PL69018B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL69018B1
PL69018B1 PL131600A PL13160069A PL69018B1 PL 69018 B1 PL69018 B1 PL 69018B1 PL 131600 A PL131600 A PL 131600A PL 13160069 A PL13160069 A PL 13160069A PL 69018 B1 PL69018 B1 PL 69018B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
zone
vapor
heat removal
heat
boundary surface
Prior art date
Application number
PL131600A
Other languages
English (en)
Inventor
Howaro Waldin Wincent
Original Assignee
Eldu Pont De Nemours And Company
Filing date
Publication date
Application filed by Eldu Pont De Nemours And Company filed Critical Eldu Pont De Nemours And Company
Publication of PL69018B1 publication Critical patent/PL69018B1/pl

Links

Description

Pierwszenstwo: 06.02.1969 (P. 131600) 06.02.1968 dla zastiz. 1, 3,5. 7, 9. 11,13.15.17.19.21, 23.25.27,29,31.33,35 19.04.1968 dla zastrz. 2, 4, 6, 8. 10, 12, 14.16,18,20.22.24.26. 28. 30. 32, 34, 36 Stany Zjednoczone Ameryki Opublikowano: 15.HI.1974 69 018 KI. 17e,8 MKP F28c3/00 U81IOTEKA UKD Twórcawynalazku: Wincent Howaro Waldin Wlasciciel patentu: E.LDu Pont de Nemours and Company, Wilmington (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób odprowadzania ciepla oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu 1 Przedmiotem wynalazku jest sposób odprowadzania cie¬ pla z przedmiotów za pomoca bezposredniego zetkniecia ich z wrzacym cieklym czynnikiem zamrazajacym w otwartym naczyniu z nieznaczna strata do otoczenia pary czynnika zamrazajacego oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu. 5 Za pomoca sposobu i urzadzenia do jego stosowania we¬ dlug wynalazku mozna odprowadzac cieplo zarówno z cie¬ czy cial pólplynnych, jak i z cial stalych. Mimo iz rozwia¬ zanie wedlug wynalazku glównie nadaje sie do odprowa¬ dzania ciepla z produktów spozywczych w postaci stalej, 10 zwlaszcza do wytwarzania mrozonek z produktów spozyw¬ czych, niemniej jednak jest równiez przydatne w szerokim zakresie róznych innych zastosowan, polegajacych na przyklad na chlodzeniu lub zamrazaniu cieczy nie zawieraja¬ cych wody, takich jak wyciagi farmaceutyczne i cial stalych, 15 nie zawierajacych wody, takich jak elementy metalowe do skladania z innymi elementami, majacymi male tolerancje pasowania.Znany jest sposób zamrazania produktów spozywczych przez bezposrednie zetkniecie z wrzaca ciecza, zawierajaca 20 chlorówcoalkany podstawione fluorem, bedace czynnikiem zamrazajacym. Znany sposób polega na zamrazaniu zywnosci przez zanurzanie jej do czynnika zamrazajacego, znajdujacego sie w kadzi. Ten znany sposób oparty jest na zalozeniu, ze pary czynnika zamrazajacego, wywiazywane podczas zanu- 25 rzania produktu spozywczego do cieczy zamrazajacej sa lzejsze od powietrza i zatem beda unosic sie do szczytu prze¬ strzeni oparów w kadzi, w której jest umieszczony skraplacz pary. Kadz do stosowania tego sposobu, otwarta do otaczaja¬ cej atmosfery, zaopatrzona jest w otwory, przez które pro- 30 dukty sa dostarczane oraz usuwane w poziomie posrednim miedzy masa cieklego czynnika zamrazajacego i skraplaczem pary.Wada tego rozwiazania jest to, ze ze wzgledu na to, iz pary chlorówcoalkanów, zawierajacych fluor, sa ciezsze od powietrza, znaczne ilosci tych par sa tracone wskutek grawi¬ tacyjnego wyplywu na zewnatrz otworów. W tym rozwia¬ zaniu proponuje sie wiec uzycie czynnika zamrazajacego, majacego temperature wrzenia okolo 10° C, gdyz wówczas jest nieco mniejsze prawdopodobienstwo duzych strat przez otwory.Znany jest równiez sposób, polegajacy na zamrazaniu pro¬ duktów spozywczych za pomoca zanurzania ich do wrzacego cieklego czynnika zamrazajacego, który stanowia chlorowce- alkany, zawierajace fluor. Urzadzenie do stosowania tego spo¬ sobu stanowi zamkniety zbiornik zamrazajacy. Zbiornik zamrazajacy zaopatrzony jest w sluzy dla pary, przez które produkty sa wprowadzane i usuwane. Dla zapobiezenia stra¬ tom przy otwartych sluzach w tym znanym rozwiazaniu sto¬ suje sie podcisnienie wewnatrz zbiornika zamrazajacego, co powoduje wprowadzenie z produktem spozywczym pewnej ilosci powietrza. Pare czynnika zamrazajacego wywiazywana podczas procesu zamrazania oraz powietrze i pare wodna, wprowadzone z produktem, wyciaga sie z komory zamrazaja¬ cej w sposób ciagly, spreza oraz chlodzi. W ten sposób ulega skropleniu wiekszosc pary wodnej i pary czynnika zamrazaja¬ cego. Skroplony czynnik zamrazajacy zawraca sie do komory zamrazajacej, podczas gdy powietrze i nieskroplona pare czynnika zamrazajacego odprowadza sie do otaczajacej atmo¬ sfery. 690183 69 018 4 Wada tego rozwiazania jest to, ze w praktyce odznacza sie niepozadanymi duzymi stratami pary czynnika zamrazaja¬ cego. Ponadto podczas zamykania sluz dla pary produkty spozywcze ulegaja czestemu zniszczeniu.Celem wynalazku jest unikniecie wad znanych rozwiazan.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu bezpo¬ sredniego stykania sie przedmiotów, zwlaszcza produktów spozywczych z wrzacym czynnikiem zamrazajacym, nie wykazujacego wiekszych strat pary czynnika zamrazajacego do atmosfery oraz opracowanie urzadzenia do stosowania tego sposobu, nie wymagajacego sluz dla pary przy wprowa¬ dzaniu i usuwaniu produktów spozywczych.Istota wynalazku w zakresie sposobu polega na tym, ze powierzchnie graniczna faz miedzy gazem, nie ulegajacym kondensacji, a 100% para czynnika zamrazajacego utrzymuje sie w strefie odprowadzania ciepla przez kondensacje par czynnika zamrazajacego nad wrzacym czynnikiem zamraza¬ jacym. Poziom tej powierzchni granicznej utrzymuje sie po¬ nizej poziomu wszystkich polaczen z atmosfera zewnetrzna, które stanowia wolne polaczenia dla pary ze strefa odprowa¬ dzania ciepla oraz powyzej poziomu, na którym przedmioty kontaktuja sie bezposrednio z cieklym czynnikiem zamraza¬ jacym. Przedmioty te wprowadza sie do strefy odprowadza¬ nia ciepla ostroznie, przy czym nie ulegajacy kondensacji gaz, znajdujacy sie powyzej powierzchni granicznej faz, nie ulega zaklóceniu, a nie ulegajace kondensacji gazy nie sa po¬ rywane do obszaru ponizej powierzchni granicznej faz. Przed¬ mioty wprowadza sie przez powierzchnie graniczna faz i wyj¬ muje sie z naczynia ostroznie przez otwór wylotowy, który laczy sie za posrednictwem pary ze strefa odprowadzania ciepla, tak, ze nie ulegajacy kondensacji gaz powyzej po¬ wierzchni granicznej faz nie podlega zaklóceniom.Zgodnie z wynalazkiem jako gaz, nie ulegajacy konden¬ sacji, stosuje sie powietrze, zas poziom granicznej powierz¬ chni faz utrzymuje sie ponizej poziomów wszystkich otwo¬ rów zewnetrznych, otwartych dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzenia ciepla.Wierzcholek skraplacza par umieszcza sie w strefie odpro¬ wadzania ciepla ponizej poziomu wszystkich dróg prowadza¬ cych do atmosfery zewnetrznej otwartych dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla.Zgodnie z wynalazkiem wierzcholek skraplacza par umieszcza sie w strefie odprowadzania ciepla ponizej pozio¬ mu wszystkich zewnetrznych otworów, otwartych dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla.Powyzej strefy odprowadzania ciepla utrzymuje sie strefe nieruchoma, zawierajaca mase gazu, nie ulegajacego konden¬ sacji, która zasadniczo porusza sie tylko w rezultacie piono¬ wych ruchów powierzchni granicznej. Powyzej tej nierucho¬ mej strefy umieszcza sie droge, prowadzaca do atmosfery zewnetrznej, otwarta dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla przez strefe nieruchoma.Zgodnie z wynalazkiem powyzej strefy odprowadzania ciepla utrzymuje sie strefe nieruchoma, zawierajaca mase gazu, nie ulegajacego kondensacji, która w zasadzie porusza sie tylko w rezultacie pionowych ruchów powierzchni gra¬ nicznej, przy czym powyzej tej strefy nieruchomej umieszcza sie otwór zewnetrzny otwarty dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla przez strefe nieruchoma.Objetosc masy gazu nie ulegajacego kondensacji w strefie nieruchomej wynosi przynajmniej polowe objetosci przes¬ trzeni pary w strefie odprowadzania ciepla, znajdujacej sie miedzy najnizszym poziomem, jaki zajmuje powierzchnia graniczna w przypadku, gdy nie przeprowadza sie przedmio¬ tów oziebianych przez strefe odprowadzania ciepla, a naj¬ wyzszym poziomem powierzchni granicznej, wystepujacym w przypadku pracy przy maksymalnej ilosci przedmiotów, przeprowadzanych przez strefe odprowadzania ciepla. Po¬ ziom drogi, prowadzacej do atmosfery zewnetrznej strefy 5 nieruchomej umieszcza sie nie wyzej niz poziom innej nizszej drogi, prowadzacej do atmosfery zewnetrznej, otwartej dla przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla.Zgodnie z wynalazkiem objetosc masy powietrza w stre¬ fie nieruchomej wynosi przynajmniej polowe objetosci prze¬ to strzeni pary w strefie odprowadzania ciepla, znajdujacej sie miedzy najnizszym poziomem, jaki zajmuje powierzchnia graniczna w przypadku, gdy nie przeprowadza sie przedmio¬ tów oziebianych przez strefe odprowadzania ciepla a naj¬ wyzszym poziomem powierzchni granicznej, wystepujacym 15 w przypadku pracy przy maksymalnej ilosci przedmiotów, przeprowadzanych przez strefe odprowadzania ciepla. Po¬ ziom otworu, znajdujacego sie powyzej strefy nieruchomej, umieszcza sie nie wyzej niz poziom innego, nizszego otworu zewnetrznego, otwartego dla swobodnego przejscia pary ze 20 strefy odprowadzania ciepla.Jako droge prowadzaca do atmosfery zewnetrznej po¬ wyzej strefy nieruchomej stosuje sie zewnetrzny otwór, przy czym powierzchnia tego zewnetrznego otworu wynosi przynajmniej 1/100 powierzchni poziomego przekroju przes- 25 trzeni pary w strefie nieruchomej.Przedmioty oziebiane wprowadza sie w strefe odprowa¬ dzania ciepla przez wpompowywanie ich ponizej powierz¬ chni granicznej przez rure, nie majaca ujscia do atmosfery zewnetrznej oraz wyjmuje sie je z naczynia po przejsciu do 30 otworu wylotowego z predkoscia, nie przekraczajaca 30,48 m/min.Zgodnie z wynalazkiem, przedmioty oziebiane wprowa¬ dza sie do strefy odprowadzania ciepla przez wprowadzenie ich do naczynia przez otwór wejsciowy, otwarty dla swobod- 35 nego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla, a naste¬ pnie przeprowadza sie je droga, prowadzaca od otworu wejs¬ ciowego w dól przez powierzchnie graniczna w strefe odpro¬ wadzania ciepla, przy czym na drodze od otworu wejscio¬ wego do powierzchni granicznej przedmioty przemieszcza sie 40 z predkoscia, nie przekraczajaca 30,48 m/mia i wyjmuje sie je z naczynia po przeprowadzeniu ich droga prowadzaca od powierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia, nie przekraczajaca 30,48 m/min.Przedmioty wprowadza sie w strefe odprowadzania cie- 45 pla po przeprowadzeniu ich przez przejscie wlotowe od otworu wejsciowego do powierzchni granicznej z predkoscia mniejsza niz 15,24 m/min. i wyjmuje sie je z naczynia po przebyciu go przez przejscie wylotowe, prowadzace od po¬ wierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia 50 mniejsza niz 15,24 m/min.Zgodnie z wynalazkiem zamraza sie produkty spozywcze w stanie stalym, przy czym gestosc pary czynnika zamrazaja¬ cego w normalnym punkcie wrzenia jest przynajmniej trzykrotnie wieksza niz gestosc powietrza w tej samej tem- 55 peraturze.Jako czynnik zamrazajacy stosuje sie dwuchlorodwu- fluorometan.Istota wynalazku w zakresie urzadzenia do stosowania sposobu bedacego przedmiotem wynalazku, skladajacego sie 60 z otwartego naczynia ze strefa odprowadzania ciepla prze¬ znaczonego do przechowywania cieklego czynnika zamraza¬ jacego, skraplacza par, elementów do przenoszenia przedmio¬ tów przez strefe odprowadzania ciepla, miski znajdujacej sie w strefie odprowadzania ciepla umozliwiajacej bezposrednie 65 stykanie sie przedmiotów z cieklym czynnikiem zamrazaja-5 69018 6 cym oraz elementów do przenoszenia