RU2154788C1 - Method of distribution of air in drying of meat and fish products - Google Patents
Method of distribution of air in drying of meat and fish products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154788C1 RU2154788C1 RU99118900/06A RU99118900A RU2154788C1 RU 2154788 C1 RU2154788 C1 RU 2154788C1 RU 99118900/06 A RU99118900/06 A RU 99118900/06A RU 99118900 A RU99118900 A RU 99118900A RU 2154788 C1 RU2154788 C1 RU 2154788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- supply
- nozzles
- drying
- distribution
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам воздухораспределения и предназначено для использования на предприятиях мясной промышленности для сушки сырокопченых колбас и других мясных изделий, для вяления сыровяленых колбас, а также на предприятиях рыбной промышленности для вяления рыбных продуктов. The invention relates to air distribution methods and is intended for use in meat industry enterprises for drying smoked sausages and other meat products, for drying dried sausages, as well as in fish industry enterprises for drying fish products.
Известен способ воздухораспределения, предусматривающий распределение приточного воздуха с помощью распределительных каналов с плоскими соплами (фиг. 1). Данный способ применяют в сушильных камерах, камерах упаковки и хранения мясных и молочных продуктов и др. При этом способе распределение приточного воздуха осуществляют через каналы, размещенные в верхней зоне камер, на продольных стенах камер или в нижней зоне [1]. Способ отличается простотой устройств для распределения воздуха, но имеет следующие недостатки:
- использует несовершенный вид воздухораспределителя - плоское сопло. Плоские сопла, выполненные в виде прямоугольных отверстий размерами от 200х300 до 50х100 мм, круглых отверстий диаметром 50-100 мм и щелей от 30х100 до 50х50 мм и др. не могут обеспечить необходимую дальнобойность приточных струй в связи с тем, что понижение скорости воздуха происходит в начале рабочей зоны, не достигая ее середины;
- в связи с небольшой дальнобойностью приточных струй возникает значительная неравномерность распределения скорости движения воздуха в рабочей зоне сушильных камер, которая достигает 50 -60%;
- в связи с недостаточной дальнобойностью приточных струй, выходящих из плоских сопел, значительная часть воздуха, подаваемого в сушильную камеру (до 30%), поступает к всасывающему отверстию вентилятора, минуя рабочую зону и не участвуя в процессах теплообмена и массообмена с продуктом, т.е. не весь подаваемый воздух участвует в процессах теплообмена и массообмена с продуктом. Следовательно, частично такой способ воздухораспределения работает вхолостую и поэтому имеет непроизводительные затраты энергии;
- в связи с незначительной дальнобойностью приточных струй и неравномерными условиями теплообмена и массообмена между воздухом и продуктом увеличивается продолжительность процесса сушки по сравнению с продолжительностью, рекомендуемой технологическими нормами, что снижает качество обрабатываемых продуктов вследствие образования плесени на их поверхности в застойных зонах камеры, где нет движения воздуха;
- предусмотрена сосредоточенная вытяжка отработанного воздуха, которая также способствует созданию неравномерных условий распределения воздуха в рабочей зоне сушильных камер и, следовательно, образованию плесени на продукте.A known method of air distribution, providing for the distribution of supply air using distribution channels with flat nozzles (Fig. 1). This method is used in drying chambers, chambers for packaging and storage of meat and dairy products, etc. With this method, the distribution of the supply air is carried out through channels located in the upper zone of the chambers, on the longitudinal walls of the chambers or in the lower zone [1]. The method is characterized by the simplicity of devices for air distribution, but has the following disadvantages:
- uses an imperfect type of air diffuser - a flat nozzle. Flat nozzles made in the form of rectangular holes with sizes from 200x300 to 50x100 mm, round holes with a diameter of 50-100 mm and slots from 30x100 to 50x50 mm and others cannot provide the necessary range of the supply jets due to the fact that the air velocity decreases in the beginning of the working area, not reaching its middle;
- due to the short range of the supply jets, there is a significant uneven distribution of air velocity in the working area of the drying chambers, which reaches 50-60%;
- due to the insufficient range of the supply jets leaving the flat nozzles, a significant part of the air supplied to the drying chamber (up to 30%) enters the fan inlet, bypassing the working area and not participating in the processes of heat transfer and mass transfer with the product, t. e. not all supplied air is involved in the processes of heat transfer and mass transfer with the product. Therefore, partly such a method of air distribution is idle and therefore has unproductive energy costs;
- due to the insignificant range of the supply jets and the uneven conditions of heat transfer and mass transfer between air and the product, the duration of the drying process increases compared to the duration recommended by technological standards, which reduces the quality of the processed products due to the formation of mold on their surface in stagnant areas of the chamber where there is no movement air;
- a concentrated exhaust air extract is provided, which also contributes to the creation of uneven air distribution conditions in the working area of the drying chambers and, therefore, the formation of mold on the product.
Известен способ распределения воздуха с помощью верхних перфорированных каналов, потолков и панелей [2]. Перфорированные каналы (фиг.2) используют в качестве воздухораспределителя перфорированную панель, в которой предусмотрены плоские сопла, выполненные в виде круглых отверстий диаметром 3-20 мм. Коэффициент живого сечения перфорированной панели не превышает 5- 10%, т.е. площадь, занимаемая отверстиями, составляет всего лишь 5-10% от всей площади воздухораздающей панели, что в несколько раз меньше, чем в предыдущем способе. Уменьшение коэффициента живого сечения достигнуто за счет использования большого количества отверстий малого диаметра, что позволяет подавать приточный воздух в виде единого воздушного потока (слияние приточных струй происходит на расстоянии, не превышающем 5 диаметров отверстий). Подаваемый воздушный поток отличается равномерностью распределения скорости воздуха в любом сечении. Но он имеет различную скорость на верхнем и нижнем уровне размещения продукта по высоте. Поэтому такой способ не пригоден при распределении воздуха в сушильных камерах, так как расстояние между верхним и нижним уровнем рабочей зоны составляет 2 и более метров. При этом степень неравномерности распределения скорости воздуха не должна превышать по технологическим условиям 30%, т.е. скорость в зоне продукта должна находиться в пределах 0,15-0,2 м/с. A known method of air distribution using the upper perforated channels, ceilings and panels [2]. Perforated channels (figure 2) use a perforated panel as an air diffuser, in which flat nozzles are provided, made in the form of round holes with a diameter of 3-20 mm. The coefficient of live section of the perforated panel does not exceed 5-10%, i.e. the area occupied by the holes is only 5-10% of the total area of the air-distributing panel, which is several times smaller than in the previous method. The reduction in the coefficient of living cross-section is achieved through the use of a large number of small-diameter holes, which allows supply air to be supplied as a single air stream (the supply jets merge at a distance not exceeding 5 hole diameters). The supplied air flow is characterized by a uniform distribution of air velocity in any section. But it has a different speed at the upper and lower level of product placement in height. Therefore, this method is not suitable for the distribution of air in the drying chambers, since the distance between the upper and lower levels of the working area is 2 meters or more. In this case, the degree of uneven distribution of air velocity should not exceed 30% under technological conditions, i.e. velocity in the product zone should be in the range 0.15-0.2 m / s.
При применении в сушильных камерах для сырокопченых колбас способа распределения воздуха с помощью верхних перфорированных каналов продукт, расположенный на верхнем уровне рабочей зоны, получается пересушенным, а на нижнем - недосушенным, что вызывает потери продукта вследствие излишней усушки и образования плесени. Кроме того, способ предусматривает сосредоточенную вытяжку отработанного воздуха, что также способствует неравномерности распределения скорости воздуха в зоне продукта и образованию брака. When using the method of air distribution using the upper perforated channels in drying ovens for raw smoked sausages, the product located on the upper level of the working area is overdried, and on the lower level under-dried, which causes product loss due to excessive drying and mold formation. In addition, the method provides a concentrated exhaust air exhaust, which also contributes to the uneven distribution of air velocity in the product zone and the formation of marriage.
Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является способ распределения воздуха в сушильных камерах, использующий обратный поток воздуха, создаваемый коническими или цилиндрическими соплами [3]. The closest in technical essence and the problem to be solved is the method of air distribution in the drying chambers using the reverse air flow created by conical or cylindrical nozzles [3].
Способ предусматривает подачу приточного воздуха через два приточных воздухораспределительных канала (фиг. 3): левый и правый, размещенные в верхней части камеры вдоль ее продольных стен и оснащенные коническими или цилиндрическими соплами, равномерно установленными по длине каналов. В середине верхней части камеры предусмотрен вытяжной воздухораспределительный канал. В качестве воздухораспределителя в вытяжном канале используют плоские сопла прямоугольной, щелевидной или круглой формы, диффузоры и др. Вытяжной канал размещают непосредственно над зоной продукта, что обеспечивает равномерную вытяжку отработанного воздуха по всей зоне, а не сосредоточенную, как это предусмотрено в вышеописанных способах. The method provides for the supply of fresh air through two supply air distribution channels (Fig. 3): left and right, located in the upper part of the chamber along its longitudinal walls and equipped with conical or cylindrical nozzles uniformly installed along the length of the channels. An exhaust air distribution channel is provided in the middle of the upper part of the chamber. As an air distributor in the exhaust channel, flat rectangular, slit-shaped or round nozzles, diffusers, etc. are used. The exhaust channel is placed directly above the product zone, which ensures uniform exhaust air exhaust throughout the zone, and not concentrated, as provided in the above methods.
Данный способ предусматривает распределение воздуха в зоне продукта по обратному потоку, а прямой поток движется справа и слева вдоль продольных стен, настилаясь на них, а затем на пол камеры. При настилании происходит формирование и слияние отдельных приточных струй, взаимодействие, стеснение и выравнивание скорости образовавшегося воздушного потока (левого и правого) не в рабочей зоне, а в пространствах между продольной стеной и рабочей зоной. Приточные струи в виде обратных потоков входят в зону продукта снизу и движутся вверх. При таком способе на потоки влияет только сопротивление продукта. При этом падение скорости воздуха в рабочей зоне не превышает 0,05 м/с. Поэтому на высоте размещения продукта, равной 2 м (высота напольной тележки), падение скорости соответствует технологическим нормам. This method provides for the distribution of air in the product zone along the reverse flow, and the direct flow moves to the right and left along the longitudinal walls, laying on them and then on the floor of the chamber. When laying, the formation and merging of individual supply jets, the interaction, tightness and equalization of the speed of the formed air flow (left and right), not in the working area, but in the spaces between the longitudinal wall and the working area. Supply jets in the form of reverse flows enter the product zone from below and move up. With this method, only the resistance of the product affects the flows. In this case, the drop in air velocity in the working area does not exceed 0.05 m / s. Therefore, at a height of product placement equal to 2 m (the height of the floor trolley), the drop in speed corresponds to technological standards.
Способ предусматривает использование конических и цилиндрических сопел с различными значениями диаметра и высоты сопла, а также с различным шагом размещения сопел по длине каналов. В сушильных камерах различных фирм встречаются чаще всего конические сопла с диаметром выходного отверстия d0=30-80 мм с шагом размещения сопел t0 = 180-400 мм. Такие показатели в значительной степени влияют на энергозатраты, необходимые на распределение воздуха в рабочей зоне.The method involves the use of conical and cylindrical nozzles with different values of the diameter and height of the nozzle, as well as with different spacing of the nozzles along the length of the channels. In drying chambers of various firms, conical nozzles with an outlet diameter d 0 = 30-80 mm with a nozzle placement pitch t 0 = 180-400 mm are most often found. Such indicators significantly affect the energy consumption necessary for the distribution of air in the working area.
В результате проведенных исследований нами установлено, что удельные затраты электроэнергии на работу вентиляторов системы воздухораспределения составляют 0,9-2,2 кВт•ч электроэнергии на 1 кг сухого продукта и оцениваются как значительные по сравнению с другими способами. As a result of our studies, we found that the specific cost of electricity for the operation of the fans of the air distribution system is 0.9-2.2 kWh of electricity per 1 kg of dry product and are estimated as significant compared to other methods.
Таким образом, воздухораспределение по данному способу имеет преимущества перед вышеописанными способами в том, что использует наиболее эффективный вид воздухораспределителя, выполненного в виде конического сопла, обеспечивающего наибольшую дальнобойность струй, при этом сопла равномерно размещены по длине канала, обеспечивают подачу воздушного потока к продукту с равномерно распределенными параметрами, а подача по способу обратного потока обеспечивает поддержание заданной скорости воздуха в зоне продукта в пределах, допустимых технологическими условиями. Весь подаваемый поток воздуха входит в зону продукта и осуществляет необходимые условия теплообмена и массообмена на поверхности продукта, что способствует равномерным условиям сушки. Предусмотрена равномерная вытяжка отработанного увлажненного воздуха из зоны продукта по всей ее длине в связи с наличием вытяжного канала над центральной частью зоны продукта с равномерно расположенными в нем распределителями для забора увлажненного воздуха. Thus, the air distribution according to this method has advantages over the above methods in that it uses the most efficient form of the air distributor, made in the form of a conical nozzle that provides the greatest range of the jets, while the nozzles are evenly spaced along the length of the channel, provide air flow to the product uniformly distributed parameters, and the feed by the reverse flow method ensures that the specified air velocity in the product zone is maintained within the allowable range hnologicheskimi conditions. The entire supplied air stream enters the product zone and implements the necessary conditions for heat transfer and mass transfer on the product surface, which contributes to uniform drying conditions. Uniform extraction of the exhausted humidified air from the product zone along its entire length is provided for in connection with the presence of an exhaust channel over the central part of the product zone with distributors uniformly located in it for intake of humidified air.
Недостатками данного способа являются
- повышенный расход электроэнергии для обеспечения работы вентиляторов из-за необходимости создания воздушных потоков повышенной дальнобойности;
- повышенная турбулентность воздушных потоков, омывающих поверхность продуктов, что отрицательно отражается на качестве обрабатываемых продуктов;
- повышенная длина воздушных потоков, которая вызвана тем, что принцип действия данного способа воздухораспределения основан на необходимости обеспечения условий принудительной циркуляции воздуха по всей высоте рабочей зоны. В связи с этим необходимая длина воздушного потока складывается из длин трех участков
Xп=h+0.5bр.з+hр.з,
где Xп - полная длина воздушного потока, м;
h - высота подвески каналов, м;
bр.з - ширина рабочей зоны, м;
bр.з - высота рабочей зоны, м;
В данном способе имеет место не только повышенный расход электроэнергии на работу вентиляторов. Одновременно увеличиваются расходы теплоты и холода на сушку продукта, так как увеличение расхода электроэнергии на работу вентиляторов возникает не только вследствие повышенных потерь напора при использовании конических сопел, но и вследствие увеличенного расхода воздуха, вызванного необходимостью создания повышенной скорости воздуха на выходе из сопел.The disadvantages of this method are
- increased energy consumption to ensure the operation of the fans due to the need to create air flows of increased range;
- increased turbulence of air flows washing the surface of the products, which negatively affects the quality of the processed products;
- increased length of air flows, which is caused by the fact that the principle of operation of this method of air distribution is based on the need to ensure conditions of forced air circulation over the entire height of the working area. In this regard, the required length of the air flow consists of the lengths of three sections
X p = h + 0.5b r.z. + h r.z.
where X p - the total length of the air flow, m;
h is the height of the suspension of the channels, m;
b rz - the width of the working area, m;
b r.z - the height of the working area, m;
In this method, there is not only an increased energy consumption for the operation of the fans. At the same time, the costs of heat and cold for drying the product increase, since an increase in the energy consumption for the operation of the fans occurs not only due to increased pressure losses when using conical nozzles, but also due to the increased air flow caused by the need to create an increased air velocity at the nozzle exit.
Повышенная турбулентность воздуха, омывающего поверхность продукта, в большинстве случаев вызывает затвердевание поверхностного слоя ("закал") и потемнение его цвета по сравнению с внутренними слоями колбасного батона. При этом, образуется неравномерное распределение влаги по сечению колбасных батонов. Причем наиболее влажный слой находится внутри батона, что ухудшает качество продукта и уменьшает сроки его хранения. The increased turbulence of the air washing the surface of the product, in most cases, causes the hardening of the surface layer ("hardening") and darkening of its color in comparison with the inner layers of the sausage loaf. At the same time, an uneven distribution of moisture is formed over the section of sausage loaves. Moreover, the wettest layer is inside the loaf, which affects the quality of the product and reduces its shelf life.
Целью создания заявляемого изобретения является повышение качества обрабатываемых пищевых продуктов и уменьшение энергозатрат. The aim of the creation of the claimed invention is to improve the quality of processed foods and reduce energy consumption.
Поставленная цель достигается тем, что в заявленном способе, включающем использование обратного воздушного потока, обеспечивающего равномерные условия его распределения в зоне обрабатываемого продукта, применение эффекта настилания подаваемых приточных струй, подачу воздуха в зону обрабатываемого продукта осуществляют снизу вверх, причем настилание приточных струй на стены осуществляют на расстоянии, характеризующем длину воздушного потока от выходного отверстия сопел до входа в рабочую зону сушильной камеры, при этом подачу приточного воздуха осуществляют с помощью пирамидальных односторонних сопел, имеющих вертикальную стенку со стороны настилания струй и наклонную стенку со стороны рабочей зоны (для обеспечения более надежных условий настилания), при этом настилание воздушного потока осуществляют на расстоянии, равном половине высоты рабочей зоны, т.е. This goal is achieved by the fact that in the claimed method, which includes the use of reverse air flow, providing uniform conditions for its distribution in the area of the processed product, the effect of laying the supplied supply jets, the air supply to the area of the processed product is carried out from the bottom up, and the supply jets are laid on the walls at a distance characterizing the length of the air flow from the nozzle outlet to the entrance to the working area of the drying chamber, while fresh air is carried out using pyramidal single-sided nozzles having a vertical wall on the side of the spraying jets and an inclined wall on the side of the working zone (to ensure more reliable laying conditions), while laying the air flow is carried out at a distance equal to half the height of the working zone, i.e. .
