Zjawisko kondensacji pary wodnej

Zjawisko powstawania tzw. „rosy”, czyli osadzania się kropelek wody na trawie i drzewach, możliwe do zaobserwowania o poranku po chłodnej nocy było przedmiotem analiz i dociekań od wieków.

Jednym z pierwszych ludzi, który poddał badaniom to zjawisko i któremu przypisywana jest budowa pierwszego higrometru, czyli urządzenia do pomiaru wilgotności powietrza był Leonardo da Vinci.

Ten pierwszy higrometr, stworzony ok 1500 roku przez włoskiego artystę był zwykłą bawełnianą kulą, która obsorbowała wilgoć zawartą w powietrzu i po położeniu na wadze, określając ilość wchłoniętej wody, pośrednio określała także wilgotność powietrza.

Wiele lat później zjawiskiem tym zainteresował się także niemiecki fizyk, Richard Molier, żyjący na przełomie XIX i XX wieku. Poddał on to zjawisko dogłębnym badaniom i zauważył on np., że rosa na powierzchniach metalowych powstaje szybciej niż np. na powierzchniach drewnianych.

Rezultatem jego wieloletnich badań była publikacja w 1904 roku wykresu, który obecnie spędza sen z powiek studentom wydziałów Inżynierii Środowiska i który wiele lat później został nazwany od jego nazwiska Wykresem Molliera. Biegła znajomość wykresu Molliera jest niezbędna dla zrozumienia zależności pomiędzy temperaturą, wilgotnością i ciśnieniem.

Gdyby chcieć jednym zdaniem scharakteryzować Wykres Moliera, w swojej klasycznej formie, to można powiedzieć, że pokazuje on jak zmienia się zawartość pary wodnej w powietrzu w zależności od temperatury.

Powietrze o wyższej temperaturze jest w stanie „przechowywać” więcej wody w stanie lotnym, czyli w postaci pary wodnej, niż powietrze o niższej temperaturze. I z tej prostej zależności wynika właśnie zjawisko rosy, gdyż jeśli powietrze, które zawiera już maksymalną ilość pary wodnej zostanie ochłodzone, to po ochłodzeniu może „pomieścić” mniej pary wodnej niż wcześniej, a zatem powstaje nadmiar H20 którego powietrze nie może już utrzymać, wówczas para wodna wydziela się z powietrza właśnie w postaci rosy.

Na tym prostym zjawisku opiera się tzw. osuszanie kondensacyjne, stosowane powszechnie wszędzie tam, gdzie wymagane jest obniżenie wilgotności powietrza: w budownictwie i wielu gałęziach przemysłu.

Roślina bawełny – jej kłębek Leonardo da Vinci wykorzystał w 1500 roku jako higrometr

Centrale wentylacyjne w wykonaniu higienicznym z osuszaniem kondensacyjnym

W tym artykule opiszemy w skrócie metodę osuszania kondensacyjnego na podstawie centrali wentylacyjnej w wersji higienicznej typu STERILE FOOD,  dedykowanej dla zakładów przetwórstwa.

Jest to autorska, unikalna konstrukcja urządzenia, opracowana przez naszą firmę, na podstawie wieloletnich doświadczeń we współpracy ze specjalistami z zakładów mięsnych, a jej skuteczność i sterylność została wielokrotnie potwierdzona zarówno badaniami i certyfikatami, jak i przede wszystkim rzeszą zadowolonych klientów.

Branża przetwórstwa mięsnego jest szczególnie wrażliwa na możliwość powstawania bakterii i patogenów, gdyż w procesie produkcji mięsa używa się dużych ilości wody, a jednocześnie proces ten musi odbywać się w niskiej temperaturze. Jeśli woda nie zostanie odprowadzona i pozostanie w powietrzu będzie powodować powstawanie na ścianach i sufitach skroplin, które z kolei staną się siedliskiem bakterii , drobnoustrojów, pleśni i grzybów, mogących zagrażać sterylności produktów mięsnych i doprowadzić do ich skażenia mikrobiologicznego.

Aby uniknąć osadzania się skroplin wilgotność powietrza w procesach obróbki mięsa nie powinna przekraczać 65-70%. Zmniejszając zawartość pary wodnej i obniżając tym samym punkt rosy eliminujemy to niekorzystne zjawisko.

Większość bakterii ginie, lub ma bardzo ograniczone zdolności rozrodcze przy wilgotności w okolicach i poniżej 50%.

Zasada działania centrali wentylacyjnej typu STERILE FOOD z osuszaniem kondensacyjnym opiera się na kontrolowanym zjawisku powstawania rosy i polega na mocnym ochłodzeniu powietrza znacznie poniżej punktu rosy.  Jeśli dokonamy kondensacji pary wodnej wewnątrz urządzenia i usuniemy nadmiar wody zawartej w powietrzu z zakładu, wyeliminujemy, lub bardzo ograniczymy kondensację wewnątrz zakładu.

