NL1001050C2 - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een koelmiddel. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een koelmiddel.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een koelmiddel uit een oplossing omvattende water met daarin 5 opgelost een vriespunt-verlagend middel, waarbij de oplossing door een koelorgaan wordt geleid en een deel van het water uit de oplossing wordt bevroren zodat als koelmiddel een mengsel van ijs en de oplossing wordt gevormd. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van een koelmiddel volgens deze werk-10 wijze.

Het is bekend om een koelmiddel voor directe koeling, of "koude-drager", te vervaardigen door toevoeren van zout water aan een koelorgaan. In het koelorgaan wordt het zoute water onderkoeld en vindt ijsvorming plaats, zodat als koelmiddel een ijs-zoutwatermengsel wordt 15 gevormd. Dit ijs-zoutwatermengsel kan worden toegevoerd aan een opslagtank, zoals bijvoorbeeld een RSW-opslagtank (Refrigerated Sea Water) voor pas gevangen vis, om deze vis af te koelen. Om een hoge kwaliteit van de vis te garanderen, is het belangrijk dat deze zo snel mogelijk na de vangst wordt afgekoeld om bacterievorming tegen te 20 gaan. Het belangrijkste deel van het koelproces wordt gevormd door de periode direct volgend op de vangst van de vis. Eveneens is het van belang dat de ijsconcentratie in het ijs-zoutwatermengsel nauwkeurig bekend is om een optimale verhouding te vormen tussen onderkoeld zoutwater en ijs.

25 Ook in andere toepassingsgebieden is het vaak wenselijk dat een koelmiddel bijvoorbeeld voor indirecte koeling, ofwel een "secundair koudemiddel" met een nauwkeurig bekende ijsconcentratie wordt toegepast. Dergelijke toepassingen omvatten koelinrichtingen die werken door circulatie van een mengsel van een oplossing van onderkoeld water 30 bevattende een vriespunt-verlagend middel en ijs door een systeem van leidingen en warmtewisselaars.

De uitvinding heeft tot doel te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een koelmiddel omvattende ijs en een oplossing van een vriespunt-verlagend middel in water, waarbij de 35 ijsconcentratie nauwkeurig bekend is, en nauwkeurig op een constante waarde kan worden gehouden.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een koelmid- 10 0 1 050.

2 del waarbij het koelmiddel op zeer snelle wijze kan worden gevormd.

Het is met name een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een koelmiddel dat op snelle wijze kan worden gevormd met een voorbepaalde 5 ijsconcentratie, en dat optimaal is afgestemd op het op snelle wijze afkoelen van vis.

De werkwijze volgens de uitvinding is hiertoe gekenmerkt doordat de werkwijze de stappen omvat van: toevoer van de oplossing aan het koelorgaan met een toevoerde- 10 biet, bepaling van de aanvangsconcentratie van het vriespunt-verlagend middel in de oplossing voorafgaand aan de koelstap, bevriezing van water aan ten minste één warmtewisselend oppervlak van het koelorgaan, 15 - verwijdering van het ijs van het ten minste ene warmtewisselend oppervlak, afvoer van een ijs-oplossingsmengsel aan een afvoeropening van het koelorgaan, meting van de temperatuur van het ijs-oplossingsmengsel en/of van 20 de concentratie van het vriespunt-verlagend middel in de oplossing na afvoer van het ijs-oplossingsmengsel uit het koelorgaan, berekening van de ijsconcentratie in het ijs-oplossingsmengsel uit de concentratie- en/of temperatuurmeetwaarden en de aanvangsconcentratie van het vriespunt-verlagend middel, 25 - vergelijking van de ijsconcentratie in het ijs-oplossingsmiddel met een concentratie-instel waarde, en afhankelijk van het verschil van de ijsconcentratiewaarde met de concentratie-instelwaarde, terugvoeren van het ijs-oplossingsmengsel van de afvoeropening van het koelorgaan naar een toevoeropening daar-30 van, en regeling van ten minste één van de parameters omvattende het koelvermogen van het koelorgaan, het toevoerdebiet, of het aantal malen circuleren van de oplossing door het koelorgaan.

Bij verlaging van de temperatuur van de oplossing, zal zich ijs 35 vormen in een onderkoelde oplossing waarin de concentratie vriespunt-verlagend middel is verhoogd. Bij het uittreden van het ijs-oplossingsmengsel uit het koelorgaan, kan de ijsconcentratie op twee manieren worden bepaald, namelijk door bepalen van de concentratie van het 1001050.

3 vriespunt-verlagend middel in de oplossing aan de afvoeropening van het koelorgaan, of door het meten van de temperatuur van het ijs-op-lossingsmengsel. Wanneer de beginconcentratie van het vriespunt-verlagend middel bij aanvang van het koelproces bekend is, kan uit het 5 eutectisch diagram van de oplossing de ijsconcentratie worden berekend. Het eutectisch diagram geeft de fasenscheiding van de oplossing in ijs en een oplossing met een variërende concentratie van het vriespunt-verlagend middel, bij verschillende temperaturen. Met behulp van een stuurorgaan, dat een rekeneenheid omvat, wordt aan de hand van de 10 gemeten temperatuur of aan de hand van de concentratie van het vriespunt-verlagend middel, aan de afvoeropening van het koelorgaan de ijsconcentratie berekend. Wanneer deze hoger is of lager dan een gewenste waarde, wordt de verdampings- of koeltemperatuur van het koelorgaan aangepast, wordt de toevoer van de nog niet gerecirculeerde 15 oplossing aan het koelorgaan gevarieerd en/of wordt het aantal recir-culatiegangen door het koelorgaan van het ijs-oplossingsmengsel gevarieerd.

Door de recirculatie van het ijs-oplossingsmengsel langs de warmtewisselaar van het koelorgaan kunnen hoge ijsconcentraties, zoals 20 bijvoorbeeld 35#. worden bereikt. Met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld bij continu bedrijf 80 ton ijs-zoutwa-termengsel worden gevormd in 24 uur, met een ijsconcentratie van 25# bij een temperatuur van -3.5°C, bij gebruik van een warmtewisselend oppervlak van 2 m2. Dit vormt een aanzienlijke verbetering ten aanzien 25 van bekende werkwijzen voor het vormen van een soortgelijk ijs-zoutwa-termengsel met eenzelfde ijsconcentratie bij -3.5’C.

Bij voorkeur wordt het ijs op regelmatige tijdsintervallen van het warmtewisselend oppervlak verwijderd, zodat de afmeting van de ijsdeeltjes niet boven enkele millimeters komt, en bij voorkeur enkele 30 micrometers bedraagt. Op deze wijze wordt zogenaamd "slurry-ijs" gevormd waarbij de ijsdeeltjes zijn gesuspendeerd in de oplossing. Het slurry-ijs kan in het systeem volgens de uitvinding door de recircula-tieleiding en het koelorgaan worden rondgepompt. Verder heeft slurry-ijs een groot warmtewisselend oppervlak en kunnen objecten die in het 35 slurry-ijs worden geplaatst of daarin worden ondergedompeld op effectieve wijze worden afgekoeld. Het slurry-ijs zal de af te koelen objecten geheel omgeven, zonder dat deze worden beschadigd door scherpe kanten van het ijs. De ijsdeeltjes hebben een nagenoeg bolvormige 1001050.

4 vorm.

Met name wanneer het vriespunt-verlagend middel wordt gevormd door zout, kan de werkwijze worden toegepast voor het snel afkoelen van vers gevangen vis. Hierbij is het van groot belang dat de vis met 5 een nauwkeurig bekende hoeveelheid ijs-watermengsel wordt afgekoeld, waarbij de ijsconcentratie nauwkeurig is bepaald. De hoeveelheid af te koelen vis bepaalt de hoeveelheid warmte die moet worden afgevoerd om een gewenste eindtemperatuur, bijvoorbeeld -1°C, te bereiken. Aangezien het koelvermogen van het ijs in het ijs-zoutwatermengsel bekend 10 is, kan voor iedere hoeveelheid vis de benodigde hoeveelheid ijs worden bepaald. Hierbij is het van het grootste belang dat de vis door het koelmiddel niet wordt beschadigd en zeer snel wordt afgekoeld om bacteriegroei tegen te gaan. Om alle vis met koelmiddel te bedekken, is er in een opslagtank bij benadering 1/3 volumedeel ijs-zoutwaterop-15 lossing en 2/3 volumedelen vis aanwezig.

Bij voorkeur wordt het ijs-oplossingsmengsel door de koelinrich-ting volgens de uitvinding getransporteerd met een snelheid die niet lager is dan 1 meter per seconde om te voorkomen dat het ijs zich afscheidt uit de oplossing. Afscheiding van ijs uit de oplossing leidt 20 er toe dat het ijs zich kan ophopen achter kanten of bochten van de afvoer- en toevoerleidingen en in het koelorgaan. Bij een voldoende hoge transportsnelheid vormt het ijs een heterogene tot homogene suspensie in de oplossing en kan daardoor probleemloos worden rondgepompt.

25 Bij voorkeur wordt de koeltemperatuur van het koelorgaan niet lager gekozen dan -20°C. Bij lagere temperaturen zal de ijsvorming te snel plaatsvinden, en kan ongecontroleerde ijsvorming optreden tegen het warmtewisselend oppervlak. Dit probleem wordt met name urgent bij relatief lage concentraties van vriespunt-verlagend middel, waarbij 30 een geringe temperatuursverlaging een te grote ijsproduktie tot gevolg heeft.

De inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding omvat bij voorkeur een wandgeschraapte warmtewisselaar. Zorg wordt gedragen dat het stroomtraject van het ijs-oplossingsmeng-35 sel door de inrichting vrij is van abrupte vernauwingen, scherpe bochten en uitsteeksels. Hierdoor wordt voorkomen dat het ijs zich daarachter ophoopt en de inrichting verstopt raakt. Bij voorkeur is het lagerblok van de wandgeschraapte warmtewisselaar, waarin de centrale 1001050.

5 lengte-as, die is voorzien van schraaporgaan, is gevat, op dusdanige wijze met de binnenwand van het afsluitstuk van het cilindrisch vat van de warmtewisselaar verbonden, dat axiale doorvoerkanalen worden gevormd. In de axiale doorvoerkanalen kan het ijs-oplossingsmengsel 5 eerst een voldoende hoge snelheid bereiken, voordat het de verbindingen tussen het lagerblok en de binnenwand passeert. Hierdoor wordt voorkomen dat het ijs-oplossingsmengsel zich bij lage snelheden ophoopt achter de vernauwingen die worden gevormd door de verbindings-zone van het lagerblok met de binnenwand van het cilindrische vat.

10 Bij voorkeur wordt de inrichting volgens de uitvinding geplaatst op een vaartuig en wordt een visopslagtank verbonden met een afvoer-leiding van de koelinrichting. Op deze wijze kan direct een koelmiddel met een voorbepaalde ijsconcentratie aan vers gevangen vis worden toegevoerd ter afkoeling daarvan. Hierbij wordt het koelmiddel gevormd 15 door zout water dat wordt opgenomen uit de zee. Aangezien de zoutcon-centratie van het zeewater varieert met de positie van het vaartuig ten opzichte van de kust, is het telkens nodig dat de zoutconcentratie van het zeewater wordt gemeten voorafgaand aan vorming van het koelmiddel .

20 De werkwijze volgens de uitvinding, en uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding kunnen echter eveneens worden toegepast in gebieden waar een koelmiddel benodigd is in de vorm van een ijs-oplossingsmengsel met een nauwkeurig bekende ijsconcentratie. Hierbij is het vriespunt-verlagend middel bijvoorbeeld gevormd door 25 glycol, ethanol, CaCl of diverse zouten.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening. In de tekening toont:

Figuur 1 een schematische weergave van een inrichting volgens de uitvinding; 30 Figuren 2 en 3 respectievelijk een eutectisch diagram van een zoutoplossing omvattende de ijsconcentratie en de zoutconcentratie bij verschillende temperaturen, en de relatie tussen de temperatuur en de ijsconcentratie in een ijs-zoutwatermengsel;

Figuren 4 en 5 een stroomdiagram van respectievelijk bepaling van 35 de relatie tussen de ijsconcentratie C(T) in het ijs-zoutwatermengsel en de temperatuur T en van het besturingssysteem van de inrichting volgens de uitvinding; en

Figuur 6 een afvoerdeel van een koelorgaan volgens de uitvinding.

