ХЛАДОНОСИТЕЛЬ

Название	ХЛАДОНОСИТЕЛЬ
Разработчик (Авторы)	Бараненко Александр Владимирович, Кириллов Вадим Васильевич, Петров Евгений Тимофеевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2318010
Дата регистрации	10.01.2006
Правообладатель	Бараненко Александр Владимирович, Кириллов Вадим Васильевич, Петров Евгений Тимофеевич
Область применения (класс МПК)	C09K 5/02 (2006.01) A23L 3/36 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к промежуточным хладоносителям, которые используются в пищевой промышленности.

Известны следующие группы хладоносителей, представляющие собой водные растворы:

- неорганических солей;

- органических солей;

- одно- и многоатомных спиртов и их эфиров [1, 2].

Хладоносители каждой из этих групп имеют свои достоинства и свои недостатки. В частности, хладоносители на основе неорганических солей обладают хорошими теплофизическими свойствами, нетоксичны, но оказывают сильное коррозионное действие на конструкционные материалы.

Хладоносители на основе органических солей - ацетатов и формиатов характеризуются низкой вязкостью, хорошими теплофизическими свойствами, нетоксичностью. Применение этих хладоносителей целесообразно в интервале температур от минус 20 до минус 50°С.

К недостаткам этих хладоносителей следует отнести увеличение их коррозионной активности в присутствии продуктов коррозии - ионов железа. Кроме того, эти хладоносители можно использовать только в закрытых системах [3].

Использование хладоносителей на основе одноатомных спиртов ограничено низкими температурами кипения, высокой летучестью, а также токсичностью (например, метанол).

Пропиленгликоль является пищевой добавкой, его растворы оказывают невысокое коррозионное действие. Теплофизические свойства пропиленгликолевых теплоносителей практически не изменяются в процессе эксплуатации. По комплексу показателей они являются конкурентноспособными в диапазоне температур от минус 1 до минус 20°С. При более низких температурах ухудшаются теплопередающие свойства, главным образом за счет значительной вязкости водных растворов пропиленгликоля [2].

Недостатком этих хладоносителей является - высокая вязкость при низких температурах эксплуатации.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, - снижение вязкости хладоносителей на основе водных растворов пропиленгликоля. Снижение вязкости хладоносителя, в свою очередь, дает возможность снизить энергозатраты при его движении по трубопроводам.

Технический результат достигается за счет того, что хладоноситель, содержащий водный раствор пропиленгликоля, дополнительно содержит галогениды щелочного металла с концентрацией 1,0-2,8 моль/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

В качестве галогенидов щелочного металла используют бромид и йодид.

Выбор электролитов связан с их природой и свойствами. Далеко не все электролиты, будучи внесенными в водно-пропиленгликолевый раствор, способствуют снижению вязкости. Напротив, присутствие многих электролитов приводит к увеличению вязкости. Природа электролита, его концентрация определяют то или иное изменение вязкости в водно-органическом (смешанном) растворителе определенного состава. Таким образом, электролит и смешанный растворитель избирательны по отношению друг к другу, причем эффект воздействия одного и того же электролита с одной и той же концентрацией (в моль/кг) на систему полипропиленгликоль - вода с различной массовой долей пропиленгликоля может быть разной. Теоретические предпосылки и экспериментальные данные привели к тому, что в качестве галогенидов щелочного металла предлагается использовать бромид и йодид. В результате образуются трехкомпонентные растворы, в которых галогениды являются растворенными веществами, а водно-пропиленгликолевые растворы, как отмечалось выше, становятся растворителями. Такие системы можно назвать растворами электролитов в смешанном водно-пропиленгликолевом растворителе.

Для получения хладоносителя с вязкостью меньшей, чем вязкость исходного водно-пропиленгликолевого раствора, необходимо, чтобы массовая доля пропиленгликоля в трехкомпонентном растворе составляла 8,0-35,4 мас.%. При меньшем (менее 8,0, мас%) содержаний пропиленгликоля снижается эффективное действие вносимого электролита, поскольку такие водно-пропиленгликолевые растворы не обладают значительной вязкостью, они менее "чувствительны" к присутствию электролита. В растворах с массовой долей более 35,4 мас.% понижается растворимость галогенидов щелочного металла, что ограничивает возможности снижения вязкости хладоносителя. Массовая доля галогенидов в растворе должна составлять 14,2-31,7 мас.%. Содержание меньше нижнего предела не приводит к значительному снижению вязкости. Использование растворов, в которых содержание электролитов выше 31,7 мас.%, лимитируется их растворимостью в водно-пропиленгликолевом растворителе. В целом, предел используемых концентраций пропиленгликоля, галогенида щелочного металла в трехкомпонентном растворе обусловлен взаимной избирательностью компонентов по отношению друг к другу. Поэтому максимальный эффект (снижение вязкости) может быть достигнут только в определенном концентрационном диапазоне по массовой доли каждого компонента. Галогениды щелочного металла позволяют уменьшить вязкость водно-пропиленгликолевого растворителя за счет разрыва связей между компонентами смешанного растворителя и образования сольватированных ионов.

Введение предложенного электролита в раствор полипропиленгликоля приводит к тому, что температура замерзания становится более низкой по сравнению с температурой замерзания водно-органического раствора. Понижение температуры кристаллизации дает возможность сместить температурный диапазон применения хладоносителя в более отрицательную область.

Формула изобретения

1. Хладоноситель, включающий водный раствор пропиленгликоля, отличающийся тем, что хладоноситель дополнительно содержит галогениды щелочного металла с концентрацией 1,0-2,8 моль/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2. Хладоноситель, отличающийся тем, что в качестве галогенида щелочного металла используют бромид.

3. Хладоноситель по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенида щелочного металла используют йодид.

Изобретение "ХЛАДОНОСИТЕЛЬ" (Бараненко Александр Владимирович, Кириллов Вадим Васильевич, Петров Евгений Тимофеевич) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога