АППАРАТ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

Неверов Е.Н.¹, Новиков Е.В.²

¹ Кандидат технических наук, доцент ² Аспирант, Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)

 АППАРАТ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

Аннотация

В статье представлен аппарат для холодильной обработки продуктов диоксидом углерода, охлаждение или замораживание продуктов в нем производится CO₂. Для снижения расхода криоагента в схеме предусмотрены две автономные системы охлаждения аппарата, которые позволяют производить рециркуляцию CO₂.

Ключевые слова: аппарат, диоксид углерода продукт, холодильная установка, замораживание, охлаждение.

Neverov E.N.¹, Novikov E.V.²

¹ PhD in Engineering, Associate Professor, ² Postgraduate student, Kemerovo Institute of Food Science and Technology

APPARATUS FOR COOLING TREATMENT OF PRODUCTS WITH RECYCLE OF CARBON DIOXIDE

Abstract

The article presents an apparatus for cold treatment products carbon dioxide, cooling or freezing products in it is produced by CO₂. To reduce the consumption of cooling agent in the circuit, there are two self-contained cooling system unit, which allow recycling of CO₂.

Keywords: apparatus, product, carbon dioxide, cooling plant, freezing, chilling.

В настоящее время для холодильной обработки пищевых продуктов получают развитие способы, в которых продукт непосредственно находится в контакте с диоксидом углерода и азотом.

Применение CO₂ для холодильной обработки продуктов давно привлекает внимание специалистов. Процесс осуществляется путем воздействия на продукт холодной газовой и жидкой средой или созданием смеси из газа и твердого СО₂. С целью максимального использования теплоты сублимации продукт покрывают «снеговой шубой», получаемой после дросселирования СО₂.

В нашей стране этот метод пока не находит  широкого применения для холодильной обработки продуктов. Причиной, сдерживающей его использование, является значительный расход СО₂ при холодильной обработке продуктов и высокая стоимость хладагента в разработанных аппаратах. [1; 2]

Нами разработана модель аппарата для холодильной обработки продуктов в среде CO₂, позволяющая добиться повышения производительности, за счет эффективного применения CO₂, путем увеличения интенсивности теплообмена и снижения расхода СО₂. [2]

На (рис.1) изображена схема аппарата, а на рис.2 схема установки для рециркуляции CO₂.

Принцип работы аппарата заключается в следующем. Продукт поступает в аппарат по загрузочному конвейеру 18 и через загрузочное окно 2 в короб 4. После загрузки короба 4, закрывается окно 2 и запускается вакуумный насос 21, который отсасывает из аппарата воздух, через трубопроводы 12, 22 и располагаемые в них  окна 23. После вакуумирования подается сигнал на открытие окна 15 и продукт поступает на поверхность образованную охлаждающими трубами 10 с циркулируемым в них криоагентом, поступаемым из коллектора 20 через низкотемпературный электромагнитный вентиль расположенный на коллекторе 8, под действием собственного веса перемещается по роликам 11 в рабочей полости, ограниченной перфорированной решеткой 14

Рис. 1. Принципиальная схема аппарата

Рис. 2. Принципиальная схема установки

Одновременно из коллектора 8 через расположенный на нем низкотемпературный электромагнитный вентиль, жидкий CO₂ через трубопровод 7 подводится к форсункам 6, где дросселируется и подается на продукт. За счет теплообмена с хладагентом через трубы 10 и мелкими дисперсионными частицами диоксида углерода подаваемыми из форсунок 6 при непосредственном контакте в процессе перемещения от  окна 15 к окну 3 продукт подвергается холодильной обработке и скапливается в коробе 5, после полной загрузки подается сигнал на закрытие электромагнитного вентиля на подающем коллекторе 20, закрытие окна 16 и открытие окна 3. Так как системы автономны, то при переключении низкотемпературных электромагнитных вентилей расположенных на коллекторах 8 и 9 можно обеспечить работу обоих систем или чередование их по необходимости.  Обработанный продукт выводится из корпуса 1 на разгрузочный конвейер 17, а CO₂ отсасывается из трубного и межтрубного пространства аппарата через коллектор 19 и фильтр 32 компрессором 33 на рециркуляцию в каскадную холодильную установку. Каскадная холодильная установка работает следующим образом: CO₂ отсасывается из камеры 31через коллектор 19 и фильтр 32, компрессором 33 сжимается и через фильтр-осушитель 36  подаётся в теплообменник 24 после которого СО₂ в жидкой фазе поступает в ресивер 28, который предназначен для сбора жидкого CO₂ и сглаживания пульсаций подаваемого СО2 в аппарат, затем в воздухоотделителе 29 происходит удаление неконденсирующихся газов. Через коллектор регулирующей станции 37 жидкий СО₂ в том числе и подпитывающий систему из баллона 34, поступает в аппарат 31. Для удаления воздуха из аппарата после загрузки продукта в схеме предусмотрен вакуумный насос 21.

Во втором каскаде сжатый газ из компрессора 35, поступает в воздушный конденсатор 26, в котором охлаждаются и конденсируются пары аммиака. Сконденсировавшийся жидкий аммиак сливается в линейный ресивер 27. После чего холодильный агент поступает в теплообменник 24, где в результате теплообмена жидкий аммиак преобразуется в пар и через отделитель жидкости 25 отсасывается компрессором.

Предлагаемый аппарат для холодильной обработки продуктов с рециркуляцией CO₂ обладает повышенной производительностью, обеспечивает  снижение расхода криоагента в сочетании с более эффективным его применением и рециркуляцией. Аппарат компактен, конструкция его проста и удобна в эксплуатации.

Литература

1. Буянов О.Н. Исследование режимов работы криогенного аппарата для замораживания рыбы / О.Н. Буянов, Е.Н. Неверов, И.С.// Вестник Международной академии холода.- 2012. - № 4. – С. 29-32.
2. Неверов Е.Н. Исследование процесса охлаждения неразделанной промысловой форели диоксидом углерода // Ползуновский вестник.- 2014. - № 4. Т.2 – С. 132-136.

 

References

1. Buyanov po izucheniyu rezhimov kriogennoy apparatury dlya zamorazhivaniya ryby / ON Brawlers, EN Neverov // Vestnik Mezhdunarodnoy akademii holoda.- 2012 - № 4. - S. 29-32.
2. Neverov Ye.N. Issledovaniye protsessa okhlazhdeniya vsey lovli foreli dvuokisi ugleroda // Polzunovsky vestnik.- 2014 - № 4. - S. Vol.2 132-136.