Xп.з=0.5bр.з,
где Xп.з - полная длина воздушного потока, принудительно подаваемого вентилятором в заявляемом изобретении,
hр.з - высота рабочей зоны.X P.Z. = 0.5b R.Z. ,
where X pz - the total length of the air flow forced by the fan in the claimed invention,
h rz - the height of the working area.
При таких условиях подачи приточных воздушных потов отпадает необходимость в установке конических сопел, обеспечивающих наибольшую дальнобойность приточных струй. Нами предлагается воздухораспределитель приточный, выполненный в виде пирамидального сопла с односторонним скосом боковой стенки с одной стороны и вертикальной стенкой с другой стороны, позволяющий обеспечить поджатие приточной струи и уменьшение участка касания струи с вертикальной стенкой камеры с целью обеспечения более надежных условий настилания. Under such conditions of supply of forced air sweats, there is no need to install conical nozzles, providing the greatest range of the supply jets. We propose a supply air diffuser made in the form of a pyramidal nozzle with a one-sided bevel on the side wall on one side and a vertical wall on the other side, which makes it possible to compress the supply stream and reduce the contact area of the stream with the vertical chamber wall in order to provide more reliable laying conditions.
Кроме того, способ предусматривает использование пирамидальных односторонних сопел с геометрическими параметрами: ширина выходного отверстия сопла b0= 40-50 мм, ширина входного отверстия сопла b=2b0, высота сопла hс=2,4-2,5b0, длина сопла Lс=hс, шаг размещения сопел по длине приточных каналов t0=4,8-5,0b0.In addition, the method involves the use of pyramidal single-sided nozzles with geometric parameters: width of the nozzle outlet b 0 = 40-50 mm, width of the nozzle inlet b = 2b 0 , nozzle height h c = 2.4-2.5b 0 , nozzle length L s = h s , the step of the nozzles along the length of the supply channels t 0 = 4.8-5.0b 0 .
Способ предусматривает в вытяжном канале круглые отверстия с диаметром dвыт., соответствующим эквивалентному диаметру приточного сопла, т.е. dвыт= dэ.с; количество отверстий в одном ряду nвыт.отв=2nс, где nс количество сопел в приточных каналах, размещенных в один ряд nс=2; шаг отверстий tвыт= t0. Кроме того, способ предусматривает высоту подвески каналов: приточных hпр=0,5hр.з, вытяжного hвыт=hр.з+(0,10-0,15)м.The method provides in the exhaust channel round holes with a diameter d out . corresponding to the equivalent diameter of the supply nozzle, i.e. d = d e.s drawing; the number of holes in one row n prot . holes = 2n s , where n with the number of nozzles in the supply channels placed in one row n s = 2; drawing hole pitch t = t 0. Furthermore, the method provides for the suspension height of channels: h ave air-supply RZ = 0,5h, drawing exhaust h = h + RZ (0.10-0.15) m.
Заявленный способ позволяет осуществить подачу воздуха в рабочую зону вытесняющим обратным ламинарным потоком, движущимся снизу вверх в одном направлении (без завихрений) через всю высоту рабочей зоны до отверстий вытяжного канала. The claimed method allows to supply air to the working area by displacing reverse laminar flow, moving from the bottom up in one direction (without turbulence) through the entire height of the working area to the openings of the exhaust channel.
Схема устройства для осуществления заявляемого способа воздухораспределения по обратному потоку пирамидальными соплами приведена на фиг.4. A diagram of a device for implementing the inventive method of air distribution in the reverse flow by pyramidal nozzles is shown in figure 4.
Устройство включает вентиляторы 1,2, кондиционер 3, приточные каналы 4,5, пирамидальные сопла 6, сушильную камеру 7, тележки с продуктом 8, вытяжной канал 9. The device includes
Устройство работает следующим образом. Приточный воздух вентиляторами 1,2 от кондиционера 3 подается в левый приточный канал 4 и правый приточный канал 5 и через пирамидальные сопла 6, равномерно размещенные по длине приточных каналов, в виде отдельных струй поступает в сушильную камеру 7. Струи настилаются на продольные стены сушильной камеры с левой и правой стороны. При настилании происходит слияние струй, стеснение, взаимодействие и формирование общего воздушного потока (левого и правого). Причем скорость подачи воздуха из сопел, их количество и расстояние от выходного отверстия сопел до нижнего уровня рабочей зоны выбирают таким образом, что принудительное турбулентное движение воздуха происходит только на участке, характеризующем расстояние от выходного отверстия сопел до нижнего уровня рабочей зоны. The device operates as follows. The supply air is supplied by fans 1.2 from the
Дальнейшее движение воздуха по высоте рабочей зоны (в данном варианте по высоте напольных тележек 8 с продуктом) предусмотрено за счет эффекта выдавливания сформировавшихся воздушных потоков (левого и правого) и подачи их к нижнему уровню размещения продукта и дальнейшему подъему по высоте зоны размещения продукта ламинарными потоками, что позволяет исключить вихревой эффект движения воздуха около продукта и, следовательно, в максимальной степени способствовать равномерным условиям сушки продукта и сохранению его качественных показателей. Одновременно достигается уменьшение расхода электроэнергии на работу вентиляторов в связи с уменьшением длины принудительного движения воздушных потоков. Further air movement along the height of the working area (in this embodiment, along the height of
Выходящие воздушные потоки, увлажненные в результате контакта с поверхностью продукта, поднимаются к отверстиям вытяжного канала 9, а затем поступают в кондиционер 3, где проходят соответствующую тепловлажностную обработку. Затем схема движения воздуха повторяется. Outgoing air streams moistened as a result of contact with the surface of the product rise to the openings of the
Пример конкретной реализации заявленного способа. An example of a specific implementation of the claimed method.
В сушильной камере для сырокопченых колбас на 18 напольных тележек, размещенных по 9 тележек в 2 ряда, необходимо осуществить распределение воздуха по обратному потоку через конические сопла (прототип) и пирамидальные односторонние сопла (заявляемое изобретение) и сравнить удельный расход электроэнергии для этих способов при следующих исходных данных: высота напольной тележки hр.з=2 м, ширина пространства между стеной камеры и рабочей зоной bпр= 0,25 м; ширина сушильной камеры bкам=2,2 м, высота подвески приточных каналов с коническими соплами hпр.к=2,1 м при распределении воздуха через конические сопла; высота подвески приточных каналов при распределении воздуха через пирамидальные сопла hпр.п=0,5hр.з=1 м, длина напольной тележки Lтел= 1,25 м; длина камеры Lкам=12 м, рекомендуемая скорость воздуха в рабочей зоне ωp.з.= 0,15 м/c.
При подаче воздуха через конические сопла учитываем конструктивные данные, при которых обеспечивается наименьший расход электроэнергии: диаметр сопла d0=60 мм, d=120 мм, hс=180 мм, t0=4d0=240 мм. При подаче воздуха через пирамидальные односторонние сопла принимаем следующие данные: b0=50 мм, b= 100 мм, hc=120 мм, Lc=120 мм, t0=240 мм.In the drying chamber for raw smoked sausages for 18 floor trolleys, placed 9 trolleys in 2 rows, it is necessary to distribute air in the reverse flow through conical nozzles (prototype) and pyramidal single-sided nozzles (claimed invention) and compare the specific energy consumption for these methods in the following initial data: the height of the floor trolley h rz = 2 m, the width of the space between the wall of the chamber and the working area b ol = 0.25 m; drying chamber width b kam = 2.2 m, the height of suspension of air-supply channels with conical nozzles pr.k h = 2.1 m at an air distribution through the conical nozzle; the height of the suspension of the supply ducts during the distribution of air through the pyramidal nozzles h ave.p = 0.5h r.z = 1 m, the length of the floor trolley L tel = 1.25 m; Cams camera length L = 12 m, the recommended speed of the air in the working area ω p.z. = 0.15 m / s.
When air is supplied through conical nozzles, we take into account design data at which the lowest energy consumption is ensured: nozzle diameter d 0 = 60 mm, d = 120 mm, h c = 180 mm, t 0 = 4d 0 = 240 mm. When air is supplied through pyramidal single-sided nozzles, we accept the following data: b 0 = 50 mm, b = 100 mm, h c = 120 mm, L c = 120 mm, t 0 = 240 mm.
Необходимая длина воздухораспределительных каналов должна соответствовать длине рабочей зоны
Lр.з=Lтел•nтел=1,25•9=11,25 м.The required length of the air distribution channels must correspond to the length of the working area
L r.z. = L bodies • n bodies = 1.25 • 9 = 11.25 m.
Lкан≥Lр.з
Принимаем длину канала Lкан=11,52 м с размещением 48 сопел (конических и пирамидальных), учитывая, что t0=240 мм
Lкан=nс•t0=48•0,24=11,52 м.L kan ≥L RZ
Accept channel length L = 11.52 meters kan with the placement of nozzles 48 (conical and pyramidal), given that t 0 = 240 mm
L channel = n s • t 0 = 48 • 0.24 = 11.52 m.
Расчет распределения воздуха и удельного расхода электроэнергии при использовании способа воздухораспределения с коническими соплами (прототип)
1. Определение расхода воздуха
Расход воздуха, необходимый при подаче через один приточный канал, определяют по рекомендуемой скорости приточного воздуха, выходящего из конических сопел, ω0 = 10-15 м/c /1/.Calculation of the distribution of air and specific energy consumption when using the method of air distribution with conical nozzles (prototype)
1. Determination of air flow
The air flow required when supplying through one supply channel is determined by the recommended speed of the supply air leaving the conical nozzles, ω 0 = 10-15 m / s / 1 /.
Принимаем ω0 = 10 м/c. Тогда расход воздуха через один приточный канал с коническими соплами составляет
2. Определение скорости воздуха на расстоянии X
Скорость воздуха на расстоянии X
X=h+0,5b1+hр.з=2,1+0,5•2,2+2=5,2 м,
при подаче компактными струями
где m - аэродинамический коэффициент для конического сопла выбирается равным m=6,6;
Kс - коэффициент стеснения;
Kв - коэффициент взаимодействия;
Kн - коэффициент неизотермичности.We take ω 0 = 10 m / s. Then the air flow through one inlet channel with conical nozzles is
2. Determination of air velocity at distance X
Air speed at distance X
X = h + 0.5b 1 + h r.z. = 2.1 + 0.5 • 2.2 + 2 = 5.2 m,
when feeding in compact jets
where m is the aerodynamic coefficient for the conical nozzle is chosen equal to m = 6.6;
K with - constraint coefficient;
K in - interaction coefficient;
K n - non-isothermal coefficient.
Коэффициент стеснения зависит от относительного расстояния относительной площади
где fр - площадь рабочей зоны, приходящаяся на один воздухораспределитель (одно сопло)
fр=b1•t0/2,
где b1 - ширина рабочей зоны, приходящаяся на один воздухораспределитель, м;
t0 - шаг сопел, м;
fр=(2,2-0,25•2)•0,24/2=0,2 м.The constraint coefficient depends on the relative distance. relative area
where f p - the area of the working area per one air distributor (one nozzle)
f p = b 1 • t 0/2 ,
where b 1 - the width of the working area per one air distributor, m;
t 0 - nozzle pitch, m;
f p = (2.2-0.25 • 2) • 0.24 / 2 = 0.2 m.
При коэффициент Kс=0,45,
где
Коэффициент взаимодействия Kв. зависит от отношения X/t0
X/t0=5,2/0,24=21,7; Kв=1,1.At coefficient K c = 0.45,
Where
The interaction coefficient K in. depends on the ratio X / t 0
X / t 0 = 5.2 / 0.24 = 21.7; K in = 1.1.
Коэффициент неизотермичности Kн можно принять равным 1, так как в сушильных камерах для колбас рабочая разность температур Δtp не превышает 2-3oC.The non-isothermal coefficient K n can be taken equal to 1, since in the drying chambers for sausages the working temperature difference Δt p does not exceed 2-3 o C.
Определяем максимальное значение скорости ωx при ω0 = 10 м/c:
ωx=5,2 = 0,3 м/c;
при этом среднее значение скорости воздуха в рабочей зоне
ωxcp = 0,5ωx=5,2 = 0,15 м/c.
С учетом потери скорости в зоне размещения продукта скорость ωxcp должна иметь значение на 25% больше, т.е.We determine the maximum value of the velocity ω x at ω 0 = 10 m / s:
ω x = 5.2 = 0.3 m / s;
the average air velocity in the working area
ω xcp = 0.5ω x = 5.2 = 0.15 m / s.
Given the loss of speed in the product distribution area, the speed ω xcp should have a value of 25% more, i.e.
ωxcp.треб = 0,15•1,25 = 0,19 м/c.
При значении ωx=5,2 = 0,38 м/c необходимая скорость приточного воздуха должна быть ω0 = 12,84 м/c.
3. Уточнение необходимого расхода воздуха
Расход воздуха V1 при скорости ω0 = 12,84 м/c составляет
V1=12,84•48•0,785•0,062• 3600=6270 м3/ч.ω xcp.req = 0.15 • 1.25 = 0.19 m / s.
With the value of ω x = 5.2 = 0.38 m / s, the necessary speed of the supply air should be ω 0 = 12.84 m / s.
3. Clarification of the required air flow
Air consumption V 1 at a speed of ω 0 = 12.84 m / s is
V 1 = 12.84 • 48 • 0.785 • 0.06 2 • 3600 = 6270 m 3 / h.
4. Определение мощности электродвигателя вентиляторов
Мощность электродвигателя вентиляторов, обеспечивающих распределение и циркуляцию воздуха, зависит от расхода воздуха и напора, а также от коэффициентов эффективности вентиляторов и их привода
Nдв = V•H•Kз/(3600•1000•ηв•ηм•ηэл),
где V - расход воздуха, м3/ч;
H - потери напора, Па;
ηв - КПД вентилятора, ηв = 0,7;
ηм - КПД механической передачи, ηм = 0,85;
ηэл - КПД электродвигателя, ηэл = 0,95;
Kз - коэффициент запаса мощности; Kз = 1,05-1,2.4. Determining the power of the fan motor
The power of the fan motor for the distribution and circulation of air depends on the air flow and pressure, as well as on the efficiency factors of the fans and their drive
N dv = V • H • K s / (3600 • 1000 • η in • η m • η el ),
where V is the air flow, m 3 / h;
H - pressure loss, Pa;
η in - fan efficiency, η in = 0.7;
η m - the efficiency of the mechanical transmission, η m = 0.85;
η el - the efficiency of the electric motor, η el = 0.95;
K s - power headroom; K s = 1.05-1.2.
Потери напора складываются из потерь на трение, местных сопротивлений и динамических. Потери напора на трение составляют не более 5% от общих потерь, и поэтому их можно учесть поправочным коэффициентом. Потери напора на местные сопротивления при подаче воздуха через конические сопла составляют 450 Па /1/. Потери напора динамические при выходе воздуха из сопел со скоростью ω0 = 12,84 м/c составляют
Hg = ρ•ω
Общие потери напора при воздухораспределении через конические сопла
H=(450+100)•1,05=575,5 Па.Losses of pressure consist of friction losses, local resistance and dynamic. Losses of friction pressure are not more than 5% of the total losses, and therefore they can be taken into account by a correction factor. Losses of pressure on local resistance during air supply through conical nozzles are 450 Pa / 1 /. The dynamic pressure losses when the air leaves the nozzles with a velocity of ω 0 = 12.84 m / s are
H g = ρ •
Total pressure loss during air distribution through conical nozzles
H = (450 + 100) • 1.05 = 575.5 Pa.
С учетом потерь напора, неучтенных расчетом, принимаем H=600 Па. Taking into account the pressure loss, unaccounted for by the calculation, we take H = 600 Pa.
Мощность двигателя одного вентилятора
Nдв=6270•600•1,2/(3600•1000•0,7• 0,95•0,85)=2,22 кВт
5. Определение выхода готовой продукции за один цикл сушки
Учитывая, что емкость сушильной камеры по сырому продукту
Gпр.сыр=200 кг•18=3600 кг,
где 200 кг - загрузка одной напольной тележки, и учитывая, что нормируемая усушка продукта составляет Δgн = 23% при нормируемой продолжительности процесса сушки сырокопченых колбас Tс=25 суток=600 часов, рассчитываем выпуск сухого продукта за один цикл сушки
Gпр.сух=3600-3600•23/100=2772 кг.Engine power of one fan
N dv = 6270 • 600 • 1.2 / (3600 • 1000 • 0.7 • 0.95 • 0.85) = 2.22 kW
5. Determination of the yield of finished products in one drying cycle
Given that the capacity of the drying chamber for the raw product
G raw cheese = 200 kg • 18 = 3600 kg,
where 200 kg is the loading of one floor trolley, and taking into account that the standardized drying of the product is Δg n = 23% for the normalized duration of the drying process of raw smoked sausages T s = 25 days = 600 hours, we calculate the output of the dry product in one drying cycle
G pr.dry = 3600-3600 • 23/100 = 2772 kg.
