Realizzare il gelato perfetto: quali sono le tecnologie segrete dietro questo miracolo?

Introduzione

Nel 1834, James Harrison del Regno Unito riuscì a costruire con successo una macchina frigorifera utilizzando l'etere come fluido di lavoro, aprendo la strada alla tecnologia della refrigerazione. Nel corso del tempo, la tecnologia della refrigerazione si è sviluppata gradualmente ed è stata applicata negli ospedali, nell'industria e nella vita quotidiana. Questo articolo descriverà in dettaglio tre comuni fluidi refrigeranti utilizzati nelle macchine frigorifere e le loro caratteristiche, focalizzandosi in particolare sull'applicazione e lo sviluppo della refrigerazione a anidride carbonica.

1. Macchina frigorifera a compressione di vapore

La macchina frigorifera a compressione di vapore utilizza la caratteristica dell'evaporazione del liquido per assorbire il calore e produrre refrigerazione. Un refrigerante comune utilizzato è l'ammoniaca. L'ammoniaca viene vaporizzata e compressa all'interno di un compressore per ottenere vapore di ammoniaca ad alta temperatura e pressione. Successivamente, il vapore di ammoniaca viene raffreddato utilizzando acqua fredda o aria fredda per rimuovere il calore e far condensare il vapore di ammoniaca in liquido. Questo tipo di refrigerante viene comunemente utilizzato per la produzione di ghiaccio e per l'aria a bassa temperatura.

2. Macchina frigorifera a anidride carbonica

A causa dei gravi difetti del refrigeratore ad ammoniaca (facilmente esplosivo e tossico), gli scienziati e gli ingegneri hanno iniziato a studiare il refrigeratore a anidride carbonica. L'anidride carbonica è un refrigerante non tossico, non esplosivo e facile da preparare. Nel 1869, l'americano Lowe ha fabbricato con successo una macchina per il ghiaccio che utilizza il refrigerante a anidride carbonica. Nonostante l'alta pressione di esercizio degli impianti di refrigerazione a anidride carbonica, sono stati ampiamente utilizzati nell'industria del ghiaccio.

Terzo, il refrigeratore sintetico a freon

Nel XX secolo, i refrigeranti artificiali sintetici hanno gradualmente sostituito i refrigeranti naturali. I clorofluorocarburi rappresentati dal freon hanno eccellenti prestazioni di refrigerazione e sono atossici. Tuttavia, questi composti sono dannosi per l'ambiente, in quanto possono danneggiare lo strato di ozono o contribuire al processo di riscaldamento globale.

Quarto, l'applicazione della tecnologia di refrigerazione a anidride carbonica

Con il continuo progresso della tecnologia di refrigerazione, l'anidride carbonica come refrigerante sicuro e non tossico ha attirato l'attenzione delle persone. I moderni mezzi di refrigerazione possono soddisfare le diverse esigenze di raffreddamento per la vita quotidiana. Negli ultimi anni, l'applicazione della tecnologia di raffreddamento ecologico ha ottenuto una vasta diffusione.

5. Tecnologia di congelamento a anidride carbonica

Lo Stadio nazionale di pattinaggio veloce utilizza la tecnologia di congelamento diretto a CO2 supercritica, diventando l'unico impianto sportivo di grandi dimensioni al mondo ad adottare questa tecnologia. La CO2 in stato supercritico ha caratteristiche uniche, come una bassa temperatura critica e un'eccellente capacità di trasferimento termico, rendendo i sistemi di refrigerazione a CO2 supercritica più efficienti.

Conclusioni

Dalla discussione sul refrigerante del sistema di refrigerazione, possiamo vedere il potenziale della CO2 come refrigerante ecologico. Con lo sviluppo delle tecnologie di refrigerazione ecologiche, l'applicazione della CO2 ha un'ampia prospettiva e può fornire soluzioni di refrigerazione efficienti, sicure ed ecologiche per diverse industrie.