Logo holodilshchik
интернет-выпуск № 4(40), апрель, 2008 г.
ПЕРВАЯ В РОССИИ ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ПО ХОЛОДИЛЬНОЙ И БЛИЗКОЙ ЕЙ ТЕМАТИКЕ

Охладители жидкостей для технологических целей
Грамотно преподнести себя через рекламу - тоже искусство!
ЛУЧШАЯ СТАТЬЯ ВЫПУСКА 4(40)!
М.Л. Галкин
БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ХЛАДОНОСИТЕЛЕМ НА ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ


Наблюдаемый в настоящее время рост внимания к безопасности холодильных установок связан с финансовой и уголовной ответственностью руководителей за вред здоровью работников и окружающей среде (пример с 14 холодильником и МПБК), а также с возможными финансовыми потерями, обусловленными снижением качества выпускаемых продуктов, в т.ч. по причине нестабильности эксплуатационных характеристик холодильных машин (ХМ).

Признано, что повысить эксплуатационную безопасность холодильных систем можно снижением объемов применения хладагентов (например, аммиака) в первичном контуре, но, при этом, применив вторичный контур с промежуточным хладоносителем. Однако, использование пожаро- и взрывоопасного или токсичного и ядовитого хладоносителя вряд ли может служить хорошей альтернативой аммиакоемким производствам.

Какое влияние на безопасность эксплуатации холодильных машин на пищевых предприятиях оказывают хладоносители?

Для системного подхода к выбору хладоносителей нами используется следующая классификация обстоятельств, при которых проявляются риски (опасности), связанные с промежуточным хладоносителем:


1. Непреднамеренные протечки хладоносителя в охлаждаемый продукт, изменяющие токсичность, сроки хранения и органолептику охлаждаемой продукции.
2. Испарение летучих фракций хладоносителя при разгерметизации вторичного контура холодильного оборудования и возникновение пожаровзрывоопасности, токсичности воздуха и др.
3. Рост микроорганизмов в среде хладоносителя и их проникновение при разгерметизации оборудования в охлаждаемую среду: а) в воздух (для систем кондиционирования), б) в пищевой продукт при прямом контакте с хладоносителем. Попадание микроорганизмов в хладоноситель возможно в процессе пусконаладочных работ и обслуживании холодильного оборудования (заправка и дозаправка хладоносителя), при ремонте и модернизации вторичного контура и его очистки от накипно-коррозионных отложений и при других работах, связанных с разгерметизацией вторичного контура и контакта хладоносителя с атмосферой.
4. Попадание хладоносителя в почву, атмосферу, грунтовые воды, водоемы при утилизации, авариях, терактах, техногенных катастрофах, (экологическая безопасность).
5. Выпадение кристаллов солей из хладоносителя и разрушение кристаллами солей герметизирующих материалов, в т. ч. сальников на валах насосов.
6. Снижение надежности эксплуатации вторичного контура холодильного оборудования: а) из-за интенсивных процессов коррозии; б) из-за образования накипно-коррозионных слоев отложений на стенках оборудования; в) из-за растворения неметаллических материалов вторичного контура.

Нами также установлен важный фактор безопасного использования на пищевых предприятиях хладоносителей, в т.ч. на основе органических и неорганических солей. Этим фактором является возможность образования в хладоносителях токсичных продуктов взаимодействия компонентов хладоносителя с материалом стенок оборудования.

Теперь, определив перечень вероятных опасностей хладоносителей, необходимо оценить их в сопоставимых величинах. В таблице 1 приводятся примеры значений LD50 и ПДК для таких продуктов взаимодействия в сравнении с исходными компонентами солевых хладоносителей. Из таблицы 1 видно, что пропиленгликолевые хладоносители являются по всем показателям наиболее безопасными, в то время как продукты взаимодействия хладоносителей с материалом стенок оборудования могут быть на порядки токсичнее.