10 0 1 050 .

6

Figuur 1 toont een inrichting voor het vormen van slurry-ijs omvattende een koelorgaan 1 en toevoerleidingen 2, 21 voor de toevoer van zout water naar een toevoeropening 11 van het koelorgaan, met een toevoerdebiet. Het toevoerdebiet heeft betrekking op het debiet van de 5 oplossing in de toevoerleiding 21. De afvoeropening 12 van het koelorgaan 1 is via recirculatieleiding 3 verbonden met de toevoerleiding 2. In de toevoerleiding 2, is een wormpomp 5 opgenomen. In de toevoerleiding 21 is een regelbare klep 39 opgenomen. De recirculatieleiding 3 omvat een recirculatieklep 4. De afvoeropening 12 van het koelorgaan 1 10 is eveneens verbonden met een afvoerleiding 19, die een klep 6 omvat. De afvoerleiding 19 kan verbonden zijn met een opslagtank voor vis of kan verbonden zijn met een verdere inrichting voor opslag of transport van het gevormde ijs-zoutwatermengsel.

Via een reinigingsleiding 22 kan zoet water worden toegevoerd aan 15 de wormpomp 5 om koelorgaan 1 inwendig schoon te spoelen. Het spoelwater wordt via leiding 20 af gevoerd. Via de toevoerleiding 21 wordt voorgekoeld zeewater toegevoerd aan de wormpomp 5·

De inrichting omvat een eerste opneeminrichting 7 die een tempe-ratuursensor kan omvatten of een inrichting voor het bepalen van de 20 zoutconcentratie in het zoute water aan de uitgang van de warmtewisselaar 1. Een tweede opneeminrichting 9 voor het bepalen van de zoutconcentratie in het water voorafgaand aan koeling daarvan, is opgenomen in de toevoerleiding 21. Een geschikte temperatuursensor wordt gevormd door bijvoorbeeld een sensor van het type PT 100. Een geschikte con-25 centratiemeter wordt gevormd door de "Inductive conductivity sensor", model IC 40 in combinatie met een opnemer model IC 200, zoals verkrijgbaar van Yokogawa. De uitgang van de opneeminrichtingen 7 en 9 zijn verbonden met ingangen 10, 14 van een stuurorgaan 13· Uitgangen 15, 16, 17 en 18 van het stuurorgaan zijn verbonden met respectieve-30 lijk de klep 39 in de toevoerleiding 21, de klep 4 in de recirculatieleiding 3. de verdampingstemperatuurregeling van een koelmantel 8 van het koelorgaan 1, of met de wormpomp 5- In het onderhavige geval is de inrichting uitgevoerd als twee parallel geplaatste koelorganen 1, 1'. De uitvinding kan echter eveneens worden bedreven met een enkel koel-35 orgaan 1 of met meer koelorganen in parallelle opstelling.

In de inrichting volgens de onderhavige uitvinding, zoals bij wijze van voorbeeld getoond in figuur 1, wordt slurry-ijs vervaardigd door gedeeltelijke bevriezing van zeewater. Zeewater bestaat uit een 10 0 1 05 0.

7 groot aantal zouten waarvan het hoofdaandeel wordt gevormd door NaCl. De zoutconcentratie van het zeewater bedraagt rond 3 gev.% maar varieert naar gelang de positie van waterinname uit de zee.

Figuur 2 toont het eutectisch diagram van een zoutoplossing in 5 water. Zoals uit de figuur kan worden gezien, wordt ijs in zeewater met een zoutconcentratie van 3 gev.% gevormd wanneer de watertemperatuur tot ongeveer -2eC is gedaald. Verdere afkoeling van het zoute water tot -5*0 resulteert in een gewichtspercentage aan ijs ten opzichte van het ijs-zoutwatermengsel van b/(a+b). De eindconcentratie 10 van het zout in het overblijvende zeewater wordt gevonden op punt c. Door het rondpompen van zout water door het koelorgaan 1, wordt op de wand van de warmtewisselaar daarvan een microscopische laag ijs gevormd. Deze laag ijs wordt van de wand geschraapt door de roterende schraaporganen van de warmtewisselaar. Het ijs vormt een suspensie, of 15 slurry, in het zoute water. Hierbij zijn de ijsdeeltjes bolvormig en hebben een afmeting van enkele millimeters. Het ijs-watermengsel wordt net zolang rondgepompt door het koelorgaan 1 totdat de gewenste ijs-concentratie is bereikt. Het aantal recirculatiegangen wordt door het stuurorgaan 13 bepaald.

