Хладоноситель для охлаждения и замораживания пищевых продуктов

Изобретение относится к хладоносителям, применяемым в системах теплообменного оборудования различного назначения. Хладоноситель содержит, мас.%: 10-26 этилового спирта (в расчете на безводный), 5-22 глицерина, 0,01-0,50 денатурирующей добавки, 0,03-0,35 ингибитора коррозии, остальное - вода. При этом в качестве денатурирующей добавки он содержит скипидар, а в качестве ингибитора коррозии - триэтаноламин и о-фосфорную кислоту в соотношении 5:1. Технический результат - создание пожаробезопасного хладоносителя для охлаждения и замораживания пищевых продуктов. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к хладоносителям, применяемым в системах теплообменного оборудования различного назначения.

В настоящее время для охлаждения и глубокого замораживания пищевых продуктов, таких как мясо, рыба, молоко и молочные продукты, сыры используют технические жидкости - хладоносители, представляющие собой водные растворы солей или некоторых органических веществ.

Основным недостатком водных растворов солей является высокая коррозионная активность, приводящая к быстрому износу аппаратурной части системы охлаждения. К сожалению, нетоксичных присадок-замедлителей коррозии к растворам хлоридов пока не создано. Хроматы и молибдаты, существенно снижающие коррозионную активность хлоридов, в пищевой промышленности не применимы, так как являются сильными ядами.

К недостаткам солевых растворов низких концентраций относится также возможность поселения в них и размножения микроорганизмов, в том числе болезнетворных. При применении солевых растворов высоких концентраций, которые являются антисептическими, появляется другой недостаток - высокая вязкость, требующая повышения энергетических затрат на создание циркуляции хладоносителя в системе охлаждения.

Такими же недостатками обладают водные растворы глицерина и пропиленгликоля: разбавленные растворы являются средами, в которых развиваются микроорганизмы, а концентрированные растворы имеют вязкость, превосходящую таковую у солевых растворов.

За прототип взят хладоноситель (Патент №2215768), представляющий собой спиртоводный раствор с денатурирующими добавками и ингибитором коррозии и имеет следующий состав, мас.%:

Этиловый спирт	20-95
Диэтилфталат	0-0,10
Скипидар	0,05-0,10
Денатониум бензоат	0,001-0,005
Краситель	0,0002-0,0035
Ингибитор коррозии	0,08-2,5
Вода	Остальное

В качестве ингибитора коррозии хладоноситель содержит смесь буры, бензойной кислоты, гидроокиси калия, гидрохинона и окислителя при массовом соотношении 1,0:2,0:1,7:0,1:1,0.

Известный хладоноситель во всем диапазоне концентраций безопасен при использовании при минусовых температурах в замкнутых герметичных системах. При использовании же хладоносителя в негерметичных системах возможно испарение спирта и образование пожароопасных концентраций паров в воздухе.

Недостатком прототипа является и то, что он содержит в качестве денатурирующей добавки денатониум бензоат, который придает спиртоводному раствору шоковую горечь, предотвращая использование его не по целевому назначению. Но в случае пролива такого хладоносителя на пищевую продукцию продукцию придется уничтожить.

Техническим результатом данного изобретения является создание пожаробезопасного хладоносителя для охлаждения и замораживания пищевых продуктов, лишенного недостатков прототипа.

Указанный технический результат достигается за счет того, что хладоноситель, содержащий этиловый спирт, воду, денатурирующую добавку, ингибитор коррозии, дополнительно содержит глицерин при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Этиловый спирт (в расчете на безводный)	10-26
Глицерин	5-22
Денатурирующая добавка	0,01-0,50
Ингибитор коррозии	0,03-0,35
Вода	Остальное

При этом в качестве ингибитора коррозии предпочтительно применять смесь триэтаноламина с о-фосфорной кислотой в соотношении 5:1.

В качестве денатурирующей добавки предпочтительно использовать скипидар, являющийся экологически безвредной добавкой к хладоносителям.

Заявленный ингибитор коррозии обеспечивает защиту стали -20, нержавеющей стали, меди, латуни, алюминия и других металлов от коррозии во всем интервале рабочих концентраций хладоносителя: коррозионные потери существенно меньше допустимой ГОСТ 28084-89 величины - 0,1 г/(м²·сут).

