USCAREA AERULUI UMED - ALIMENTE

Considerand cazul general al uscarii aerului, atunci sunt posibile urmatoarele cazuri ale procesului (fig. 1.) care se desfasoara dupa urmatoarele directii:

a) directia 1-2_o, care este directia perpendiculara pe axa abciselor, adica dreapta = const. (cazul limita a tratarii aerului prin contact cu apa in exces,temperatura apei fiind egala cu temperatura punctului de roua sau cazul racirii in schimbatoare de caldura prin suprafata la care temparatura suprafetei de transfer termic este mai mare sau egala cu temperatura punctului de roua,

b) directia 1-2₁, din zona diagramei delimitata de directiile = const. si tangenta din punctul 1 la curba de saturatie = 100%, in stanga punctului 2_o (cazul uscarii aerului in baterii de racire cu temperatura suprafetei de transfer termic mai mica decat temperatura punctului de roua sau cazul uscarii aerului in spalatoare de aer cu temperatura apei mai mica decat temperatura punctului de roua

c) directia 1-2₂, tangenta la curba de saturatie = 100% (cazurile de la punctul b, la limita);

d) directia 1-2₃, care este directia izotermei = const (cazul uscarii izoterme prin contact cu substante lichide hidroabsorbante, cum ar fi solutii CaCl₂ - apa, LiCl₂ - apa, MgCl₂ apa s.a.);

e) directia 1-2₄, care este directia izentalpiei const (cazul uscarii prin contact cu substante solide higroscopice, cum ar fi de exemplu silicagelul).

1.Amestecarea a doua mase de aer umed

Daca se amesteca aerul umed de stare 1 (fig. 2.) in debit masic cu aerul umed de stare 2, in debit masic , rezulta un aer umed de stare 3, in debit masic

                             (1)

Din bilantul termic si masic de umiditate rezulta:

                           (2)

                       (3)

Din relatiile de mai sus, rezulta parametrii de stare si ai amestecului care fixeaza pozitia punctului 3, pe segmentul :

  (4)

Se poate observa ca punctul 3 imparte segmentul in parti proportionale cu debitele masice de aer amestecate astfel:

segmentul - proportional cu debitul

- segmentul - proportional cu debitul

2. Transformari complexe de stare ale aerului umed

In instalatiile de conditionare a aerului in scopuri tehnologice sau de confort, aerul umed este supus unor transformari complexe care reprezinta succesiuni de transformari simple redate anterior.

Ansamblul format din instalatia de conditionare a aerului si spatiul tehnologic deservit de aceasta, asigura o succesiune ciclica a transformarilor de stare a aerului umed. Astfel, de exemplu, un aport de umiditate din spatiul tehnologic ca urmare a degajarilor de umiditate, conduce la cresterea umiditatii absolute a aerului fapt care implica in instalatia de conditionare, asigurarea posibilitatilor de uscare a aerului si readucere a acestuia la starea initiala impusa de parametrii tehnologici din spatiul conditionat etc.

Indiferent de complexitatea ciclului de transformari de stare ale aerului intr-un caz concret de conditionare, procesele succesive se regasesc printre transformarile simple prezentate anterior. Ca o sinteza a posibilitatilor de tratare a aerului umed utilizabile in tehnologiile de conditionare a aerului, in fig. 3. si in tabelul 8.1. sunt prezentate procesele posibile de modificare a starii aerului umed, de stare 0 ().

Tabelul 8.1. Sinteza posibilitatilor de tratare a aerului (Fig. 8.7)

3. Tipuri specifice de instalatii de conditionare a aerului in domenii agroalimentare

Instalatiile de conditionare a aerului sunt destinate atingerii si mentinerii intre anumite limite a temperaturii, umiditatii relative si puritatii aerului. Ele cuprind, in caul general, elemente pentru racirea, incalzirea, umidificare si uscarea aerului, dispozitive de reglare a temperaturii si umiditatii aerului. in cazuri particulare, instalatiile de conditionare asigura fie temperatura, fie umiditatea aerului din incapere.

Instalatiile de conditionare in scopuri tehnologice, spre deosebire de instalatiile de conditionare pentru confort, au rolul realizarii unor conditii interioare care de multe ori nu corespund cu conditiile optime de confort necesare omului. De aceea este necesar in aceste cazuri luarea unor masuri suplimentare pentru ca personalul muncitor sa-si poata desfasura in bune conditii activitatea productiva (imbracaminte adecvata, program de lucru cu pauze s.a.).

In figura 4. este prezentata schema generala a unei instalatii centralizate de conditionare a aerului. Trenul de conditionare poate contine toate elementele indicate in figura sau numai o parte, unele putand lipsi sau putand fi asezate in alta ordine.

Cu exceptia unor cazuri care vor fi tratate in cadrul capitolelor de tehnologii frigorifice specifice, conditionarea aerului in spatiile tehnologice destinate efectuarii de catre personalul muncitor a unor operatii de prelucrare si ambalare a produselor alimentare (de exemplu sali de transare a carnii, sali de ambalare etc.) consta in racirea si uscarea aerului. In aceste cazuri exista mai multe sisteme de instalatii de conditionare a aerului.

a. Instalatii de conditionare cu racitoare – de aer – unitati independente si introducere de aer proaspat preparat separat in afara spatiului tehnologic. Acest tip de instalatie cuprinde mai multe racitoare de aer amplasate pe pereti si pe plafon, fiecaruia revenindu-i o anumita zona din spatiul tehnologic in care aerul este circulat si racit.

