RU2581874C1 - Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing - Google Patents

Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing Download PDF

Info

Publication number
RU2581874C1
RU2581874C1 RU2015100177/05A RU2015100177A RU2581874C1 RU 2581874 C1 RU2581874 C1 RU 2581874C1 RU 2015100177/05 A RU2015100177/05 A RU 2015100177/05A RU 2015100177 A RU2015100177 A RU 2015100177A RU 2581874 C1 RU2581874 C1 RU 2581874C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
product
freezing
evaporator
refrigerant
concentrated
Prior art date
Application number
RU2015100177/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Тихонович Антипов
Виталий Юрьевич Овсянников
Яна Игоревна Кондратьева
Наталья Игоревна Бостынец
Анастасия Николаевна Денежная
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ").
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ").
Priority to RU2015100177/05A priority Critical patent/RU2581874C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2581874C1 publication Critical patent/RU2581874C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: process automation.
SUBSTANCE: invention relates to automation of technological processes and can be used in automation of freezing liquid products in food, chemical, medical and microbiological industry, as well as on agricultural companies. Method for automatic control of cyclic process of concentrating by freezing includes temperature measurement of raw product, coolant flow rate of initial boiling point, product being concentrated and concentrated product, initial and final content of dry substances in product at inlet and concentrated at installation, delivery and suction pressure of compressor. Maintainance of required temperature of freezing moisture from liquid product is carried out through adjustment of value of coolant feed into evaporator and consumption of circulating product depending on content of dry substances, as well as when value of maximum allowable minimum coolant boiling temperature in evaporator and dry substances content in concentrated product is different from initial value, when supplying to evaporator of hot coolant vapour is switching for regeneration.
EFFECT: technical result is increased accuracy and reliability of control of moisture freezing-out, broader capabilities of using method of moisture freezing-out of liquid products, higher quality of finished product, as well as low power consumption.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации вымораживания жидких продуктов в пищевой, химической, медицинской, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.The invention relates to the automation of technological processes and can be used to automate the freezing of liquid products in the food, chemical, medical, microbiological industries, as well as in enterprises of the agro-industrial complex.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ автоматического управления процессом получения пищевого льда в льдогенераторе «Блексматик В-41» [Лабораторный практикум по технологическому оборудованию пищевых производств: Учеб. пособие для вузов: / С.Т. Антипов и др.; Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 1999. 440 с.], включающий намораживание льда в виде гранул из воды, измерение размеров гранул датчиком и оттаивание путем подачи паров горячего хладагента.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a method for automatically controlling the process of producing food ice in the Bleksmatik V-41 ice maker [Laboratory workshop on technological equipment of food production: Textbook. manual for universities: / S.T. Antipov and others; Voronezh. state technol. Acad. Voronezh, 1999. 440 pp.], Including freezing ice in the form of granules from water, measuring the size of granules with a sensor and thawing by supplying hot refrigerant vapor.

Недостатками известного способа являются отсутствие управляющих воздействий непосредственно в процессе вымораживания влаги, сложность поддержания требуемой температуры концентрирования вымораживанием, низкий коэффициент теплопередачи, неэффективное получение вымороженного льда, что снижает точность управления и увеличивает энергозатраты.The disadvantages of this method are the lack of control actions directly in the process of freezing moisture, the difficulty of maintaining the required concentration temperature by freezing, low heat transfer coefficient, inefficient production of frozen ice, which reduces the accuracy of control and increases energy consumption.

Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности управления процессом вымораживания влаги, расширение возможностей использования способа, интенсификация процесса вымораживания влаги из жидких продуктов, повышение качества готового продукта, а также снижение энергозатрат.An object of the invention is to increase the accuracy and reliability of controlling the process of freezing moisture, expanding the possibilities of using the method, intensifying the process of freezing moisture from liquid products, improving the quality of the finished product, as well as reducing energy costs.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в способе автоматического управления циклическим процессом концентрирования вымораживанием, включающем измерение температуры исходного продукта, температуры кипения хладагента, расхода исходного, концентрируемого и сконцентрированного продукта, начального и конечного содержания сухих веществ в продукте на входе и в сконцентрированном на выходе из установки, давления нагнетания и всасывания компрессора, новым является то, что поддержание требуемой температуры вымораживания влаги из жидкого продукта осуществляется регулировкой величины подачи хладагента в испаритель и расхода циркулирующего продукта в зависимости от содержания сухих веществ в нем, а также при достижении величины предельно допустимой минимальной температуры кипения хладагента в испарителе и содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте, отличном от первоначального, при подаче в испаритель горячих паров хладагента происходит его переключение на регенерацию.The object of the invention is achieved in that in a method for automatically controlling a cyclic freezing concentration process, comprising measuring the temperature of the initial product, the boiling point of the refrigerant, the flow rate of the initial, concentrated and concentrated product, the initial and final solids content of the product at the inlet and in the concentrated outlet From the installation, discharge pressure and suction of the compressor, the new is that maintaining the required temperature is extinct moisture from the liquid product is controlled by adjusting the amount of refrigerant in the evaporator and the flow rate of the circulating product depending on the dry matter content in it, as well as when the maximum permissible minimum boiling point of the refrigerant in the evaporator and the dry matter content of the concentrated product are different from the original, when hot refrigerant vapor is supplied to the evaporator, it switches to regeneration.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности и надежности управления процессом вымораживания влаги, интенсификации процесса вымораживания жидких продуктов, снижении энергозатрат, а также повышении качества готового продукта.The technical result of the invention is to improve the accuracy and reliability of controlling the process of freezing moisture, intensifying the process of freezing liquid products, reducing energy consumption, as well as improving the quality of the finished product.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Схема автоматического управления циклическим процессом концентрирования вымораживанием содержит вымораживающую установку, состоящую из следующих элементов: рабочей ванны 1, насоса 2 подачи жидкого продукта из накопительного бака 3 с перфорированной крышкой, реверсивного двигателя 4, обеспечивающего поворот рабочей ванны при выгрузке гранул вымороженного льда, компрессора 5 холодильной установки, конденсатора 6, ресивера 7, фильтра-осушителя 8 хладагента, регенеративного теплообменника 9, терморегулирующего вентиля 10, испарителя 11 с теплообменными элементами, погруженными в жидкий продукт в рабочей ванне 1; линии: 12 - подачи исходного продукта в накопительный бак 3, 13 - подачи исходного продукта в насос 2, 14 - отвода сконцентрированного продукта из установки, 15 - подачи исходного продукта в рабочую ванну 1, 16 - отвода продукта из рабочей ванны 1 в накопительный бак 3, 17 - подачи сжатого хладагента в конденсатор 6, 18 - подачи сконденсированного хладагента в ресивер 7, 19 - подачи хладагента в фильтр-осушитель 8, 20 - подачи хладагента в регенеративный теплообменник 9, 21 - подачи хладагента в терморегулирующий вентиль 10, 22 - подачи хладагента в испаритель 11, 23 - отвода парообразного хладагента из испарителя 11 в ресивер 7, 24 - подачи парообразного хладагента в компрессор 5, 25 - подачи горячих паров хладагента в испаритель 11 для оттаивания гранул льда, 26 - отвода хладагента из испарителя 11 в ресивер 7; датчики: 27 - давления нагнетания хладагента, расположенный на линии 17 подачи сжатого хладагента в конденсатор, 28 - измерения давления всасывания паров хладагента, расположенный на линии 24 подачи парообразного хладагента в компрессор 5, 29 - измерения температуры продукта, установленный в накопительном баке 3, 30 - измерения температуры кипения хладагента в испарителе 11, 31 - измерения расхода исходного продукта, установленный в линии 12 подачи исходного продукта в накопительный бак 3, 32 - измерения расхода исходного продукта, установленный в линии 15 подачи исходного продукта в рабочую ванну, 33 - измерения расхода сконцентрированного продукта, установленный в линии 14 отвода сконцентрированного продукта из установки, 34 - нижнего уровня и 35- верхнего уровня продукта в накопительном баке 3, 36 - уровня продукта в рабочей ванне 1 установки, 37 - измерения концентрации растворенных веществ, установленный в накопительном баке, вторичные приборы 38-48, преобразователи 49-58, исполнительные механизмы 59-68, микропроцессор 69.The scheme for automatic control of the cyclic process of concentration by freezing contains a freezing unit consisting of the following elements: a working bath 1, a pump 2 for supplying a liquid product from an accumulation tank 3 with a perforated lid, a reversing engine 4, which rotates the working bath when unloading frozen granules of frozen ice, and a compressor 5 refrigerating installation, condenser 6, receiver 7, filter drier 8 refrigerant, regenerative heat exchanger 9, thermostatic valve 10, evaporator 11 with heat oobmennymi elements immersed in the liquid product in one processing bath; lines: 12 - supply of the initial product to the storage tank 3, 13 - supply of the initial product to the pump 2, 14 - discharge of the concentrated product from the installation, 15 - supply of the initial product to the working bath 1, 16 - discharge of the product from the working bath 1 to the storage tank 3, 17 - supply of compressed refrigerant to the condenser 6, 18 - supply of condensed refrigerant to the receiver 7, 19 - supply of refrigerant to the filter dryer 8, 20 - supply of refrigerant to the regenerative heat exchanger 9, 21 - supply of refrigerant to thermostatic expansion valve 10, 22 - supply of refrigerant to the evaporator 11, 23 - about supplying vaporous refrigerant from the evaporator 11 to the receiver 7, 24 — supplying vaporous refrigerant to the compressor 5, 25 — supplying hot vapor of the refrigerant to the evaporator 11 for thawing ice granules, 26 — discharging the refrigerant from the evaporator 11 to the receiver 7; sensors: 27 - refrigerant discharge pressure, located on the line 17 for supplying compressed refrigerant to the condenser, 28 - measuring the suction pressure of the refrigerant vapor, located on the line 24 for supplying vaporous refrigerant to the compressor 5, 29 - measuring the temperature of the product installed in the storage tank 3, 30 - measuring the boiling point of the refrigerant in the evaporator 11, 31; - measuring the flow rate of the initial product installed in the supply line 12 to the storage tank 3, 32; - measuring the flow rate of the initial product installed in the line and 15 supplying the initial product to the working bath, 33 - measuring the flow rate of the concentrated product, installed in the line 14 for withdrawing the concentrated product from the installation, 34 - the lower level and 35 - the upper level of the product in the storage tank 3, 36 - product level in the working bath 1 of the installation , 37 - measurement of the concentration of dissolved substances installed in the storage tank, secondary devices 38-48, converters 49-58, actuators 59-68, microprocessor 69.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В режиме «вымораживания льда» исходный продукт, расход которого контролируется датчиком расхода 31, по линии 12 поступает в накопительный бак 3 с перфорированной крышкой до тех пор, пока уровень продукта не достигнет уровня установки датчика верхнего уровня 35 верхнего уровня продукта в накопительном баке 3, после чего сигнал поступает в микропроцессор 69, который при помощи исполнительного механизма 66 перекрывает вентиль подачи исходного продукта, одновременно воздействуя на исполнительный механизм 65 реверсивного двигателя 4, приводящего рабочую ванну 1 в горизонтальное положение, и воздействует на исполнительный механизм 61 включения насоса 2 и переключает исполнительный механизм 62, установленный в линии 15, обеспечивая подачу жидкого продукта в рабочую ванну 1.In the "freezing ice" mode, the initial product, the flow rate of which is controlled by the flow sensor 31, enters the storage tank 3 with a perforated lid through line 12 until the product level reaches the installation level of the upper level sensor 35 of the upper level of the product in the storage tank 3, after which the signal enters the microprocessor 69, which with the help of the actuator 66 closes the feed valve of the source product, while acting on the actuator 65 of the reversing motor 4, leading the working bath 1 in a horizontal position, and acts on the actuator 61 to turn on the pump 2 and switches the actuator 62 installed in line 15, providing a liquid product in the working bath 1.

При достижении жидким продуктом уровня размещения датчика 36 уровня продукта в рабочей ванне 1 микропроцессором 69 подается управляющий сигнал на исполнительный механизм 59 включения компрессора 5, на исполнительный механизм 60, открывающий подачу парообразного хладагента в конденсатор 6, линию 18 подачи жидкого хладагента в ресивер 7, линию 19 подачи хладагента в фильтр-осушитель 8, линию 20 подачи хладагента в регенеративный теплообменник 9 для переохлаждения перед дросселированием, линию 21 подачи хладагента в регулирующий вентиль 10, воздействует на исполнительный механизм 63, открывая подачу потока хладагента из терморегулирующего вентиля 10 в линию 22 подачи хладагента в испаритель 11 и исполнительные механизмы 64 и 67 в линии 23 подачи парообразного хладагента в регенеративный теплообменник 9, а из него по линии 24 на всасывание в компрессор 5.When the liquid product reaches the placement level of the sensor 36 of the product level in the working bath 1, the microprocessor 69 provides a control signal to the actuator 59 for turning on the compressor 5, to the actuator 60, which opens the supply of vaporous refrigerant to the condenser 6, the line 18 for supplying liquid refrigerant to the receiver 7, line 19 refrigerant supply to the filter drier 8, refrigerant supply line 20 to the regenerative heat exchanger 9 for subcooling before throttling, refrigerant supply line 21 to the control valve 10, affects drives the actuator 63, opening the flow of refrigerant from the thermostatic valve 10 to the refrigerant supply line 22 to the evaporator 11 and the actuators 64 and 67 in the vapor refrigerant supply line 23 to the regenerative heat exchanger 9, and from it to the compressor 5 via line 24 .

При работе установки продукт по линиям 13 и 15 непрерывно подается в рабочую ванну 1, в которой размещены теплообменные элементы испарителя 11, на которых образуется вымороженный лед, и непрерывно отводится по линии 16 в рабочий бак 3 с перфорированной крышкой, в котором размещены датчик температуры 29 и датчик измерения концентрации растворенных веществ в жидком продукте 37.During operation of the installation, the product along lines 13 and 15 is continuously supplied to the working bath 1, in which the heat exchange elements of the evaporator 11 are placed, on which frozen ice is formed, and is continuously discharged along line 16 to the working tank 3 with a perforated lid, in which the temperature sensor 29 is placed and a sensor for measuring the concentration of dissolved substances in the liquid product 37.

По измеренным текущим значениям концентрации растворенных веществ в жидком продукте датчиком 37 и расхода продукта датчиком 32, установленным в линии 15, микропроцессор 69 вычисляет фактическое содержание влаги, подаваемой с исходным продуктом в рабочую ванну 1 и с помощью исполнительного механизма 60 корректирует величину подачи жидкого хладагента в ресивер 7, а с помощью исполнительного механизма 63 - величину подачи хладагента в испаритель 11 до достижения требуемой температуры кипения хладагента, измеряемой датчиком 30, в зависимости от давления нагнетания хладагента, измеряемого датчиком 27, и давления всасывания хладагента, измеряемого датчиком 28.Using the measured current values of the concentration of dissolved substances in the liquid product by the sensor 37 and the product flow by the sensor 32 installed in line 15, the microprocessor 69 calculates the actual moisture content supplied with the original product to the working bath 1 and, using the actuator 60, adjusts the amount of liquid refrigerant in receiver 7, and using the actuator 63 - the amount of refrigerant supply to the evaporator 11 until the desired refrigerant boiling point is measured by the sensor 30, depending on yes Lenia refrigerant discharge measured sensor 27 and the suction pressure of the refrigerant measured by the sensor 28.

При достижении текущего значения температуры кипения хладагента в испарителе 11, измеренного датчиком температуры 30, предельно минимального значения и текущего значения концентрации растворенных веществ в концентрируемом жидком продукте, измеренным датчиком 37, отличным от первоначального содержания сухих веществ, испаритель переключается на регенерацию оттаиванием, а микропроцессор 69 с помощью исполнительного механизма 61 отключает привод насоса 2 и, соответственно, подачу продукта в рабочую ванну 1, из которой остатки продукта отводятся в накопительный бак 3. После этого вымораживающая установка переключается в режим «оттаивание» и микропроцессор 69 вырабатывает управляющий сигнал, при помощи которого срабатывает исполнительный механизм 65 реверсивного двигателя 4, обеспечивающий поворот рабочей ванны 1 в вертикальное положение.Upon reaching the current value of the boiling point of the refrigerant in the evaporator 11, measured by the temperature sensor 30, the maximum minimum value and the current value of the concentration of dissolved substances in the concentrated liquid product, measured by the sensor 37, different from the initial solids content, the evaporator switches to regeneration by defrosting, and the microprocessor 69 using the actuator 61 turns off the pump 2 drive and, accordingly, the product supply to the working bath 1, from which the product remains it is stored in the storage tank 3. After this, the freezing unit switches to the “defrost” mode and the microprocessor 69 generates a control signal by means of which the actuator 65 of the reversing motor 4 is activated, which rotates the working bath 1 to a vertical position.