przedmiotów ze strefy odprowadzania ciepla na zewnatrz poprzez otwór wylotowy polega na tym, ze skraplacz par umieszczony jest w strefie odprowadzania ciepla, natomiast wierzcholek skraplacza znajduje sie ponizej wszelkich polaczen z atmosfera zew¬ netrzna, polaczona swobodnie ze strefa odprowadzania cie¬ pla za posrednictwem par czynnika chlodniczego. Otwór wylotowy polaczony jest swobodnie za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla.Wierzcholek skraplacza par znajduje sie ponizej poziomu wszystkich otworów zewnetrznych, polaczonych swobodnie za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla.Spód skraplacza par w strefie odprowadzania ciepla znaj¬ duje sie powyzej poziomu, na którym przedmioty wchodza w bezposredni kontakt z cieklym czynnikiem zamrazajacym.Urzadzenie wedlug wynalazku ponadto zawiera strefe nieruchoma, znajdujaca sie powyzej strefy odprowadzania ciepla, zawierajaca elementy wytlumiajace, pozwalajaca na przemieszczanie sie par w strefie nieruchomej glównie w kie¬ runku pionowym. Powyzej strefy nieruchomej znajduje sie polaczenie z obszarem, znajdujacym sie na zewnatrz urza¬ dzenia, które z kolei podlaczone jest poprzez strefe nie¬ ruchoma za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla.W urzadzeniu wedlug wynalazku powyzej strefy nieru¬ chomej znajduje sie otwór zewnetrzny, polaczony swobod¬ nie za posrednictwem par poprzez strefe nieruchoma ze stre¬ fa przejmowania ciepla.Przestrzen parowa w strefie nieruchomej ma objetosc nie mniejsza niz polowa objetosci, korzystnie równa lub wieksza od objetosci przestrzeni parowej w strefie odprowadzania cie¬ pla miedzy poziomami wierzcholka i spodu skraplacza par.Poziom drogi na zewnatrz urzadzenia powyzej strefy nieru¬ chomej znajduje sie nie wyzej niz poziom najnizszej z innych dróg na zewnatrz urzadzenia, polaczonej swobodnie za po¬ srednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla.Poziom otworu powyzej strefy nieruchomej znajduje sie nie wyzej, korzystnie ponizej poziomu najnizej polozonego innego otworu zewnetrznego, polaczonego swobodnie za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla.Droge na zewnatrz urzadzenia powyzej strefy nierucho¬ mej stanowi otwór zewnetrzny o powierzchni równej co naj¬ mniej 1/100 powierzchni poziomego przekroju poprzecznego przestrzeni parowej w strefie nieruchomej, a elementy wytlu¬ miajace maja konstrukcje komórkowa i sa usytuowane pio¬ nowo.Elementy dla wprowadzania przedmiotów do strefy od¬ prowadzania ciepla stanowi pompa, polaczona ze strefa od¬ prowadzania ciepla za posrednictwem przewodu rurowego.Dla wprowadzenia przedmiotów do strefy odprowadzania ciepla, urzadzenie wedlug wynalazku zawiera otwór wejscio¬ wy polaczony za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla oraz ma przenosniki do przenoszenia przedmiotów od otworu wejsciowego w kierunku ku dolowi, do strefy odpro¬ wadzania ciepla.Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera ponadto przejscie wlotowe od otworu wejsciowego do strefy przejmowania cie¬ pla oraz przejscie wylotowe od strefy odprowadzania ciepla do otworu wylotowego.Produkty spozywcze w zaleznosci od potrzeby mozna zamrazac w ich naturalnej postaci Duze artykuly spozyw¬ cze, takie jak kukurydza w kaczanach, cale kurczeta, tusze wolowe i tym podobne, mozna z latwoscia zamrazac sposo¬ bem wedlug wynalazku. Z drugiej strony czesto jest poza¬ dane zamrazanie produktów spozywczych w malych cza¬ stkach i wówczas duze owoce ijarzyny moznapokroic w pla¬ sterki, kostki lub kulki Duze owoce, takie jak jablka, mo¬ rele, brzoskwinie, sliwki i podobne, moga miec usunieta skórke, wydrazony koszyczek nasienny i moga byc przygoto- 5 wane w postaci gotowej do spozycia, przykladowo w postaci polówek, cwiartek lub w mniejszych kawalkach. Najkorzys¬ tniej jest jagody posortowac, odszypulkowac, umyc i umie¬ scic w odpowiednich warunkach do spozycia, po czym nie¬ zwlocznie zamrozic. Platy miesa lub produktów spozyw- 10 czych pochodzenia morskiego mozna pociac na kawalki o odpowiedniej wielkosci i ksztalcie, jesli jest to pozadane, przed zamrozeniem moznaje pokryc odpowiednimi warstwa¬ mi, na przyklad tarta bulka lub maka.Wedlug wynalazku przedmioty wprowadza sie do naczy- 15 nia w temperaturze powyzej temperatury wrzenia czynnika zamrazajacego. W normalnych warunkach dostarcza sieje do naczynia w temperaturze otoczenia lub temperaturze wiek¬ szej od temperatury, która jest zazwyczaj duzo wyzsza niz normalna temperatura wrzenia czynnika zamrazajacego. 20 Czynniki, odprowadzajace cieplo stosowane w sposobie wedlug wynalazku, odprowadzaja cieplo z przedmiotów za pomoca bezposredniego zetkniecia z nimi, zmieniajac stan fizyczny czynnika odprowadzajacego cieplo, przechodzac ze stanu cieklego do pary. 25 Czynniki odprowadzajace cieplo, stanowiace czynniki za¬ mrazajace, nadajace sie do zastosowania w sposobie wedlug wynalazku, sa wrzacymi, cieklymi nasyconymi chlorowco- weglowodorami majacymi od jednego do czterech atomów wegla w lancuchu, zawierajacymi kilka atomów fluoru, co 30 oznacza, ze chlorowcopochodne weglowodory zawieraja co najmniej dwa atomy fluoru, a wiec sa to weglowodory, w których dwa lub wiecej atomów wodoru jest zastapionych chlorowcem. Weglowodory te moga byc alkanami lub cyklo- alkanami. Czynnik zamrazajacy, zastosowany w rozwiazaniu 35 wedlug wynalazku musi miec normalna temperature wrze¬ nia, to znaczy temperature wrzenia przy cisnieniu atmosfe¬ rycznym, mieszczaca sie w zakresie od 5°C do -50°C. Przy zastosowaniu czynnika zamrazajacego wrzacego w tempera¬ turze wyzszej od 5°C, chlodzenie przedmiotów przebiega 40 nadzwyczaj powoli. Przy uzyciu czynnika zamrazajacego w temperaturze wrzenia ponizej -r50°C, zamrazanie takich przedmiotów jak produkty zywnosciowe moze spowodowac niepozadane pekanie produktu. Ponadto odzyskiwanie czynnika zamrazajacego, majacego temperatury wrzenia po- 45 nizej -50°C wymaga bardziej rozbudowanego ukladu chlod¬ niczego niz "powszechnie stosowany w konwencjonalnych przetwórniach produktów spozywczych, co zwieksza koszt zamrazania i nie przynosi korzysci Najkorzystniej czynnik zamrazajacy ma normalna temperature wrzenia w zakresie od so -20°C do -40°C. Poniewaz normalna temperatura wrzenia takich czynników zamrazajacych znajduje sie ponizej tempe¬ ratury jaka maja produkty w atmosferze otoczenia, podczas uzytkowania te czynniki zamrazajace beda znajdowac sie w stanie wrzenia. 55 Czynniki zamrazajace, stosowane w sposobie wedlug wynalazku równiez powinny miec gestosc pary w normalnej temperaturze wrzenia co najmniej dwukrotnie wieksza od gestosci powietrza w tej samej temperaturze. Nasycone chlo¬ rówcoweglowodory, zawierajace kilka atomów fluoru, maja- 60 ce w czasteczce od 1 do 4 atomów wegla, których tempera¬ tura wrzenia i gestosc pary miesci sie w tych granicach, sa podane w tablicy 1.Jak wynika z przedstawionych w tablicy 1, podajacej gestosci cieczy czynników zamrazajacych w ich temperaturze 65 wrzenia, wszystkie czynniki z wyjatkiem 1,1-dwufluoroetanu7 69018 8 maja wieksza gestosc niz produkty spozywcze, których gestosc zwykle wynosi okolo 1,1 ± 0,1 g/ml. Stosownie do tego, produkty spozywcze beda zazwyczaj unosily sie na powierzchni czynnika zamrazajacego, co jest wykorzysty¬ wane w procesie przejmowaniaciepla. 5 Mieszaniny tych zwiazków ze soba i z innymi zwiazkami równiez sa odpowiednimi czynnikami zamrazajacymi, jezeli mieszanina ma temperature wrzenia i gestosc pary zawarta w wyzej okreslonych granicach. Nadajace sie mieszaniny umozliwiaja uzyskanie temperatur nieosiagalnych przy uzy- l0 ciu jednoskladnikowych czynników zamrazajacych.Szczególnie korzystne sa mieszaniny azeotropowe, takie, których sklad pary jest taki sam jak sklad cieczy, przy czym wlasnosci tych mieszanin podane sa w tablicy 2. Natomiast dla utrzymania w naczyniu do odprowadzania ciepla wyma- ,s ganej temperatury wrzenia przy uzyciu mieszanin czynników zamrazajacych, nie bedacych azeotropowymi, koniecznejest aby uzupelniajaca mieszanina czynnika zamrazajacego miala wieksze stezenie bardziej lotnego skladnika niz pierwotny „ ciekly czynnik zamrazajacy. Zgodnie ze sposobem wedlug 20 wynalazku powierzchnie graniczna tworzy sie nastepujaco: gaz nie ulegajacy kondensacji -100% pary czynnika zamraza¬ jacego utrzymuje sie na pjziomie znajdujacym sie ponizej poziomu wszystkich dróg prowadzacych do zewnetrznej atmosfery, która ma polaczenie dla pary ze strefa odprowadza- 25 nia ciepla. W strefie odprowadzania ciepla powierzchnie gra¬ niczna utrzymuje sie na poziomie usytuowanym powyzej po¬ ziomu, przy którym nastepuje bezposrednio zetkniecie pro¬ duktu z cieklym czynnikiem zamrazajacym. Poziom drogi do atmosfery zewnetrznej jest najwyzszym poziomem, do które- 3° go musi dostac sie para czynnika zamrazajacego, dla przejscia ze strefy odprowadzania ciepla do atmosfery zewnetrznej.Najczesciej droge do zewnetrznej atmosfery stanowi zew¬ netrzny otwór w naczyniu.Gaz nie ulegajacy kondensacji, stosowany wedlug wyna- & lazku, jest gazem nie dajacym sie skroplic w warunkach pa¬ nujacych przy powierzchni skraplacza pary. Gaz ten powi¬ nien miec gestosc nie wieksza niz polowe gestosci pary czynnika zamrazajacego w tej samej temperaturze. Podczas normalnej pracy gaz taki stanowi powietrze o wymaganej ^ gestosci Warstwa gazu w powierzchni granicznej, która sta¬ nowi nie ulegajacy kondensacji gaz - 100% par czynnika zamrazajacego, jest warstwa, zawierajaca kazda ilosc gazu nie ulegajacego kondensacji, która mozna wykryc przyrzadem do analizy przewodnictwa cieplnego. Gdy sonde tego przyrzadu 45 przesuwa sie powoli w dól naczynia do odprowadzania cie¬ pla, powierzchnia graniczna jest najwyzszy poziom, w którym znajduje sie 100% pary czynnika zamrazajacego.Podobnie gdy sonde tego przyrzadu przesuwa sie do góry od dna naczynia, powierzchnia graniczna jest najnizszy poziom, so w którym wykrywa sie obecnosc gazu nie ulegajacego kon¬ densacji W warunkach przestojowych, a wiec po wytworzeniu równowagi bez wprowadzania przedmiotów, powietrze, sta¬ nowiace gaz nie ulegajacy kondensacji, nad powierzchnia gra- 55 niczna zawiera pare czynnika zamrazajacego, którego gra¬ dient stezenia maleje od 100% przy powierzchni granicznej do zera na poziomie otworów wyjsciowych. Gradient tenjest spowodowany dyfuzja czasteczkowa ciezszej pary czynnika zamrazajacego, unoszacej sie od powierzchni granicznej do 60 góry, do lzejszego powietrza i cyrkulacja powietrza nad po¬ wierzchnia graniczna, wywolana konwekcja cieplna. W wa¬ runkach roboczych dalsza turbulenge w obszarze powierz¬ chni granicznej, a zwlaszcza w powietrzu nad powierzchnia graniczna, powoduje dodatkowe mieszanie pary czynnika 65 zamrazajacego z powietrzem nad powierzchnia graniczna. Na skutek tego dodatkowo zwieksza sie ilosc pary czynnika zamrazajacego w tym powietrzu.Zazwyczaj poziom powierzchni granicznej powietrza - 100% pary czynnika zamrazajacego nie jest jednakowy w ca¬ lym naczyniu. Na przyklad poziom powierzchni granicznej w obszarze skraplacza pary bedzie dazyl do obnizenia sie w stosunku do poziomu na zewnatrz tego obszaru. Podobnie, gdy naczynie jest podzielone na strefy, tak jak to ma miejsce wówczas gdy sa przejscia wlotowe i wylotowe, równiez po¬ ziom granicznej powierzchni w strefie odprowadzania ciepla bedzie dazyl do obnizenia sie ponizej poziomu powierzchni granicznej w strefach wejsciowej i wyjsciowej. Te róznice po¬ ziomów wynikaja z róznic temperatury i opornosci prze¬ plywu w róznych strefach.Temperatura na kazdym poziomie naczynia nie musi byc jednakowa we wszystkich strefach. Poniewaz skraplacz pary jest umieszczony w strefie odprowadzania ciepla, tempera¬ tura w tej strefie dazy do pewnego obnizenia w stosunku do temperatury w strefach wejsciowej i wyjsciowej. Wielkosc tej róznicy temperatury jest uzalezniona od stopnia izolacji mie¬ dzy tymi strefami, a wiec od tego, czy istnieja przejscia wlo¬ towe i wylotowe. Temperatura w strefie wejsciowej dodatko¬ wo zwieksza sie wskutek cieplejszych przedmiotów wprowa¬ dzanych do tej strefy.Wskutek wplywu temperatury na gestosc gazów, cieplej¬ sze gazy w strefach wejsciowej i wyjsciowej beda zasadniczo miec mniejsza gestosc niz gazy w strefie odprowadzania cie¬ pla. Przykladowo gestosc gazu w zakresie temperatury 10-20°C wynosi tylko 80% gestosci tych samych gazów w temperaturze -43°C, która jest typowa dla skraplacza pa¬ ry. Poniewaz gazy w strefie przejmowania ciepla maja wiek¬ sza gestosc, a równiez wieksza wysokosc cisnienia statycz¬ nego niz gazy ©mniejszej gestosci w strefach wejsciowej i wyjsciowej, poziom powierzchni granicznej w strefie odpro¬ wadzania ciepla dazy do tego, aby byc nizszym niz w stre¬ fach cieplejszych.Opór dla przeplywu pary, powstajacy na powierzchniach wymiany ciepla skraplacza pary, równiez wplywa na poziom powierzchni granicznej w strefie przejmowania ciepla, a w ce¬ lu pokonania tego oporu poziom powierzchni granicznej na zewnatrz skraplacza pary dazy do wzniesienia sie nad poziom powierzchni granicznej wewnatrz tego obszaru skraplacza pary.Poziom powierzchni granicznej: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego powinien byc utrzymywany ponizej poziomu wszystkich dróg do zewnetrznej atmosfery, które maja swobodne polaczenia dla pary ze strefa odprowadzania ciepla. Utrzymanie powierzchni granicznej ponizej tego po¬ ziomu zapobiega uplywowi duzych ilosci pary czynnika za¬ mrazajacego do atmosfery, jak to mialoby miejsce w przy¬ padku, gdyby powierzchnia graniczna znajdowala sie na po¬ ziomie drogi do zewnetrznej atmosfery lub powyzej tego poziomu. Poniewaz poziom powierzchni granicznej jest nie¬ koniecznie ten sam w calym naczyniu odprowadzajacym cie¬ plo, poziom powierzchni granicznej przyjety dla porównania z poziomem kazdej z dróg do zewnetrznej atmosfery bylby poziomem powierzchni granicznej przyleglym do tej drogi Jednoczesnie poziom powierzchni granicznej: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego w strefie odprowadzania ciepla powinno utrzymywac sie powyzej poziomu, w którym nastepuje bezposrednie zetkniecie z cieklym czynnikiem zamrazajacym. Gdyby powierzchnia graniczna byla utrzymywana ponizej poziomu bezposredniego zetk¬ niecia, pary czynnika zamrazajacego wywiazujace sie podczas9 69018 10 odprowadzania ciepla wywolywalyby turbulencje powietrza ponad powierzchnia graniczna i mieszalyby sie z powie¬ trzem. Utrzymywanie powierzchni granicznej powyzej po¬ ziomu odprowadzania ciepla usuwa te przyczyne mieszania pary czynnika zamrazajacego z powietrzem.Odlcglpsc powierzchni granicznej od poziomu bezposred¬ niego zetkniecia jest stosunkowo bez znaczenia, wystarczy, aby wywiazujace sie pary czynnika zamrazajacego nie za¬ klócily powierzchni granicznej. Z drugiej strony zbyt duza odleglosc miedzy powierzchnia graniczna i poziomem bezpo¬ sredniego zetkniecia riie daje korzystnych wyników, zwiek¬ szajac jedynie koszt procesu wskutek zwiekszenia objetosci pary czynnika zamrazajacego wewnatrz naczynia i wplywajac na zwiekszenie dlugosci przenosników wejsciowego i odpro¬ wadzajacego.Poziom powierzchni granicznej utrzymuje sie za pomoca skraplacza par w strefie odprowadzania ciepla, pracujacego w temperaturze nizszej od normalnej temperatury wrzenia cieklego czynnika zamrazajacego. Korzystnie jest umiescic skraplacz w przestrzeni pary strefy odprowadzania ciepla, jakkolwiek nie jest to konieczne. W celu utrzymywania po¬ wierzchni granicznej ponizej poziomu wszystkich otworów, które maja swobodne polaczenie dla pary ze strefa odprowa¬ dzania ciepla, najkorzystniejsze jest usytuowanie wierzchol¬ ka skraplacza ponizej poziomu tych otworów. Jakkolwiek mozliwe jest dla pewnych wydajnosci skraplania umieszcze¬ nie wierzcholka skraplacza ponizej poziomu, w którym nastepuje bezposrednie zetkniecie produktów z cieklym czynnikiem zamrazajacym, bez spowodownia spadku po¬ wierzchni granicznej ponizej poziomu bezposredniego zetk¬ niecia, korzystniej jest gdy dól skraplacza par znajduje sie powyzej poziomu, w którym nastepuje bezposrednie zetknie¬ cie sie przedmiotów z cieklym czynnikiem zamrazajacym.Optymalne uksztaltowanie skraplacza par jest zalezne od zmian w obciazeniu zasilania. W warunkach ustalonego obcia¬ zenia, to jest w warunkach, które nie wywoluja opadania lub wznoszenia powierzchni granicznej, najbardziej korzystnym uksztaltowaniem jest skraplacz o cienkich sciankach, który umozliwia zmniejszenie obszaru powierzchni granicznej, zmniejszajac tym samym dyfuzje. W nieustalonych warun¬ kach obciazenia, to znaczy w warunkach, które powoduja wznoszenie i opadanie powierzchni granicznej, najbardziej korzystny jest skraplacz mozliwie krótki w plaszczyznie pio¬ nowej oraz tak dlugi i szeroki w plaszczyznie poziomej, na ile jest to praktycznie dopuszczalne. Uklad ten zmniejsza odleglosc pionowa, w zakresie której wznosi sie i opada po¬ wierzchnia graniczna podczas pracy ukladu. Zmniejszenie tej odleglosci pionowej powoduje zmniejszenie predkosci z jaka powierzchnia graniczna przemieszcza sie, reagujac na zmiany warunków pracy ukladu, dajac w wyniku zmniejszenie stop¬ nia mieszania ponad powierzchnia graniczna. Uksztaltowanie skraplacza pary jest wiec zazwyczaj posrednie miedzy wzgledami obciazenia ustalonego i obciazenia nieustalonego.Skraplacz pary moze byc jednostka pojedyncza o odpowied¬ niej wielkosci lub moze stanowic polaczenie dwu lub wiecej jednostek. Podczas dzialania otwartego ukladu odprowadza¬ nia ciepla wedlug wynalazku, straty pary czynnika zamraza¬ jacego mozna zmniejszyc przez utrzymywanie objetosci powietrza, mozliwie jak najbardziej statycznego, nad po¬ wierzchnia graniczna: powietrze - 100% pary czynnika za¬ mrazajacego.Jednym ze sposobów wprowadzania przedmiotów jest wprowadzenie ich przez otwór wejsciowy, który ma swobod¬ ne polaczenie pary ze strefa odprowadzania ciepla. Po wpro¬ wadzeniu przedmioty zamrazane przeprowadza sie w dól od otworu wejsciowego przez powierzchnie graniczna do strefy odprowadzania ciepla. Swobodne polaczenie miedzy atmo¬ sfera zewnetrzna i strefa odprowadzania ciepla jest istotne, gdyz umozliwia zastapienie para czynnika zamrazajacego, s powietrza otaczajacego przedmioty podczas przechodzenia przedmiotów przez powierzchnie graniczna bez zaklócania powierzchni granicznej lub bez wprowadzania powietrza po¬ nizej powierzchni granicznej. Podczas wprowadzania przed¬ miotów przez otwór wejsciowy uzyskuje sie zmniejszenie do minimum turbulencji, w ten sposób, ze przedmioty prze¬ puszcza sie powoli z otworu wejsciowego do powierzchni gra¬ nicznej. Odpowiednie szybkosci beda zmieniac sie zaleznie od rozmiarów i ksztaltu wprowadzanych przedmiotów.W korzystnym przypadku, przedmioty przemieszcza sie od otworu wejsciowego do powierzchni granicznej z predkoscia, nie przewyzszajaca 30,48 m/min., najkorzystniej z pred¬ koscia mniejsza niz 15,24 m/min. Korzystnie jest, gdy nie powstaje wskutek tego ruch obrotowy, powodujacy turbulen¬ cje- Korzystne jest przeprowadzenie przedmiotów z otworu wejsciowego przez przejscie wlotowe do powierzchni granicz¬ nej. Celem przejscia wlotowego jest ograniczenie w pewnym stopniu otwartego obszaru strefy wejsciowej, co zmniejsza prady konwekcyjne i objetosc powietrza, wciaganego z otwo¬ ru wejsciowego w warunkach nieustalonego obciazenia. Przej¬ scie to równiez wplywa na zmniejszenie oddzialywania pradów powietrznych otoczenia. Natomiast przejscie to nie ogranicza swobodnego polaczenia pary miedzy strefa odpro¬ wadzania ciepla i otworem wejsciowym.Do transportu przedmiotów z otworu wejsciowego do strefy odprowadzania ciepla stosuje sie przenosniki tasmowe, takie jak z siatki drucianej lub z innych perferowanych tasm oraz z tasm nieprzepuszczalnych, przenosniki slimakowe, przenosniki potrzasalne i podobne. Przenosniki powinny byc tak dobrane, aby ograniczyc do minimum turbulencje po¬ wietrza nad powierzchnia graniczna: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego i umozliwic swobodne polaczenie miedzy atmosfera zewnetrzna i strefa odprowadzania ciepla.Produkty ciekle mozna wprowadzac przez otwór wejsciowy na przyklad za pomoca przepuszczania w dól rynny lub ka¬ nalu, skad sciekaja do kapieli z cieczy zamrazajacej. Ciecz po zamrozeniu mozna juz traktowac jako cialo stale. Ciecze, które raczej chlodzi sie niz zamraza, najlatwiej poddaje sie przetwarzaniu po umieszczeniu w szczelnym pojemniku.Innym sposobem wprowadzania przedmiotów do strefy odprowadzania ciepla, nadajacym sie dla cieczy i produktów pólplynnych, jest wpompowanie .ich ponizej powierzchni granicznej przez rure, która nie jest otwarta do atmosfery.Przy wprowadzaniu produktów tym sposobem jest konieczne by rura byla napelniona ciaglym strumieniem produktu, dzieki czemu nic wprowadza sie wcale powietrza lub nieskra- plajaccgo sie gazu ponizej powierzchni granicznej. Wprowa¬ dzenie powietrza ponizej powierzchni granicznej spowodo¬ waloby mieszanie powietrza i pary czynnika zamrazajacego.Dla wiekszosci produktów mozna zastosowac dowolna znana pompe, stosowana w przetwórstwie produktów spozyw¬ czych, a dla produktów pólplynnych, takich jak ciasto cu¬ kiernicze mozna zastosowac wytlaczarke.Po przejsciu przedmiotów przez strefe odprowadzania ciepla, usuwa sie je z naczynia, przepuszczajac je do góry przez powierzchnie graniczna i na zewnatrz naczynia przez otwór wyjsciowy, który ma polaczenie dla swobodnego prze¬ plywu pary do strefy odprowadzania ciepla. Podczas usuwa¬ nia przedmiotów z naczynia turbulencja zmniejszona jest do minimum wskutek powolnego przemieszczania ich do góry 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6011 69018 12 z powierzchni granicznej do otworu wyjsciowego. Najkorzys¬ tniejsze jest przemieszczanie przedmiotów do góry z ta sama predkoscia wlasciwa dla ich przemieszczania z otworu wej¬ sciowego do powierzchni granicznej. Przenosniki do odpro¬ wadzania przedmiotów z naczynia moga byc dowolnymi nadajacymi sie do tego celu przenosnikami.Straty pary czynnika zamrazajacego do atmosfery mozna równiez obnizyc przez zwiekszenie odleglosci miedzy po¬ wierzchnia graniczna i otworami zewnetrznymi, co umozli¬ wia zwiekszenie drogi dla par czynnika zamrazajacego, ucho¬ dzacych wskutek dyfuzji. Stopien zwiekszenia tego wymiaru pionowegojest uzalezniony od wzgledów ekonomicznych.Poniewaz ilosc pary czynnika zamrazajacego, przemiesz¬ czajaca sie od powierzchni granicznej do powietrza nad po¬ wierzchnia graniczna jest funkcja wielkosci pola przekroju powierzchni granicznej, straty pary czynnika zamrazajacego beda redukowane przez zmniejszanie pola przekroju pozio¬ mego przestrzeni parowej wewnatrz naczynia. Mozna tego dokonac wypelnieniem lub innym rodzajem zamkniecia wszystkich niepotrzebnych przestrzeni pary, przez które przechodzi powierzchnia graniczna. Poniewaz jest konieczne, aby skraplacz pary pokrywal stosunkowo duze pole poziome wewnatrz strefy odprowadzania ciepla, minimalne pole po¬ ziomego przekroju przestrzeni pary w strefie odprowadzania ciepla zwykle okreslane jest powierzchnia zajmowana przez skraplacz.Straty pary czynnika zamrazajacego mozna równiez zmniejszyc za pomoca stabilizacji poziomu powierzchni gra¬ nicznej: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego.Gdy ta powierzchnia graniczna ciagle wznosi sie i opada, zwieksza sie mieszanie powietrza i pary czynnika zamrazaja¬ cego. Takzeprzy podnoszeniu sie powierzchni granicznej, po¬ wietrze które moze zawierac stosunkowo duze ilosci pary czynnika zamrazajacego wypychane jest na zewnatrz naczy¬ nia przez zewnetrzne otwory. Poziom powierzchni granicznej mozna ustabilizowac przez dostarczenie produktów do na¬ czynia ze stala predkoscia.Straty pary czynnika zamrazajacego mozna równiez zmniejszyc przez ograniczenie wplywu pradów powietrza otaczajacego, na powietrze znajdujace sie nad powierzchnia graniczna w naczyniu. Ograniczenia tego mozna dokonac przez zaopatrzenie naczynia odprowadzajacego cieplo w górna pokrywe, zawierajaca minimalne pole przekroju zew¬ netrznych otworów, koniecznych dla wlasciwego dzialania urzadzenia. W warunkach ustalonego obciazenia im mniejsze jest pole przekroju zewnetrznego otworu, tym mniejsze sa straty spowodowane dyfuzja przez otwór. Z drugiej strony, przy pracy w warunkach nieustalonego obciazenia, korzystnym jest, by pole przekroju otworu bylo dostatecznie duze, aby powietrze atmosferyczne, przechodzace w dól przez otwór przy opadaniu powierzchni granicznej, nie dostawalo sie z predkoscia, która w znacznym stopniu spowodowalaby turbulencje powietrza na powierzchnie graniczna.W celu uzyskania otwartego naczynia zamrazajacego, które umozliwia wyrównanie cisnienia w warunkach nieusta¬ lonego obciazenia, przy równoczesnym zapobieganiu turbu¬ lencji, wywolanej konwekcja cieplna oraz powietrznych pradów otoczenia, najkorzystniej jest, aby nad strefa odpro¬ wadzania ciepla znajdowala sie strefa nieruchoma, zawieraja¬ ca nieruchoma mase powietrza, które przemieszcza sie tylko pod dzialaniem pionowego ruchu powierzchni granicznej, a nad która znajduje sie droga do otaczajacej atmosfery zewnetrznej, taka jak zewnetrzny otwór, majacy polaczenie dla swobodnej wymiany pary ze strefa odprowadzania ciepla przez te nieruchoma strefe. Wewnatrz tej nieruchomej strefy nie ma ruchu powietrza wskutek konwekcji cieplnej lub pradów powietrza otaczajacego i wystepuje w niej tylko ruch powietrza w kierunku pionowym oraz w zasadzie w wyniku reakcji na wznoszenie sie i opadanie powierzchni granicznej. 5 Przy dostatecznej objetosci strefy nieruchomej, uzyskuje sie w efekcie niewrazliwosc urzadzenia na zasadnicze zmiany predkosci wprowadzania przedmiotów bez wyraznego wzro¬ stu strat pary czynnika zamrazajacego. Ogromna strefa nie¬ ruchoma stanowi zbiornik powietrza, w którego dolnych io obszarach powietrze wznosi sie i opada razem z powierzchnia graniczna, lecz nie moze przedostac sie przez otwór zew¬ netrzny. Wskutek niewystepowania mieszania w strefie nie¬ ruchomej, powietrze w górnym obszarze strefy, które wy¬ dostanie sie przez otwór na zewnatrz nad strefa, gdy powierz- 15 chnia graniczna wznosi sie, zawiera stosunkowo male steze¬ nie pary czynnika zamrazajacego.Dla zwiekszenia tego efektu stabilizacyjnego, najkorzyst¬ niej jest, aby nieruchoma masa powietrza w nieruchomej stre¬ fie miala objetosc co najmniej polowy objetosci przestrzeni 20 w strefie odprowadzania ciepla miedzy najnizszym pozio¬ mem powierzchni granicznej podczas pracy przy nieobec¬ nosci przedmiotów zamrazanych w strefie odprowadzania ciepla a najwyzszym poziomem powierzchni granicznej, pod¬ czas pracy z maksymalna znamionowo iloscia przedmiotów 25 przemieszczanych przez strefe odprowadzania ciepla. Naj¬ korzystniej jest, gdy nieruchoma masa powietrza ma objetosc co najmniej równa objetosci przestrzeni pary w strefie odpro¬ wadzania ciepla pomiedzy tymi dwoma poziomami. Gdy masa nieruchomego powietrza ma te wartosc, wynika z tego 3 dodatkowa korzysc. Objetosc tego powietrza jest dostatecz¬ nie duza, tak ze gdy poziom powierzchni granicznej opada z najwyzszego do najnizszego poziomu, powietrze z atmo¬ sfery zewnetrznej, które dostanie sie do strefy nieruchomej nic moze osiagnac powierzchni wymiany ciepla skraplacza 35 pary. Nawet wiec przy wystepowaniu wilgoci w atmosferze wewnetrznej unika sie nadmiernego osadzania sie szronu na skraplaczu. Wielkosc obszaru otworu nad strefa nieruchoma nie jest istotna. Otwór ten wykonany jest w dostatecznej wielkosci, aby nic wystapily na nim zbyt znaczne róznice 40 cisnienia. Takie róznice cisnienia moglyby spowodowac, ze zewnetrzne powietrze przechodziloby przez otwór z duza predkoscia, wywolujac tym samym turbulencje. Najkorzyst¬ niej powierzchnia otworu nad strefa nieruchoma powinna wynosic okolo 1/100 pola poziomego przekroju powierzchni 45 pary w strefie nieruchomej.Konstrukcja strefy nieruchomej powinna umozliwic likwi¬ dacje konwekcji cieplnej i pradów powietrza otaczajacego w strefie nieruchomej oraz przemieszczanie sie masy po¬ wietrza w wyniku reakcji na pionowy ruch powierzchni gra- 50 nicznej. Te elementy unieruchamiajace mase powietrza po¬ winny miec swobodne polaczenie miedzy strefa przejmo¬ wania ciepla i atmosfera zewnetrzna. Elementy takie zawie¬ raja odpowiednie przegrody luzno spakowanego materialu, takiego jak wlókna szklane lub konstrukcji o ksztalcie komo- 55 rowym. Korzystnie jest, aby elementy unieruchamiajace po¬ wietrze ograniczaly ogólny kierunek przeplywu w strefie nie¬ ruchomej do kierunku pionowego, bez powodowania zasad¬ niczej zmiany predkosci lub kierunku, gdy powietrze porusza sie przez strefe nieruchoma, poniewaz zmiany te daza do 60 wywolania turbulencji. Stosownie do tego, odpowiednim elementem unieruchamiajacym jest stojaca pionowo kon¬ strukcja o ksztalcie komórek, która jest ukladem szeregu przylegajacych równoleglych rur o stosunkowo malej sred¬ nicy, stojacych w kierunku pionowym. Ogólnie objetosc 65 strefy nieruchomej jest okreslona objetoscia, wewnatrz której13 znajduja sie elementy unieruchamiajace.Poniewaz poziom powierzchni granicznej w strefach wejs¬ ciowej i wyjsciowej dazy do tego, aby znajdowac sie wyzej niz poziom powierzchni granicznej w strefie odprowadzania ciepla straty pary czynnika zamrazajacego mozna dodatkowo zmniejszyc przez podwyzszenie poziomu dróg wejsciowych i wyjsciowych, tak, aby byly co najmniej na takiej wyso¬ kosci, jak poziom drogi do atmosfery zewnetrznej nad strefa nieruchoma. Korzystne wiec jest, by poziom drogi do atmo¬ sfery zewnetrznej nad strefa nieruchoma nie znajdowal sie powyzej poziomu najnizszej innej drogi do atmosfery zew¬ netrznej, która ma swobodne polaczenie dla pary ze strefa odprowadzania ciepla. Najkorzystniej jest, by poziom dróg wejsciowej i wyjsciowej byl tak podwyzszony, aby odleglosc od poziomu drogi do zewnetrznej atmosfery nad strefa nie¬ ruchoma, do powierzchni granicznej w strefie odprowadzania ciepla, byla mniejsza niz odleglosci od poziomu najnizszej drogi do atmosfery zewnetrznej, która znajduje sie w swo¬ bodnym polaczeniu pary ze strefa odprowadzania cieepla, do powierzchni granicznej w strefie zawierajacej te najnizsza inna droge.W praktyce urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku zawiera naczynie z pojedynczym otworem. Ten pojedynczy otwór moze byc na przyklad uzyskany przez brak górnej pokrywy na naczyniu lub przez zastosowanie górnej pokrywy z pojedynczym otworem zewnetrznym.Pojedynczy otwór moze stanowic otwór wejsciowy, gdy przedmioty sa wprowadzane przez rure do strefy odprowa¬ dzania ciepla lub otwór, przez który zamrazane przedmioty sa zarównowprowadzanejak i usuwane.Przy zamrazaniu zywnosci w zakrytym naczyniu, korzyst¬ nie stosuje sie co najmniej dwa zewnetrzne otwory -jeden do wprowadzania produktów spozywczych, a drugi do ich usuwania. Poniewaz produkty spozywcze zwykle zawieraja wilgoc, nie jest pozadane wprowadzanie i usuwanie pro¬ duktów przez ten sam otwór. W przeciwnym razie wprowa¬ dzona para wodna, otaczajaca produkty, dazy do skraplania sie na mrozonkach usuwanych z naczynia. Daje to w wyniku tworzenie sie warstwy szronu na mrozonkach, co jest nie¬ pozadane.Gdy naczynie odprowadzajace cieplo zawiera strefe nie¬ ruchoma, korzystnie jest, gdy ma ono co najmniej dwa otwo¬ ry zewnetrzne. W praktyce niekorzystne jest umieszczenie otworu nad strefa nieruchoma do wprowadzania lub usuwa¬ nia zamrazanych produktów, wskutek kolizji z elementami unieruchamiajacymi Korzystne jest umieszczenie nie wiecej niz trzech otworów zewnetrznych, gdyz dodatkowe otwory wplynelyby na wzrost strat czynnika zamrazajacego do atmosfery zewnetrznej.Wedlug wynalazku zamrazane przedmioty mozna wpro¬ wadzac w zetkniecie z cieklym czynnikiem zamrazajacym w rózny sposób, na przyklad za pomoca zanurzania do ka¬ pieli cieklego czynnika zamrazajacego, przez natryskiwanie cieklym czynnikiem zamrazajacym itp. Odprowadzanie cie¬ pla uzyskuje sie albo za pomoca ciaglego stykania sie przed¬ miotów z cieklym czynnikiem zamrazajacym tak dlugo, dopóki nie wymieni sie wymaganej ilosci ciepla, lub za po¬ moca zamrazania, w którym zamrazany przedmiot podlega najpierw zetknieciu z cieklym czynnikiem zamrazajacym, dopóki tylko czesc wymaganej ilosci ciepla zostanie odpro¬ wadzona, umozliwiajac tym samym, by skorupa z lodu splynela na zimno i aby odpuscic wewnetrzne naprezenia przed ponownym zetknieciem z cieklym czynnikiem zamra¬ zajacym.Do przemieszczania produktów przez strefe przejmo¬ wania ciepla mozna zastosowac mechaniczne urzadzenie 69018 14 slimakowe, urzadzenie z perforowana tasma itp. Przy pierw¬ szym zetknieciu stalego produktu z cieklym czynnikiem zamrazajacym, które ma miejsce na przenosniku tasmowym, przenosnik powinien miec jak najmniejsza powierzchnie 5 zetkniecia z produktem spozywczym, aby ograniczyc do minimum przylepianie sie produktu do przenosnika. Do tego celu nadaja sie przenosniki z siatki drucianej, stykajace sie punktowo z produktem spozywczym, albo tez przenosniki z siatki drucianej, majace nie przylepiajaca sie powloke -io z policzterofluoroetyleniL Zaleta wynalazku jest to, ze straty czynnika zamrazaja¬ cego zwykle nie przekraczaja 2,25 kg czynnika zamrazajacego na 45 kg produktu, który przejdzie przez uklad, a w korzyst¬ nych warunkach straty czynnika zamrazajacego nie przekra- 15 czaja 0,9 kg na 45 kg produktu.Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala wiec na dokony¬ wanie silnego zamrazania przedmiotów, zwlaszcza produk¬ tów zywnosciowych w otwartych naczyniach, polaczonych z atmosfera, w urzadzeniu o bardzo prostej konstrukcji, bez 20 stosowania sluz dla pary i bez stosowania cisnienia, wyzszego od cisnienia atmosferycznego, przy zaledwie minimalnych stratach czynnika zamrazajacego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schema- 25 tycznie naczynie do odprowadzania ciepla w rzucie piono¬ wym, fig. 2 - schematycznie korzystny przyklad wykonania naczynia do odprowadzania ciepla w rzucie pionowym, fig. 3-przekrój przez naczynie wzdluz linii 3-3 z fig. 2, fig. 4 - schemat ukladu przyrzadu do analizy przewodnictwa 30 cieplnego, fig. 5 ^wykres gradientu stezenia typowego czynnika zamrazajacego, a fig. 6 - schematycznie naczynie do odprowadzania ciepla w wykonaniu szczególnie korzyst¬ nym dla produktów spozywczych pochodzenia morskiego.Jak przedstawiono na fig. 1, urzadzenie do zamrazania 35 zywnosci stanowi wydluzony zbiornik do odprowadzania ciepla lub zamrazajace naczynie 1, które ma izolowane sciany. Poniewaz naczynie 1 nie moze miec pokrywy, otwar¬ ta czesc górna stanowi jeden duzy otwór zewnetrzny, który sluzy zarówno jako otwór wlotowy ijako otwór wyjsciowy. 