SU1330428A1 - Способ термической обработки м са в полутушах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области холодильной технологии, а именно к способам термической обработки м са в полутушах, и позвол ет снизить потери массы продукта от усушки. Предлагаемый способ предусматривает замораживание м сных полутуш потоком холодного воздуха в две стадии, причем замораживание продукта на первой стадии осуш,ествл ют в течение 8-10 ч при температуре воздуха от -24 до -26°С, а замораживание на второй стадии - в течение 12-14 ч при температуре воздуха от -30 до -35°С, при этом скорость воздушного потока у бедренной части полутуш на обеих стади х поддерживают равной 1,2- 1,5 м/с. Перва  стади  замораживани  по продолжительности совпадает с периодом максимальных тепловыделений м са (70- )%), втора  стади  - с периодом его минимальных тепловыделений (20-30%). 1 ил. fi (Л OD ОО О N ю 00

Description

Изобретение относитс  к холодильной технологии, а и.менпо к способам термической обработки м са в полутушах, и может быть использовано на предпри ти х агропромышленного комплекса дл  замораживани  продукта.

Цель изобретени  - снижение потерь массы м са от усущки.

Предлагаемый способ предусматривает замораживание м сных полуту п потоком холодного воздуха в две стадии. Замораживание продукта на первой стадии осуществл ют в течение 8-10 ч при температуре воздуха от -24 до -26°С, а замораживание на второй стадии - в течение 12-14 ч при температуре воздуха от -30 до -35°С, при этом скорость воздушного потока у бедренной части полутущ на обеих стади х поддерживают равной 1,2-1,5 м/с.

На чертеже схематически изображена холодильна  установка дл  осуществлени  предлагаемого способа,

Холодильна  установка содержит морозильные камеры 1 с воздухоохладител ми 2, компрессоры 3 низкой ступени, ко.мпрес- соры 4 высокой ступени, промежуточный сосуд 5, маслоотделитель 6, конденсатор 7, линейный ресивер 8, регулирующий вентиль 9, циркул ционный ресивер 10, насосы 11 дл  холодильного агента, жидкостную магистраль 12 дл  хладагента под давлением конденсации, жидкостную магистраль 13 под давлением насосов 11, паровую магистраль 14 дл  хладагента, парожидкостную магистраль 15 и регулируюп ие вентили 16 перед каждым воздухоохладителем 2.

Способ осуществл ют следующим образом .

Парное м со в гюлутушах из цеха убо  скота и разделки туш направл ют в первую морозильную камеру I. За 30 мин до поступлени  м са включают в работу конденсаторы 7 путем подачи ES них охлаждающей среды (воды или 1юздуха), компрессоры 4 высокой ступени, а затем компрессоры 3 низкой ступени. Жидкий хладагент из линейного ресивера 8 по магистрали 12 через промежуточный сосуд 5 подают в циркул ционный ресивер 10. Насосами 11 (оди н из насосов - резервный) подают хладагент по магистрали 13 через вентили 16 в воздухоохладители 2, включают вентил торы и осуществл ют охлаждение камеры до t«(-33) - (-35)°С. Понижение температуры воздуха в камере перед загрузкой м са до (-33) - (-35)С обусловлено пеобходимост ю компенсации теплопритоков в камеру извне за врем  загрузки. Аналогично включают в работу последующие камеры . Парожидкостна  смесь хладагента из

Отбор тепла м са в период максимальных его тепловыделений (70-80%) ведут в течение 8-10 ч (с учетом времени загрузки ) при температуре в камере от -24 до -26°С. Холодопроизводительность воздухоохладителей 2 увеличивают за счет поддержани  в них посто нной температуры кипени  хладагента (от -40 до -41°С) путем астатического шагового регулировани  установленной холодопроизводительности ком- 20 прессоров низкой 3 и высокой 4 ступени и увеличени  температурного напора ме сду воздухом в камере 1 и температурой ки- пепи  хладагента в воздухоохладител х 2 в соответствии с интенсивностью тепловыделений м са. По окончании загрузки перва  камера 1 производит последовательно загрузку остальных морозильных камер 1 с интервалом времени, обусловленным их емкостью и режимо.м работы цеха убо  скота и разделки тут. Посто нную температуру кипени  хладагента в воздухоохладител х 2 по мере увеличени  тепловой нагрузки при включении морозильных камер I обеспечивают включением необходимого количества компрессоров 3 и 4 низкой и высокой ступеней и увеличением количества циркулирующего хладагента в аппаратах 5, 6, 7, 8, 10 и магистрал х 12, 14.

Отбор тепла от м са в период минимальных тепловыделений (20-30%) ведут в течение 12-14 ч .при температуре в камере 1 от -30 до -35°С. Уменьщают количество работающих в установке компрессоров 3 и 4, а также количество циркулирующего хладагента в аппаратах 5, 6, 7, 8, 10 и магистрал х 12 и 14.

Вентил торь. воздухоохладителей 2 работают в течение всего цикла замораживани  при посто нной производительности. Скорость движени  воздуха у бедренной части полутуш обеспечивают равной 1,2- 1,5 м/с с помощью системы воздухорас- пределени . После окончани  каждого цикла TQ замораживани  м са провод т оттаивание воздухоохладителей 2.

Пример 1. Замораживание м са в по- лутуц ах провод т в четырех морозильных камерах емкостью 40 т. Врем  термической обработки продукта 22 ч, оборачивае35

40

45

воздухоохладител  2 по магистрали 15 по- 55 мость камер 24 ч.

ступает в циркул ционный ресивер 10, кото-Из цеха убо  скота и разделки тущ м со

рый выполн ет

функции отделител  жидкости . Парообразный хладагент по магистранаправл ют в первую морозильную ка.меру, температуру воздуха в которой перед нача0

г

5

ли 14 отсасываетс  компрессором 3 низкой ступени, нагнетаетс  в промежуточный сосуд 5, где охлаждаетс , затем всасываетс  компрессоро.м 4 высокой ступени, нагнетаетс  через маслоотделитель 6 в конденсатор 7, в котором за счет отдачи тепла окружающей среде конденсируетс  и сливаетс  в линейный ресивер 8. Далее схема движени  хладагента в установке повтор етс . В период загрузки температура воздуха повышаетс .

Отбор тепла м са в период максимальных его тепловыделений (70-80%) ведут в течение 8-10 ч (с учетом времени загрузки ) при температуре в камере от -24 до -26°С. Холодопроизводительность воздухоохладителей 2 увеличивают за счет поддержани  в них посто нной температуры кипени  хладагента (от -40 до -41°С) путем астатического шагового регулировани  установленной холодопроизводительности ком- 0 прессоров низкой 3 и высокой 4 ступени и увеличени  температурного напора ме сду воздухом в камере 1 и температурой ки- пепи  хладагента в воздухоохладител х 2 в соответствии с интенсивностью тепловыделений м са. По окончании загрузки перва  камера 1 производит последовательно загрузку остальных морозильных камер 1 с интервалом времени, обусловленным их емкостью и режимо.м работы цеха убо  скота и разделки тут. Посто нную температуру кипени  хладагента в воздухоохладител х 2 по мере увеличени  тепловой нагрузки при включении морозильных камер I обеспечивают включением необходимого количества компрессоров 3 и 4 низкой и высокой ступеней и увеличением количества циркулирующего хладагента в аппаратах 5, 6, 7, 8, 10 и магистрал х 12, 14.

Отбор тепла от м са в период минимальных тепловыделений (20-30%) ведут в течение 12-14 ч .при температуре в камере 1 от -30 до -35°С. Уменьщают количество работающих в установке компрессоров 3 и 4, а также количество циркулирующего хладагента в аппаратах 5, 6, 7, 8, 10 и магистрал х 12 и 14.

Вентил торь. воздухоохладителей 2 работают в течение всего цикла замораживани  при посто нной производительности. Скорость движени  воздуха у бедренной части полутуш обеспечивают равной 1,2- 1,5 м/с с помощью системы воздухорас- пределени . После окончани  каждого цикла Q замораживани  м са провод т оттаивание воздухоохладителей 2.

Пример 1. Замораживание м са в по- лутуц ах провод т в четырех морозильных камерах емкостью 40 т. Врем  термической обработки продукта 22 ч, оборачивае0

5

0

5

5 мость камер 24 ч.

направл ют в первую морозильную ка.меру, температуру воздуха в которой перед началом загрузки понижают до к -35°С. Загрузку осуществл ют в течение 3,5 ч. Загрузку последующих камер ведут с интервалом времени 4 ч (т. е. перва  камера загружаетс  с до , втора  - с до треть  - с 16°° до и последн   - с 20 до 23. Цех убо  скота работает в две смены. Отбор максимальных тепловыделений от м са (80%) осуществл ют в течение 10 ч при температуре в камере - 24°С: в первой камере с 8 до 18™, во

охладителей в течение всего цикла замораживани  обеспечивают путем поддержани  режима работы компрессоров и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующего покрытию максимальных тепловыделений в камере кВт. Воздухоохладители рассчитывают дл  покрыти  минимальной тепловой нагрузки в камере кВт при тепловом напоре и охлаждении циркулирующего воздуха на 10 ,3°С.

