Jäähdytys on prosessi, jolla luodaan jäähdytysolosuhteet poistamalla lämpöä. Sitä käytetään enimmäkseen elintarvikkeiden ja muiden helposti pilaantuvien esineiden säilyttämiseen estämällä ruokaa aiheuttavia sairauksia. Se toimii, koska bakteerien kasvu hidastuu alemmissa lämpötiloissa.
Menetelmiä ruoan säilyttämiseksi jäähdyttämällä on ollut käytössä tuhansia vuosia, mutta moderni jääkaappi on vasta keksintö. Kansainvälisen jäähdytyslehden vuoden 2015 artikkelin mukaan jäähdytys- ja ilmastointikysyntä edustaa lähes 20 prosenttia energiankulutuksesta maailmanlaajuisesti.
Historia
Kiinalaiset leikkaavat ja varastoivat jäätä noin 1000 eKr. ja 500 vuotta myöhemmin egyptiläiset ja intiaanit oppivat jättämään saviastiat kylminä öinä jäätä tekemään, kertoo Floridan Lake Parkissa toimiva lämmitys- ja jäähdytysyhtiö Keep It Cool. Muut sivilisaatiot, kuten kreikkalaiset, roomalaiset ja heprealaiset, varastoivat lunta kuoppiin ja peittivät ne erilaisilla eristemateriaaleilla History-lehden mukaan. Useissa paikoissa Euroopassa 1700-luvulla veteen liuotetun suolapitoisuuden havaittiin aiheuttavan jäähdytysolosuhteita ja sitä käytettiin jään muodostamiseen. 1700-luvulla eurooppalaiset keräsivät talvella jäätä, suolaivat sitä, käärivät flanelliin ja varastoivat sen maan alle, missä se säilyi kuukausia. Jäätä kuljetettiin jopa muihin paikkoihin ympäri maailmaa vuoden 2004 artikkelin mukaan, joka julkaistiin American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) -lehdessä.
Kun jäätä ei ollut saatavilla tai käytännöllinen, ihmiset käyttivät viileitä kellareita tai sijoittivat tavaroita veden alle History-lehden mukaan. Toiset rakensivat oman jäälaatikkonsa Keep It Cool -lehden mukaan. merilevää ja täynnä lunta tai jäätä.
Haihdutusjäähdytys
Mekaanisen jäähdytyksen käsite alkoi, kun skotlantilainen lääkäri William Cullen havaitsi, että haihdutuksella oli jäähdyttävä vaikutus 1720-luvulla. esitteli ideoitaan vuonna 1748 haihduttamalla etyylieetteriä tyhjiössä Saskatoonissa Saskatchewanissa sijaitsevan putkisto- ja lämmitysyhtiön Peak Mechanical Partnershipin mukaan.
Amerikkalainen keksijä Oliver Evans. , joka on suunnitellut kylmälaitetta t, mutta ei rakentanut sitä hattu käytti höyryä nesteen sijasta vuonna 1805. Vuonna 1820 englantilainen tiedemies Michael Faraday käytti nesteytettyä ammoniakkia jäähdytykseen.
Evansin kanssa työskennellyt Jacob Perkins sai patentin höyrynpuristussyklille nestemäistä ammoniakkia käyttäen vuonna 1835 History of Refrigerationin mukaan. Tästä syystä häntä kutsutaan joskus ”jääkaapin isäksi”.
Amerikan lääkäri John Gorrie myös rakensi Evans-mallin kaltaisen koneen vuonna 1842. Gorrie käytti jääkaappiaan, joka loi jäätä, jäähdyttämään keltaista kuumetta sairastavia potilaita Floridan sairaalassa. Gorrie sai ensimmäisen Yhdysvaltain patentin menetelmästä keinotekoisen jään luomiseksi vuonna 1851.
Muu keksijät ympäri maailmaa jatkoivat Peak Mechanicalin mukaan uusien jäähdytystekniikoiden kehittämistä, mukaan lukien:
- Ranskalainen insinööri Ferdinand Carré kehitti jääkaapin, joka käytti ammoniakin ja veden seosta vuonna 1859.
- Saksalainen tiedemies Carl von Linde keksi metyylieetteriä käyttävän kannettavan kompressorijäähdytyskoneen vuonna 1873 ja siirtyi ammoniakkiin vuonna 1876. Vuonna 1894 Linde kehitti myös uusia menetelmiä suurten määrien nesteytykseen. ilmaa.
- Albert T. Marshall, amerikkalainen keksijä, patentoi ensimmäisen mekaanisen refr igerator vuonna 1899.
- Tunnettu fyysikko Albert Einstein patentoi jääkaapin vuonna 1930 ajatuksella luoda ympäristöystävällinen jääkaappi ilman liikkuvia osia eikä luottanut sähköön.
Kaupallisen jäähdytyksen suosio kasvoi 1800-luvun loppupuolella panimoiden ansiosta Peak Mechanicalin mukaan, jossa ensimmäinen jääkaappi asennettiin New Yorkin Brooklynissa sijaitsevaan panimoon vuonna 1870. Vuosisadan vaihteessa melkein kaikilla panimoilla oli jääkaappi.
Lihapakkuteollisuus seurasi ensimmäistä Chicagossa vuonna 1900 esiteltyä jääkaappia History-lehden mukaan ja melkein 15 vuotta myöhemmin lähes kaikki lihapakkaukset kasvit käyttivät jääkaappeja.
History-lehden mukaan jääkaappeja pidettiin kodeissa välttämättöminä 1920-luvulla, ja yli 90 prosentilla amerikkalaisista kodeista oli jääkaappi.