Centrala wentylacyjna w wykonaniu Sterile Food przeznaczona dla Zakładów Mięsnych JBB

Studium przypadku – centrala wentylacyjna z osuszaniem kondensacyjnym na 5 000 m3/h

Poniżej omówimy model osuszania kondensacyjnego jaki rekomendujemy do zakładów przetwórstwa mięsnego na przykładzie centrali wentylacyjnej w wykonaniu higienicznym typu STERIE FOOD z osuszaniem kondensacyjnym, o wydajności 5 000 m3/h powietrza.

Centrala będzie składała się z:

Część nawiewna:

– wstępny kieszeniowy filtr powietrza klasy F5

– wymiennik krzyżowo przeciwprądowy w wykonaniu epoksydowanym z odzyskiem chłodu

– wentylator promieniowy z silnikiem EC klasy IE3

– glikolowa chłodnica powietrza  o mocy 52,6 kW, czynnik: glikol propylenowy 0/4ᵒC, temperatura powietrza za chłodnicą +4ᵒC/100% wilgotności

– glikolowa nagrzewnica powietrza o mocy 10,2 kW, temperatura powietrza za nagrzewnicą: 10ᵒC/65% wilgotności

– wtórny kieszeniowy filtr powietrza klasy F9

Część wywiewna:

– kieszeniowym filtr powietrza klasy G4

– wymiennik krzyżowo przeciwprądowy w wykonaniu epoksydowanym

– wentylator promieniowy z silnikiem EC klasy IE3

Powietrze zewnętrzne o parametrach 32ᵒC/50% wilgotności (punkt P4 na powyższym wykresie Moliera) zostaje wstępnie ochłodzone na wymienniku krzyżowo-przeciwprądowym wykorzystując chłód zawarty w powietrzy wywiewanym. Za wymiennikiem krzyżowo-przeciwprądowym powietrze ma parametry w pk-cie P5: 17,18ᵒC/100% wilgotności.

Jak można zauważyć pomiędzy punktem P4 a P5 nastąpiła już wstępna utrata wilgotności na skutek kondensacji pary wodnej zawartej w powietrzu nawiewanym, w ilości 1,4 g/m3. Woda została wychwycona na odkraplaczu za wymiennikiem krzyżowowo-preciwprądowym, po jego stronie nawiewnej, następnie opadła do wanny ociekowej znajdującej się pod odkrapaczem wewnątrz urządzenia i przy pomocy syfonu została odprowadzona do kanalizacji.

Następnie powietrze trafia na glikolową chłodnicę powietrza o zwiększonej odległości lamel, aby zapobiegać szronieniu się chłodnicy i za chłodnicą osiągnęło punkt P2, w którym ma 4ᵒC i 100% wilgotności. Na chłodnicy nastąpiła dalsza kondensacja pary wodnej i zawartość pary wodnej spadła z 12 g/m3 do zaledwie 5 g/m3.

Następnie powietrze zostało podgrzane od 4ᵒC do 10ᵒC i znalazło się w punkcie P3, wskutek czego jego wilgotność względna wynosi już tylko 65%, a więc taka, która jest uważana za bezpieczną z punktu widzenia rozmnażania się bakterii, grzybów i drobnoustrojów.

Opis przemian zachodzących w wyżej opisanej centrali wentylacyjnej z osuszaniem kondensacyjnym na wykresie Molliera

Podsumowanie

Wyżej opisana centrala wentylacyjna pracująca w ten sposób w zakładzie przetwórstwa mięsnego, lub w  innym zakładzie w przemyśle spożywczym czy farmaceutycznym odprowadza w każdej minucie swojej pracy ok, 0,7 litra wody na minutę, zatem w ciągu godziny wyciąga z pomieszczeń ok. 42 litrów wody zawartej w powietrzu.

Centrale wentylacyjne dla zakładów mięsnych, wspomagające je w pozbyciu się nadmiaru wilgoci , które opracowała nasza firma pracują w bardzo trudnych warunkach.

Ich konstrukcja jest opracowana w ten sposób, że jest możliwe było jej okresowe zatrzymanie, umycie i dezynfekcja w krótkim czasie. Budowa urządzenia zapobiega kumulacji zanieczyszczeń i osadzaniu się ich na elementach wewnętrznych poprzez eliminację wszelkich wystających elementów Wewnątrz urządzenie zawiera jedynie gładkie, zaokrąglone powierzchnie, gdyż na łączeniu prostopadłych ścian lub przy wystających wkrętach i śrubach mogłyby gromadzić się zanieczyszczenia.

Perfekcyjna budowa naszych urządzeń, które są świetnie przystosowane dzięki temu do pracy w zakładach przetwórstwa mięsnego została potwierdzona badaniami i atestami.

Jeśli chcesz pobrać szczegółową kartę techniczną wyżej opisanej centrali, pozostał poniże swój e-mail.