Сосуд для ледяной бани
Типичная экспериментальная установка для альдольной реакции . Обе колбы погружают в охлаждающую баню со смесью сухой лед / ацетон (-78 ° C), температуру которой контролируют с помощью термопары (провод слева).
A охлаждающая ванна в лабораторной химии представляет собой жидкую смесь, которая используется для поддержания низких температур, обычно от 13 ° C до −196 ° C. Эти низкие температуры используются для сбора жидкостей после дистилляции , для удаления растворителей с помощью роторного испарителя или для проведения химической реакции при температуре ниже комнатной (см. Кинетический контроль ).
Охлаждающие ванны обычно бывают двух типов: (а) холодная жидкость (в частности, жидкий азот , вода или даже воздух ) – но чаще всего этот термин относится к (b) смеси 3 компонентов: (1) охлаждающему агенту (например, сухой лед или водяной лед ); (2) жидкий «носитель» (такой как жидкая вода, этиленгликоль, ацетон и т. Д.), Который передает тепло между ванной и сосудом; (3) добавка, снижающая температуру плавления системы твердое тело / жидкость.
Знакомый пример этого – использование смеси льда и каменной соли для замораживания мороженого. Добавление соли снижает температуру замерзания воды, снижая минимальную температуру, достижимую только со льдом.
Охлаждающие ванны со смешанным растворителем (% по объему)
| % гликоля в EtOH | Температура (° C) | % H 2 O в MeOH | Температура (° C) |
|---|---|---|---|
| 0% | -78 | 0% | -97,6 |
| 10% | – 76 | 14% | −128 |
| 20% | −72 | 20% | Н / Д |
| 30% | −66 | 30% | −72 |
| 40% | −60 | 40% | -64 |
| 50% | -52 | 50% | -47 |
| 60% | -41 | 60% | -36 |
| 70% | -32 | 70% | -20 |
| 80% | -28 | 80% | -12,5 |
| 90% | -21 | 90% | -5,5 |
| 100% | −17 | 100% |
Смешанный растворитель c охлаждающие ванны
При смешивании растворителей создаются охлаждающие ванны с переменными точками замерзания. Температуру от -78 ° C до -17 ° C можно поддерживать, помещая охлаждающую жидкость в смесь этиленгликоля и этанола , в то время как смеси метанола и вода диапазон температур от -128 ° C до 0 ° C. Сухой лед возгоняется при -78 ° C, а жидкий азот используется для более холодных ванн.
По мере того, как вода или этиленгликоль вымораживаются из смеси, концентрация этанола / метанола увеличивается. Это приводит к новой, более низкой точке замерзания. С сухим льдом эти ванны никогда не замораживают твердое вещество, так как чистый метанол и этанол замерзают ниже -78 ° C (-98 ° C и -114 ° C соответственно).
По сравнению с традиционными охлаждающими ваннами, смеси растворителей можно использовать в широком диапазоне температур. Кроме того, необходимые растворители дешевле и менее токсичны, чем те, которые используются в традиционных ваннах.
Традиционные охлаждающие ванны
Традиционные смеси для охлаждающих ванн
| Охлаждающий агент | Органический растворитель или соль | Температура (° C) |
|---|---|---|
| Сухой лед | п-ксилол | +13 |
| Сухой лед | Диоксан | +12 |
| Сухой лед | Циклогексан | +6 |
| Сухой лед | Бензол | +5 |
| Сухой лед | Формамид | +2 |
| Лед | Соли (см .: слева) | от 0 до -40 |
| Жидкий N 2 | Циклогептан | -12 |
| Сухой лед | Бензиловый спирт | -15 |
| Сухой лед | Тетрахлорэтилен | -22 |
| Сухой лед | Тетрахлорид углерода | -23 |
| Сухой лед | 1,3-Дихлорбензол | -25 |
| Сухой лед | о-Ксилол | -29 |
| Сухой лед | м-Толуидин | -32 |
| Сухой лед | Ацетонитрил | -41 |
| Сухой лед | Пиридин | -42 |
| Сухой лед | м-ксилол | -47 |
| Сухой лед | н-Октан | -56 |
| Сухой лед | Изопропиловый эфир | -60 |
| Сухой лед | Ацетон | -78 |
| Жидкий N 2 | Этилацетат | -84 |
| Жидкий N 2 | н-бутанол | -89 |
| Жидкий N 2 | Гексан | -94 |
| Жидкий N 2 | Ацетон | -94 |
| Жидкий N 2 | Толуол | -95 |
| Жидкий N 2 | Метанол | -98 |
| Жидкий N 2 | Циклогексен | -104 |
| Жидкий N 2 | Этанол | -116 |
| Жидкий N 2 | н-пентан | −131 |
| Жидкий N 2 | Изопентан | -160 |
| Жидкий N 2 | (нет) | −196 |
Водяные и ледяные бани
Ванна со льдом и водой будет поддерживать температуру 0 ° C, поскольку точка плавления воды составляет 0 ° C. Однако добавление соли, такой как хлорид натрия , снизит температуру благодаря свойству понижения точки замерзания . Хотя точную температуру трудно контролировать, весовое соотношение соли и льда влияет на температуру:
- -10 ° C может быть достигнуто с массовым соотношением гексагидрата хлорида кальция и льда 1: 2,5.
- −20 ° C может быть достигнуто при массовом соотношении хлорида натрия и льда 1: 3.
- −40 ° C может быть достигнуто при массовом соотношении гексагидрата хлорида кальция и льда 1: 0,8.
Баня с сухим льдом при -78 ° C
Поскольку сухой лед возгоняет при -78 ° C, смесь, такая как ацетон / сухой лед, будет поддерживать -78 ° C. Кроме того, раствор не замерзнет, потому что для начала замерзания ацетону требуется температура около -93 ° C. Следовательно, другие жидкости с более низкой температурой замерзания (пентан: -95 ° C, изопропиловый спирт: -89 ° C) также могут использоваться для поддержания температуры ванны при -78 ° C.
Бани с сухим льдом при температуре выше -77 ° C
Для поддержания температуры выше -77 ° C необходимо использовать растворитель с точкой замерзания выше -77 ° C. Когда к ацетонитрилу добавляется сухой лед, баня начинает охлаждаться. Как только температура достигнет -41 ° C, ацетонитрил замерзнет. Поэтому сухой лед нужно добавлять медленно, чтобы не заморозить всю смесь. В этих случаях температура ванны -55 ° C может быть достигнута путем выбора растворителя с аналогичной температурой замерзания (н-октан замерзает при -56 ° C).
Бани с жидким азотом при температуре выше -196 ° C
Бани с жидким азотом следуют той же идее, что и бани с сухим льдом. Температуру -115 ° C можно поддерживать, медленно добавляя жидкий азот к этанолу, пока он не начнет замерзать (при -116 ° C).
Альтернативы воде / льду
В водных ваннах и ваннах на основе льда обычно используется водопроводная вода из-за простоты доступа и более высоких затрат на использование сверхчистой воды . Однако водопроводная вода и лед, полученные из водопроводной воды, могут загрязнять биологические и химические образцы. Это создало множество изолированных устройств, предназначенных для создания такого же охлаждающего или замораживающего эффекта, как и ледяные ванны, без использования воды или льда.
Рекомендации по безопасности
Американское химическое общество отмечает, что идеальные органические растворители для использования в охлаждающих ваннах имеют следующие характеристики:
- Нетоксичные пары.
- Низкая вязкость.
- Невоспламеняемость.
- Низкая летучесть .
- Подходящая точка замерзания.
В некоторых случаях простая замена может дать почти идентичные результаты при снижении рисков. Например, использование сухого льда в 2-пропаноле вместо ацетона дает почти идентичную температуру, но позволяет избежать летучести ацетона (см. § Дополнительная литература ниже).
См. Также
- Список охлаждающих ванн
- Технология перекачивания льда
Ссылки
Дополнительная литература
- Джонатан М. Перси; Кристофер Дж. Муди; Лоуренс М. Харвуд (1998). Экспериментальная органическая химия: стандартная и микромасштабная . Блэквелл Паблишинг . ISBN978-0-632-04819-9 .
- Уилфред Луис Флорио Армарего; Кристина Ли Линь Чай (2003). Очистка лабораторных химикатов (5-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN978-0-7506-7571-0 .
- Кеннет П. Фивиццани (2003). Безопасность в лаборатории академической химии, Американское химическое общество, Том 1: Предотвращение несчастных случаев для студентов колледжей и университетов (7-е изд.). Американское химическое общество . ISBN9780841238633 .
Внешние ссылки
- Исследовательская группа Картера. “Охлаждающие ванны” . Государственный университет Орегона .
- А. Дж. Мейкснер; и другие. «10.5.2 Различные замораживающие смеси» . Университет Зигена .
Источник
Ледяной фонтан (или ледогенератор) это особое оборудование для саун, бань, СПА и wellness центров, которое производит мелкий лед для обтирания после термальных процедур. Контрастные процедуры: например, душ с разной температурой воды или же окунание в ледяную прорубь после бани полезны для организма человека, они способствуют выводу токсинов из организма, укрепляют иммунитет и сердечно сосудистую систему. Именно поэтому ледогенераторы чешуйчатого льда часто устанавливают рядом с парными. Существует несколько вариантов монтажа таких фонтанов: напольный и скрытый.
Немецкий производитель оборудования для саун и СПА EOS Saunatechnik GmbH в 2015 году презентовал и запустил в массовое производство две линейки ледогенераторов. Напольный E-Cool, в корпусе черного цвета и настенный (скрытого монтажа) – E-Cool Wall B и E-Cool Wall S, технический блок которого прячется в техническом помещении. Генератор льда для СПА, отличается от ледяных машин бытового либо промышленного назначения, которые используются в барах, ресторанах, магазинах или на производственных площадях. Ледогенераторы серии E-Cool создают мелкие ледяные частички, похожие на чешую, поэтому лед называют чешуйчатым. Более того, такие ледогенераторы более мобильны: для их установки не требуются особые условия, большое пространство: для подключения необходим подвод воды, система слива, электрическая розетка. При монтаже ледяного фонтана скрытого монтажа может требоваться небольшое техническое помещение, либо же силовой блок прячется под потолком.
Особенности эксплуатации и установки напольных и настенных ледогенераторов.
E-Cool – напольный ледогенератор, который сочетает прямые линии и строгие классические цвета: чаша для льда белая, а корпус ледогенератора выполнен в благородном цвете антрацит со вставками из нержавеющей стали, стойкой к появлению царапин, чаша ледосборника из белой керамики премиального класса, фирмы Villeroy & Boch, Германия. Ножки ледяного фонтана E-Cool регулируются по высоте. В модели E-Cool оборудование располагается внутри корпуса, компактные размеры корпуса: 1300 х 700 х 900 мм позволяют установить ледогенератор в небольшом помещении или предбаннике, если ремонт и отделка уже давно закончены. E-Cool подключается к общему водоснабжению, водоотведению и сети электропитания. Он работает практически бесшумно, и производит до 400 литров льда в сутки (этот показатель может зависеть от температуры воды и окружающей среды), при потреблении 760 Вт. В автоматическом режиме происходит контроль наполненности чаши ледоприемника (производство льда останавливается и возобновляется по мере заполнения чаши). E-Cool оснащен системой очистки и дезинфекции.
E-Cool Wall B и E-Cool Wall S – настенные ледогенераторы, с разным расположением трубы, у модели B – труба выведена в нижней части ледогенератора, S – в боковой. Модель E-Cool Wall B с удлиненной трубой монтируют под потолком, что экономит пространство технического помещения. E-Cool Wall S называют застенным – его монтаж осуществляется на уровне трубы, что упрощает доступ к оборудованию. Труба и чаша ледосборника размещаются внутри СПА зоны.
Такой способ установки удобен при эксплуатации в коммерческих объектах, где посетители не будут иметь доступ к оборудованию, а так же для экономии места в предбаннике, при необходимости. Размер технического блока составляет 530 х 570 х 540 мм. При таких габаритах, он вырабатывает от 240 до 380 литров в сутки. В качестве чаши для льда используются мраморные либо керамические курны и раковины. Так же возможно создать дизайнерский декоративный элемент из легких строительных панелей Lux Elements под отделку мозаикой. Заказчик имеет возможность самостоятельно выбрать декоративную отделку чаши ледосборника и трубы по которой подается лед.
Применение чешуйчатого льда.
Спа процедуры, основанные на согреве и охлаждении, вода разной температуры, все это служит для укрепления здоровья и улучшения самочувствия человека. Для того, чтобы остудиться после парной, сауны или бани можно обтереть тело мельчайшими частичками льда. Этот метод можно сравнить с криотерапией, так как лед разглаживает морщинки, улучшает цвет и тонизирует кожу. Так же лед может применяться при массажах и особых церемониях во влажной турецкой бане.
Выбирая между ледогенератором скрытой либо напольной установки необходимо отталкиваться от места монтажа, требованиям к дизайну, а также учитывать возможность для подведения коммуникаций. C ледяными фонтанами EOS E-Cool восторг посетителей гарантирован.
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
Источник
Что такое ледяная прорубь? Принцип работы и материалы изготовления.
Ледяная прорубь – это купель, размер и форма которой зависит исключительно от пожеланий заказчика. Сам бассейн может быть построен из различных материалов: бетон, современные легкие панели из полистирола Lux Elements. Проектировщики СПА зон совершенно не ограничены в дизайне, так как лицевая отделка может быть выполнена из специальных сортов дерева, мозаики, керамической плитки – что оставляет простор для полета мысли. В готовом виде, этот аттракцион для экстремального охлаждения выглядит как самая настоящая зимняя прорубь: на стенках образуется ледяная корка, а температура воды колеблется от 0 до +1 °C. Таким образом достигается полная имитация зимней купели.
Комплект оборудования зависит главным образом от размера бассейна. Минимальный размер купели 1500 х 1500 х 1500 мм. При таких габаритах бассейна, требуется технический блок 750 х 750 х 750 мм. В данном случае, есть возможность спрятать силовую и холодильную часть под подиум, при большем размере бассейна может требоваться техническое помещение. Для удобства монтажа весь комплект оборудования – это единый технический блок. В него входят: холодильная панель, которая отвечает за охлаждение купели, трубопровод для хладагента, технический блок, система управления, система охлаждения тех. блока (воздушное или водяное).
Внутри купели установлены датчики, которые отслеживают температуру воды. Для ледяной купели необходимо подключение воды и электричества. При этом, потребление электроэнергии зависит от размера проруби и температуры окружающей среды.
Управление настройками осуществляется с блока управления, расположенного на корпусе, там же можно отслеживать показатели датчиков температуры. Так же внутри ледяной проруби светодиодное цветное RGB освещение. Вода в купели, подсвеченная всеми цветами радуги, преломляясь во льду, рисует неповторимые цветные узоры, не уступающие по краскам северному сиянию. Для того чтобы задать цвет подсветки или цикл чередования цвета необходимо выбрать соответствующие настройки на пульте управления.
Ледяная купель расширяет возможности для экстремального охлаждения вне зависимости от сезона и погоды за окном. Так же это хороший способ остудить тело после посещения сауны, бани или хамама. В баню нужно ходить правильно: избегать перегрева, чередовать нагрев и охлаждение. Удивление и восторг посетителей от окунания в ледяную купель гарантированы.
Источник
Русские традиции парения в бане очень древние. А одним из неотъемлемых атрибутов этого процесса является купель для бани. Но купель не всегда была составляющей парилки. Появилась она в русской традиции предположительно в VI веке вместе с активным распространением бань. Немалый срок существования этого банного атрибута говорит о его значимости для россиян.
Особенности купели
Купель – это огромная деревянная бочка с холодной водой, куда окунаются после горячей парилки. Впрочем, окатывание холодной водой после бани было популярно ещё в незапамятные времена, ещё до появления русской традиции бань с купелью. Ныряли после бани в прорубь или обливались ледяной водой. Врачи древности заметили, что такая процедура оказывает поистине целительный эффект. Даже считалось, что процедура может очистить не только от физических, но и духовных недугов.