В качестве ингибитора коррозии могут применяться иные ингибиторы коррозии, например двузамещенные фосфаты, трехзамещенный фосфат моноэтаноламина, бензоат натрия и другие (Справочник химика, т. V, «Химия», М.-Л., 1966).

В качестве денатурирующей добавки могут быть использованы любые безопасные для здоровья человека и экологии вещества, допущенные «Перечнем денатурирующих веществ для этилового спирта и спиртосодержащей продукции из всех видов сырья».

Глицерин, введенный в состав хладоносителя, позволяет понизить содержание этилового спирта в хладоносителе с сохранением его температурного интервала применения. Так, если для интервала температур от минус 9°С до минус 40°С содержание этилового спирта в хладоносителе должно составлять от 19 до 59 мас.%, то в смеси с глицерином концентрация этилового спирта для данного интервала температур составляет 10-26 мас.%, что существенно снижает пожароопасные свойства хладоносителя. Нижний температурный предел распространения пламени для хладоносителя с концентрацией этилового спирта от 19 до 59 мас.% составляет от 36 до 23°С, с концентрацией этилового спирта от 10 до 26 мас.% - от 50 до 30°С. Температура вспышки хладоносителя с концентрацией этилового спирта от 19 до 59 мас.% составляет от 39 до 22°С, с концентрацией этилового спирта от 10 до 26 мас.% от 5 до 34,1°С.

Количественное соотношение компонентов хладоносителя выбрано из требований, предъявляемых к хладоносителям по вязкости, а также к денатурированным спиртам: создание легко распознаваемого денатурирующего эффекта и предотвращение использования его не по целевому назначению.

Хладоноситель получают смешением ингредиентов при комнатной температуре.

Пример 1. Для приготовления 100 кг (100 мас.%) хладоносителя в емкость загружают 10 кг спирта этилового (10 кг (10 мас.%) в расчете на безводный этиловый спирт), затем - воду в количестве 84,96 кг (с учетом содержания ее в этиловом спирте), перемешивают. Добавляют 5 кг (5 мас.%) глицерина, 0,025 кг (0,025 мас.%) триэтаноламина. 0,005 кг (0,005 мас.%) о-фосфорной кислоты и 0,01 кг (0,01 мас.%) скипидара. Смесь перемешивают. Готовая смесь представляет собой однородную прозрачную жидкость, применимую для эксплуатации при температурах до минус 9°С.

Пример 2. Для приготовления 100 кг (100 мас.%) хладоносителя в емкость загружают 26 кг спирта этилового (26 кг (26 мас.%) в расчете на безводный этиловый спирт), затем - воду в количестве 51,15 кг (51,15 мас.%) (с учетом содержания ее в этиловом спирте), перемешать. Добавляют 22 кг (22 мас.%) глицерина,0,29 кг (0,29 мас.%) триэтаноламина, 0,06 кг (0,06 мас.%) о-фосфорной кислоты и 0,5 (0,5 мас.%) скипидара. Смесь перемешивают. Готовая смесь представляет собой прозрачную однородную жидкость, применимую для эксплуатации при температурах до минус 40°С.

Хладоноситель при максимальном содержании глицерина в интервале температур от 0°С до минус 40°С имеет низкую вязкость (от 6,5 до 87 сП).

Хладоноситель с содержанием этанола в указанных в формуле пределах не горюч при температурах эксплуатации.

Хладоноситель предназначен для охлаждения и замораживания пищевых продуктов и для использования в системах кондиционирования.

Использование в хладоносителе, полученном по примеру 1 или 2, иных, кроме указанных, денатурирующих добавок, в частности пропиленгликоля, а также использование иных ингибиторов коррозии, в частности ингибитора по Патенту №2215768, обеспечивает тот же технический результат.

Оценка пожаробезопасности хладоносителя проведена ФГУ ВНИИ ПО МЧС России (Отчет от 18.10.2002).

1. Хладоноситель, содержащий этиловый спирт, воду, денатурирующую добавку, ингибитор коррозии, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глицерин при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Этиловый спирт (в расчете на безводный)	10-26
Глицерин	5-22
Денатурирующая добавка	0,01-0,50
Ингибитор коррозии	0,03-0,35
Вода	Остальное

2. Хладоноситель по п.1, отличающийся тем, что в качестве денатурирующей добавки он содержит скипидар.

3. Хладоноситель по п.1, отличающийся тем, что в качестве ингибитора коррозии он содержит триэтаноламин и о-фосфорную кислоту в соотношении 5:1.