Таблица 1

Средняя летальная доза (LD50) и предельно допустимая концентрация (ПДК)
для продуктов взаимодействия солевых хладоносителей и непосредственно компонентов солевых хладоносителей


 Химическое название Химическая формула LD50, мг/кг ПДК, мг/м3

 1, 2-пропиленгликоль

HOCH2CH(OH)CH3 2000 7

 Ацетат калия

CH3COOK 3250  

 Ацетат меди*

(CH3COO)2Cu 710  

 Ацетат никеля*

(CH3COO)2Ni 350 0.005

 Ацетат свинца*

Pb(CH3COO)2 300 0.005

 Ацетат цинка

Zn(CH3COO)2   0.1

 Формиат калия

HCOOK 5500  

 Формиат натрия

HCOONa 11200**  
 Хлорид алюминия* AlCl3 3311 2
 Хлорид железа (II)* FeCl2 984  
 Хлорид железа (III)* FeCl3 900  
 Хлорид калия* KCl 2600 5
 Хлорид кальция CaCl2 1000 2
 Хлорид меди (I)* CuCl 140 0.5
 Хлорид меди (II)* CuCl2 584 0.5
 Хлорид натрия* NaCl 3000 5
 Хлорид никеля* NiCl2 105 0.005
 Хлорид олова SnCl2 700  
 Хлорид свинца* PbCl2 >1947 0.005
 Хлорид хрома (III)* CrCl3 1790 0.01
 Хлорид цинка* ZnCl2 329  

В таблице 2 приведены сравнительные оценки опасностей хладоносителей. Хладоносители в таблице 2 расположены по оптимальным температурным интервалам эксплуатации.

Таблица 2

Сравнительные оценки опасностей хладоносителей

 Темпера-
турный
интервал
эксплу-
атации, °С
Основа
хладоно-
сителя
Название
хладоно-
сителя
Орга-
нолеп-
тика
Пожаро-
взрыво-
опас-
ность
Тепло-
физи-
ческие
свойства
Эконо-
мич-
ность

 До +2

Вода СПВ 5 5 5 5

 +2 ÷ - 20

Спирты Этилен-
гликоль
Тосол, Термосол, Hot Blood, Dowtherm SR-1 2 5 4 4
Пропилен-
гликоль
ХНТ-40, Pekasol L, Dowcal N, Ambitrol NTF 5 5 3 3
Этиловый спирт Экофрост 2 1 3 4
Глицерин   4 5 3 3

 -20 ÷ - 40

Эфиры Этил-
карбитол
Экосол 3 3 3 3
Неорга-
нические соли
CaCl2, NaCl, MgCl2, Бишофит Хлориды, рассолы 2 5 4 5
Карбонат калия Асол-К 4 5 4 5
Нитраты, сульфаты   3 5 4 5
Органи-
ческие соли
Ацетат калия Арктика, Pekasol 2000, Нордвэй 3 5 4 3
Ацетат калия + Формиат калия Freezium 3 5 4 3
 До -100

 

Без-
водные
Дифенил, дифенилоксид Dowtherm A, Dowtherm HT 4 4 2 3
Кремний-
органические
Syltherm 800, Syltherm XLT,  Syltherm HF 5 4 2 1

Как известно, наиболее безопасным и эффективным хладоносителем является вода (см. таблицу 2). Но диапазон ее применения ограничен положительным по Цельсию интервалом температур. Связанные с водой проблемы коррозии и накипеобразования сегодня успешно решаются введением ингибиторов коррозии и добавок для растворения накипи серии СП-В.

В интервале температур от +2 до -20 °С доминируют спирты. Одноатомные спирты этанол и метанол пожаровзрывоопасны, а метанол еще и ядовит. Из двухатомных спиртов нашли применение этиленгликоль (МЭГ) и пропиленгликоль. На основе этиленгликоля выпускаются антифризы для двигателей внутреннего сгорания, в т.ч. тосолы. На их основе эксплуатируется холодильное оборудование ряда спортивных объектов. Однако этот продукт токсичен. При протечках отравляются грунтовые воды и водоемы.