20 Figuur 2 toont het eutectisch diagram van NaCl in water, waar zich in gebied I ijs en oplossing bevinden, in gebied II zich alleen oplossing bevindt, in gebied III zout en oplossing aanwezig zijn en zich in gebied IV vaste stof bevindt.

Uit het eutectisch diagram van figuur 2 blijkt dat, wanneer de 25 beginconcentratie van het zout in het zeewater bekend is, door het meten van de temperatuur of door het meten van de zoutconcentratie aan de afvoeropening van het koelorgaan, de ijsconcentratie kan worden berekend. De zoutconcentratie kan aan de afvoeropening van het koelorgaan 1 worden gemeten door middel van een geleidingsmeting. Echter, 30 het ijs in de zoutwateroplossing interfereert met een dergelijke geleidingsmeting. Hoewel een geleidingsmeting kan plaatsvinden door een proefmonster te nemen en het ijs daaruit te verwijderen, verdient het de voorkeur in plaats van de zoutconcentratie, de temperatuur van het ijs-zoutwatermengsel aan de afvoeropening van het koelorgaan te meten. 35 Figuur 3 geeft schematisch de concentratie van het ijs in ge- wichtsprocent in het ijs-zoutwatermengsel versus de temperatuur in graden Celsius. Door verlaging van de temperatuur van -1,75°C tot ongeveer -2,25°C, kan een ijsconcentratie van 25% worden bereikt.

10 0 1 050 .

8

Het stuurorgaan 13 omvat een geheugeninrichting waarin het eutec-tisch diagram zoals getoond in figuur 2 van NaCl is opgeslagen. Verder omvat de geheugeninrichting een tabel waarin de relatie tussen de geleiding van zeewater en de zoutconcentratie is opgeslagen, alsmede 5 een tabel van het ijspercentage bij verschillende temperaturen, zoals weergegeven in figuur 3. voor een groot aantal beginconcentraties van de NaCl-oplossing. In plaats van opslag van de voorgenoemde relaties in tabelvorm, kunnen deze ook zijn weergegeven in algebraïsche vorm, en kunnen deze worden berekend met behulp vein een rekeninrichting in 10 plaats van door opslag in een tabel.

Het stuurorgaan 13 ontvangt aan ingang 10 een geleidingswaarde van het inkomende, voorgekoelde zeewater, afkomstig van opneeminrich-ting 9· Zoals schematisch weergegeven in figuur 4, wordt de geleidingswaarde van het inkomende zeewater omgezet in een zoutconcentratie 15 in stap II van het stroomdiagram. Met behulp van de zoutconcentratie van het binnenkomende zeewater, wordt in het stuurorgaan 13, zoals weergegeven in stap III in figuur 4, de begintemperatuur vastgesteld waarop bevriezing van het water aanvangt, met behulp van het eutec-tisch diagram zoals weergegeven in figuur 2. Vervolgens wordt met 20 behulp van de beginvriestemperatuur in stap IV van figuur 4, de relatie tussen de ijsconcentratie C(T) en de temperatuur vastgesteld, zoals getoond in figuur 3·

Figuur 5 toont schematisch het besturingsschema van het stuurorgaan 13. Van de opneeminrichting 7 aan de afvoeropening 12 van het 25 koelorgaan 1, krijgt het stuurorgaan 13 iedere T seconden een temperatuurwaarde aangeboden aan zijn ingang. De opneeminrichting 7 wordt bijvoorbeeld gevormd door een temperatuursensor van het type PT-100. Het stuurorgaan 13 regelt een bemonstertijd van de temperatuuropneem-inrichting 7· Met de in figuur 4 gevonden relatie C(T) tussen de tem-30 peratuur en de ijsconcentratie, wordt in stap III van het stroomdiagram van figuur 5 de bij de gemeten temperatuur behorende ijsconcentratie in het slurry-ijsmengsel bepaald. In stap IV van het stroomdiagram van figuur 5 wordt de bepaalde ijsconcentratie vergeleken met een concentratie-instelwaarde. Indien de ijsconcentratie gelijk is aan de 35 concentratie-instelwaarde, wordt het ijs-zout-watermengsel voor een deel afgevoerd via leiding 19, terwijl klep 39 op een zodanige wijze is geopend dat tegelijkertijd eenzelfde hoeveelheid zeewater via toe-voerleiding 21 wordt toegevoerd.

1001 050.

9

Indien de ijsconcentratie groter of kleiner is dan de concentra-tie-instelwaarde, wordt door het stuurorgaan 13 de verdampingstemperatuur (Te) van het koelorgaan 1 verhoogd of verlaagd, of wordt de het debiet (Vf) waarmee het ijs-watermengsel wordt rondgepompt gewijzigd.

5 Dit kan plaatsvinden door wijziging van het toerental van de wormpomp 5-

Via de opening of sluiting van klep 39 kan het aantal recircula-tiegangen (NR) waarmee het ijs-slurrymengsel door de warmtewisselaar 1 wordt gevoerd eveneens worden aangepast. Wanneer klep 39 gesloten 10 blijft, wordt geen zeewater aan het koelorgaan 1 toegevoerd, en wordt dus geen ijs-zoutwatermengsel afgevoerd via afvoerleiding 19. In dit geval wordt de gehele inhoud van het koelorgaan 1 via de recirculatie-leiding 3 door het koelorgaan rondgepompt.

Een evenwichtstoestand treedt op bij een continue toevoer van 15 zeewater via toevoerleiding 21 en een even grote afvoer van het ijs-zoutwatermengsel met de gewenste ijsconcentratie via afvoerleiding 19 bij een voorbepaald aantal recirculatiegangen, dat wordt geregeld via het toerental van de wormpomp 5· Bij een gedeeltelijke opening van de klep 39 wordt het aantal recirculatiegangen van het ijs-zoutwatermeng-20 sel door het koelorgaan 1 bepaald door de verhouding tussen het debiet van de wormpomp 5 en het toevoerdebiet van het voorgekoelde zeewater door de toevoerleiding 21 aan de wormpomp 5·

Indien de verdampingstemperatuur van het koelorgaan 1 wordt verlaagd of het toevoerdebiet van het ijs-watermengsel door toevoerlei-25 ding 21 wordt opgevoerd, wordt de frequentie van de temperatuurmeting met behulp van de opneeminrichting 7 aan de uitstroomopening 12 van het koelorgaan 1 aangepast.

Door verlaging van de verdampingstemperatuur van de warmtewisselaar 8 van het koelorgaan 1, neemt de snelheid van de ijsvorming toe. 30 Echter bij verdampingstemperaturen beneden -20*0, wordt het tempo van de ijsvorming zo hoog dat verwijdering van het ijs van de wand door middel van de roterende schraapelementen, wordt bemoeilijkt. Hierdoor verdient het de voorkeur om de verdampingstemperatuur van de warmtewisselaar 8 niet beneden -15°C te brengen.

35 De minimale rondpompsnelheid van het ijs-zout-watermengsel be draagt ongeveer 1 m/sec. Bij lagere rondpompsnelheden treedt een afscheiding van het ijs uit het ijs-watermengsel op. Hierdoor wordt het rondpompen bemoeilijkt, en kan het ijs zich ophopen in de inrichting.

10 0 1 050.

10

Bij de constructie van inrichting volgens de uitvinding is er zorg voor gedragen dat geen abrupte overgangen in de leidingdiameter voorkomen, dat er geen uitsteeksels zijn zoals driewegkleppen, kleppen van pompen of afsluiters waarachter het ijs-watermengsel zich kan 5 ophopen, en dat er geen scherpe hoeken in het systeem aanwezig zijn.