40 Zamrazane przedmioty 2, na przyklad czastki produktu zywnosciowego wprowadza sie do naczynia 1 przez otwór 3 i za pomoca doprowadzajacego przenosnika 4 sa transporto¬ wane z wejsciowego obszaru przez powierzchnie graniczna 5: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego do strefy od- 45 prowadzania ciepla lub strefy zamrazania 6. Przenosnik wprowadzajacy uksztaltowany jest z siatki drucianej ima listewki 7 o odpowiedniej wysokosci i odstepach, zaleznie od rodzaju wprowadzanego produktu spozywczego.Czastki produktu zywnosciowego opadaja swobodnie do 50 masy cieklego zamrazajacego czynnika 8, znajdujacej sie w szybko zamrazajacej misie 9. Czastki produktu zywnoscio¬ wego swobodnie spadajac z przenosnika 4 umiejscawiaja sie ponizej powierzchni cieklego czynnika zamrazajacego.W wyniku tego szybko tworzy sie zamarznieta skorupa lub 55 powloka na czastkach produktu. Nastepnie czastki wznosza sie i plywaja po powierzchni cieklego czynnika zamrazaja¬ cego., który ma wieksza gestosc niz gestosc czastek zyw¬ nosci Gwaltowne wrzenie czynnika zamrazajacego, paruja¬ cego wskutek odprowadzania ciepla, powoduje rozdzielenie 60 czastek, pograzajacych sie w ciecz zamrazajaca, gdyz w prze¬ ciwnym przypadku moglyby razem zamarznac. Gdy raz powstanie zamarznieta skorupa na powierzchni czastek pro¬ duktu, nie maja one juz sklonnosci do wzajemnego laczenia sie. Szybkie tworzenie zamarznietej skorupy gwarantuje 65 równiez to, ze czastki produktu zywnosciowego nie traca69 018 15 16 swych naturalnych zawartosci cieklych i przypraw. Glebo¬ kosc cieczy w misie 9 musi byc na tyle wystarczajaca, aby swobodnie spadajace z przenosnika czastki produktu nic dotknely dna misy. Ciekly czynnik zamrazajacy dostarcza sie do misy 9 za pomoca regulowanej obiegowej pompy 10.Przeplyw, ustalony przy powierzchni czynnika zamrazaja¬ cego w misie, dokonywany jest za pomoca przegrody 11, tym samym zapewniajac szybki ruch czastek produktu od obszaru swobodnego spadku w kierunku przelewu 12, bez zboczenia w zadnym innym kierunku. Przez odpowiedni dobór dlu¬ gosci okresu czasu przebywania produktu w misie mozna osiagnac wymagany stopien zamrozenia. Strumien cieczy zamrazajacej porywa z misy 9 czastki produktu zywnoscio¬ wego na wyjsciowy przenosnik 13, który równiez wykonany jest z siatki drucianej. Przenosnik 13 jest szerszy oraz ma wyzsze listwy 14 niz doprowadzajacy przenosnik 4, lecz poza tym nie róznia sie one miedzy soba. Poniewaz zamrozona zywnosc mozna teraz ukladac warstwami bez obawy wza¬ jemnego zlepiania sie, wyjsciowy przenosnik 13 porusza sie wol liej niz doprowadzajacy przenosnik 4. Przy przenoszeniu zamrozonego produktu do góry przez powierzchnie granicz¬ na 5, która stanowi powietrze - 100% par czynnika zamraza¬ jacego, w kierunku wylotovego otworu 15, ciezka para czynnika zamrazajacego zawarta w szczelinach miedzy czastkami produktu zostaje zastapiona powietrzem. Para ta opada w dól w strone strefy zamrazania Ciekly czynnik zamrazajacy odprowadzony z przenosnika wyjsciowego zbie¬ ra sie w osadniku 16.Pary czynnika zamrazajacego, wywiazane w zamrazajacej misie 9 lub w innym miejscu, ulegaja skropleniu za pomoca skraplacza 17 par, wykonanego w postaci wiazki równoleg¬ lych cienkich rur. Skraplacz jest parownikiem konwencjonal¬ nego ukladu chlodzacego, stosujacego jako czynnik chlod¬ niczy amoniak lub fluoroweglowodory. Wytwarza on na swej powierzchni temperature odpowiednia do skraplania par czynnika zamrazajacego. W odpowiednim skraplaczu par mozna takze zastosowac czynniki odprowadzajace cieplo za pomoca przewodzenia, takie jak solanka, w warunkach po¬ nizej temperatury wrzenia czynnika zamrazajacego.Równiez mozna zastosowac staly dwutlenek wegla w bezposrednim zetknieciu z parami czynnika zamrazajacego lub oddzielony od pary za pomoca scian przewodzacych cieplo.Czynnik zamrazajacy w postaci cieklej, skroplony za pomoca skraplacza 17 par splywa do szybko zamrazajacej misy 9 i/lub plynie do osadnika 16. Gdy zaleznie od pred¬ kosci doprowadzania produktu zmienia sie predkosc powsta¬ wania pary czynnika zamrazajacego, poziom powierzchni gra¬ nicznej 5 podnosi sie i opada. Podczas pracy urzadzenia przy oznaczonej jako maksimum ilosci produktu, która prze¬ puszcza sie przez naczynie, powierzchnia graniczna siega do 2/3 wysokosci skraplacza, jak to przedstawiono za pomoca poziomu 18. Czesc skraplacza ponad poziomem 18 prze¬ widziana jest jako rezerwa powierzchni skraplajacej na wypa¬ dek gwaltownych udarów, zaklócen i niewlasciwego rozpro¬ wadzania pary. W warunkach przestojowych, podczas których przez naczynie nie przepuszcza sie produktu, powierzchnia graniczna znajduje sie tuz powyzej spodu skra¬ placza, jak to przedstawiono za pomoca poziomu 19.Przy rozpoczynaniu procesu zamrazania, powietrze jest wypychane ze strefy zamrazania przez pare czynnika za¬ mrazajacego, doprowadzanej z jakiegokolwiek konwencjonal¬ nego zródla, takiego jak zbiornik magazynujacy duzych roz¬ miarów lub butla 20 do gazów, zanim skraplacz 17 par zosta¬ nie ochlodzony do temperatury roboczej. Dzieki temu wil¬ gotne powietrze usuwane jest z obszaru skraplacza bez two¬ rzenia szronu na powierzchniach wymiany ciepla. Gdy po¬ ziom pary czynnika zamrazajacego osiagnie szczytowa czesc skraplacza 17 par, temperatura skraplacza obnizy sie ponizej 5 temperatury wrzenia cieczy zamrazajacej. Wówczas czynnik zamrazajacy mozna doprowadzic do naczynia w postaci ciek¬ lej lub pod postacia pary, najkorzystniej jako ciecz. Zamraza¬ nie produktu mozna rozpoczac wtedy, gdy powierzchnia gra¬ niczna: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego osia¬ gnie poziom 19 i ciekly czynnik zamrazajacy znajduje sie w dostatecznej ilosci do wytworzenia przeplywu cieczy przez pompe 10 i mise 9. Ewentualny nadmiar wody lub innej cie¬ czy, wprowadzonej z zamrazanymi przedmiotami 3 do wej¬ sciowego obszaru przechodzi przez doprowadzajacy przenos¬ nik 4 do obszaru 21 i jest usuwany przez zawór 22.Przy przegladzie konserwacyjnym lub pod koniec procesu zamrazania, czynnik zamrazajacy usuwa sie z naczynia za pomoca odprowadzajacej pompy 23. Czynnik zamrazajacy jest przepompowywany do magazynujacego zbiornika 24, który ma takie wymiary, aby pomiescic cala ilosc cieczy, znajdujacej sie zwykle w naczyniu i który jest odporny na cisnienie, panujace wewnatrz gdy zawartosc osiagnie tempe¬ rature otoczenia. Magazynujacy zbiornik 24 mozna umiescic ponizej lub powyzej naczynia.Gdy wznawia sie proces zamrazania po dluzszym prze¬ stoju, powietrze usuwa sie ze strefy zamrazania za pomoca pary czynnika zamrazajacego, odprowadzanej z magazynuja¬ cego zbiornika 24 przez zawór 25, dopóki skraplacz 17 nie ochlodzi sie do temperatury roboczej. Gdy poziom pary czynnika zamrazajacego osiagnie szczytowa czesc skraplacza 17, temperatura skraplacza jest obnizona ponizej tempera¬ tury wrzenia cieklego czynnika zamrazajacego. Wówczas mozna doprowadzic do naczynia ciekly czynnik zamrazajacy z magazynujacego zbiornika 20. Po rozpoczeciu zamrazania, mozna dostarczyc uzupelniajacy czynnik zamrazajacy w po¬ staci pary ze zbiornika 24 do momentu oprózniania. Gdy cala ilosc cieklego czynnika zamrazajacego w zbiorniku 24 ulegnie odparowaniu, resztki pozostale w zbiorniku mozna usunac za pomoca osuszajacego zaworu 26. W razie potrzeby uzupelniajacy czynnik zamrazajacy mozna dostarczac w po¬ staci cieczy ze zbiornika 20.Jak przedstawiono na fig. 2 i 3, korzystna postac urzadze¬ nia do zamrazania zawiera izolowane zamrazajace naczynie 30, które sklada sie z wlotowego otworu 31, strefy ciepla 32 i wyjsciowego obszaru 33. Zamrazane przedmioty 34, takie jak czastki produktu zywnosciowego wprowadza sie przez otwór wcj&iowy 35 i przenosi sie do wlotowego przejscia 36 za pomoca doprowadzajacego przenosnika 37, zaopatrzonego w listewki 38.Mozna ewentualnie zaopatrzyc przenosnik doprowadzaja¬ cy w oslone 39, która stanowi gietki, plastykowy lub inny odpowiedni material, naciagniety w dolnej czesci, która obejmuje z góry listewki, zapobiegajac w ten sposób stacza¬ niu sie czasteczek produktu w dól przenosnika. We wloto¬ wym przejsciu 36 znajduje sie wolna przestrzen nad oslona przenosnika, dla umozliwienia podnoszenia sie powloki nad nieforemnymi czastkami produktu lub skupionymi ze soba czastkami. Dla niektórych produktów, na przyklad takich jak plasterkowanc brzoskwinie, nie stosuje sie listewek, gdyz sama oslona przenosnika zapobiega staczaniu sie zamrozo¬ nych produktów.Czastki produktu przechodza w dól przez powierzchnie graniczna 40: powietrze - 100% pary czynnika zamrazaja¬ cego i spadaja swobodnie ao masy 41 cieklego czynnika zamrazajacego w szybko zamrazajacej misie 42. Para czyn- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6017 69018 18 nika zamrazajacego, uwolniona z zamrazajacej misy 42 lub w innym miejscu jest skraplana za pomoca wstepnego skrap¬ lacza 43, wykonanego z równoleglych, cienkich rur, tworza¬ cych wiazke. Przegroda 44 o ksztalcie sklepienia gromadzi skropliny ze skraplacza i rozprowadza je do obu stron naczy¬ nia, tak ze skropliny nie splywaja na produkt znajdujacy sie na roboczym przenosniku.Zamrazanie produktów zywnosciowych o duzej zawar¬ tosci wilgoci, zwlaszcza wówczas, gdy sa pokrojone lub plas¬ terkówane, lub tez bezzwloczne zamrazanie takich pro¬ duktów, które zostaly poddane blanszowaniu lub innej ob¬ róbce w roztworach wodnych, moze dac w wyniku wprowa¬ dzenia do naczynia duze ilosci wilgoci. Para wybranego czynnikazamrazajacego dwuchlorodwufluorometanu, w obec¬ nosci pary wodnej w temperaturze 0-7° C, tworzy krysztaly lub pólciekle wodziany. Jesli podczas procesu zamrazania na powierzchni produktu spozywczego tworzy sie wodzian, to podczas rozmrazania produkty moga miec niekorzystny pie¬ nisty wyglad na skutek rozkladu wodzianu na dwuchloro- dwufluorometan w postaci pary i wody. Celowe jest wiec ograniczenie do minimum tworzenia sie wodzianu.Zamieszanie pary czynnika zamrazajacego i pary wodnej, przenoszonej z produktami zywnosciowymi nastepuje przy przegrodzie dzialowej 45 par, która w otoczeniu doprowa¬ dzajacego przenosnika utrzymuje wzglednie statyczna atmo¬ sfere powietrza, pary wodnej i pary czynnika zamrazajacego.Przegroda ta jest usytuowana mozliwie najblizej powierzchni cieklego czynnika 41 zamrazajacego, bez wiekszego ograni¬ czenia przeplywu pary miedzy obszarem swobodnego spad¬ ku produktów i pozostala czescia strefy zamrazania. Dzia¬ lowa przegroda 45 dostatecznie izoluje obszar 31 wejsciowy od chlodzacego wplywu skraplacza 43, tak ze produkt do¬ póty nie osiaga krytycznej temperatury 7°C lub nizszej opty¬ malnej dla tworzenia sie wodzianu, dopóki nie spadnie swo¬ bodnie do zamrazajacej misy 42. Zasadniczo tworzenie sie wodzianu ustaje wówczas, gdy utworzy sie na produkcie sko¬ rupa z lodu, gdyz powierzchniowa temperatura znajduje sie ponizej 0°C. Stosownie do tego, produkt zywnosciowy znaj¬ duje sie w zakresie tworzenia wodzianu W przeciagu tak krót¬ kiego czasu, ze wytwarza sie bardzo mala ilosc wodzianu.W przypadku stosowania czynnika zamrazajacego innego niz dwuchlorodwufluorornetan, odleglosc swobodnego spadku, miejsce ustawienia dzialowej przegrody 45 mozna dostoso¬ wac do tego, aby szybko przemiescic produkty przez zakres temperatury tworzenia sie wodzianu.Pokrycie skraplacza 43 szronem lub wodzianem zmniejsza wydajnosc skraplacza i moze ograniczyc dlugosc pracy, powodujac koniecznosc okresowego przerywania procesu w celu konserwacji urzadzenia. Skraplacz moze byc podzie¬ lony na sekcje, z których mozna ogrzewac niektóre wewne¬ trznym strumieniem goracego gazu w celu usuniecia lodu podczas gdy inne sekcje normalnie pracuja. Niektóre sekcje mozna równiez wylaczyc z ruchu podczas okresu przestojo¬ wego. Ustalony przeplyw powierzchniowy cieczy zamrazaja¬ cej w misie 42, zasilany regulowana obiegowa pompa 46, za¬ pewnia szybkie przemieszczanie produktu od obszaru swo¬ bodnego spadku do miejsca przelewu. Powierzchniowa predkosc wzdluz misy umozliwia korzystnie zgarniecie pro¬ duktu spozywczego z misy w ciagu 2-10 sekund. Mise 42mozna regulowac za pomoca mechanizmu nie przedstawio¬ nego na rysunku, tak ze niezaleznie mozna zmieniac przy przelewie predkosc powierzchniowa i glebokosc cieczy.W czasie przebywania produktów w misie, powierzchnia pro¬ duktu zywnosciowego jest zamrazana az do utworzenia lodo¬ wej skorupy