После завершения поворота рабочей ванны 1 исполнительный механизм отключает реверсивный двигатель 4 и микропроцессор 69 посредством исполнительного механизма 60 кратковременно переключает нагнетание горячих паров хладагента в линии 25, 22 и испаритель 11, обеспечивая частичное подтаивание гранул вымороженного льда в местах контакта с теплообменной поверхностью испарителя. Одновременно посредством исполнительного механизма 68 открывается вентиль в линии 26 и жидкий хладагент, сконденсировавшийся в испарителе 11, стекает в ресивер 7.After the rotation of the working bath 1 is completed, the actuator shuts off the reversing motor 4 and the microprocessor 69 by means of the actuator 60 briefly switches the injection of hot refrigerant vapor in lines 25, 22 and the evaporator 11, providing partial thawing of frozen ice granules in contact with the heat exchange surface of the evaporator. At the same time, through the actuator 68, the valve in line 26 opens and liquid refrigerant condensed in the evaporator 11 flows into the receiver 7.

Подтаявшие гранулы под действием силы тяжести свободно соскальзывают с теплообменных элементов испарителя 11, падают вниз на перфорированную крышку накопительного бака 3 и отводятся из установки. The thawed granules under the action of gravity freely slide off the heat exchange elements of the evaporator 11, fall down onto the perforated cover of the storage tank 3 and are removed from the installation.

Микропроцессор посредством исполнительного механизма 61 включает привод насоса 2 и одновременно с помощью исполнительного механизма 62 переключает вентиль в линии 15, обеспечивая отвод сконцентрированного продукта в линию 14 с датчиком расхода 33 сконцентрированного продукта из установки.The microprocessor by means of an actuator 61 includes a drive of the pump 2 and at the same time by means of an actuator 62 switches the valve in line 15, allowing the concentrated product to be diverted to line 14 with a flow sensor 33 of the concentrated product from the installation.

При достижении уровнем продукта в накопительном баке уровня установленного в нем датчика нижнего уровня 34 информация поступает в микропроцессор 69, обеспечивающий переключение работы вымораживающей установки в режим «вымораживание» по ранее описанной схеме.When the level of the product in the storage tank reaches the level of the low level sensor installed in it 34, the information enters the microprocessor 69, which switches the operation of the freezing unit into the “freezing” mode according to the previously described scheme.

Из-за возможных технологических сбоев, связанных с резкими колебаниями температуры и содержания сухих веществ в исходном продукте, наличия нежелательных притоков теплоты из окружающей среды при изменении ее температуры, не исключена вероятность изменений скорости намораживания твердой фазы, что повлияет на количество вымороженного льда и, соответственно, конечное содержание сухих веществ в сконцентрированном продукте, что повлечет за собой корректировку работы холодильной установки по описанной ранее схеме.Due to possible technological failures associated with sharp fluctuations in temperature and dry matter content in the initial product, the presence of undesirable influx of heat from the environment when its temperature changes, the probability of changes in the rate of freezing of the solid phase is not excluded, which will affect the amount of frozen ice and, accordingly , the final solids content in the concentrated product, which will entail the adjustment of the operation of the refrigeration unit according to the previously described scheme.

Рассмотрим конкретный пример реализации способа автоматического управления циклическим процессом концентрирования вымораживанием вишневого сока.Consider a specific example of the implementation of the method of automatic control of the cyclic concentration process by freezing cherry juice.

Процесс осуществляется со следующими техническими характеристиками: расход исходного сока, м3/с - 8,7·10-5; концентрация растворенных веществ в исходном соке, % - 12,0; площадь боковой поверхности теплообменных элементов, м2 - 0,15; уровень сока в ванне, м - 0,03; температура кипения хладагента в испарителе, °С - минус 19,5; давление всасывания компрессора, МПа - 0,13; давление нагнетания компрессора, МПа - 0,88; концентрация растворенных веществ в сконцентрированном вишневом соке, % - 21,0.The process is carried out with the following technical characteristics: flow rate of the initial juice, m 3 / s - 8.7 · 10 -5 ; the concentration of dissolved substances in the source juice,% - 12.0; the surface area of the heat exchange elements, m 2 - 0.15; the level of juice in the bath, m - 0.03; boiling point of refrigerant in the evaporator, ° С - minus 19.5; compressor suction pressure, MPa - 0.13; compressor discharge pressure, MPa - 0.88; the concentration of dissolved substances in concentrated cherry juice,% - 21.0.

