|
По составу исходного сырья
искусственный водный лед разделяют на лед из пресной воды (сырой, кипяченой,
дистиллированной), лед из морской воды и рассолов, лед из воды с
антисептиками и антибиотиками.
В технологии изготовления искусственного льда из пресной
воды предъявляются специальные, в частности гигиенические (санитарные),
требования к сырью (вода), продукту (лед), а также к оборудованию и процессу
производства.
Лед из питьевой водопроводной воды изготовляют матовым с
плотностью ро = 890-ь900 кг/м3 и прозрачным с p0=910-f-917 кг/м3 при
температурах от —8 до —25° С (иногда для чешуйчатого льда). Матовый
непрозрачный лед имеет белый цвет в основном благодаря наличию в нем
пузырьков воздуха и солей; последние иногда требуется удалять. Известно, что
в 1 см3 льда, полученного при скорости кристаллизации 0,5 мм/мин, содержится
примерно б пузырьков воздуха, а при скорости 5 мм/мин число их достигает 300.
Прозрачный лед в толстом слое имеет голубовато-зеленый оттенок, он мало
смерзается и не дает осадка при растаивании.
Деаэрированная вода при нормальном давлении самонасыщается
воздухом, но в отличие от него содержит на 1 часть кислорода не 3,75, а около
2 частей азота (при 10° С в 1 л воды содержится 7,87 см3 кислорода и 15,47
см8 азота). Обогащение воды кислородом имеет место при таянии льда.
Требования, предъявляемые к источникам воды для
хозяйственно-бытовых целей, в общем виде регламентирует ГОСТ 2761—57
«Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения». Нормы
качества водопроводной воды определяет ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая». Эти
ГОСТы предусматривают, что общее «исло бактерий в воде не должно превышать
100 при посеве б \ мл, количество кишечных палочек — не более 3 в 1 л воды. Допустимый сухой остаток — до 1 г/л. Общая жесткость воды — не более 7 мг-экв/л, а мутность
по содержанию взвешенных частиц — не свыше 1,5 мг/л. Вода не должна содержать
железа .более 0,3 мг/л; допустимая концентрация водородных ионов в пределах
6,5—9,5.
Указанные стандарты распространяются" на воду,
используемую и для технических целей, но не относятся к воде, забираемой из
местных водоисточников, иногда используемых в производстве технического льда.
Если лед предназначается для употребления с напитками или
для непосредственного охлаждения пищевых продуктов, не подлежащих горячей
кулинарной обработке, то он должен быть пищевым. При его изготовлении и сбыте
необходимо соблюдать санитарно-гигиенические правила, принятые для продуктов,
непосредственно употребляемых в пищу. Вода, полученная при растаивании
пищевого льда, должна быть питьевой. При производстве непищевого,
технического льда, особенно если он продается на сторону, также соблюдаются
основные санитарные условия.
Получать прозрачный лед можно в тех же льдоформах что и
матовый лед. Если, например, в случае замораживания при —8° С московской
водопроводной воды в льдоформах на 25 и 50 кг ее перемешивать, подавая 8 и 12 л/мин воздуха при давлении 0,015 МПа [17], то выделяющийся из воды воздух не
успевает вмерзать в лед, а соли в основном концентрируются в 4-литровой
незамерзшей сердцевине прозрачных льдоблоков, откуда их легко удалить, и лед
получается прозрачным. Барботаж воды также ускоряет ее охлаждение.
Для получения из московской водопроводной воды (содержание
солей 100—150 мг/л) прозрачного льда в оросительных льдогенераторах без
льдоформ, но с насосной циркуляцией воды и с удалением маточного раствора
требуемая кратность циркуляции воды 30—40 [Ю] при температуре намораживания
не ниже —15° С. По Коноп- леву [61], из ленинградской водопроводной воды с
содержанием солей 60 мг/л, железа 0,7 мг/л и окисляемостью 8 мг/л (по
кислороду) до обработки квасцами и с содержанием железа 0,12 мг/л и
окисляемостью 2,7 мг/л после такой обработки получался при —10° С
качественный лед в 136-килограммовых льдоформах в случае подачи 5—6 л/мин
воздуха с давлением 0,1 МПа.
Для получения качественного льда_ из воды с большим
содержанием примесей целесообразно усилить интенсивность движения воды в 2—3
раза против обычной; повысить температуру намораживания льда до —6н—8° С (еще
лучше очищает-лед медленная кристаллизация при —2--—4°С); чаще удалять осадок
из маточного раствора в середине замораживаемого объема воды.
Если эти меры недостаточны или нежелательны, то прибегают
к умягчению воды ионообменными смолами в ионитовых фильтрах, очищающих воду с
содержанием солей до 30 г/л. Обычное удаление из воды известью углекислого
кальция и магния, железа и алюминия является простым химическим процессом, соответствующим
для кальция реакции: Са(0Н)2+Са(СН03)2=2СаС03-1-2Н20; органические вещества
при этом осаждаются вместе с углекислыми соединениями. Далее воду,
обработанную известью в сатураторе, пропускают через фильтр с кварцевым
песком. В воду с хорошими общими показателями, но содержащую железо,
достаточно добавить перед фильтрацией немного извести; при аэрации воды
железо, обычно соединённое с С02, выпадает в виде осадка, легко
задерживаемого фильтром.
Очень удобна обработка воды квасцами или сернокислым алюминием,
обеспечивающая не только некоторое умягчение и коагуляцию органических
веществ и взвесей, но и перевод бикарбонатов в сульфаты. Это уменьшает
хрупкость льда и потому позволяет снижать температуру намораж^Ьания льда в
льдоформах с —8-=—10° до —12-;—14° С. При этом необходимо поддерживать в воде
рН на уровне 7, что уменьшает хрупкость льда. Во избежание появления трещин
следует оттаивать лед от льдоформ при 20° С вместо обычных 35—40° С. Возможно
оттаивание льда при температуре и выше 40° С.
Простейшим оборудованием для водоподготовки служат
спаренные песочные фильтры с бачками для обработки воды квасцами.
Фильтрование производится через слой гравия и кварцевого песка,
скорость-фильтрации 1—1,5 л/м2 в минуту. Падение давления в чистом фильтре
обычно составляет 0,015—0,035 МПа, в засоренном фильтре падение давления
увеличивается в 2—3 раза. При попеременной промывке фильтров обратным током
воды слой песка перемешивается и выпавшие из воды в результате квасцевания и
фильтрации осадки удаляются. Скорость промывки принимают такой, чтобы с
промывной водой удалялись осадки без песка.
Обработка воды квасцами часто бывает связана с
необходимостью подщелачивания ее до оптимального значения рН 7. С этой целью
применимы легкое известкование воды или фильтрование ее через доломитовую
крошку. Особого подхода требует вода с большим содержанием водорастворимых
солей: по зарубежным данным, при температурах замораживания воды —10°, —8° и
—7° С предельно допустимые концентрации водорастворимых солей при получении
прозрачного льда необходимого качества соответственно будут 100, 200 и 400
мг/л.
В некоторых случаях содержащегося в воде бикарбоната
натрия и карбоната натрия бывает достаточно для нейтрализации кислотности.
Восстановление цеолита производится посредством обработки
серной кислотой
NaaZe + H2S04 = HaZe -f- NaaS04.
Установки с цеолитом в принципе просты. Цеолит закладывают
в бак на слой гравия, под которым находится фильтр. Система трубопроводов
обеспечивает пропуск соответствующего количества обрабатываемой воды и серной
кислоты для периодической регенерации цеолита.
Так, на одном льдозаводе через цеолит проходило воды 26,4
л/мин и мимо него 7,5 л/мин; после реакции оба потока соединялись,
происходила нейтрализация -кислоты: Далее вода направлялась через аэратор в
сборный резервуар.
Специальная технология применяется при изготовлении
матового льда с антибиотиками, предназначаемого в основном для более
длительного хранения рыбы.
Главное требование к антибиотикам, добавляемым в
замораживаемую воду или в лед, — их разрушение при тепловой кулинарной
обработке пищевых продуктов, сохранявшихся в этом льду.
Разрешенный Госсанинспекцией СССР для применения со льдом
в рыбной промышленности антибиотик биомицин (хлортетрациклин) добавляют в
воду из расчета 5 г на 1 т льда. Если вода содержит 0,8 мг/л и более
активного хлора, то ее предварительно дехлорируют гипосульфитом. Для лучшего
сохранения биомицина во льду воду подкисляют до рН 4 лимонной кислотой (не
менее 25 г на 1 т льда).
Равномерность распределения биомицина в случае
изготовления блочного льда обеспечивается желированием воды смесью из 100 г карбоксиметилцеллюлозы и 400 г поваренной соли на 1 т льда. Для промышленного производства
блочного биомицинового льда Хузиной с группой сотрудников [115] предложена
смесительная установка производительностью 4,5 м3 раствора в час, изображенная на 40.
Известен также лед с антисептиками из воды, обработанной
хлором и серебряным песком.
Во избежание концентрирования примесей и по другим
причинам все эти виды льда, а также соленый (морской и рассольный),
целесообразно изготовлять в интенсивных роторных льдогенераторах с
тонкослойным намораживанием. Производство соленого льда ведут при температуре
на 10—15° С ниже криоскопической. Хранить такой лед следует также при температуре
ниже криоскопической. Однако только при эвтектической температуре во льду не
будет рассола.
В некоторых случаях необходимые технологические примеси
можно добавлять непосредственно в рассыпной снежный чешуйчатый или
мелкодробленый лед. При этом следует иметь в виду, что рассыпной лед может
адсорбировать 15—25% воды.
Лед. от льдогенераторов хранят при —5° С в льдохранилищах,
иногда дополнительно перерабатывают (разрезают, дробят или прессуют
посредством соответствующих машин) и упаковывают.
|