Хладоносители на основе МЭГ по токсикологической оценке являются одними из самых опасных. ЕС собирается вводить запрет на применение МЭГ на пищевых производствах. В ряде европейских стран (Чехия, Швейцария) такой запрет уже существует. В связи со вступлением России в ВТО, компаниям, использующим сегодня этиленгликоль, вероятно, придется проводить модернизацию оборудования.

Хладоносители на основе пропиленгликоля на сегодняшний день являются наиболее безопасными. Концентрированный пропиленгликоль является пищевой добавкой со значением LD50 более 20000 мг/кг. При содержании в хладоносителе более 50% воды он не относится к пожаровзрывоопасным по ГОСТ 12.1.044-89 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения". Однако из-за высокой вязкости оптимальный диапазон его эксплуатации составляет от +2 до -20 °С. Глицерин и многоатомные спирты из-за еще более высокой вязкости ограниченно применяются в качестве хладоносителей.

В интервале температур от -20 до -40 °С широкое распространение получили солевые хладоносители на основе органических и неорганических солей. Последние широко распространены из-за сочетания их доступности, дешевизны и хороших теплофизических характеристик, однако содержащиеся чаще всего в них хлориды обладают высокой коррозионной активностью, а щелочноземельные катионы при высоких концентрациях склонны к накипеобразованию [1]. Продукты взаимодействия хлоридов со стенками оборудования (нержавеющая сталь, медь и др.), как ранее отмечалось, обладают большей токсичностью, чем сам хладоноситель (см. таблицу 1).

Органические соли имеют относительно малый промышленный опыт эксплуатации (около 15 лет для ацетата калия и около 9 лет для формиата калия). Некоторые особенности и проблемы их эксплуатации нами уже рассмотрены в профильных журналах [2, 3]. При этом ранее отмечалось, что эти хладоносители не терпимы к изменению состава хладоносителя по причине накопления продуктов коррозии или охлаждаемых продуктов (пример - коррозионное разрушение пяти испарителей на Аксайском пивзаводе). Другая важная проблема при использовании солевых хладоносителей возникает при попадании их на поверхность оборудования. При испарении воды соли кристаллизуются в виде острых частиц, которые могут разрезать сальниковые уплотнения ротора насоса, вызывая протечку хладоносителя во вне вторичного контура, что приводит к необходимости остановки оборудования и замены сальниковых уплотнений. Следует отметить, что предлагаемый в настоящее время ассортимент этих хладоносителей позволяет их применять только для закрытых холодильных систем и они не дёшевы. Кроме того, в России отсутствует стабильное производство сырья для их изготовления.

Следует также отметить, что возможная микробиологическая опасность хладоносителей на основе органических солей, особенно в условиях их эксплуатации на пищевых предприятиях и АПК, заслуживает отдельного внимания. Микробиологическая опасность возникает вследствие попадания в хладоноситель охлаждаемой продукции, что приводит к появлению питательной среды для микроорганизмов, переходу микроорганизмов из охлаждаемой продукции в хладоноситель или химическому разрушению компонентов хладоносителей (в т.ч. микродобавок) под действием микробиологических факторов (рисунок).

Одним из примеров применения ацетатных хладоносителей в Москве является 18-й хладокомбинат. За 4 месяца эксплуатации содержание ионов металлов в составе хладоносителя составило 0,17 мг/л, т.е. состояние вроде бы удовлетворительное. Однако у хладоносителя в одном контуре рН = 11, а в другом рН=11,7. Такой хладоноситель вызывает локальные виды коррозии (язвенная, щелевая, питинговая и др.), которые опасны тем, что действуют на малой площади и способны за короткое время перфорировать металл. По последним данным до обнаружения сквозной коррозии система отработала менее 18 месяцев.