После заполнения рабочего бака соком, поступающим по линии 12 с расходом, измеряемым датчиком 31, составляющим, например, 8,7·10-5 м3/с, срабатывает датчик верхнего уровня 35 продукта в накопительном баке 3, после чего микропроцессор 69 при помощи исполнительного механизма 66 перекрывает вентиль подачи исходного продукта и, одновременно воздействуя на исполнительный механизм 65 реверсивного двигателя 4, приводит рабочую ванну 1 в горизонтальное положение, а также воздействует на исполнительный механизм 61 включения насоса 2 и переключает исполнительный механизм 62, установленный в линии 15, что обеспечивает подачу жидкого продукта в рабочую ванну 1 до достижения уровня установки датчика 36, например, 0,03 м. After filling the working tank with juice flowing through line 12 with a flow rate measured by the sensor 31, for example, 8.7 · 10 -5 m 3 / s, the top level sensor 35 of the product in the storage tank 3 is triggered, after which the microprocessor 69 the actuator 66 closes the feed valve of the source product and, while acting on the actuator 65 of the reversing motor 4, brings the working bath 1 to a horizontal position, and also acts on the actuator 61 to turn on the pump 2 and switches flax mechanism 62 mounted in the line 15 that supplies the liquid product into the working bath 1 until the level sensor mounting 36, for example, 0.03 m.

После этого микропроцессор 69 воздействует на исполнительный механизм 59 включения компрессора 5, на исполнительный механизм 60, открывающий подачу парообразного хладагента в конденсатор 6, линию 18 подачи жидкого хладагента в ресивер 7, линию 19 подачи хладагента в фильтр-осушитель 8, линию 20 подачи хладагента в регенеративный теплообменник 9 для переохлаждения перед дросселированием, линию 21 подачи хладагента в регулирующий вентиль 10, на исполнительный механизм 63, открывая подачу потока хладагента из терморегулирующего вентиля 10 в линию 22 подачи хладагента в испаритель 11 и исполнительные механизмы 64 и 67 в линии 23 подачи парообразного хладагента в регенеративный теплообменник 9, а из него по линии 24 на всасывание в компрессор 5. При этом температура кипения хладагента в испарителе, измеренная датчиком 30, составляет, например, минус 19,5 °С, давление всасывания компрессора, измеренное датчиком 28, составляет, например, 0,13 МПа, а давление нагнетания компрессора, измеренное датчиком 27, составляет, например, 0,88 МПа, а расход исходного сока, циркулирующего в линиях 15 и 16, измеренный датчиком 32, составляет, например, 4,2·10-5 м3/с.After that, the microprocessor 69 acts on the actuator 59 for turning on the compressor 5, on the actuator 60, which opens the supply of vaporous refrigerant to the condenser 6, the liquid refrigerant supply line 18 to the receiver 7, the refrigerant supply line 19 to the filter dryer 8, the refrigerant supply line 20 to regenerative heat exchanger 9 for subcooling before throttling, the refrigerant supply line 21 to the control valve 10, to the actuator 63, opening the flow of refrigerant from the thermostatic valve 10 to the 22 p line supplying refrigerant to the evaporator 11 and actuators 64 and 67 in the vapor supply line of the refrigerant vapor to the regenerative heat exchanger 9, and from it via the line 24 to the suction in the compressor 5. The boiling point of the refrigerant in the evaporator, measured by the sensor 30, is, for example, minus 19.5 ° C, the compressor suction pressure measured by the sensor 28 is, for example, 0.13 MPa, and the compressor discharge pressure measured by the sensor 27 is, for example, 0.88 MPa, and the flow rate of the initial juice circulating in the lines 15 and 16 measured sensors om 32 is, for example, 4.2 × 10 -5 m 3 / s.

Если текущее значение температуры кипения хладагента и концентрации растворенных веществ в вишневом соке не достигли предельно установленных значений, то установка работает в режиме «вымораживание».If the current value of the boiling point of the refrigerant and the concentration of dissolved substances in the cherry juice have not reached the maximum values, then the installation operates in the “freezing” mode.