Количество циркулирующего воздуха в течение цикла замораживани  не измен ют. Система воздухораспределени  обеспечивает скорость воздуха около бедренной части повторой - с 12™ до 22, в третьей - с 16™ до 2, в последней - с 20 до 6. Максимальна  теплова  нагрузка в данный период в каждой камере равна кВт.

Отбор минимальных тепловыделений м - с равную 1,5 м/с. Потери массы при са (20%) осуйгествл ют в течение остав- загрузке 20 тыс. кг м са составл ют 260 кг, щихс  12 ч цикла при температуре воздуха что соответствует 1,3%.

-За первые 6-7 ч м со при интенсив20

35

в камере /к -35°С. Теплова  нагрузка в данный период в камере равна кВт.

Стабильную температуру воздуха в камере (на первом этапе -24°С и на втором этапе -35°С) обеспечивают посредством поддержани  посто нной температуры кипени  аммиака в батаре х воздухоохладителей, равной °С, дл  чего устанавливают режим работы компрессоров низкой и высокой ступеней и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующий покрытию максимальных тепловыделений в камере ( кВт). Расчетный режим воздухоохладител  выбран с учетом покрыти  минимальной тепловой нагрузки в камере n кВт, при тепловом напоре и охлаждении циркулирующего воздуха на ,3°С.

Количество циркулирующего воздуха через батареи воздухоохладителей в течение всего цикла замораживани  (22 ч) не измен ют . Система воздухораспределени  обеспечивает скорость движени  воздуха около бедренной части полутущи, равную 1,5 м/с. Потери массы при загрузке в камеру 40 тыс. кг м са в полутущах составл ют 520 кг, что соответствует 1,3%.

Пример 2. Замораживание парного м са в полутущах ведут в восьми морозильных камерах емкостью 20 т. Врем  термической обработки 22 ч, оборачиваемость камеры 24 ч.

Из цеха убо  скота и разделки тущ м со направл ют в морозильную камеру. Перед началом загрузки температуру в камере понижают до -30°С. Отбор максимальных тепловыделений or м са (70%) осуществл ют в течение 8 ч при температуре в камере t -2б°С. Максимальна  теплова  нагрузка в данный период в камере равна кВт.

Отбор минимальных тепловыделений м са (30%) осуществл ют за 14 ч цикла при

ном замораживании выдел ет максимальное количество тепла. Учитыва , что режим замораживани  м са начинаетс  с момента поступлени  м са в камеру и врем  загрузки камеры входит в общий цикл замораживани , дл  камер емкостью пор дка 20 т отбор максимальных тепловыделений осуществл ют за 8 ч, а дл  камер емкостью

25 40 т - за 10 ч.

Уменьщение времени отбора тепла (менее 8 ч) приводит к неоправданному перерасходу холода на замораживание м са. Увеличение времени отбора тепла (более 10 ч) снижает интенсивность замораживани , что сказываетс  на уменьшении скорости снижени  температуры поверхностного сло  м са, сублимационный поток находитс  на более высоком энергетическом уровне и поэтому усушка м са имеет тенденцию к росту.

При общем времени замораживани  м са в цикле 22 ч минимальное тепловыделение м са имеет место в последние 12-14 ч. В морозильных камерах емкостью до 20 т отбор минимальных тепловыделений осуществл етс  за 14 ч, в камерах емкостью

40 40 т - за 12 ч.

Уменьшение времени замораживани  м са на данном этапе (менее 12 ч) увеличивает расход электроэнергии на выработку холода. Увеличение времени замораживани  (выше 14 ч) снижает скорость переохлаждени  замороженного верхнего сло  м са, что увеличивает разность парциальных давлений паров льда в поверхностном слое и воздух помещени , а также сублимацию паров льда из м са и, соответственно, усущ- ку м са.

Отбор тепла от м са при максимальных его тепловыделени х производ т при температуре воздуха в камере /к от -24 до -26°С и скорости воздуха у бедренной части полутуш ,2-1.5 м/с. В поверхностном

50

температуре воздуха в камере /к -30°С. 55 слое м са при данном режиме в первые Теплова  нагрузка в данный период равна часы замораживани  образуютс  кристал- лы льда увеличенных по сравнению с прототипом (при /к -35°С и м/с) размеQ 80 кВт. Посто нную температуру кипени  аммиака /о -40°С в батаре х воздухоохладителей в течение всего цикла замораживани  обеспечивают путем поддержани  режима работы компрессоров и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующего покрытию максимальных тепловыделений в камере кВт. Воздухоохладители рассчитывают дл  покрыти  минимальной тепловой нагрузки в камере кВт при тепловом напоре и охлаждении циркулирующего воздуха на ,3°С.

Количество циркулирующего воздуха в течение цикла замораживани  не измен ют. Система воздухораспределени  обеспечивает скорость воздуха около бедренной части равную 1,5 м/с. Потери массы при загрузке 20 тыс. кг м са составл ют 260 кг, что соответствует 1,3%.

0

5

n

ном замораживании выдел ет максимальное количество тепла. Учитыва , что режим замораживани  м са начинаетс  с момента поступлени  м са в камеру и врем  загрузки камеры входит в общий цикл замораживани , дл  камер емкостью пор дка 20 т отбор максимальных тепловыделений осуществл ют за 8 ч, а дл  камер емкостью

5 40 т - за 10 ч.

Уменьщение времени отбора тепла (менее 8 ч) приводит к неоправданному перерасходу холода на замораживание м са. Увеличение времени отбора тепла (более 10 ч) снижает интенсивность замораживани , что сказываетс  на уменьшении скорости снижени  температуры поверхностного сло  м са, сублимационный поток находитс  на более высоком энергетическом уровне и поэтому усушка м са имеет тенденцию к росту.

При общем времени замораживани  м са в цикле 22 ч минимальное тепловыделение м са имеет место в последние 12-14 ч. В морозильных камерах емкостью до 20 т отбор минимальных тепловыделений осуществл етс  за 14 ч, в камерах емкостью

0 40 т - за 12 ч.

Уменьшение времени замораживани  м са на данном этапе (менее 12 ч) увеличивает расход электроэнергии на выработку холода. Увеличение времени замораживани  (выше 14 ч) снижает скорость переохлаждени  замороженного верхнего сло  м са, что увеличивает разность парциальных давлений паров льда в поверхностном слое и воздух помещени , а также сублимацию паров льда из м са и, соответственно, усущ- ку м са.

Отбор тепла от м са при максимальных его тепловыделени х производ т при температуре воздуха в камере /к от -24 до -26°С и скорости воздуха у бедренной части полутуш ,2-1.5 м/с. В поверхностном

0

5 слое м са при данном режиме в первые часы замораживани  образуютс  кристал- лы льда увеличенных по сравнению с проторов , уменьшаетс  количество пор в материале , энерги  молекул паров льда увеличиваетс , пробег молекул также увеличиваетс . Размер пор тормозит свободный выход молекул паров льда из поверхностного сло  м са, сублимационный ноток уменьшаетс  и, соответственно, снижаетс  усушка м са на данном этапе.

Понижение температуры ниже -26°С (-26,5°С) на данном этапе замораживани 

вом этапе увеличивает расход электроэнергии на выработку холода; уменьшение отбора тепла менее 70% сказываетс  на уве-ти- чение времени замораживани  м са и, соответственно , noBbiQiaeT усушку.

Интенсивность отбора тепла от м са в течение цикла замораживани  и температурный режим в камере имеют различные значени . Теплова  нагрузка на воздухоохладители 2 в часы максимальных тепловыдем са способствует образованию более мелких ю лений м са в три раза больше, чем в часы

кристаллов льда в поверхностном слое м са, количество пор в материале увеличиваетс , энерги  молекул снижаетс , сублимационный поток паров льда из поверхностных слоев м са увеличиваетс  и. следовательно, усушка повышаетс . Понижение температуры воздуха ниже -26°С способствует также увеличению расхода энергии на выработку холода на данном этапе замораживани  м са.

Повышение температуры воздуха выше -24°С (-23,5°С) снижает скорость переохлаждени  замороженного поверхностного сло  м са, что при интенсивном отборе тепла из внутренних слоев м са на данном этапе за.мораживани  обусловливает увеличение сублимации паров льда из м са и его усушку.

Отбор тепла от м са при минимальных его тепловыделени х осуществл ют при температуре воздуха /к (-30) - и (-35) °С и скорости воздуха ,2-1,5 м/с.

Повышение интенсивности отбора тепла от м са на стадии минимальных его тепловыделений за счет понижени  температуры воздуха в камере до (-30) - (-35) °С способствует ускорению переохлаждени  поверхностного сло  м са, приближению его температуры к температуре воздуха в ка20

минимальных тепловыделений. Дл  обеспечени  холодопроизводительности воздухоохладителей 2, соответствующей вышеуказанным тепловым нагрузкам и температурным режимам в камере 1, весь цикл заморажива15 ни  ведут при посто нной температуре кипени  хладагента. Расчетным путем получено , что температура кипени  хладагента должна быть посто нной и находитьс  в диапазоне от -40 до -41°С.