Следует отметить, что в России промышленные пропиленгликолевые хладоносители серийно выпускаются с 2002 г. под маркой ХНТ и всего по России эксплуатируют хладоносители серии ХНТ более 150 предприятий, в т.ч.: ЗАО МПБК "Очаково" г. Москва; ОАО "Московский комбинат шампанских вин"; ЗАО "Красная пресня" (Краснопресненская плодоовощная база); ООО "ПК Волга" г. Нижний Новгород (Heineken); "Азовский комбинат детского питания"; "Завод минеральных вод" г. Горячий ключ, Краснодарский край; "Каргил Масло Продукты Ефремов", г.Тула; "ОАО "Кондитерский концерн Бабаевский", г.Москва и др.

Отдельно хочу отметить важное событие. В сентябре 2007 г. ЦГСН по г.Москве выдал санитарно-эпидемиологическое заключение на хладоноситель с пониженной вязкостью серии ХНТ-НВ для применения в т.ч. на предприятиях пищевой промышленности. Согласно экспертным заключениям протокола токсикологической оценки, ХНТ-НВ относится к 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 при внутрижелудочном пути поступления. ХНТ-НВ позволяет расширить оптимальный температурный диапазон эксплуатации пропиленгликолевых хладоносителей до -40°С и рекомендовано его применение на хладокомбинатах, морозильных камерах, эскимо-генераторах и др. областях.

Хладоносители серии ХНТ длительное время работают также в системах кондиционирования многих офисных зданий, а также социально значимых объектах в числе которых: Государственная Дума РФ; Центральный Банк РФ; Храм Христа Спасителя; Государственный музей изобразительных искусств им. А.С. Пушкина (г. Москва); кинотеатр "Ударник" (г. Москва); Центр планирования семьи и репродукции (г. Москва) и многие др.

Системный подход к выбору оптимального хладоносителя с учетом опасностей, постоянный мониторинг его состояния и своевременное восстановление его свойств, способны минимизировать опасности, связанные с эксплуатацией холодильного оборудования со вторичным контуром.

Хладоносители на основе органических солей как питательная среда для грибов

Рис. 1. Хладоносители на основе органических солей как питательная среда для грибов

Литература.

1. Шаповаленко А.Я., Свешников А.В., Зенкин И.Ф. Новый хладоноситель в старом оборудовании - способ повышения эксплуатационной безопасности предприятий. //Холодильная техника. 2006. №8. с.40-43.
2. Генель Л.С., Галкин М.Л. Выбор промежуточных хладоносителеи. // Холодильный бизнес. 2004. №12, с. 31-35.; 2005. №1, с. 17-20.
3. Генель Л.С., Галкин М.Л. Состояние и тенденции развития европейского рынка хладоносителеи. // Холодильный бизнес. 2006. №12, с. 16-19.
4. ТУ 2422-004-11490846-02 "Хладоносители на основе водного раствора пропиленгликоля".
5. ГОСТ 28084-89 "Жидкости охлаждающие низкозамерзающие".





Приглашаем ученых и инженеров, аспирантов и студентов, а также,
заинтересованные институты, фирмы, организации и частных лиц, принять участие в размещении
информации в интернет-газете, посвященной холодильной и близкой ей тематике.

Учредитель и издатель интернет-газеты: ООО "АВИСАНКО" (Москва).
Адрес редакции: Россия, 115551, Москва, Шипиловский проезд, д.47/1, офис 67-А.
Тел./факс: +7 (495) 343-43-71, тел.: +7 (495) 343-43-48, 223-60-50 доб. 132.

Головной сайт: www.avisanco.ru

E-mail: info@holodilshchik.ru

Первый выпуск первой в России интернет-газеты по холодильной и
близкой ей тематике - "Холодильщик.RU" - вышел в свет в январе 2005 г.
Руководитель проекта и Главный редактор: Маргарян С.М. (АВИСАНКО, ООО)
За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет.
При перепечатке статей, ссылки на их авторов и интернет-газету обязательны.
Разместите на своем сайте нашу кнопку... Rambler's Top100 Многоязыковая поисковая система...


Авторские права © 2005-2017 // MARGARY@N

Партнеры: