Охлаждение сухим льдом
Охлаждение сухим льдом основано на сублимации твёрдой углекислоты: при атмосферном давлении она испаряется при −78,5 °C, минуя жидкую фазу, и забирает около 573 кДж/кг, а с учётом нагрева газа до 0 °C — 637 кДж/кг, почти вдвое больше водного льда. Сухой лёд не оставляет влаги, поэтому им охлаждают мороженое, биоматериалы и пробы при перевозке, а также используют для очистки оборудования.
Сухой лед — это углекислота в твердом состоянии. Если при атмосферном давлении к твердой углекислоте подвести теплоту, то она сублимирует, переходя в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Охлаждение сухим льдом основано на теплоотдаче охлаждаемой среды сухому льду. Удельная холодопроизводительность сухого льда при 0 °C составляет 637 кДж/кг. По сравнению с водным льдом сухой лед при 0 °C обладает почти вдвое большей массовой холодопроизводительностью. Еще эффективнее соотношение при сравнении не массовой, а объемной холодопроизводительности. Объемная холодопроизводительность сухого льда при 0 °C больше, чем водного льда, почти в три раза. Обильно выделяющаяся при сублимации сухого льда газообразная углекислота оказывает на большинство скоропортящихся продуктов консервирующее действие. В смеси с эфиром можно получить температуру до −100 °C.
Сухой лед широко применяют при перевозках и продаже мороженого и для охлаждения транспортных средств. Охлаждение сухим льдом происходит при непосредственном контакте с охлаждаемым объектом или с использованием промежуточного теплоносителя, чаще всего воздуха. В последнем случае сухой лед дробят и размещают в металлических емкостях — карманах, через которые циркулирует воздух. Циркуляция воздуха может быть усилена вентилятором.
Производство сухого льда
Сухой лед производят в виде блоков на предприятиях, технологические процессы которых связаны с выделением углекислоты. На первой стадии обеспечивают получение чистой газообразной углекислоты, затем ее сжижают и из жидкой углекислоты получают твердую.
Хранение быстрозамороженных продуктов
Срок хранения этих продуктов при температуре −18 °C составляет:
- начинок — не более 12 мес;
- теста — не более 3;
- пирожков со сливовой, вишневой, яблочной и тыквенной начинками — не более 6;
- пирожков с начинками из свежей и квашеной белокочанной капусты — не более 2 мес.
Развитие производства быстрозамороженных продуктов позволит:
- значительно (до 30%) сократить потери важнейших биологически ценных компонентов сельскохозяйственного сырья при длительном хранении;
- снизить потери пищевых продуктов в общественном питании и домашнем хозяйстве;
- высвободить часть работников, занятых неквалифицированным трудом по сортировке и подготовке продуктов к реализации и потреблению;
- уменьшить затраты домашнего труда;
- создать запасы продуктов в широком ассортименте для равномер ной реализации в крупных потребительских центрах в течение года.
Холодильной обработке и хранению подвергается большая часть продуктов животного происхождения: мясо и мясопродукты, рыба и рыбопродукты, молочные товары, яйца, яичные и жировые товары. При холодильной обработке в этих продуктах протекают микробиологические, биохимические, химические, физические, гистологические и другие процессы, которые оказывают существенное влияние на их пищевую ценность и качество, стойкость в хранении, потери при холодильной обработке и хранении. Из всех потребляемых продуктов животного происхождения наиболее важным и ценным является мясо.
Как работает сухой лёд
Сухой лёд — твёрдый диоксид углерода — при атмосферном давлении не плавится, а сразу переходит в газ (сублимирует) при −78,5 °C, поглощая около 573 кДж/кг. С учётом нагрева холодного газа до 0 °C набирается примерно 640 кДж/кг — почти вдвое больше, чем у водяного льда (334 кДж/кг). Поэтому его называют «сухим холодом»: охлаждает без влаги и луж.
Сколько сухой лёд держит холод, зависит от изоляции: в хорошем термоконтейнере теряется 2–5 кг за сутки, в пенопластовом ящике — 5–10 кг. Работать с ним можно только в перчатках и в проветриваемом месте: углекислый газ вытесняет воздух, а в герметичной таре давление может разорвать ёмкость.
Сколько сухого льда нужно
m = Q · τ · 3,6 / 640 · (1 + запас). 640 кДж/кг — сублимация плюс нагрев газа до 0 °C. Теплоприток термобокса 30–50 л с пенопластом 40 мм — 10–20 Вт.
Откуда берут сухой лёд и как его производят — в статье «сухой лёд и источники его получения».
Частые вопросы
Как пользоваться сухим льдом для охлаждения?
Положить сухой лёд в термоконтейнер сверху или вокруг груза, переложив картоном, чтобы продукт не переохладился в местах контакта. Контейнер не герметизировать: углекислый газ должен выходить. Расход — примерно 5–10 кг на сутки для небольшого термобокса.
Чем опасен сухой лёд?
Ожогами холодом при контакте с кожей — работать только в перчатках — и накоплением углекислого газа в закрытых помещениях и салоне автомобиля: при концентрации выше нескольких процентов CO2 вызывает удушье.
Сколько сухой лёд держит холод по времени?
Зависит от изоляции: в хорошем термоконтейнере сублимирует 2–5 кг в сутки, в пенопластовом ящике — 5–10 кг. Блок 10 кг в термобоксе держит холод 2–4 суток.
Читайте также