Понижение температуры кипени  хладагента (ниже -4PC) способствует перерасходу электроэнергии на выработку .холода . Повышение температуры кипени  (выше -40°С) не обеспечивает режимных параметров в камерах дл  интенсивного отвода теп25 ла при данном способе замораживани  м са. Использование предлагаемого способа термической обработки парного м са в полутушах обеспечивает по сравнению с существующими способагии следующие преимущества: возможность снижени  потерь массы

30 м са от усунлки на 0,2-0,3% путем эффективного торможени  сублимационного потока паров льда с поверхностного сло  м са; повышение производительности существующих морозильных камер парного м са в 1,5 раза; снижение необходимых охмере , что блокирует сублимацию паров льда 35 лаждаемых площадей дл  замораживани 

из поверхности м са, а следовательно, уменьшает усушку м са. Интенсивное переохлаждение поверхности м са необходимо, так как теплопроводность м са на данной стадии замораживани  возрастает из-за окончани  процесса кристаллизации м са в толще и его переохлаждени , что может привести к снижению скорости переохлаждени  поверхности м са и увеличению сублимации.

Понижение температуры воздуха в каме40

м са в контуре холодильника в 1,25 раза; повышение интенсивности использовани  холодильного оборудовани  на 30%, что  вл етс  важным фактором развити  холодильного хоз йства отрасли.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ термической обработки м са в полутушах, предусматривающий заморажире ниже -35°С (-35,5°С) на данном этапе45 варние продукта потоком холодного воздуха способствует увеличению расхода электро-в две стадии, отличающийс  тем, что, с энергии на выработку холода. Повыщениецелью снижени  потерь массы м са от усущ- температуры воздуха в камере вышеки, замораживание продукта на первой ста- -30°С (-29,5°С) снижает скорость переох-дин осушествл ют в течение 8-10 ч при лаждени  поверхности м са, что ведет к рос-температуре воздуха от минус 24 до минус ту сублимации паров льда и увеличению50 26°С, а замораживание на второй стадии - в усушки м са.течение 12-24 ч при температуре воздуха Отбор тепла от м са на первой стадииот минус 30 до минус , при этом скорость замораживани  составл ет 70-80%, на вто-воздуц ного потока у бедренной части полу- рой стадии - 20-30%. Увеличение отборатуш на обеих стади х поддерживают равной тепла от м са более 80% (81%) на пер-1,2-1,5 м/с.

   ВИИИПНЗаказ 35()«; 40Тираж 175 Ьхшисное

   П|)()и:5В:)ЛСТ|ич11;п-;ц)лигра(|)|:чес-ко1 iipt ;iii|)iiHTiie, i Ужгород, м. Проектна . 4

   вом этапе увеличивает расход электроэнергии на выработку холода; уменьшение отбора тепла менее 70% сказываетс  на уве-ти- чение времени замораживани  м са и, соответственно , noBbiQiaeT усушку.

   Интенсивность отбора тепла от м са в течение цикла замораживани  и температурный режим в камере имеют различные значени . Теплова  нагрузка на воздухоохладители 2 в часы максимальных тепловыде0

   минимальных тепловыделений. Дл  обеспечени  холодопроизводительности воздухоохладителей 2, соответствующей вышеуказанным тепловым нагрузкам и температурным режимам в камере 1, весь цикл заморажива5 ни  ведут при посто нной температуре кипени  хладагента. Расчетным путем получено , что температура кипени  хладагента должна быть посто нной и находитьс  в диапазоне от -40 до -41°С.

   Понижение температуры кипени  хладагента (ниже -4PC) способствует перерасходу электроэнергии на выработку .холода . Повышение температуры кипени  (выше -40°С) не обеспечивает режимных параметров в камерах дл  интенсивного отвода теп5 ла при данном способе замораживани  м са. Использование предлагаемого способа термической обработки парного м са в полутушах обеспечивает по сравнению с существующими способагии следующие преимущества: возможность снижени  потерь массы

   0 м са от усунлки на 0,2-0,3% путем эффективного торможени  сублимационного потока паров льда с поверхностного сло  м са; повышение производительности существующих морозильных камер парного м са в 1,5 раза; снижение необходимых ох5 лаждаемых площадей дл  замораживани 

   м са в контуре холодильника в 1,25 раза; повышение интенсивности использовани  холодильного оборудовани  на 30%, что  вл етс  важным фактором развити  холодильного хоз йства отрасли.

   Формула изобретени