Figuur 6 toont een axiale doorsnede van een wandgeschraapte warmtewisselaar 32 die bij voorkeur wordt toegepast als koelorgaan in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. De wandgeschraapte warmtewisselaar 32 omvat een cilindrisch vat 24 waarbinnen een longitudi-10 nale as 28 is gelegen met daaraan bevestigd schraaporganen 26 en 27. De as 28 is opgehangen in een lagerblok 29 dat is verbonden met een afsluitstuk 23 van het cilindrische vat 24. Het lagerblok 29 ligt aan tegen een binnenzijde van het afsluitstuk 23 langs een inwendige be-vestigingszone en is met het afsluitstuk 23 verbonden via verbindings-15 nokken 35 die met bouten 36 en 37 tegen de wand van het afsluitstuk 23 zijn geschroefd. Bij rotatie van de schraaporganen 26 en 27 rond de as 28, schrapen deze langs een gekoelde wand 30. Door rotatie van de schraaporganen 26 en 27 verkrijgt het ijs-watermengsel dat door de warmtewisselaar 32 wordt gepompt een radiale snelheidscomponent. Bij 20 het binnentreden in de doorvoerkanalen 38 die zijn gelegen tussen het lagerblok 29 en de wand van het afsluitstuk 23, neemt de radiale snelheidscomponent van het ijs-watermengsel sterk af. Door het relatief nauwe kanaal, neemt de axiale snelheid echter toe. Om te voorkomen dat bij het passeren van de doorvoer tussen de verbindingsnokken 35 en de 25 wand van het afsluitstuk 23 het ijs zich ophoopt, zijn de nokken 35 aan de uiteinden van de kanalen 38 geplaatst. Hierdoor wordt bereikt dat het ijs-watermengsel zo lang mogelijk een radiale snelheid behoudt en een voldoende snelheid ontwikkelt in axiale richting om probleemloos langs de doorvoeren tussen de nokken 35 naar de uitstroomopening 30 25 te stromen.

Om een goede ijskwaliteit te verkrijgen, bedraagt bijvoorbeeld het aantal schraaporganen 26 en 27 bij voorkeur tenminste vier, bij een diameter van de cilindrische wand 30 van 0,3 m, zodat een interval van minder dan 0,07 seconde voor het schrapen van ijs vanaf de wand 30 35 wordt bereikt bij lage rotatiesnelheden van 250 omwentelingen per minuut of minder. Hierdoor is het mogelijk om in plaats van stalen schraaporganen, slijtvaste plastic schraaporganen te installeren. Hierdoor wordt voorkomen dat de wand wordt beschadigd indien de 10010507 11 schraaporganen breken gedurende bedrijf. De wand 30 van de warmtewisselaar 1 wordt bij voorkeur gevormd door een ferritisch-austenitisch roestvrij staal dat zeewaterbestendig is.

10 0 1 0 5 0.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een koelmiddel uit een oplossing omvattende water met daarin opgelost een vriespunt-verlagend 5 middel, waarbij de oplossing door een koelorgaan wordt geleid en een deel van het water wordt bevroren zodat als koelmiddel een mengsel van ijs en de oplossing wordt gevormd, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: toevoer van de oplossing aan het koelorgaan met een toevoerde- 10 biet, - bepaling van de aanvangsconcentratie van het vriespunt-verlagend middel in de oplossing voorafgaand aan de koelstap, bevriezing van water aan ten minste een warmtewisselend oppervlak van het koelorgaan, 15. verwijdering van het ijs van het ten minste ene warmtewisselend opper vl eik, afvoer vein een ijs-oplossingsmengsel aan een afvoeropening van het koelorgaem, - meting van de temperatuur van het ijs-oplossingsmengsel en/of van 20 de concentratie van het vriespunt-verlagend middel in de oplossing na afvoer van het ijs-oplossingsmengsel uit het koelorgaan, berekening van de ijsconcentratie in het ijs-oplossingsmengsel uit de concentratie- en/of temperatuurmeetwaarden en de aanvangsconcentratie van het vriespunt-verlagend middel, 25. vergelijking van de ijsconcentratie in het ijs-oplossingsmiddel met een concentratie-instelwaarde, en afhankelijk van het verschil van de ijsconcentratie waarde met de concentratie-instelwaarde, terugvoeren van ten minste een deel van het ijs-oplossingsmengsel van de afvoeropening van het koelorgaan naar een 30 toevoeropening daarvan, en regeling van ten minste één van de parameters omvattende het koelvermogen van het koelorgaan, het toevoerdebiet, of het aantal malen circuleren van de oplossing door het koelorgaan.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het ijs-oplossingsmeng-35 sel wordt gevormd door een mengsel van ijsdeeltjes met een afmeting van ten hoogste enkele millimeters, bij voorkeur enkele micrometers, en de oplossing.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het vriespunt- 10 0 1 050. verlagend middel wordt gevormd door zout, en de oplossing wordt gevormd door zout water.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk. dat het ijs-oplossingsmengsel wordt gerecirculeerd met een 5 voldoende snelheid om bij transport ten minste een heterogene suspensie te vormen van het ijs in de oplossing.

5· Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk. dat een koeltemperatuur van het koelorgaan niet lager is dan -20°C.

6. Werkwijze voor het afkoelen van vis direct naar vangst daar van, omvattende het toevoeren van zeewater naar een koelorgaan, aan boord van een vaartuig, het plaatsen van rauwe vis in een opslag tank aan boord van het 15 vaartuig, vorming van een ijs-zoutwatermengsel met een voorbepaalde ijs-concentratie volgens conclusie 3 of één der conclusies 4 en 5* onder verwijzing naar conclusie 3 en het toevoeren van het ijs-zoutwatermengsel aan de opslag tank, 20 onmiddellijk na vorming daarvan.

7. Inrichting voor het vervaardigen van een koelmiddel uit een oplossing van water met een vriespunt-verlagend middel, volgens de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting een koelorgaan (1) omvat met een toevoeropening (11) en 25 een afvoeropening (12), een recirculatieleiding (3) tussen de toevoeropening (11) en de afvoeropening (12), een recirculatiepomp (5), opgenomen in de recirculatieleiding (3), een met een toevoerklep (39) afsluitbare toevoerleiding (21) verbonden met de toevoeropening (11) van het koelorgaan (1), een eerste opneeminrichting (7) aan de zijde 30 van de afvoeropening (12) van het koelorgaan voor meting van de temperatuur van het ijs-oplossingsmengsel en/of de concentratie van het vriespunt-verlagend middel in het water van het ijs-oplossingsmengsel, een tweede opneeminrichting (9) aan de zijde van de toevoerleiding (21) voor bepaling van de concentratie vein het vriespunt-verlagend 35 middel in de oplossing voorafgaand aan toevoer aan het koelorgaan, een stuurorgaan (13) dat met een ingang (10, 14) is verbonden met de eerste en de tweede opneeminrichting (7, 9) en met een uitgang is verbonden met de temperatuurregeling van het koelorgaan, de recirculatiepomp 10 0 1 0 5 0. (5) of de toevoerklep (39) of met een combinatie daarvan, voor het regelen van respectievelijk de koeltemperatuur, het toevoerdebiet en het aantal recirculatiegangen, in afhankelijkheid van de meetwaarden van de eerste en de tweede opneeminrichting (7, 9)·

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het stroomtraject van het ijs-oplossingsmengsel vrij is van vernauwingen, scherpe bochten en uitsteeksels.

9· Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat het koelorgaan (1) een wandgeschraapte warmtewisselaar (32) omvat, met een 10 cilindrisch vat (24), een centrale lengte-as (28), en rond de as (28) roteerbare schraaporganen (26, 27) die bij rotatie langs een gekoelde wand van het cilindrisch vat bewegen, en een uitwendig rondom het vat gelegen koellichaam (31).

10. Inrichting volgens conclusie 9. met het kenmerk, dat de wand-15 geschraapte warmtewisselaar (32) een uitstroomopening (25) omvat en een inwendig lagerblok (29) waarin de centrale as (28) is gevat, dat langs een inwendige verbindingszone van een wand van een afsluitstuk (24) is verbonden, waarbij doorvoerkanalen (38) zijn gevormd tussen de wand van het afsluitstuk (23) en het lagerblok (29) die het inwendige 20 van het vat (24) verbinden met de uitstroomopening (25). en waarbij de verbindingzone is gelegen aan de kant van het lagerblok die is gelegen nabij de uitstroomopening (25).

11. Vaartuig voorzien van een inrichting volgens een der conclusies 7 tot en met 10, omvattende een visopslagtank verbonden met de 25 afvoerleiding van de inrichting. 10 01 050.