Полезное воздействие на человека
Самые приятные и полезные купели – из дубовой или кедровой древесины.
Дубовая древесина обладает рядом целительных свойств. Она оказывает противовоспалительное и регенерирующее воздействие. Иногда в дубовую бочку с водой добавляют целебные травяные смеси.
Кстати, есть вариант горячей купели. По сути, это просто ванна, но на улице. Ощущения от такого купания весьма приятные, особенно когда на улице мороз.
Бочки из кедра также весьма популярны. В древесине кедра содержится немало полезных эфирных масел, которые оказывают благотворное влияние на кожу человека.
Сама суть процедуры – контраст между жаром парилки и холодом купели. При таких экстремальных условиях организм активизирует свои защитные силы. Следовательно, это замечательная профилактика простудных заболеваний. Опытные парильщики отмечают, что окунание в холодную воду после бани улучшает общее самочувствие, добавляет физических сил, возвращает ясность ума после длительных умственных нагрузок.
Процедура полезна людям, которые по роду деятельности мало двигаются. От такого температурного контраста кожа становится гладкой и упругой. Нормализуется работа сердца, укрепляются сосуды.
Противопоказания использования
Но существуют и некоторые противопоказания. Не стоит окунаться в холодную воду после горячей бани начинающим парильщикам. Если человек никогда не ходил в парилку (или посещал, но редко), то для его организма резкий перепад температур будет очень непривычным и вместо пользы можно только нанести организму вред. Кроме того, противопоказана такая процедура пожилым людям, беременным женщинам, маленьким детям.
Есть мнение, что от окатывания ледяной водой после горячей бани можно похудеть. Эта точка зрения ошибочна. Желающим похудеть не стоит после бани резко охлаждаться. Им, наоборот, следует больше потеть, а от окунания в холодную воду поры кожи закрываются.
Важно помнить, что организм каждого человека уникален и неповторим. Кому-то окунание в холодную купель дарит радость и отличное самочувствие. А для другого эта процедура сродни пытке, да и самочувствие, если меняется, то не в лучшую сторону. Здесь нужно руководствоваться принципом хорошего самочувствия. Если вам процедура приятна – значит, это ваше, а когда неприятна – не стоит себя терзать.
Кстати, слишком часто посещать баню тоже вредно даже для опытных парильщиков. Два раза в неделю – вполне достаточно.
Установление своими руками
Сегодня купели делают не только из дерева. Да и на вид ёмкости уже не всегда напоминают бочку. Это, может быть, что-то вроде небольшого бассейна. Такие ёмкости делают из следующих материалов:
- дерево (оригинальный способ);
- пластик;
- металл;
- бетон;
По форме эти бассейны могут быть как круглые, так и квадратные и даже овальные.
Один из самых простых и дешёвых способов сделать для себя купель – просто приобрести пластиковый бассейн, поставить его на выходе из бани (даже прикапывать необязательно) и наполнить холодной водой.
Но самый полезный для здоровья вариант – деревянная купель. Несмотря на то что это, по сути, деревянная бочка, существует немало различных вариантов такой ёмкости. Деревянный бассейн может быть рассчитан как на одного, так и на несколько человек. Кроме того, современные купели – непросто деревянные бочки в стереотипном понимании. У таких ёмкостей (бассейнов) может быть:
- скамейка;
- лестница;
- водяной фильтр;
- гидромассажёр;
- подогрев и так далее.
То есть они могут быть довольно функциональными. Их даже можно устанавливать в городской квартире в ванной.
Сооружение бетонного бассейна
На выходе из бани нередко делают бетонные купели. По факту – обычные бассейны.
Для постройки такого бассейна выкапывают яму нужной глубины и ширины, идеально выравнивают стенки и дно, которые позже закрепляют специальной металлической арматурой. После прокладки водоснабжения делают опалубку, которую заливают бетоном.
После высыхания бетона опалубку убирают, бетонные стенки выравнивают, шпаклюют. В конце работы бассейн красят или облицовывают плиткой. По желанию устанавливают дополнительные приятные дополнения вроде гидромассажёра, лестницы и тому подобное.
Источник