ved omgivende temperaturer på 20°C. Den nødvendige elektriske effekt og dimensionerne af det eksisterende produktionsudstyr er i høj grad afhængig af fugt, vind og omgivelsestemperatur, som skal være under minus 4°C. Metoden til sneproduktion er baseret på at sprøjte og fryse vanddråber i luften, indtil de kommer i kontakt med jorden. Den PL, der er produceret ved hjælp af Vacuum Ice Maker (VLG)-teknologien [40] hjælper professionelle skiløbere med at øge deres træningstid før og efter vintersæsonen (i de sidste måneder af efteråret og det tidlige forår). For elskere af skiløb er der mulighed for at stå på ski hele året rundt.

Processen med produktion af pumpet is er organiseret som følger. Der skabes et meget lavt tryk i beholderens volumen over saltvandsopløsningen placeret inde i VLG'en. En lille del af opløsningen fordamper som vand, og den resterende væske fryser og danner en blanding af opløsning og iskrystaller. Vanddamp suges konstant ud af VLG'en, komprimeres og føres ind i kondensatoren på grund af en centrifugalkompressor af et specielt design. Standardvandkøleren leverer kølevand ved 5°C til vanddampkondensering. Den flydende isblanding pumpes fra VLG-volumenet til koncentratoren, hvor iskrystaller adskilles fra væsken. Højkoncentreret is udvindes fra koncentratoren.

VLG(er) er installeret i skisportsstederne i Østrig og Schweiz.

