Льодове охолодження – це охолодження з використанням водяного льоду. Цей спосіб заснований на властивості льоду в процесі плавлення поглинати велику кількість теплоти – 335 КДж/кг. Граничною температурою охолодження є температура плавлення льоду при атмосферному тиску –0°. Практично льодове охолодження дозволяє доводити температуру в охолоджуваному середовищі до 4-6°С, що достатньо для зберігання багатьох продуктів, які швидко псуються. Залежно від способу одержання, водяний лід буває натуральним та штучним.
Натуральний лід одержують шаровим наморожуванням води в зимовий період на спеціально підготовлених горизонтальних площадках, відколюванням або випилюванням із водоймищ; штучний – на льодозаводах за допомогою холодильних машин. Його виготовляють у вигляді блоків, плит, кубів. Фізичні властивості натурального та штучного льоду однакові. Водяний лід застосовують для охолодження та сезонного зберігання продовольчих товарів головним чином у північних районах країни. Тут споруджують погреби з льодовим охолодженням, льодові склади тощо. В роздрібній торгівлі водяний лід використовують в основному для охолодження напоїв (газованої води та ін.) при продажу їх на вулиці.
Штучний лід отримують заморожуванням чистої прісної або морської води в льодогенераторах. Якість льоду, форма, розмір та спосіб отримання залежать від цільового призначення.
Для виготовлення матового льоду використовують питну воду без будь-якого її оброблення в процесі заморожування. На відміну від природного, штучний лід має молочний колір, зумовлений наявністю великої кількості пухирців повітря, які утворюються під час перетворення води в лід. Пухирці зменшують проникність льоду для світлових променів, і він стає непрозорим.
Лід з бактерицидними добавками призначений для охолодження риби, м'яса, птиці та деяких видів овочів при безпосередньому контакті. Бактерицидні добавки знижують кількість мікроорганізмів в продуктах.
Льодяне охолодження є найбільш доступним, простим, екологічно нешкідливим, відносно дешевим. До недоліків льодового охолодження відносяться: недостатньо низька температура, трудність автоматизації процесу, великі витрати праці при заготівлі, транспортуванні та використанні льоду, необхідність систематичного поповнення охолоджуючого об'єкту льодом та усунення талої води, а також підвищена корозія металевих частин обладнання.
При змішуванні подрібненого водяного льоду з різними солями крім теплоти танення льоду поглинається теплота розчинення солі у воді, що дає змогу значно знизити температуру суміші. Розчин може бути охолоджений до кріогідратної точки.
Льодосольове охолодження. Для того, щоб отримати нижчі температури, ніж при охолодженні чистим льодом, застосовують лід у суміші з сіллю. У такій суміші одночасно здійснюються процеси розчинення солі і плавлення льоду з утворенням води і подальшим розчиненням солі. На плавлення льоду і розчинення солі витрачається теплота суміші, тому її температура знижується. При збільшення концентрації солі температура плавлення і замерзання льодосольової суміші зменшуються. Найменша температура фазового переходу суміші називається кріогідратною точкою, а концентрація солі, яка відповідає цій температурі – евтектичною (рис. 1.2).
В кріогідратній точці всі три фази льодосольової суміші (розчин, сіль, лід) знаходяться у термодинамічній рівновазі. При подальшому підвищення концентрації солі в суміші температура плавлення не зменшується, а збільшується.
Таким чином, суть льодосольового охолодження полягає у додаванні неорганічних солей до льоду для зниження температури його плавлення. Чим менша температура плавлення, тим більше поглинається теплоти з навколишнього середовища.
Евтектичним розчином заповнюють металеві місткості (до 90-94 % їх об'єму), заморожують при температурах, нижчих за температуру плавлення евтектика, після чого розміщують їх в об'ємах, які охолоджуються. Там при поглинанні тепла евтектик тане при сталій температурі, забираючи теплоту з оточуючого середовища.
Змінюючи місткість ємностей та їх кількість можна забезпечити охолодження достатньо великих об'ємів камер. Крім того, вони можуть бути використані як додаткові джерела холоду в години пікових навантажень у стаціонарних холодильниках.
