Photo013

Rys. 5.12

Schemat sprężarkowego urządzenia oziębiającego 1 - sprężarka (pompa ssąco--tłocząca), 2 - skraplacz,

3 - zbiornik czynnika chłodniczego w stanie skroplonym, 4 - parownik,

5 - filtr, 6 - dopływ wody chłodzącej ze skraplacza

W przemysłowych sprężarkach nadal powszechnie jest stosowany amoniak, który przy ciśnieniu 0,098 MPa wrze w temp. -33,4°C, a zestala się w temp. -77,7°C. Jego ciśnienie skraplania w temp. 30°C wynosi 1,16 MPA, a ciśnienie parowania w temp. -15°C wynosi 0,236 MPa.

W przemyśle spożywczym w coraz większym stopniu korzysta się z urządzeń chłodniczych o tzw. bezpośredniej ekspansji, tj. takich, w których ośrodek chłodzony przeponowo styka się z czynnikiem chłodniczym zamiast z przewodami z tzw. solanką chłodniczą, będącą przenośnikiem „zimna” od właściwego czynnika chłodzącego do ochładzanego medium.

Rozwijane są również metody mrożenia żywności polegające na bezpośrednim kontakcie żywności ze skroplonymi lub zestalonymi gazami, których opis podano w pkt. 11.4.

Do wstępnego chłodzenia surowca przed przerobem, np. owoców lub warzyw, wykorzystuje się także chłodzenie próżniowe. Polega ono na obniżeniu ciśnienia i odparowaniu 2-3% wody zawartej w surowcu. Z surowca jest pobierane ciepło potrzebne do parowania cieczy, w wyniku czego temperatura surowca się obniża. Przy dostatecznie niskim ciśnieniu tą metodą można uzyskać nie tylko ochłodzenie, ale i zamrożenie surowca oraz sublimację zawartej w nim wody, a więc usunięcie nawet ok. 15% wody znajdującej się w surowcu. Może to być wykorzystane w pierwszym etapie procesu suszenia produktów spożywczych metodą liofilizacji.

Niektóre operacje typu dyfuzyjnego

6.1. Uwagi wstępne

Mianem dyfuzji, w szerokim znaczeniu, określa się. zjawiska wymiany masy, powodowane bezładnym ruchem cieplnym cząsteczek, jonów lub atomów', które w charakterze różnych operacji technicznych mają częste zastosowanie w technologii przemysłu spożywczego i w których następuje samorzutne przemieszczanie się składników w układzie jednorodnym (homogenicznym) lub niejednorodnym (heterogenicznym), niezależnie od stanu ich skupienia.

W zjawiskach tych częściowo mieszczą się operacje typu rozdzielania, przy czym rozdzielanie składników lub faz nie jest tu następstwem bezpośredniego wkładu energii mechanicznej (np. przy przesiewaniu lub wirowaniu), lecz wynikiem przenikania masy z powodu różnic w stężeniu (a więc i różnic w poziomach energetycznych) lub prężnościach par. Siłą napędową procesów' dyfuzji jest przede wszystkim wzrost entropii.

Typowym przykładem dyfuzji lub wymiany mas może być stopniowe, samoczynne wyrównanie stężenia roztworu cukru z czystą wodą, umieszczoną jako warstwa nad tym roztworem lub stopniowe wymieszanie się dwóch gazów w naczyniu zamkniętym.

Na ogół wyższa temperatura sprzyja zjawiskom dyfuzyjnym i w praktyce przemysłowej operacje typu dyfuzyjnego zazwyczaj są pobudzane lub związane integralnie z operacjami termicznymi; jednak w tym rozdziale zjawiska dyfuzyjne rozważa się w oddzieleniu od operacji cieplnych, ponieważ chodzi tu nie o przenikanie ciepła, lecz o przenikanie mas, gdzie temperatura jest jednym z parametrów'.

W zjawiskach dyfuzyjnych następuje zatem przenoszenie masy pewnej substancji do ośrodka, w którym tej substancji nie ma lub w którym występuje ona w mniejszym stężeniu, przy czym ruch mas może odbywać się przez obustronnie przepuszczalną lub półprzepuszczalną przegrodę, jak również przy bezpośrednim kontakcie ośrodków o różnych stężeniach.

Dyfuzja przebiega w kierunku od większego do mniejszego stężenia (przy zupełnie .przepuszczalnej przegrodzie lub przy braku przegrody), a szybkość dyfuzji jest uwarunkowana przede wszystkim tzw. gradientem stężenia składnika c na drodze x. Gradient ten, zgodnie z pierwszym prawem dyfuzji Ficka, jest rówmy

199