Если значения температуры кипения хладагента в испарителе 11, измеренной датчиком 30, достигли предельной установленной величины, например, равной -22°С, а значения концентрации растворенных веществ в вишневом соке, измеренной датчиком 37, также достигло предельного установленного значения, составляющего, например, 21,0 %, микропроцессор 69 с помощью исполнительного механизма 61 отключает привод насоса 2 и подачу продукта в рабочую ванну 1, из которой остатки продукта отводятся в накопительный бак 3 и вымораживающая установка переключается в режим «оттаивание», при котором микропроцессор 69 при помощи исполнительного механизма 65 реверсивного двигателя 4 обеспечивает поворот рабочей ванны 1 в вертикальное положение, посредством исполнительного механизма 60 кратковременно переключается нагнетание горячих паров хладагента в линии 25, 22 и испаритель 11, обеспечивая частичное подтаивание гранул вымороженного льда в местах контакта с теплообменной поверхностью испарителя.If the boiling point of the refrigerant in the evaporator 11, measured by the sensor 30, has reached the limit set value, for example, equal to -22 ° C, and the concentration of dissolved substances in the cherry juice, measured by the sensor 37, has also reached the limit set value, for example, 21 , 0%, the microprocessor 69 using the actuator 61 turns off the pump 2 drive and the product supply to the working bath 1, from which product residues are discharged into the storage tank 3 and the freezing unit switches to m “defrosting”, in which the microprocessor 69, using the actuator 65 of the reversible motor 4, rotates the working bath 1 to a vertical position, by means of the actuator 60, the injection of hot refrigerant vapor in line 25, 22 and the evaporator 11 are briefly switched over, providing partial thawing of the frozen granules ice in contact with the heat exchange surface of the evaporator.

Подтаявшие гранулы под действием силы тяжести соскальзывают с теплообменных элементов испарителя 11 и падают вниз на перфорированную крышку накопительного бака 3, после чего отводятся из установки. Thawed granules under the action of gravity slide off the heat exchange elements of the evaporator 11 and fall down onto the perforated lid of the storage tank 3, and then are removed from the installation.

Микропроцессор посредством исполнительного механизма 61 включает привод насоса 2 и одновременно с помощью исполнительного механизма 62 переключает вентиль в линии 15, обеспечивая отвод сконцентрированного продукта в линию 14, расход которого, измеренный датчиком 33 составляет, например, 8,7·10-5 м3/с.The microprocessor by means of an actuator 61 includes a drive of the pump 2 and at the same time by means of an actuator 62 switches the valve in line 15, ensuring the discharge of the concentrated product into line 14, the flow rate of which is measured by the sensor 33 is, for example, 8.7 · 10 -5 m 3 / from.

При достижении уровнем продукта в накопительном баке уровня установленного в нем датчика нижнего уровня 34 информация поступает в микропроцессор 69, обеспечивающий переключение работы вымораживающей установки в режим «вымораживание» по ранее описанной схеме.When the level of the product in the storage tank reaches the level of the low level sensor installed in it 34, the information enters the microprocessor 69, which switches the operation of the freezing unit into the “freezing” mode according to the previously described scheme.

Таким образом, предлагаемый способ автоматического управления циклическим процессом концентрирования вымораживанием позволяет: повысить точность и надежность управления процессом вымораживания влаги, расширить возможности использования способа, интенсифицировать процесса вымораживания влаги из жидких продуктов, повысить качество готового продукта, а также снизить энергозатраты.Thus, the proposed method for automatically controlling the cyclic process of concentration by freezing allows you to: increase the accuracy and reliability of controlling the process of freezing moisture, expand the possibilities of using the method, intensify the process of freezing moisture from liquid products, improve the quality of the finished product, and also reduce energy consumption.

Claims (1)


Способ автоматического управления циклическим процессом концентрирования вымораживанием, включающий измерение температуры исходного продукта, температуры кипения хладагента, расхода исходного, концентрируемого и сконцентрированного продукта, начального и конечного содержания сухих веществ в продукте на входе и в сконцентрированном на выходе из установки, давления нагнетания и всасывания компрессора, отличающийся тем, что поддержание требуемой температуры вымораживания влаги из жидкого продукта осуществляется регулировкой величины подачи хладагента в испаритель и расхода циркулирующего продукта в зависимости от содержания сухих веществ в нем, а также при достижении величины предельно допустимой минимальной температуры кипения хладагента в испарителе и содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте, отличном от первоначального, при подаче в испаритель горячих паров хладагента происходит его переключение на регенерацию.

