195991. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadéknak jégreöntéssel való hűtésére
2 195991 3 A találmány tárgya berendezés folyadéknak jégreöntéasel való hűtésére. Folyadékok hűtése jégreöntéssel az egyik legrégebben ismert, de egyben leggazdaságosabb eljárás: lényege, hogy a hűtendő folyadékot a jéggel közvetlenül érintkeztetik, vagyis összekeverik. Az eljárás előnye, hogy a hidegenergia a közvetlen hócsere folytán teljes mértékben hasznosul. Emellett a jég olvadáshője igen magas, 335 kJ/kg rejtett hó; az állapotváltozás 0 “C hőmérsékleten játszódik le. Végül nagy előnye a jégben akkumulált hidegenergia tárolásának lehetősége, mert ezáltal a hidegenergia előállítása bármikor - a legolcsóbb energia felhasználás mellett, pl. csúcsidőn kívüli, éjszakai villamos áram felhasználásával - megtörténhet. A jégreöntési eljárás egyik alkalmazási területe a tejipar. A tej beszállítása a tejüzemekbe a kora reggeli órákban történik: itt a tejet előbb a feldolgozásig, majd a hővel való pasztőrözés után ismét hűteni kell. A hűtés ideje többé-kevésbé a villamosenergia reggeli csúcsidejébe esik. Ennek a hűtési módszernek nem csak az üzemköltsége magas, hanem a beruházási költsége is, mert nagy hűtőteljesítményt kell viszonylag rövid idő alatt szolgáltatni. Jógreöntés alkalmazása esetén viszont a jéggyártás a nap bármely szakaszában és hosszú időn át végezhető s az így olcsón előállított jégnek a tej hűtését végző hőcserélőben keringtetett hűtővízzel való közvetlen érintkeztetésével a szükséges hidegenergia a kívánt időben és jó termikus hatásfokkal szabadítható fel. A jégreöntés hagyományos módjának azonban jelentős hátrányai vannak, amelyek a nagyüzemi alkalmazását megnehezítik. Ezek közül raegemiítendók a nagy mennyiségű jég gyártásának, a felhasználás helyére való szállításának és aprításénak bonyolultsága és munkaígénye8sége, a hűtendő folyadék és a jég érintkeztetésének anyagmozgatási nehézségei és végül a jég szennyezettsége értékes, ill. további feldolgozásra és felhasználásra kerülő folyadék hűtése esetén. A találmány célja olyan korszerű berendezés kidolgozása, amellyel a szükséges mennyiségű jég előállítása egyszerűsíthető, a jég szállítása, aprítása, mozgatása és szenynyezödóse pedig kiküszöbölhető. A találmány alapgondolata az a felismerés, hogy a kitűzött cél elérhető, ha a jeget abban a térben állítjuk elő, amelyben a folyadék hűtését végezzük. Ezt a fagyasztóteret a hűtőtértől, amelyben a hűtőfolyadék van, a mindkét térrel érintkező hű tófal választja el. A fagyasztóteret előbb vízzel töltjük fel és a hűtőfalon jégréteget fagyasztunk ki, majd a vizet eltávolítjuk és a fagyasztótérbe bevezetjük a lehűtendő ill. hígítandó folyadékot, amely ily módon a jégréteggel közvetlenül érintkezik. A jégréteg kifagyasztásának időpontja a hűtés időpontjától függetlenül választható meg. Felismertük, hogy ez a megoldás különösen előnyösen alkalmazható a penicillin fermentlé előállításánál. A hagyományos technológia során a fermentlevet vízzel hígilják, mujd 24 °C hőmérsékletről 5 “C hőmérsékletre hűlik le, hőcserélő segítségével. A gyártási technológia fejlődése a fermentlé viszkozitásénak növekedését vonta magával és a közvetett hűtés emiatti lelassulása a fermentlé gyors minőségromlását idézi elő. Emellett a közvetett hűtés nagy hűtőfelületet és lökésszerien nagy energiamennyiségeket igényel. Felismerésünk eredményeként a fermentlé hígítása és igen gyors, hatásos hűtése egyetlen műveleti lépésben oldható meg a jégreöntési eljárás alkalmazásával. Találmányunk szerint a műveletet keverés tartályba beépitetl csőköteges hűtópatronnal oly módon hajtjuk végre, hogy a tartály fagyasztóterének vízzel való feltöltése utón a hűtőpatron hűtőcsöveinek belseje által képzett hűtőtérben hűtőfolyadékot áramoltatunk és a hűtőcsövek fala által képzett hűtöfalra jégréteget fagyasztunk ki. A víznek a fermentlóvel való felcserélése után az olvadó jégréteg a hűtött folyadéktól hőt von el és egyidejűleg a folyadékba beleolvad. A találmány szerinti módszernek Bzámos további alkalmazási lehetősége van. Példaként eml thetö a tömény savas (oleumos, kénsavas, salótromsavas, foszforsavas, klórszulfonsavas), továbbá az alumíniumkloridos, foszfortrikloridos, foszforoxikloridos, foszforpentoxidos, valamint a tömény lúgos (alkáli- és földalkáli-hidroxidos és -karbomátos) reakc.ióelegyek jégre, ill. jeges vízre öntése a gyors lehűtés, vízzel való elegyítés, emulgeálás vagy szuszpendálás céljából. Hasonlóan végezhető a savas elegyek semlegesítése, valamint heterogén fázisok szétválasztása, pl. szulfonálás, nitrálás, kondenzáció a víz eltávolításával, Beckmann-féle atomátrendeződés, Friedel-Crafts reakció, Ikraup-szintéziB, alkáli ömlesztés, Kolbe-szintézis, stb. Végül itt említhetők a nagy hűtési igényű, vizes közegben lefolytatott kémiai reakciók, mint pl. a diazotálés és a diazónium-só kopulálása. A találmány szerinti berendezés lényege tehát, hogy reaktor tartály fagyasztó terében elhelyezett, hűtőcsőből ill. hűtócBÖvekből kialakított, a reaktor tartály fagyasztóterétől hűtófallal elválasztott hűtőtere van. A hűtőcsövek csoportjai hűtőpatront képeznek. Hűtöcső alatt bármilyen alakú és kivitelű zárt tér értendő, amelyen hűtőfolyadék áramoltatható keresztül. A fagyasztó térben keverő van. A találmány szerinti berendezés üzemeltetésének módja, hogy a fagyasztóteret előbb vízzel töltjük fel és a hűlöfalnak a fagyasztótérrel érintkező felületén, a hűtőtérben keringtetett hűtőfolyadékkal jégréteget fagyasztunk ki. Ennek megtörténte utón a fall 10 Iá 20 25 30 35 40 45 50 55 GO G5 3