6. Определение удельного расхода электроэнергии на распределение воздуха при сушке 1 кг продукта
Nуд=Nуст•Tч/Gпр.сух=2•2,22 •600/2772=0,96 кВт•ч/кг сух.пр.6. Determination of the specific energy consumption for air distribution during drying of 1 kg of product
N beats = N mouth • T h / G dry dry = 2 • 2.22 • 600/2772 = 0.96 kW • h / kg dry dry
Расчет распределения воздуха и удельного расхода электроэнергии при использовании способа воздухораспределения с пирамидальными соплами (заявляемое изобретение)
1. Определение необходимой длины принудительного движения воздуха
В предлагаемом способе имеется 2 участка воздушного потока: первый участок - участок принудительного движения воздуха до рабочей зоны; второй участок - участок движения воздуха снизу вверх за счет эффекта продавливания (проталкивания) его принудительно движущимися струями, поступающими из сопел.Calculation of the distribution of air and specific energy consumption when using the air distribution method with pyramidal nozzles (the claimed invention)
1. Determination of the required length of the forced air movement
In the proposed method, there are 2 sections of the air flow: the first section is the section of the forced movement of air to the working area; the second section is the section of air movement from the bottom up due to the effect of forcing (pushing) it by forcefully moving jets coming from the nozzles.
Необходимая длина принудительного движения воздуха - это расстояние X1 от места выхода струи из пирамидальных сопел до нижнего уровня рабочей зоны
X1=0,5hр.з=0,5•2=1 м
2. Определение скорости воздуха ωx на расстоянии X1 = 1 м.The required length of the forced air movement is the distance X 1 from the place where the jet exits the pyramidal nozzles to the lower level of the working area
X 1 = 0.5h r.z = 0.5 • 2 = 1 m
2. Determination of air velocity ω x at a distance of X 1 = 1 m
Для плоских струй, создаваемых пирамидальными соплами
Для плоских вертикальных струй коэффициент стеснения Kс, учитывающий стеснение струй ограждением и взаимное стеснение
где Kс. гр - коэффициент стеснения ограждением;
Xп - полная длина струи (Xп=1 м);
b0 - ширина сопла, b0=0,05 м;
m - аэродинамический коэффициент пирамидального сопла; m=3,2;
t0 - шаг пирамидальных сопел, t0=0,24 м.For flat jets created by pyramidal nozzles
For flat vertical jets, the tightness coefficient K s , taking into account the tightness of the jets with a guard and mutual tightness
where K s. gr - coefficient of constraint by the fence;
X p - the total length of the jet (X p = 1 m);
b 0 - nozzle width, b 0 = 0.05 m;
m is the aerodynamic coefficient of the pyramidal nozzle; m = 3.2;
t 0 - step of the pyramidal nozzles, t 0 = 0.24 m
Коэффициент стеснения Kс. гр определяют в зависимости от относительного расстояния
Коэффициент взаимодействия:
при отношении X/t0=1/0,24=4,2 коэффициент Kв=1;
3. Определение скорости приточного воздуха
Скорость приточного воздуха ω0 зависит от скорости ωx на расстоянии X1=1 м, которая зависит от скорости воздуха в обратном потоке.Constraint coefficient K s. gr is determined depending on the relative distance
Interaction coefficient:
with the ratio X / t 0 = 1 / 0.24 = 4.2, the coefficient K in = 1;
3. Determining the supply air speed
The supply air velocity ω 0 depends on the speed ω x at a distance X 1 = 1 m, which depends on the air speed in the return flow.
Максимальная скорость воздуха в обратном потоке ωoбp.макс.= 0,38 м/c, что соответствует рекомендуемой скорости воздуха в зоне размещения продукта (ωxcp.треб.= 0,19 м/c).
С другой стороны максимальная скорость воздуха в обратном потоке должна соответствовать условию
0,38 = 0,134ωx; откуда ωx = 2,8 м/c; ω0 = 5,6 м/c.
4. Определение расхода воздуха
Необходимый расход воздуха, подаваемый через один приточный канал, при использовании пирамидальных сопел составляет
5. Определение мощности электродвигателя вентиляторов
Мощности электродвигателя вентиляторов так же, как и в предыдущем случае, определяем с учетом расхода воздуха и потерь его напора. Расход воздуха через 1 канал V1 = 5800 м3/ч.The maximum air velocity in the reverse flow ω obm.max. = 0.38 m / s, which corresponds to the recommended air velocity in the product placement area (ω xcp.req. = 0.19 m / s).
On the other hand, the maximum air velocity in the return flow must meet the condition
0.38 = 0.134ω x ; where ω x = 2.8 m / s; ω 0 = 5.6 m / s.
4. Determination of air flow
The required air flow supplied through one supply channel, when using pyramidal nozzles is
5. Determining the power of the fan motor
The power of the fan motor, as in the previous case, is determined taking into account the air flow and pressure losses. Air flow through 1 channel V 1 = 5800 m 3 / h.
Потери напора на местные сопротивления принимаем также в размере 5% от потерь напора в местных сопротивлениях и динамических потерь. Потери напора в местных сопротивлениях на 30% меньше, чем аналогичные потери напора при использовании конических сопел /1/. Динамические потери напора при скорости воздуха ω0 = 5,6 м/c составляют
Hg = 1,2 x 5,62/2 = 18,8Па.Losses of pressure on local resistances are also taken in the amount of 5% of pressure losses in local resistances and dynamic losses. The pressure loss in local resistances is 30% less than the similar pressure loss when using conical nozzles / 1 /. The dynamic pressure losses at an air velocity of ω 0 = 5.6 m / s are
H g = 1,2 x 5,6 2/2 = 18,8Pa.
Общие потери напора
H=(0,7•450+18,8)•1,05=383,2Па.Total pressure loss
H = (0.7 • 450 + 18.8) • 1.05 = 383.2 Pa.
С учетом потерь, неучтенных расчетом, принимаем H=400 Па
Мощность электродвигателя вентилятора
Nдв=5800•400•1,2/(3600•1000• 0,7•0,95•0,85)=1,4 кВт.Taking into account losses not taken into account in the calculation, we take H = 400 Pa
Fan motor power
N dv = 5800 • 400 • 1.2 / (3600 • 1000 • 0.7 • 0.95 • 0.85) = 1.4 kW.
6. Определение удельного расхода электроэнергии на распределение воздуха при сушке 1 кг продукта
Nуд = 2 х 1,4 600/2772 = 0,61 кВт•ч/кг сух.пр.6. Determination of the specific energy consumption for air distribution during drying of 1 kg of product
N beats = 2 x 1.4 600/2772 = 0.61 kWh / kg dry
Полученные результаты приведены в таблице 1. The results are shown in table 1.
Таким образом, удельный расход электроэнергии на распределение воздуха в сушильной камере для сырокопченых колбас составляет соответственно для способа прототипа и заявляемого способа 0,96 и 0,61 кВт•ч на 1 кг сухого продукта. Следовательно, при распределении воздуха по способу прототипу расход электроэнергии на работу вентиляторов в 1,5 раза больше, чем при распределении воздуха по заявленному изобретению. Thus, the specific energy consumption for the distribution of air in the drying chamber for smoked sausages is, respectively, for the prototype method and the proposed method, 0.96 and 0.61 kWh per 1 kg of dry product. Therefore, when distributing air according to the prototype method, the energy consumption for operation of the fans is 1.5 times greater than when distributing air according to the claimed invention.
Источники информации, принятые во внимание. Sources of information taken into account.
1. А.М.Бражников, Н.Д.Малова, "Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности", М., Пищевая промышленность, 1979, с. 139, рис.40. 1. A.M. Brazhnikov, N.D. Malova, "Air conditioning in the meat and dairy industry", M., Food industry, 1979, p. 139, Fig. 40.
2. А.М.Бражников, Н.Д.Малова, "Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности", М., Пищевая промышленность, 1979, с. 140, рис. 41. 2. A. Brazhnikov, N.D. Malova, "Air conditioning in the meat and dairy industry", M., Food industry, 1979, p. 140, fig. 41.
3. А.М.Бражников, С.Н.Каменский, Н.Д.Малова и др., "Исследование воздухораспределения в камерах термообработки сырокопченых колбас", Мясная индустрия СССР, 1985, N4, стр.39-45, рис. 1,2. 3. A. Brazhnikov, S. N. Kamensky, N. D. Malova and others, "Study of air distribution in the heat treatment chambers of raw smoked sausages", Meat Industry of the USSR, 1985, N4, pp. 39-45, Fig. 1,2.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118900/06A RU2154788C1 (en) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Method of distribution of air in drying of meat and fish products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118900/06A RU2154788C1 (en) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Method of distribution of air in drying of meat and fish products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154788C1 true RU2154788C1 (en) | 2000-08-20 |
Family
ID=20224548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99118900/06A RU2154788C1 (en) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Method of distribution of air in drying of meat and fish products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154788C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454869C1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" | Convective drying chamber-type installation for raw smoked and raw dried meat and fish products with modernised system of air distribution and conditioning |
EP3988856A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-27 | OHB System AG | Air ventilation device |
-
1999
- 1999-09-07 RU RU99118900/06A patent/RU2154788C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бражников А.М. и др. Исследование воздухораспределения в камерах термообработки сырокопченых колбас. - Мясная индустрия СССР N 4, 1985, с.39 - 45. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454869C1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" | Convective drying chamber-type installation for raw smoked and raw dried meat and fish products with modernised system of air distribution and conditioning |
EP3988856A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-27 | OHB System AG | Air ventilation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4834063A (en) | Food cooking oven with duct fingers and method | |
US8807021B2 (en) | Methods of cooking in continuous cooking oven systems | |
CN1048806C (en) | System for drying objects | |
US9089142B2 (en) | Impinging air ovens having high mass flow orifices | |
JPH03151920A (en) | Method and device for transmitting heat between gas and foods in oven | |
CA2167815A1 (en) | Process and hot air drier for drying coated surfaces | |
WO2000054641A8 (en) | Rethermalization / refrigeration food delivery system | |
RU2154788C1 (en) | Method of distribution of air in drying of meat and fish products | |
KR20080050479A (en) | Device for treating elongate food products with a conditioned airflow | |
CN102098910A (en) | Method for the treating of products, such as eggs to be hatched, with a conditioned gas stream, and climate chamber for carrying out the method | |
CA2702705C (en) | Drying cabinet & system for use therewith | |
HRP930973A2 (en) | Process and plant for drying and/or burning tiles | |
JPH08247648A (en) | System for drying body to be dried | |
CN211953597U (en) | Tunnel type multi-cavity drying equipment | |
KR20170021074A (en) | Drying apparatus | |
NL1012453C1 (en) | Animal House. | |
DE19719183C1 (en) | Multistage ceramic ware drying equipment | |
KR20130038115A (en) | Apparatus of fan in 1st drier for snack-fillets | |
CA3093485A1 (en) | Method and device for drying boards | |
RU96123919A (en) | PROCESSING SECTION AND METHOD OF VENTILATION OF THE PROCESSING SECTION | |
KR200407737Y1 (en) | An Apparatus for Drying Agricultural Products | |
EP0449388B1 (en) | Conditioning apparatus, in particular suitable for treating meat products | |
EP2181298B1 (en) | Method, drying oven for drying a material web with hot air, and use of the apparatus | |
US6401664B1 (en) | Apparatus for drying animals | |
CN106378943A (en) | Full-automatic annealing furnace equipment |