A method for automatically controlling the cyclic process of concentration by freezing, including measuring the temperature of the initial product, the boiling point of the refrigerant, the flow rate of the initial, concentrated and concentrated product, the initial and final solids content of the product at the inlet and concentrated at the outlet of the unit, the compressor discharge and suction pressures, characterized in that the maintenance of the required temperature of freezing moisture from the liquid product is carried out by adjusting the values different ways of supplying the refrigerant to the evaporator and the flow rate of the circulating product depending on the dry matter content in it, as well as upon reaching the maximum permissible minimum boiling point of the refrigerant in the evaporator and the dry matter content in the concentrated product, which is different from the initial one, when hot refrigerant vapor is supplied to the evaporator it switches to regeneration.
RU2015100177/05A 2015-01-13 2015-01-13 Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing RU2581874C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100177/05A RU2581874C1 (en) 2015-01-13 2015-01-13 Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100177/05A RU2581874C1 (en) 2015-01-13 2015-01-13 Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2581874C1 true RU2581874C1 (en) 2016-04-20

Family

ID=56195038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015100177/05A RU2581874C1 (en) 2015-01-13 2015-01-13 Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2581874C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3272875A (en) * 1965-04-26 1966-09-13 Du Pont Surface crystallization process
SU384235A3 (en) * 1970-03-19 1973-05-23
SU1279649A1 (en) * 1985-06-14 1986-12-30 Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности Installation for desalination of salt water by freezing
US5575160A (en) * 1993-05-20 1996-11-19 Waterworks International, Inc. Freeze crystallization for the removal of water from a solution of dissolved solids
RU2140804C1 (en) * 1994-12-08 1999-11-10 Зульцер Кемтех А.Г. Method and apparatus for separation of agent from liquid mixture by fractionated crystallization
RU2278717C2 (en) * 2000-08-10 2006-06-27 КРАЙТЕК Лтд. Method and device for continuous crystallization of liquid by freezing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3272875A (en) * 1965-04-26 1966-09-13 Du Pont Surface crystallization process
SU384235A3 (en) * 1970-03-19 1973-05-23
SU1279649A1 (en) * 1985-06-14 1986-12-30 Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности Installation for desalination of salt water by freezing
US5575160A (en) * 1993-05-20 1996-11-19 Waterworks International, Inc. Freeze crystallization for the removal of water from a solution of dissolved solids
RU2140804C1 (en) * 1994-12-08 1999-11-10 Зульцер Кемтех А.Г. Method and apparatus for separation of agent from liquid mixture by fractionated crystallization
RU2278717C2 (en) * 2000-08-10 2006-06-27 КРАЙТЕК Лтд. Method and device for continuous crystallization of liquid by freezing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101797068B (en) Cooling device and cooling method
EP2988077A1 (en) Systems and methods for operating a refrigeration system
RU2581874C1 (en) Method for automatic control of cyclic process of concentration by freezing
CN106152654A (en) A kind of refrigeration plant with quick-frozen function and method of freezing thereof
CN108800632A (en) A kind of ice water station for producing 2 DEG C of ice water
KR101555679B1 (en) Ice size controlling apparatus for an ice machine and method thereof
CN210569543U (en) Freeze dryer
KR101573383B1 (en) Control method of ice maker
CN105276912A (en) Control method of drying chamber and refrigerator
RU2309582C1 (en) Energy-saving milk cooling system designed for farms and using natural cold
CN105466113A (en) Automatic cycle moisturizing device of refrigerator refrigerating chamber
CN105222505A (en) The control method of humidifying chamber and refrigerator
WO2016036272A1 (en) Method for cooling the lid of a water bath of a research or testing device
CN203801667U (en) Fast low-temperature microwave unfreezing equipment
CN203964496U (en) A kind of device for donsole taste snowflake
CN203964495U (en) A kind of multi-functional cold drink equipment for snowflake processed
CN104110923A (en) Device for making flavored snowflake
CN203964497U (en) Taste snow machine
RU2601003C2 (en) Plant for desalination and purification of water at agricultural objects
RU2654867C1 (en) Device for separation freezing out of liquid foodstuffs
EP2290306A2 (en) Cooling device
RU2812110C1 (en) Unit for layered freezing and use of natural ice in milk cooling
CN110131942B (en) Temperature adjusting device and method for super-ice-temperature refrigerator
CN108940151A (en) Crystal evolution reaction tank
CN203758204U (en) Double-effect heat pump rice drying system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180114