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 Fikiin K., Kaloyanov N., Filatova T., Sokolov V. Finkornede issuspensioner som grundlag for avancerede industrielle teknologier: Status og udsigter  // Kølevirksomhed: tidsskrift. - M., 2002. - Nr. 7 . - S. 4-11 . Arkiveret fra originalen den 17. april 2017.
  2. ↑ 1 2 Sokolov V., Fikiin K., Kaloyanov N. Fordele, produktion og brug af issuspensioner som sekundære kølemidler  // BulktoMM "Mekanik på maskinen". - 2002. - Nr. 44 . - S. 26-31 . — ISSN 0861-9727 . Arkiveret fra originalen den 17. april 2017.
  3. Brug af pumpbar gylleis til søs . Seafood Skotland (31. maj 2005). Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
    Prout, P; Misson, T. Forsøg med pumpbar isning af fisk  // Seafish Technology and Training. - 2004. Arkiveret 2. marts 2011.
    Menin, Boris Termiske energilagringssystemer til små virksomheder og hjemmeapplikationer . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 5. april 2011.
  4. Flydende is . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  5. El-Boher, Arie; Michael Pechatnikov & Semion Novak et al., "Metode og installation til kontinuerlig produktion af flydende is", US 5383342 , udstedt 1995
  6. Zusman, Vladimir; Yuri Kayem & Boris Menin, "Metode og installation til kontinuerlig produktion af pisket is", US 6119467 , udstedt 2000
  7. Menin, Boris, "Metode og installation til kontinuerlig krystallisation af væsker ved frysning", US 6305189 , udstedt 2001
  8. Flowis . Hentet 6. juni 2011. Arkiveret fra originalen 23. marts 2012.
  9. Deepchill™ is i variabel tilstand . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  10. Slurry Ice (downlink) . Hentet 6. juni 2011. Arkiveret fra originalen 25. marts 2012. 
  11. Flydende is . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  12. Binær-is . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  13. Optim Ice (downlink) . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2011. 
  14. Bubble Slurry™ Ice . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  15. Flydende is . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  16. Gel-is . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  17. Slurry-ICE™ . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  18. MaximICE Ice Slurry . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  19. Kapitel 34: Isfremstilling // Køling. - American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, 2006. - ISBN 1931862877 .
  20. Vacuum Ice Maker (VIM) (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen den 29. januar 2011. 
  21. Plotnikov V. T., Filatkin V. N. Separation fryseanlæg. Moskva: Agropromizdat, 1987
  22. Egolf, PW (2004). Ice Slurry: En lovende teknologi (PDF) . International Institute of Refrigeration. Arkiveret (PDF) fra originalen 2007-04-09 . Hentet 9. juni 2011 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  23. Rivet, P. (2007). Isslam: State of the Art (PDF) . International Institute of Refrigeration . Hentet 9. juni 2011 .
  24. Lyubarsky, Vladlen; Nikolai Fomin & Genady Kravtzov et al., "Anlæg til behandling af sediment af naturligt og spildevand", US 4786407 , udstedt 1988
  25. Berry, D. (2009). markedsopdatering. Tendenser inden for salg og innovation (PDF) . International Dairy Food Association. Arkiveret (PDF) fra originalen 2012-03-16 . Hentet 2011-05-07 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  26. 2008 Dairymark.com Global isindustri - strategisk marked, international handel og produktionsgennemgang (link utilgængeligt) . Dairymark.com (1. februar 2008). Dato for adgang: 7. maj 2011. Arkiveret fra originalen 27. februar 2012. 
  27. Hvad er verdens største isproducent? . Hentet 7. maj 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  28. Fikiin K., Fikiin A. Individuel hurtig nedfrysning af fødevarer gennem hydrofluidisering og pumpede issuspensioner  // Refrigeration Technology. - 2003. - Nr. 1 . - S. 22-25 . — ISSN 0023-124X . Arkiveret fra originalen den 14. august 2017.
  29. Fikiin KA, Wang Ming-Jian, Kauffeld M., Hansen TM Direkte kontaktkøling og frysning af fødevarer i isopslæmning  // Håndbog om isslam - Grundlæggende og teknik. - International Institute of Refrigeration, 2005. - S. 251-271 . — ISBN 2-913149-42-1 . Arkiveret fra originalen den 17. april 2017.
  30. Fikiin KA, Fikiin AG Individuel hurtig nedfrysning af fødevarer ved hydrofluidisering og pumpbare isopslæmninger  // Fremskridt i kølesystemerne, fødevareteknologier og kølekæden, kølevidenskab og -teknologi. - International Institute of Refrigeration, 1998. - S. 319-326 . — ISBN 2913149006 . — ISSN 01511637 . Arkiveret fra originalen den 17. april 2017.
  31. Deepchill™ is i variabel tilstand i et fjerkræforarbejdningsanlæg i Korea . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  32. Resultater af Liquid Ice Trails ombord på Challenge II (link utilgængeligt) (27. april 2003). Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 29. januar 2016. 
  33. Rhiemeier, Jan-Martin; Harnisch, Jochen; Kauffeld, Michael; Leisewitz, Andrew. Sammenlignende vurdering af klimarelevansen af ​​supermarkedskølesystemer og -udstyr  . — Berlin: Federal Environment Agency, 2008. Arkiveret 19. februar 2012 på Wayback Machine Arkiveret kopi (link utilgængeligt) . Dato for adgang: 8. marts 2011. Arkiveret fra originalen 19. februar 2012. 
  34. Galilæa- Sød hvidvin (2004) . Hentet 3. april 2011. Arkiveret fra originalen 5. oktober 2011.
  35. Færdiggørelse af "Environmentally Friendly Heat Source Improvement Work" ved OMM Building i Osaka City (1998). Hentet 10. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
  36. Zhao, Haihua & Zhang, Hongbin (2010-06-17), Ice Thermal Storage Systems for LWR Supplemental Cooling and Peak Power Shifting , Proceedings of ICAPP 10 , < https://inl.gov/technicalpublications/Documents/4502635.pdf > . Hentet 10. marts 2011. Arkiveret 5. marts 2012 på Wayback Machine 
  37. Kauffeld, Michael; Kawaji, Masahiro; Egolf, Peter W. Handbook on Ice Slurries-Fundamentals and Engineering  (engelsk) . - Paris: International Institute of Refrigeration, 2005. - ISBN 2-913149-42-1 .
  38. Hurtig afkøling ved hjælp af isslam til industrielle og medicinske applikationer . Argonne National Laboratory. 2010. Arkiveret fra originalen 2018-06-14 . Hentet 2011-06-11 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  39. Kasza, K. (2008). Kølemidler til medicinsk isslam til fremkaldelse af målrettet organ-/vævskøling (PDF) . Argonne National Laboratory. Arkiveret (PDF) fra originalen 2011-07-21 . Hentet 2011-06-11 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  40. All Weather Snowmaker (utilgængeligt link) . Hentet 24. juli 2011. Arkiveret fra originalen 15. august 2011. 

Links