Физико-химические и физиологические свойства некоторых хладагентов и хладоносителей при охлаждении молока

Хладагенты. В настоящее время на крупных холодильных установках с умеренно низкими температурами наиболее распространен аммиак (R717). В малых и средних холодильных машинах и установках используют хладон-12 (R12) и хладон 22 (R22). Ограниченное применение находят хладагенты хладон-11 (R11), хладон-12В1 (R12B 1), хладон-13 (R13), хладон-13В1 (R13B 1), хладон-113 (R113), хладон-114 (R114), хладон-500 (R500), хладон-502 (R502).

Аммиак (R717). Химическая формула NH7 Нормальная температура кипения -33,35 °С. При атмосферном давлении аммиак - бесцветный газ, легче воздуха, с резким удушливым запахом.

Наиболее опасными свойствами аммиака являются его токсичность и взрывоопасность. Пребывание человека в течение нескольких минут в помещении с объемной долей аммиака в воздухе 0,5-1 % приводит к смертельному исходу или сильному отравлению. Температура самовоспламенения аммиака 630 °С. При объемной доле в воздухе свыше 11 % и наличии открытого пламени аммиак начинает гореть.

Смесь пара аммиака с воздухом при объемной доле 15-27% взрывоопасносна. Максимальное давление взрыва смеси около 0,45 МПа. Аммиак начинает разлагаться при температуре выше 250 °С.

Газообразный аммиак оказывает сильное раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, на потные участки кожи. Высокие концентрации аммиака вызывают ожоги глаз, носовой полости, горла. При тяжелых отравлениях аммиаком наблюдаются затрудненное дыхание, сильный кашель, удушье, спазмы голосовой щели.

Жидкий аммиак вызывает тяжелые ожоги кожи. Попадание жидкого аммиака в глаза может привести к прободению роговицы хрусталика и стекловидного тела.

Хладон-12 (R12). Химическая формула - CFgCl^ Нормальная температура кипения -29,8 °С. Бесцветный газ со слабым специфическим запахом, ощутимым при объемной доле его в^воздухе более 20%. Плотность газообразного R12 при атмосферном давлении примерно в 4,3 раза больше плотности воздуха при 20 °С. По своим токсическим свойствам относится к наименее опасным хладагентам, однако при объемной доле его в воздухе более 30 % может наступить удушье из-за недостатка кислорода.

Хладон-12 не горит, в смеси с воздухом не воспламеняется и не взрывается. Однако при соприкосновении с нагретыми поверхностями или при наличии открытого пламени R12 разлагается в присутствии свинца при 330 °С, а в присутствии железа, цинка, меди, дюралюминия и хлористого кальция-при 410-430 СС. При разложении образуются ядовитые вещества: фтористый водород, хлористый водород, оксид углерода и фосген. Количество продуктов разложения резко возрастает с повышением температуры. Так, количество фосгена, образующегося при разложении 1 г R12 при 1000 °С, в 500 раз больше, чем при 400 °С. Продукты разложения не имеют запаха и цвета, что увеличивает опасность отравления.

Хладон 22 (R22). Химическая формула CHF2Cl. Нормальная температура кипения -40,8 °С.

Хладон-22- бесцветный газ со слабым запахом, который ощущается при объемной доле его более 20 %. Плотность газообразного R22 при атмосферном давлении примерно в 3 раза больше плотности воздуха при 20 °С.

Хладон-22 более токсичен, чем хладон-12. При объемнойвдоле R22 в воздухе более 30% может наступить удушье. В присутствии железа начинает разлагаться при 550 °С с образованием фтористого водорода, хлористого водорода и небольшого количества фторфосгена. Не горит, в смеси с воздухом не воспламеняется и не взрывается.

Симптомы отравления при вдыхании воздуха с высокими концентрациями хладонов или продуктов их разложения проявляются через 30-60 мин. Появляются головная боль, слабость, учащение пульса и дыхания, могут наблюдаться подташнивание и рвота.

При попадании жидких хладонов на кожу и в глаза возможно обморожение кожи и повреждение глаз.

Холодильные агенты R11, R12B 1, R13, R13B 1, R113, R114, R500, R502. Эти хладагенты малотоксичны или практически нетоксичны, не взрывоопасны. В присутствии открытого пламени хладагенты разлагаются с образованием ядовитых газов.

Согласно стандартной классификации вредных веществ, установлены четыре класса опасности в зависимости от семи показателей токсического воздействия, включая среднюю смертельную концентрацию для подопытных животных и предельно допустимую концентрацию (ПДК) в воздухе рабочей зоны. По сравнению с другими показателями ПДК наиболее полно представляет токсические свойства хладагентов, однако одного этого параметра недостаточно для оценки реальной опасности работы с хладагентом в условиях эксплуатации.

Основной вид воздействия хладагента на организм человека - ингаляционное воздействие его пара. В случае разгерметизации оборудования массовая доля хладагента в воздухе при прочих равных условиях пропорциональна давлению и плотности его пара, т.е. при одинаковых ПДК и одной и той же температуре хладагент с более высокими давлением насыщенного пара и плотностью попадает в воздух рабочей зоны быстрее и представляет большую опасность, чем хладагент с низкими давлением насыщенного пара и плотностью.

Реальную опасность хладагента в условиях эксплуатации целесообразно характеризовать коэффициентом токсической опасности Кто. Коэффициент представляет собой безразмерную величину, определяемую отношением плотности сухого насыщенного пара хладагента при 20 °С к ПДК, установленной для воздуха рабочей зоны. Чем выше значение КТЛ1 тем более строгими должны быть меры предосторожности при работе с холодильным агентом. Установленные и утвержденные для ряда хладагентов ПДК, а также определенные путем расчета значения КТЛ приведены в таблице.

Хладоносители. Наиболее широкое распространение в качестве хладоносителей получили водные растворы хлорида натрия NaCI и хлорида кальция СаС12, этиленгликоль, хладон-11 (R11)и хладон-30 (R30).

Водные растворы NaCl и СаС1г" (рассолы). Рассолы воздействуют главным образом на кожу человека Пыль хлорида кальция вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей. Рассолы оказывают сильное коррозионное действие на металлы. Для защиты систем и аппаратов от коррозии в рассолы добавляют ингибиторы (замедлители коррозии). В качестве ингибиторов используют хроматы натрия Na2Cr04, калия К2Сг04 бихромат натрия NaCr07-H20 с едким натромNaOH, двуметаллический фосфат натрия Na2HP04 х х 12Н О. Едкий натр обладает обезвоживающим свойством. При попадании его на кожу могут образоваться альбуминаты и стягивающие рубцы. Бихромат натрия токсичен и оказывает разъедающее действие на кожу человека. Приготовление рассолов и добавление в раствор ингибиторов производят в спецодежде, перчатках и защитных очках.

Этиленгликоль.Этиленгликоль - сиропообразная бесцветная прозрачная жидкость. Химически активен, для снижения его коррозионного действия в раствор добавляют триэтаноламинфосфат. Этиленгликоль горюч и токсичен. Температура вспышки пара этиленгликоля 120 °С, температура самовоспламенения 380 °С, концентрационные пределы воспламенения пара в воздухе 3,8-6,4%. При попадании в организм жидкий этиленгликоль вызывает отравление, действуя на сосуды, нервную систему, почки. Пар этиленгликоля при вдыхании опасного отравления не создает. При попадании на кожу вредного действия не оказывает.

Хладон-30. R30 - это бесцветная прозрачная трудновозгораемая жидкость. Температура воспламенения 580 °С, в смеси с воздухом не взрывоопасен. При наличии открытого пламени разлагается с выделением хлористого водорода и фосгена. Обладает наркотическим действием и может вызвать острое отравление или хроническую токсикацию.

При работе с этиленгликолем необходимо строгое соблюдение мер пожарной безопасности. Помещения, в которых работают с R30, оборудуют системой приточно-вытяжной вентиляции.