Deoarece temperatura suprafetelor de racire si a carcaselor acestora este de regula sub punctul de roua al aerului din spatiul conditionat, sub fiecare racitor se monteaza cate o tava colectoare de condens cu stut de evacuare a acestuia.

Aerul proaspat este preparat in afara spatiului tehnologic si introdus in acesta prin una sau mai multe guri de refulare. Se accepta ideea ca surplusul de aer datorat introducerii de aer proaspat este evacuat prin usi sau neetanseitati.

Dintre dezavantajele acestui sistem se mentioneaza: neuniformitatea temperaturilor si vitezelor aerului, umiditati ridicate ale aerului datorita condensului de pe carcasele racitoarelor de aer si a apei din tavile colectoare a condensului, reimprospatare diferentiata cu aer in cazul unei singure guri de introducere a aerului proaspat, consum ridicat de materiale.

b. Instalatii de conditionare cu un singur tren de conditionare, cu camera de amestec a aerului recirculat cu aer proaspat

Acest tip de instalatii de conditionare cuprinde bateria de racire si bateria de incalzire montate intr-un singur tren de climatizare. Aerul preparat este introdus in spatiul tehnologic si aspirat din acesta prin intermediul unor canale de aer aflate in interiorul sau in afara spatiului tehnologic.

Principalul dezavantaj al acestui tip de instalatii este introducerea unor rezistente aerodinamice relativ mari la trecerea aerului prin trenul de conditionare si implicit consum mare de energie electrica pentru antrenarea ventilatoarelor.

c. Instalatii de conditionare cu mai multe trenuri de conditionare, cu camerede amestec a aerului recirculat cu aer proaspat preparat insa intr-un tren d econditionare central Acest tip de instalatii cuprinde mai multe tronsoane de tubulaturi, fiecare prevazuta cu camera de amestec in care se afla carcasata bateria de racire, ventilatorul de recirculare si priza de aer proaspat preparat. Separat, se afla un tren de conditionare cu gura de aspiratie a aerului proaspat, filtru, baterii de racire, baterii de incalzire si tubulaturi care conduc aerul proaspat preparat antrenat de catre un ventilator catre camerele de amestec ale fiecarui tronson de recirculare a aerului din spatiul tehnologic.

Avantajele acestei instalatii sunt: posibilitatea unei bune distributii a aerului prin folosirea unor guri de refulare corespunzatoare, posibilitatea de reglaj usor pe circuitul de aer, rezistente aerodinamice mici.

Ca dezavantaje principale sunt: consum mare de materiale si necesar mare de spatiu pentru amplasarea instalatiei.

d.   Instalatii de conditionare cu mai multe trenuri de conditionare independente In acest caz spatiul tehnologic este deservit de 26 trenuri de conditionare cu functionare complet independenta. Fiecare dintre acestea cuprind camera de amestec cu priza de aer proaspat, filtru, ventilator,baterie de racire, baterie de incalzire si tubulaturi de distributie si recircularea aerului. Consumul de materiale este mai redus decat in cazul precedent.

Indiferent de sistemul sau tipul de instalatie de conditionare, cel putin in cazul spatiilor tehnologice cu dimensiuni relativ mari, una dintre problemele tehnice importante care ridica o serie de probleme este sistemul de distributie a aerului in spatiul respectiv. Dintre solutiile tehnice cele mai reusite trebuie mentionata, solutia oferita de catre Laboratorul Frigotehnic al Institutului de Chimie Alimentara Bucuresti si care consta intr-o tubulatura de distributie a aerului conditionat realizat dintr-un material textil (tesatura de bumbac Pirely). Aerul tratat si recirculat de un ventilator este refulat intr-o tubulatura din material textil care in anumite conditii devine camera de presiune constanta. Debitul de aer astfel recirculat este uniform distribuit prin reteaua libera a firelor textile, obtinandu-se viteze mici la debite vehiculate mari.

In raport cu oricare alt sistem clasic de distributie, tubulatura de distributie din material textil (denumita TUBTEXT) prezinta urmatoarele avantaje:

uniformitate a distributiei debitului de aer la lungimi de pana la 15 m;

asigurarea unor viteze mici ale aerului la iesirea din tubulatura de refulare, ceea ce conduce la evitarea aparitiei curentilor deranjati la nivelul de lucru al lucratorilor din spatiul tehnologic;

evitarea aparitiei condensului datorita imposibilitatii atingerii tubulaturii de catre aerul mai cald, intrucat, practic, se refuleaza pe toata suprafata TUBTEXT-ului;

pret de cost redus in raport cu variantele clasice;

atenuarea zgomotelor datorita vitezelor mici la iesirea din tubulatura si calitatilor fonoabsorbante ale materialului textil;

se evita construirea spatiului de deasupra spatiilor tehnologice necesare amplasarii sistemelor de distributie clasice (tubulaturi de refulare cu fante, anemostate etc);

materialul TUBTEXT-ului este lavabil si usor de intretinut in conditii de igiena cerute de legislatia sanitara-veterinara.