w dostatecznej twardosci, co umozliwia sterowa¬ nie produktów na przenosniku 47 na grubosc kilku warstw.Przeplyw cieczy zamrazajacej w misie 42 porywa produkty spozywcze na pochylnie 48, która jest polaczona z robo¬ czym przenosnikiem 47. Przenosnik 47 wykonany jest rów¬ niez z siatki drucianej, lub ma inna konstrukcje i zawiera 5 otwory lecz nie posiada listewki. Pochylnia 48, która zawiera male Otwory dla umozliwienia przeplywu czynnika zamraza¬ jacego, rozprowadza produkty z misy 42* frardziej jedno¬ rodnie na roboczym przenosniku. Czynnik zamrazajacy w stanie cieklym, który scieka przez pochylnie 48 i roboczy w przenosnik 47 zbiera sie w magazynowym zbiorniku 49. Po przerwaniu zetkniecie cieczy zamrazajacej z produktem na przenosniku 47, na okres czasu wystarczajacy dla umozliwie¬ nia czastkom produktu zywnosciowego osiagniecie czescio¬ wego stanu równowagi, lecz dostatecznie krótki, aby nie 15 spowodowac powierzchniowego stopienia i przywarcia do siebie sasiednich czastek, ciecz ta ulega zetknieciu z plynacym z góry strumieniem cieczy zamrazajacej. Ciekly czynnik zamrazajacy z magazynujacego zbiornika 49 dostar¬ czany jest obiegowa pompa 46 do rozdzielaczy 50, które sa 20 przemieszczanie za pomoca mechanizmu, nie przedstawio¬ nego na rysunku, i które polewaja w wybranych miejscach czastki produktu znajdujace sie na roboczym przenosniku, strumieniem cieczy zamrazajacej.Rozdzielacze 50 (fig. 3) cieklego czynnika zamrazajacego 25 stanowia rury, umieszczone prostopadle do kierunku prze¬ suwu przenosnika, które zaopatrzone sa w duze otwory, usta¬ wiono w szerokich odstepach. Rozdzielacze 50 polewaja pro¬ dukty spozywcze wzdluz linii prostopadlej do kierunku przemieszczania zywnosci. W korzystnym rozwiazaniu pole- 30 wanie odbywa sie za pomoca cieklego strumienia cieczy.Strumien cieczy mozna wytworzyc dowolnie, na przyklad za pomoca pochylonej karbowanej plyty 51, przymocowanej do kazdego rozdzielacza 50, która sprawia, ze ciekly czynnik zamrazajacy, zanim zetknie siie z czastkami produktu roz- 35 plywa sie w stosunkowo jednorodna struge. Po odprowadze¬ niu wymaganej ilosci ciepla ciekly czynnik zamrazajacy nie styka sie juz z produktem:— Na roboczym przenosniku 47 przemieszczane sa czastki produktu do wyladunkowego przenosnika 52, któryjest sze- 40 rszy i ma wyzsze listewki niz odprowadzajacy przenosnik 37.Podczas zsypywania produktów z jednego przenosnika na . drugi, czastki produktu obracaja sie, a tym samym wylewaja sie resztki cieczy zamrazajacej, które moga tkwic w zaglebie¬ niach powierzchniowych produktu. Przy przenoszeniu 45 mrozonek do góry za pomoca przenosnika 52 poza graniczna powierzchnie 40, ciezkie pary czynnika zamrazajacego wy¬ dobywaja sie ze szczelin miedzy czastkami i sa zastepowane powietrzem. Pary czynnika zamrazajacego ewentualnie mozna zastapic suchym, filtrowanym powietrzem, wprowa- 50 dzanym do przejscia wylotowego 53 przez otwór 54 przelo¬ towy. To suche powietrze równiez zmniejsza gromadzenie wilgoci atmosferycznej w postaci lodu na przenosniku i na produkcie spozywczym. Produkt ten, w zasadzie wolny od czynnika zamrazajacego, wprowadzany jest z naczynia przez 55 otwór wylotowy 55. Stezenie czynnika zamrazajacego na mrozonkach dodatkowo mozna zmniejszyc przez oczyszcze¬ nie powierzchni zamrazanego produktu za pomoca ogrzanej pary czynnika zamrazajacego, tym samym odparowujac resztki cieczy zamrazajacej, przywierajace do produktu. Pare 60 czynnika zamrazajacego mozna ewentualnie usunac ze strefy odprowadzania ciepla przez otwór 56 za pomoca dmuchawy 57, ogrzewanej grzejnikiem 58 i przez przepuszczenie przez produkty spozywcze na przenosniku. Komore oczyszczajaca mozna umiescic w miejscu 59 w poblizu dolnego konca $5 wyladowczego przenosnika 52 lub tez w poblizu konca wyladowczego roboczego przenosnika 47, co oznaczono69018 19 20 cyfra 60, lub tez mozna ja umiescic w obu tych miejscach.Ogrzana para czynnika zamrazajacego powinna miec tempe¬ rature ponizej 0°C, lecz co najmniej okolo 5°C ponad nor¬ malna temperature wrzenia czynnika zamrazajacego. Ciekle czynniki zamrazajace, majace normalna temperature wrzenia w zakresie -10° -50°C sa najkorzystniejsze przy stosowaniu oczyszczania. Wtórne lub odpedowe skraplacze 61, 62 i 63, pracujace zasadniczo w nizszej temperaturze niz podstawowy skraplacz 43, mozna ewentualnie umiescic nad podstawo¬ wym skraplaczem iw poblizu górnej czesci przejscia wyloto¬ wego 53 w celu dodatkowego skraplania pary czynnika za¬ mrazajacego/Najkorzystniejsze sa wtórne skraplacze z zebro¬ wanych rur.Przestrzenie miedzy przeciwpradowymi zgarniakami prze¬ nosników ewentualnie moga byc wypelnione sekcjami izolu¬ jacego spienionego tworzywa o zamknietych komórkach lub innymi nieprzepuszczalnymi przegrodami 64, 65, i 66, prze¬ znaczonymi do zmniejszenia mieszania powietrza i pary czynnika zamrazajacego w przejsciu wlotowym i wylotowym. - Przestrzen nad tymi przejsciami oraz w poblizu zasadniczego skraplacza 43, skraplaczy wtórnych 61,jak równiez elementy wytlumiajace strefy nieruchomej 69 wypelnione sa sekcjami z izolujacego materialu o zamknietych komórkach lub innymi nieprzepuszczalnymi przegrodami 67 i 68.Straty par czynnika zamrazajacego z przestrzeni par nad zasadniczym skraplaczem zmniejsza sie przez ograniczenie konwekcji ciepla i pradów powietrza, otaczajacych ten obszar. Ponad wlasciwym obszarem skraplajacym umieszcza sie w strefie 69 elementy wytlumiajace z papieru, impregno¬ wanego zywica fenolowa, dla wytworzenia strefy nierucho¬ mej. Pokrywa 70 przeciwpylowa umieszczona nad wierz¬ cholkiem strefy 69 jest zastosowana dla zmniejszenia prze¬ dostawania sie zanieczyszczen pochodzacych z powietrza, lecz nie ogranicza ona przewietrzania przelotów komórek.Dla konserwacji urzadzenia, podczas zakonczenia lub pod koniec procesu zamrazania, w przypadku gdy urzadzenie zawiera wypompowujacy skraplacz, moze on byc umiesz¬ czony w poblizu dna naczynia dla zagwarantowania maksy¬ malnego odzysku czynnika zamrazajacego, który mozna do¬ laczyc do ukladu chlodniczego zarówno zasadniczego skra¬ placza 43 lub wtórnego skraplacza 61. Ciecz zamrazajaca, zebrana na dnie zamrazajacego naczynia, przechodzi do magazynujacego zbiornika 49, który moze zawierac skraplacz par lub moze byc odporny na cisnienie, wynikajace z osiag¬ niecia temperatury pokojowej przez czynnik zamrazajacy.Przy wznawianiu pracy para czynnika zamrazajacego powraca przez zawór 72 i zasadniczy skraplacz 43 jest ochla¬ dzany do temperatury roboczej. Zamrazanie zywnosci mozna wznowic wówczas, gdy zostanie zebrana dostateczna ilosc czynnika zamrazajacego dla przeplywu cieczy przez zamraza¬ jaca mise 42 i rozdzielacze 50 czynnika zamrazajacego. Uzu¬ pelniajacy czynnik zamrazajacy w postaci cieczy lub pary w miare potrzeby jest dostarczany z magazynujacego zbior¬ nika 73.W celu umozliwienia dodatkowego latwego przystoso¬ wania sie przy rozpoczeciu nowej serii do zamrazania na od¬ miennym rodzaju produktu spozywczego z uprzedniej serii, zbiornik oczyszczajacy, nie przedstawiony na rysunku, mozna dolaczyc do magazynujacego zbiornika 49 i do dolnej czesci zamrazajacego naczynia 70. W tym przypadku czynnik zamrazajacy z uprzedniego cyklu produkcyjnego jest zbie¬ rany w zbiorniku oczyszczajacym, po czym resztki scieków lub pozostalosci, zostajace w magazynujacym zbiorniku 42, sa usuwane przez sciekowy zawór 74. Przy zamknietym za¬ worze 72 swiezy czynnik zamrazajacy jest dostarczany z ma¬ gazynujacego zbiornika 73. Przy zamknietym sciekowym za¬ worze 74, skroplony czynnik zamrazajacy z naczynia 30 jest przepuszczany do czystego magazynujacego zbiornika 49 i pracuje pompa 46. Uzupelniajaca pare czynnika zamrazaja¬ cego dostarcza sie do zamrazajacego naczynia z oczyszczaja¬ cego zbiornika dotad, dopóki nie wyczerpie sie ciecz zamra¬ zajaca w tym zbiorniku. Oczyszczajacy zbiornik jest wtedy gotowy do oczyszczania, a uzupelniajacy czynnik zamrazaja¬ cy jest znów dostarczany z magazynujacego zbiornika 73.Odpowiedni przelew syfonowy mozna równiez wlaczyc do ukladu oczyszczania w celu usuwania z cieczy zamrazajacej plywajacych zanieczyszczen. Wszystkie elementy urzadzenia zamrazajacego, które wchodza w kontakt z produktem spozywczym, powinny byc wykonane z materialów, daja¬ cych sie oczyszczac znanymi sposobami, stosowanymi dla urzadzen przetwórstwa produktów spozywczych. Doprowa¬ dzajacy przenosnik 37 mozna oczyszczac podczas pracy, o ile zanieczyszczenia produktów nagromadza sie na tasmie prze¬ nosnika. Odpowiedni roztwór detergentu rozpyla sie na po¬ wrotnych zgarniaczach przenosnika za pomoca natryskowej rozgalezionej rury 75, usuwajac w ten sposób zanieczysz¬ czenia. Roztwór ten scieka z obudowy przez zawór 76. Roz¬ galeziona rura 77 powietrzna moze byc zastosowana do wdmuchiwania powietrza przez tasme przenosnika. W ten sposób usuwa sie wode z tasmy, zanim przenosnik zostanie zaladowany swiezym produktem spozywczym. Urzadzenie do zamrazania przetworów rybnych z fig. 6 jest podobne do urzadzenia z fig. 2 z tym, ze rózni sie od niego pewnymi elementami. Przenosniki 37, 47 i 52 z fig. 2 stanowia jeden przenosnik 37(fig. 6), Urzadzenie z fig. 6 ponadto nie ma misy 42 i kapieli 41 cieczy. Cala czynnosc zamrazania doko¬ nywana tu jest rozdzielaczami 50. Produkty spozywcze la¬ duje sie w sposób przedstawiony poprzednio, po czym prze¬ chodza one w dól przemieszczonego w kierunku dolnym przenosnika. W poziomym przesuwie przenosnika przechodza pod rozdzielaczami 50, gdzie ulegaja zamrozeniu. Nastepnie przemieszczane sa one do góry za pomoca przenosnika prze¬ suwajacego sie w góre.Przyklad I. Do zamrozeniu 226,7 kg grochu, fasoli, kostek marchwi i truskawek w ciagu godziny zastosowano dwuchlorodwufluorometan jako czynnik zamrazajacy. Proces przeprowadzono w urzadzeniu z fig. 2, przy czym urzadzenie to nie zawieralo wtórnych skraplaczy 61, 62 i 63, komór oczyszczajacych 59 i 60, jak tez nie wprowadzalo sie po¬ wietrza w miejscu 54. Urzadzenie to nie ma przepompowuja¬ cego skraplacza 71, a otwory wlotowy i wylotowy sa tylko nieznacznie wzniesione nad wierzcholek konstrukcji w ksztalcie komórkowej. Zamrazajace naczynie do produk¬ tów spozywczych ma okolo 6,1 m od miejsca doprowadzania produktów do wyjscia mrozonek iw przyblizeniu ma szero¬ kosc 0,61 m. Wierzcholek przelotu wejsciowego znajduje sie w odleglosci wynoszacej 1,83 m nad dnem oraz poziom dróg do zewnetrznego otoczenia przy otworach wejsciowym i wyjsciowym znajduje sie w wysokosci 1,68 m nad dnem.Przenosnik 37 doprowadzajacy na tasme z siatki drucianej ma szerokosc 28,6 cm, a listewki maja przekrój 1,27 x 25,4 cm i sa usytuowane w odstepie 5,1 cm. Przenos¬ nik dostarcza czastki produktu zywnosciowego w dól do powierzchni granicznej: powietrze - 100% pary czynnika zamrazajacego przez przejscie wlotowe 36, pod katem 45° na przestrzeni okolo 129,7 cm z predkoscia 152,4 cm na mi¬ nute i umozliwia swobodny spadek produktu z wysokosci 15,2 cm do plynacego strumienia zamrazajacego czynnika 41. Glebokosc cieczy zamrazajacej w zamrazajacym naczy¬ niu 42 wynosi okolo 6,4 cm. Predkosc powierzchniowa cie- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6069018 21 czy zamrazajacej jest równa 12,7 cm na sekunde. Odleglosc od obszaru swobodnego spadku do przelewu na koncu naczy¬ nia 42 wynosi okolo 38,1 cm. Przelew znajduje sie okolo 10,2 cm nad roboczym przenosnikiem 47. Dno przegrody 45 znajduje sie w odleglosci 2,54 cm nad powierzchnia cieczy zamrazajacej w naczyniu 42. Roboczy przenosnik 47 stanowi siatka druciana o szerokosci równej 33,7 cm bez listewek, który ciagnie sie na dlugosci 193 cm przez strefe zamrazania naczynia. Predkosc roboczego przenosnika wynosi okolo 40,7 cm na minute. Produkt spozywczy znajduje sie na prze¬ nosniku roboczym na wysokosci 54,9 cm od dna Ciecz zamrazajaca z rozdzielaczy 50 w wybranych miejscach roz¬ lewana jest po czastkach produktu zgromadzonych na robo¬ czym przenosniku w wielu warstwach w celu calkowitego zamrozenia bez powodowania pekniec. Z roboczego przenos¬ nika produkt stacza sie wówczas, gdy jest dostarczany do odprowadzajacego przenosnika 52, który stanowi druciana siatka o szerokosci wynoszacej 38,7 cm z krzyzowymi listew¬ kami o wysokosci 2,8 cm i dlugosci 35,6 cm, odleglymi od siebie o 7,6 cm. Wyjsciowy przenosnik transportuje produkt spozywczy do góry przez pare czynnika zamrazajacego do strefy wyjsciowej pod katem 45° na przestrzeni 193,1 cm, z predkoscia wynoszaca okolo 50,8 cm na minute. Mrozonki spadaja z wyladunkowego przenosnika na wyjsciowy zsyp do przeniesienia do magazynowania. Skraplacz 43 par, majacy powierzchnie wymiany ciepla równa 74,4 cm2, utworzony jest z 75 poziomych, równoleglych z zebrami aluminiowymi, rur ze stali weglowej, wystawionych na dzialanie pary czynnika zamrazajacego na przestrzeni 177,8 cm miedzy warstwami rur. Zewnetrzna srednica rury wynosi 22,2 mm, przy grubosci scianki wynoszacej 2,2 mm, a zebra maja sred¬ nice równa 4,5 cm i ustawione sa w wzajemnych odstepach, wynoszacych 4,2 mm. Rury sa oddalone od siebie pionowo w odstepach wynoszacych 8,9 cm w kazdym z 15 rzedów i maja odstep poziomy wynoszacy 3,1 cm, z odmiennymi rzedami ustawionymi 4,5 cm wyzej dla nieograniczonego przeplywu pary czynnika zamrazajacego. Skraplacz podzielo¬ ny jest na trzy oddzielne sekcje rurowe, usytuowane obok siebie. Temperatura robocza powierzchni skraplacza wynosi okolo-43°C. Pionowe wymiary konstrukcji komórkowej w strefie 69 wynosza okolo 38,1 cm. Szesciokatne przeloty wynosza 9,5 mm wzdluz plaskich scian. Wierzcholek przelo¬ tów tej konstrukcji znajduje sie na wysokosci wynoszacej 1,68 m wzgledem dna. Trzy rozdzielacze 50 cieczy zamraza¬ jacej sa wykonane z rur z nierdzewnej stali o srednicy zew¬ netrznej wynoszacej 2,54 cm i srednicy wewnetrznej wyno¬ szacej 22,1 mm, zaopatrzonych w karbowane plyty 51, usytuowane pod katem 50° wzgledem osi pionowej i wysu¬ niete na odleglosc wynoszaca 10,9 cm. Ciekly czynnik zamrazajacy, tloczony pod niskim cisnieniem przez piec nawierconych otworów o srednicy 4,6 mm, odleglych od sie¬ bie 6,4 cm wzdluz rur, splywa z plyt 51 w jednolitej strudze dla polewania ciecza zamrazajaca czastek produktu zywnosc ciowego na roboczym przenosniku 47. Dolny kraniec plyt znajduje sie w odleglosci 25,4 cm nad roboczym przenosni¬ kiem 47.Wszystkie mrozonki, otrzymane w tym procesie zamraza¬ nia maja korzystny wyglad, wolne sa od pekniec i sa gotowe do magazynowania lub pakowania w postaci pojedynczych, swobodnie plynacych czastek. Straty czynnika zamrazaja¬ cego podczas procesu zamrazania wynosza srednio okolo 900 g na 45 kg mrozonki.Przyklad II. Analize skladu pary w gazach, znajduja¬ cych sie w urzadzeniu do zamrazania w przykladzie I, wyko¬ nano za pomoca przyrzadu do analizy przewodnictwa ciepl- 22 nego, przedstawionego na fig. 4. Pomiary przeprowadzono podczas ciaglego zamrazania 2722 kg zielonego grochu, przy dostarczaniu grochu z predkoscia 195 kg na godzine.Przyrzad do analizy stanowi mostek Wheatston'a, majacy war- 5 "tosci opornosci oznaczone na rysunku. Czujnik pomiarowy i czujnik odniesienia sa czescia mikroczujnika Gow-Mac, majacego, jako elementy odczytujace, termistory o opornosci wynoszacej 8000 omów. Czujnik odniesienia zawiera po¬ wietrze ijest uszczelniony na obu koncach. Sonde stanowi 10 kawalek rurki miedzianej o wewnetrznej srednicy równej 3,18 mm, która dolaczona jest do czesci pomiarowej mikro¬ czujnika. Mala pompa prózniowa równiez dolaczona jest do pomiarowego czujnika do zasysania pary, z wymaganego punktu pomiarowego w naczyniu zamrazajacym, przez czuj- 15 nik pomiarowy z przeplywem 5 cm3 na minute. Przyrzadem rejestrujacym jest przyrzad typu Bausch i Lomb o zmiennym zakresie/Kalibrowanie przyrzadu rozpoczyna sie przez zasy¬ sanie przez sonde 100% powietrza. Miernik nastawia sie do odczytu 0 mikrowolt ów za pomoca ustawienia zerujacego 20 potencjomierza opornosci 500 omów. Nastepnie sonde za¬ nurza sie do atmosfery, która stanowi 100% para dwuchloro- dwufluorometanu i miernik ustawia sie na napiecie 100 mikrowoltów, poslugujac sie potencjomierzem o zakresie opornosci wynoszacym 10000 omów. Skale miernika 25 odczytuje sie w procentach objetosciowych pary dwuchloro- dwufluorometanu w powietrzu. Nastepnie sonde wklada sie w kierunku pionowym przez konstrukcje komórkowa do strefy nieruchomej zamrazajacego naczynia i dokonuje sie odczytów w odstepach co 5 cm, dopóki nie osiagnie sie a poziomu 100% pary czynnika zamrazajacego. W podobny sposób przesuwa sie sonde przez przejscie wlotowe i wylo¬ towe. Uzyskane dane sa przedstawione wykreslnie na fig. 5.Przyklad III. Urzadzenie do zamrazania z fig. 1, przy zastosowaniu dwuchlorodwufluoromctanu jako czynnika 35 zamrazajacego, zastosowano do zamrazania 7 kg grochu w ziarnkach fasoli, pokrojonej marchwi i truskawek. Czas zamrazania wynosil 1 godzine. Równowazne czesci urzadze¬ nia do zamrazania maja te same gabaryty,jak i ich odpowied¬ niki w urzadzeniu do zamrazania z przykladu I, z wyjatkiem * tego, ze obszary wlotowy i wyjsciowy nie sa podwyzszone, a misa zamrazajaca jest znacznie dluzsza. Straty czynnika zamrazajacego podczas procesu zamrazania wynosza srednio okolo 1,57 kg na 45 kg mrozonek. Urzadzenie to zawiera tylko te elementy, które sa przedstawione na fig. 1. 45 50 PL PL PL PL PL PL PL

Claims (36)

1. Zastrzezenia patentowe 1. l.Sposób odprowadzania ciepla z przedmiotów stalych lub cieklych za pomoca bezposredniego zetkniecia ich $5 z wrzacym, podstawionym wielokrotnie atomami fluoru, nasyconym chlorówcoweglowodorem o 1—4 atomach wegla, którego temperatura wrzenia w warunkach normalnych miesci sie w granicach od +5 do -50°C, zas gestosc pary w temperaturze wrzenia w warunkach normalnych jest co 60 najmniej dwukrotnie wieksza od gestosci powietrza w tej sa¬ mej temperaturze, znamienny tym, ze powierzchnie granicz¬ na faz miedzy gazem nie ulegajacym kondensacji, a 100% para czynnika zamrazajacego utrzymuje sie w strefie odpro¬ wadzania ciepla przez kondensacje par czynnika zamrazaja- 65 cego nad wrzacym czynnikiem zamrazajacym, przy czym23 69018 24 poziom tej powieizchni granicznej utrzymuje sie ponizej poziomu wszystkich polaczen z atmosfera zewnetrzna, sta¬ nowiacych wolne polaczenia dla pary ze strefa odprowadza¬ nia ciepla oraz wyzej poziomu, na którym przedmioty kon¬ taktuja sie bezposrednio z cieklym czynnikiem zamrazaja¬ cym, natomiast przedmioty wprowadza sie ostroznie do stre¬ fy odprowadzania ciepla, tak aby gaz znajdujacy sie powyzej powierzchni granicznej faz nie ulegal zaklóceniom, anie podlegajace kondensacji gazy nie byly porywane do obszaru ponizej powierzchni granicznej, nastepnie zas przedmioty wprowadza sie przez powierzchnie graniczna faz i wyjmuje sie z naczynia w ostrozny sposób przez otwór wylotowy, który laczy sie za posrednictwem pary ze strefa odprowadza¬ nia ciepla, nie powodujac zaklócen gazu nie podlegajacego kondensacji powyzej powierzchni granicznej.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako gaz nie ulegajacy kondensacji stosuje sie powietrze, a poziom gra¬ nicznej powierzchni utrzymuje sie ponizej poziomów wszystkich zewnetrznych otworów, otwartych dla swobod¬ nego przej scia pary ze strefy odprowadzania ciepla.
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wierzcho¬ lek skraplacza par umieszcza sie w strefie odprowadzania cie¬ pla ponizej poziomu wszystkich dróg prowadzacych do atmosfery zewnetrznej, otwartych dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla.
4. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wierzcho¬ lek skraplacza pary umieszcza sie w strefie odprowadzania ciepla ponizej poziomu wszystkich zewnetrznych otworów, otwartych dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowa¬ dzania ciepla.
5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze powyzej strefy odprowadzania ciepla urzymuje sie strefe nieruchoma zawierajaca mase gazu nie ulegajacego kondensacji, która po¬ rusza sie tylko w rezultacie pionowych ruchów powierzchni granicznej, przy czym powyzej tej nieruchomej strefy umiesz¬ cza sie droga prowadzaca do atmosfery zewnetrznej, otwarta dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania cie¬ pla przez strefe nieruchoma.
6. Sposób wedlug zastrz* 4, znamienny tym, ze powyzej strefy odprowadzania ciepla utrzymuje sie strefe nierucho¬ ma, zawierajaca mase gazu nie ulegajacego kondensacji, która porusza sie tylko w rezultacie pionowych ruchów powierz¬ chni granicznej, przy czym powyzej tej strefy nieruchomej umieszcza sie otwór^zewnetrzny, otwarty dla swobodnego przejscia pary ze strefy odprowadzania ciepla przez strefe nieruchoma..
7. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze objetosc masy gazu nie ulegajacego kondensacji w strefie nieruchomej wynosi przynajmniej polowe objetosci przestrzeni pary w strefie odprowadzania ciepla, znajdujacej sie miedzy naj¬ nizszym poziomem, jaki zajmuje powierzchnia graniczna w przypadku, gdy nie przeprowadza sie przedmiotów ozie¬ bianych przez strefe odprowadzania ciepla i najwyzszym poziomem powieizchni granicznej, wystepujacym w przy¬ padku pracy przy maksymalnej ilosci przedmiotów przepro¬ wadzanych przez strefe odprowadzania ciepla, zas poziom drogi prowadzacej do atmosfery zewnetrznej powyzej strefy nieruchomej umieszcza sie nie wyzej niz poziom innej, niz¬ szej drogi, prowadzacej do atmosfery zewnetrznej, otwartej dla przejscia swobodnej pary ze strefy odprowadzania ciepla.
8. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze objetosc masy powietrza w strefie nieruchomej wynosi przynajmniej polowe objetosci przestrzeni pary w strefie odprowadzania ciepla, znajdujacej sie miedzy najnizszym poziomem, jaki zajmuje powierzchnia graniczna w przypadku, gdy nie prze¬ prowadza sie przedmiotów, oziebianych przez strefe odpro¬ wadzania ciepla a najwyzszym poziomem powieizchni gra¬ nicznej, wystepujacym w przypadku pracy przy maksymalnej ilosci przedmiotów przeprowadzanych przez strefe odprowa- 5 dzania ciepla, zas poziom otworu, znajdujacego sie powyzej strefy nieruchomej umieszcza sie nie wyzej niz poziom in¬ nego, nizszego otworu zewnetrznego, otwartego dla swobod¬ nego przejsciapary ze strefy odprowadzania ciepla.
9. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze jako io droge prowadzaca do atmosfery zewnetrznej powyzej strefy nieruchomej stosuje sie otwór, przy czym powierzchnia tego zewnetrznego otworu wynosi przynajmniej 1/100 powierz¬ chni poziomego przekroju przestrzeni pary w strefie nieru¬ chomej. is
10. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze powierz¬ chnia otworu lezacego powyzej strefy nieruchomej wynosi przynajmniej 1/100 powierzchni poziomego przekroju przes¬ trzeni pary w strefie nieruchomej.
11. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze przed- 20 mioty oziebiane wprowadza sie w strefe odprowadzania cie¬ pla przez wpompowywanie ich ponizej powierzchni granicz¬ nej przez rure, która nie ma ujscia do atmosfery i wyjmuje sie je z naczynia po przejsciu drogi od powierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia nie przekraczajaca 25 30,48 m/min.
12. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze przed¬ mioty oziebiane wprowadza sie do strefy odprowadzania cie¬ pla przez wpompowywanie ich ponizej powierzchni granicz¬ nej przez rure, która nie ma ujscia do atmosfery i wyjmuje 30 sie je z naczynia po przejsciu drogi od powierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia nie przekraczajaca 30,48 m/min.
13. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, fce przed¬ mioty oziebiane wprowadza sie do strefy odprowadzania cie- 35 pla przez wprowadzenie ich do naczynia przez otwór wejs¬ ciowy, otwarty dla swobodnego przejscia pary ze strefy od¬ prowadzania ciepla, a nastepnie przeprowadza sie je droga prowadzaca od otworu wejsciowego w dól przez powierz¬ chnie graniczna w strefie odprowadzania ciepla, przy czym 40 na drodze od otworu wejsciowego do powierzchni granicznej przedmioty przemieszcza sie z predkoscia nie przekraczajaca 30,48 m/min i wyjmuje sie je z naczynia po przeprowadzeniu ich droga, prowadzaca od powieizchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia nie przekraczajaca 30,48 m/min. 45
14. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze przed¬ mioty wprowadza sie w strefe odprowadzania ciepla przez wprowadzenie ich najpierw do naczynia przez otwór wejscio¬ wy, otwarty dla swobodnego przejscia pary ze strefy odpro¬ wadzania ciepla, a nastepnie od otworu wejsciowego prze- so prowadza sie je w dól droga prowadzaca przez powierzchnie graniczna do strefy odprowadzania ciepla, przy czym od otworu wejsciowego do powierzchni granicznej przedmioty te przemieszcza sie z predkoscia nie przekraczajaca 30,48 m/min iwyjmuje sie je z naczynia po przeprowadzeniu 55 ich droga prowadzaca od powierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia nie przekraczajaca 30,48 m/min.
15. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze przed¬ mioty wprowadza sie w strefe odprowadzania ciepla po prze¬ prowadzeniu ich przez przejscie wlotowe od otworu wejscio¬ wo wego do powierzchni granicznej z predkoscia mniejsza niz 15,24 m/min. i wyjmuje sie je z naczynia po przebyciu przez przejscie wylotowe, prowadzace od powierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia mniejsza niz 15,24 m/mia 55
16. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze przed¬ mioty wprowadza sie w strefe odprowadzania ciepla po prze-69018 26 prowadzeniu ich przez przejscie wlotowe, prowadzace od otworu wejsciowego do powierzchni granicznej z predkoscia mniejsza niz 15,24 m/min. i po przejsciu naczynia wyjmuje sie je przez przejscie wylotowe, prowadzace od powierzchni granicznej do otworu wylotowego z predkoscia mniejsza niz 15,24 m/mia
17. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze pro¬ dukty spozywcze zamraza sie w stanie stalym, przy czym gestosc pary czynnika zamrazajacego w normalnym punkcie wrzenia jest przynajmniej trzykrotnie wieksza niz gestosc powietrza w tej samej temperaturze.
18. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze zamra¬ za sie produkty spozywcze w stanie stalym, zasgestosc pary czynnika zamrazajacego w normalnym punkcie wrzenia jest przynajmniej trzykrotnie wieksza niz gestosc powietrza w tej samej temperaturze.
19. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze jako czynnik zamrazajacy stosuje sie dwuchlorodwufluorometan.
20. Sposób wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze czyn¬ nikiem zamrazajacym jest dwuchlorodwufluorometan.
21. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1-20, skladajace sie z otwartego naczynia, strefy odprowa¬ dzania ciepla w tym naczyniu, przeznaczonym do przecho¬ wywania cieklego czynnika zamrazajacego, skraplacza par, elementów do przenoszenia przedmiotów przez strefe odpro¬ wadzania ciepla, miski, znajdujacej sie w strefie odprowadza¬ nia ciepla umozliwiajacej bezposrednie stykanie sie przed¬ miotów z cieklym czynnikiem zamrazajacym oraz elemen¬ tów do przenoszenia przedmiotów ze strefy odprowadzania ciepla na zewnatrz, poprzez otwór wylotowy, znamienne tym, ze skraplacz (17, 43) par umieszczony jest w strefie odprowadzania ciepla (6, 32), przy czym wierzcholek skrap¬ lacza (17, 43) znajduje sie ponizej wszystkich polaczen z atmosfera zewnetrzna, polaczona swobodnie ze strefa od¬ prowadzania ciepla za posrednictwem par, zas otwór wylo¬ towy (15,55) polaczony jest za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla.
22. Urzadzenie wedlug zastrz. 21, znamienne tym, ze wierzcholek skraplacza (17, 43) par znajduje sie ponizej po¬ ziomu wszystkich zewnetrznych otworów (3, 15), (31,55) polaczonych swobodnie za posrednictwem par ze strefa od¬ prowadzania ciepla (6,32).
23. Urzadzenie wedlug zastrz. 21, znamienne tym, ze spód skraplacza (17,43) par w strefie odprowadzania ciepla (6,32) znajduje sie powyzej poziomu, na którym przedmioty (2, 34) wchodza w bezposredni kontakt z cieklym czynni¬ kiem zamrazajacym.
24. Urzadzenie wedlug zastrz. 22, znamienne tym, ze spód skraplacza (17, 43; par w strefie odprowadzania ciepla (6,32) znajduje sie powyzej poziomu, na którym przedmioty (2, 34) wchodza w bezposredni kontakt z cieklym czynni¬ kiem zamrazajacym.
25. Urzadzenie wedlug zastrz. 23, znamienne tym, ze zawiera równiez nieruchoma strefe (69) znajdujaca sie po¬ wyzej strefy odprowadzania ciepla (32) zawierajaca elementy wytlumiajace, pozwalajaca na przemieszczanie sie par w stre¬ fie nieruchomej glównie w kierunku pionowym oraz powyzej strefy nieruchomej, ma polaczenie z obszarem znajdujacym sie na zewnatrz urzadzenia, polaczone poprzez strefe nie¬ ruchoma za posrednictwem par ze strefa odprowadzania cie¬ pla (32).
26. Urzadzenie wedlug zastrz. 24, znamienne tym, ze za¬ wiera równiez strefe nieruchoma (69), znajdujaca sie po¬ wyzej strefy odprowadzania ciepla (32), zawierajaca ele¬ menty wytlumiajace, pozwalajaca na przemieszczenie sie par w strefie nieruchomej glównie w kierunku pionowym oraz powyzej strefy nieruchomej, ma otwór zewnetrzny, polaczo¬ ny swobodnie za posrednictwem par poprzez strefe nierucho¬ ma (69) ze strefa odprowadzania ciepla (32). 5
27. Urzadzenie wedlug zastrz. 25, znamienne tym, ze przestrzen parowa w strefie nieruchomej (69) ma objetosc nie mniejsza niz polowa objetosci, korzystnie równa lub wieksza od objetosci przestrzeni parowej w strefie odprowa- : dzania ciepla (32) miedzy poziomami wierzcholka i spodu io skraplacza (43) par, zaspoziom drogi na zewnatrz urzadzenia powyzej strefy nieruchomej (69) znajduje sie nie wyzej niz poziom najnizszej z innych dróg na zewnatrz urzadzenia, polaczonej swobodnie za posrednictwem par ze strefa odpro¬ wadzania ciepla (32). 15
28. Urzadzenie wedlug zastrz. 26, znamienne tym, ze przestrzen parowa w strefie nieruchomej (69) ma objetosc nie mniejsza niz polowa objetosci, a korzystnie równa lub wieksza od objetosci przestrzeni parowej w strefie odprowa¬ dzania ciepla (32) miedzy poziomami wierzcholka i spodu 20 skraplacza (43) par, a poziom otworu powyzej strefy nieru¬ chomej (69) znajduje sie korzystnie ponizej poziomu najnizej polozonego innego otworu zewnetrznego, polaczonego swo¬ bodnie za posrednictwem parze strefa odprowadzania ciepla (32). 25
29. Urzadzenie wedlug zastrz. 27, znamienne tym, ze droge na zewnatrz urzadzenia powyzej strefy nieruchomej (69) stanowi otwórzewnetrzny o powierzchni równej co naj¬ mniej 1/100 powierzchni poziomego przekroju poprzecznego przestrzeni parowej w strefie nieruchomej (69), a elementy 30 wytlumiajace maja konstrukcje komórkowa i sa usytuowane pionowo.
30. Urzadzenie wedlug zastrz. 28, znamienne tym, ze powierzchnia otworu powyzej strefy nieruchomej (69) jest równa co najmniej 1/100 powierzchni poziomego przekroju 35 poprzecznego przestrzeni parowej w strefie nieruchomej (69), a elementy wytlumiajace maja konstrukcje komórkowa i sa usytuowanepionowo.
31. Urzadzenie wedlug zastrz. 29, znamienne tym, ze ele¬ menty do wprowadzania oziebianych przedmiotów (34) do 40 strefy odprowadzania ciepla (32) stanowi pompa (10) pola¬ czono ze strefa odprowadzania ciepla (32) za posrednictwem przewodu rurowego.
32. Urzadzenie wedlug zastrz. 30, znamienne tym, ze ele¬ menty do wprowadzania oziebianych przedmiotów do strefy 45 odprowadzania ciepla (32) stanowi pompa (10) polaczona ze strefa odprowadzania ciepla (32) za posrednictwem prze¬ wodu rurowego.
33. Urzadzenie wedlug zastrz. 29, znamienne tym, ze dla wprowadzania przedmiotów do strefy odprowadzania ciepla 50 (32), zawiera otwór wejsciowy (35) polaczony za posred¬ nictwem par ze strefa odprowadzania ciepla (32) oraz prze¬ nosnik (37) do przenoszenia oziebianych przedmiotów (34) od otworu wejsciowego (35) w kierunku ku dolowi, do stre¬ fy odprowadzania ciepla (32). 55
34. Urzadzenie wedlug zastrz. 30, znamienne tym, ze do wprowadzania oziebianych przedmiotów do strefy odpro¬ wadzania ciepla (32) ma otwórwejsciowy (35)polaczony za posrednictwem par ze strefa odprowadzania ciepla (32) oraz przenosniki (37) do przenoszenia przedmiotów (34) od otwo- 60 ni wejsciowego (35) w kierunku ku dolowi, do strefy odpro¬ wadzania ciepla (32).
35. Urzadzenie wedlug zastrz. 33, znamienne tym, ze za¬ wiera równiez przejscie wlotowe (36) od otworu wejsciowego (35) do strefy odprowadzania ciepla (32) oraz przejscie 65 wylotowe (5 3) od strefy odprowadzania ciepla (32) do otwo-27 69018 28 ru wylotowego (55).
36. Urzadzenie wedlug zastrz. 34, znamienne tym, ze za¬ wiera ponadto przejscie wlotowe (36) od otworu wejscio¬ wego (35) do strefy odprowadzania ciepla (32) oraz przejscie wylotowe (53) od strefy odprowadzania ciepla (32) do otwo¬ ru wylotowego (55). Tabela 1 Czynnik zamrazajacy Temperatura wrzenia Stosunek gestosci pary w temp. wrzenia do gestosci powietrza w tej temperat Gestosc cieczy w temp. wrzenia g/ml 1,2-dwuchloioczterofluo- roetan Osmiofhiorocyklobutan 1,1-dwufluoroetan Dwuchlorodwuftuorometan Pieciofluorochloroetan Dwuchlorochlorometan + 3,8 - 5,8* -24,7 -29,8 -38,7 -AOfi 6,14 7,28 2,35 4,36 5,55 3,10 1,52 1,61 1,01 1,49 1,55 1,41 Tabela 2 Mieszaniny azeotropowe czynników zamrazajacych Skladniki Temperatura Stosunekgestosci pary Gestosc cieczy % wrzenia w temp. wrzeniado w temp. wrzenia wagowych gestosci powietrza °C w tej temp. g/ml Dwuchlorodwufluorometan Dwufluorochlorometan Dwufluorochlorometan Pieciofluorochloroetan Dwufluorodwuchlorometan 1,1-dwufluoroetan 25 75 49 51 74 26 -41 -46 -33 3,28 339 3,59 1,44 1,50 1,33 ^K1.17e,8 69018 MKP F28c3/00 fóooóóóó lloooooool 0 0 l°999900 || oooooo oooooo II ooocoool -69 -61 -43 30 4 h; \^^|^AA^/wv\^- K1.17e,8 69 018 MKP F28c3/00 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 J i J i i J l I ! i I — ' 1 i i i —' —! ~~¦ j i_ i i i j i i i ii J i i i J 77jf,ru Prac. Repr. UP PRL. zam. 259/73 naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL PL PL PL PL PL
PL131600A 1969-02-06 PL69018B1 (pl)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL69018B1 true PL69018B1 (pl) 1973-02-28

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3368363A (en) Process for freezing food using liquid refrigerant
US4403479A (en) Quick freezing system
US4852358A (en) Cryogenic combination tunnel freezer
JP2977896B2 (ja) 低温装置
US3255608A (en) Liquid nitrogen immersion and spray freezing machine
US2385140A (en) Process of freezing food
US3553973A (en) Continuous freezer
US4844931A (en) Process for dehydrating and puffing food particles
EP0109210B1 (en) Freezer
US3793937A (en) Liquid treatment and extraction apparatus
US3498069A (en) Method of extracting heat from articles with an ebullient liquid freezant
US3605428A (en) Product freezing with vapor condensation
US3479833A (en) Method of extracting heat from articles with an ebullient liquid freezant
DK166044B (da) Afkoelingsapparat til afkoeling af varme levnedsmiddelprodukter
US3486345A (en) Method of extracting heat from articles with an ebullient liquid freezant
PL69018B1 (pl)
US4719760A (en) Method of and apparatus for freezing food
US3605427A (en) Method and apparatus for extracting heat from articles with an ebullient liquid freezant
US3611737A (en) Freezing of fragile foodstuffs with an ebullient liquid freezant
US3423950A (en) Vacuum cooling apparatus
US3482412A (en) Method of extracting heat from articles with an ebullient liquid freezant
US3609987A (en) Method and apparatus for extracting heat from articles with an ebullient liquid freezant
AT303503B (de) Verfahren und vorrichtung zum abfuehren von waerme aus kuehlgut, insbesondere aus nahrungsmitteln
US3733839A (en) Process for removing articles from heat extraction devices
NO126704B (pl)