Nykyään lähes kaikissa Yhdysvaltain kodeissa – 99 prosentissa – on vähintään yksi jääkaappi, ja noin 26 prosentissa Yhdysvaltain kodeista on useampi kuin yksi, Yhdysvaltain ulkoministeriön vuoden 2009 raportin mukaan. Energia.
Kuinka jääkaappi toimii?
Jääkaapit toimivat nykyään hyvin samalla tavalla jääkaappeihin yli sata vuotta sitten: haihduttamalla nesteitä SciTechin mukaan.Kylmäaineet, nestemäiset kemikaalit, joita käytetään jäähtymiseen, haihtuvat matalissa lämpötiloissa.
Nesteet työnnetään jääkaapin läpi putkien läpi ja ne alkavat höyrystyä. Nesteiden haihtuessa ne kuljettavat lämpöä mukanaan, kun kaasut kulkeutuvat jääkaapin ulkopuolella olevaan kelaan, jossa lämpö vapautuu. Kaasut palautetaan kompressoriin, jossa ne muuttuvat jälleen nestemäisiksi, ja sykli toistuu.
Jääkaapin turvallisuus
Varhainen jääkaapissa käytettiin nesteitä ja kaasuja, jotka olivat syttyviä, myrkyllisiä, erittäin reaktiivisia tai yhdistelmiä Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) mukaan. Amerikkalainen insinööri ja kemisti Thomas Midgley tutki turvallisempia vaihtoehtoja vuonna 1926 ja huomasi, että fluorideja sisältävät yhdisteet näyttivät olevan paljon turvallisempia. Kloorifluorihiilivetyjen (CFC), joita DuPont markkinoi freonina, suosio kasvoi, kunnes yhdisteiden havaittiin olevan haitallisia ilmakehän otsonikerrokselle melkein 50 vuotta myöhemmin.
Suurin osa tänään valmistetuista jääkaapeista käyttää fluorihiilivetyjä. (HFC), Kalifornian energiavaliokunnan mukaan, jotka ovat turvallisempia kuin CFC-yhdisteet ja monet muut vaihtoehdot, mutta eivät silti kaikkein ihanteellisimpia. EPA pitää päivitettyä luetteloa hyväksyttävistä materiaaleista, joita voidaan käyttää jääkaapissa jäähdytysnesteenä.
Jääkaapit pitävät ruoan turvallisina, mutta vain jos ne toimivat asianmukaisissa lämpötiloissa Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviraston mukaan. Kun jääkaappeja ei pidetä tarpeeksi kylminä, pilaantuvat bakteerit kasvavat nopeasti pilaantuvissa elintarvikkeissa ja voivat saastuttaa ruoan aiheuttaen lievää ärsytystä vakavaan ruokamyrkytykseen, jos sitä syötään. FDA suosittelee, että jääkaapin lämpötila asetetaan korkeintaan 40 ° C: seen. Fahrenheit-astetta (4,4 astetta); myöskään jääkaappia ei saa pakata liikaa, ja vuodot on puhdistettava viipymättä.
Tulevaisuuden jääkaapit
Jäähdytyksen uusia tekniikoita ovat puolijääkaapit ja magneetteja käyttävät jääkaapit .
Jääkaapit ovat perinteisesti käyttäneet suuria kompressoreita, jotka tuottavat paljon lämpöä ja voivat helposti lämmittää huoneen, kertoi toimitusjohtaja Tony Atti Phononic, elektroniikkavalmistaja, joka toimii Durhamissa, Pohjois-Carolinassa. Yritys on saanut nimensä fononien, kvanttihiukkasten, jotka kuljettavat lämpöä, teoriasta.
Kiinteäfaasijääkaapit käyttävät koko jääkaapin pintaa hyvin hitaasti ja tarkoituksella, jotta huoneen lämpötila ei nouse käytännössä ja jääkaapin pinta on viileä kosketukselle, Atti kertoi WordsSideKick.comille. Näiden jääkaappien etuna on myös, että niissä ei ole haitallisia materiaaleja, kovaa toimintaa ja tarkempaa hallintaa.
Toinen uudenlainen jääkaappi käyttää magneetteja värähtelyttömän, hiljaisen ja ympäristöystävällisen jääkaapin tarjoamiseksi. Haierin yhdessä BASF: n ja Astronauticsin kanssa rakentama magneettinen jääkaappi käyttää magnetokaloriseen vaikutukseen perustuvaa konseptia, jonka vuonna 1917 löysivät ranskalaiset ja sveitsiläiset Pierre Weiss ja sveitsiläiset fyysikot Auguste Piccard Andrej Kitanovskin et ai., Mukaan. ryhmä tutkijoita Sloveniasta ja Tanskasta vuonna 2015 ja julkaisija Springer International Publishing.
PR Newswire -lehden lehdistötiedotteen mukaan punaviinien asianmukaisella varastoinnilla on hyvin erityisiä tarpeita maun ja laadun säilyttämiseksi. . Haier-jääkaappi käyttää magneettikalvolämpöpumppua (käyttäen materiaalia, joka lämpenee magneettikentässä ja jäähtyy, kun sitä ei ole) vesipohjaisella jäähdytysnesteellä BASF: n uutiskirjeen mukaan, joka perustuu runsaisiin ja edullisiin raaka-aineisiin. Magneettinen jääkaappi kuluttaa myös jopa 35 prosenttia vähemmän virtaa kuin perinteiset jääkaapit.