SU1753197A1 - Способ создани регулируемой газовой среды в хранилище фруктов и овощей - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : атмосферный воздух смешивают с газом из хранилища, содержащим до 2 % этилена. Затем из смеси путем адсорбции удал ют кислород и подают обогащенный азотом газ в хранилище с образованием принудительной циркул ции газа по даун параллельным попеременно включаемым адсорбционным ветв м. В процессе адсорбции одновременно с кгглпро- дом удал ют этилен. В процессе циркул ции газового потока периодически удал ют мз него .избыточное количество углекислого газа или добавл ют недостающее попеременной подачей исходной смеси в слой соответствующего сорбента. Де.сорб цию кислорода, этилена и углекислого газа осуществл ют одновременным сбросом давлени  во всей адсорбционной ветви, При принудительной циркул ции перед подачей газа в хранилище часть этого газа сорбируют . При прекращении циркул ции направл ют эту часть десорбированного газа в хранилище и одновременно сорбируют газ. выход щий из него. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к агропромышленной технике и может быть использовано дл  хранени  сельскохоз йственной продукции .

У всех групп плодоовощной продукции в основе жизнеде тельности во врем  хранени  лежит процесс дыхани , при котором выдел ютс  тепло, С02, этилен, альдегиды и кётоны, накопление которых в газовой среде сокращает срок хранени  продукции и придает ей специфический привкус, Наиболее прогрессивным и современным методом хранени  сельскохоз йственной продукции  вл етс  хранение в специально охлаждаемых газонепроницаемых камерах с созданием в них регулируемой газовой среды (РГС). .

Регулируемую газовую среду в хранилище обеспечивают газовые генераторы. Нар ду с генераторами проточного типа широкое применение получают генераторы рециркул ционного типа, обеспечивающие циркул цию газов по замкнутому контуру камера - генератор - камера. Фирмой Atlantic Research (США) разработан и выпускаетс  промышленный рециркул ционный генератор газовой среды типа Аркаген. Генератор включает два блока блок каталитического окислени  Ариат и адсорбционную установку Ариосорб. Воздух или газова  среда забираетс  из холодильной камеры вентил тором и подаетс  в блок Ариат, где смешиваетс  с углеводородным топпиво.м (пропаном), подогреваетс  до определенной температуры (237-353°С). обеспечивающей процесс каталитического окислени  топлива. При циркул ции газовой смеси через каталитический

Х4

реактор топливо окисл етс  кислородом, содержащимс  в газовой среде С02 и воде. После реактора продукты окислени  охлаждаютс  и сконденсированна  влага удал етс . Охлажденна  газова  смесь поступает в адсорбционную установку Ариосорб, включающую два адсорбера, заполненных сорбентом, поглощающим углекислый газ -этилен и вод ные пары. Адсорберы работают попеременно: пока в одном адсорбере идет процесс поглощени  СОа, о другом сорбент генерируетс  подогретым воздухом . После адсорбционной установки газова  смесь проходит увлажнитель и поступает в камеру хранени  с относительной влажностью 90-100%. Циркул ци  газовой среды при непрерывном поступлении и окислении углеводородов в реакторе приводит к снижению содержани  кислорода и повышению содержани  углекислого газа и азота в камере хранени  плодоовощной продукции.

Недостатками генератора газовой сро- ды дл  хранени  плодоовощной продукции  г чютс  значительные затраты энергии на 1 .г удаленной С02, а также посто нна  потребность в углеводородном топ липе. Нагрев газовой смеси перед каталитическим реактором до заданной температуры (237- 353°С) а также охлаждение ео после реактора требуют значительных энергозатрат.

Наиболее близким к изобретению (прототипом )  вл етс  способ создани  регулируемой газовой среды в хранилище фруктов и овощей путем смешени  атмосферного воздуха с газом из хранилища, содержащим этилен до 2%, последующей адсорбции этой сМеси с удалением кислорода и дальнейшей подачи обогащенного азотом газа в хранилище с образованием принудительной циркул ции газа через хранилище по двум параллельным попеременно включаемым адсорбционным ветв м,i

В генератор подаетс  сначала атмосферный воздух, а затем газ из хранилища или одновременно. Период времени, в течение которого атмосферный воздух и газ из хранилища проход т через адсорбер, в котором поглощаетс  азот, а газ, обогащенный кислородом, выбрасываетс  в атмосферу, постепенно сокращаетс , а период времени, в течение которого происходит десорбци  газов, обогащенных азотом, и поступление; их в хранилище, увеличиваетс , Это обеспечивает довольно быстрое понижение концентрации кислорода в хранилище .

Способ основан на том, что адсорберы заполнены сорбентом, лучше адсорбирующим азот, чем кислород. Такими сорбентами  вл ютс  природные и синтетические цеолиты , которые, как известно, лучше всего адсорбируют пол рные молекулы такие, как вода. Поскольку в хранилище газова  смесь

имеет высокую влажность (90- 100%), то перед подачей ее в адсорбер она должна быть хорошо осушена, т.е. необходимо наличие блока предварительной осушки Одновременно в этом блоке или в последовательно

ему установленном аппарате поглощаетс  СО2 из газовой смеси. Без удалени  НаО и СО адсорбционное разделение воздуха цеолитами неэффективно, так как адсорбционна  емкость цеолита по азоту резко падает

при наличии указанных газов. В этом состоит первый недостаток прототипа Кроме того , следует учесть, ч го в воздухе основное содержание составл ет азот ( 79 об.%), а в хранилище плодоовощной продукции его

содержание еще выше (79 95%) и адсорбци  гоза высокой концентрации требует больших объемов сорбента. С энергетической точхи зрени  выгоднее сорбировать газ, наход щийс  в смеси в меньшем процентном отношении, при этом значительно, снижаютс  объемы адсорберов и всей установки .

НРЛЬЮ изобретени   вл етс  повышение эффективности генераторов газовых

сред дл  хранени  плодоовощной продукции .

Данна  цен. достигаетс  тем, что при способе создани  регулируемой газовой

среды R хранилище фруктов и овощей путем смещени  атмосферного воздуха с газом из хранилища, содержащим этилен до 2%, последующей адсорбции этой смеси с удалением кислорода и дальнейшей подачи

обогащенного азотом газа в хранилище с образованием принудительной циркул ции 1аза через хранилище по двум параллельным попеременно включаемым адсорбционным ветв м, в процессе адсорбции

одновременно с кислородом удал ют и этилен , а в процессе циркул ции газового потока периодически удал ют из него избыточное количество углекислого газа или добавл ют недостающее посредством

попеременной подачи исходной смеси в слои соответствующего сорбента, включенные в каждую из параллельных ветвей циркул ционного контура, причем, десорбцию кислорода, этилена и углекислого газа осуществл ют одновременно сбросом давлени  во всей адсорбционной ветви, а в случае удалени  только кислорода и этилена сброс давлени  осуществл ют в той части адсорбционной ветви, где были предварительно адсорбированы эти газы.

Способ может быть реализован также в режиме прерывистой циркул ции, дл  чего в процессе принудительной циркул ции перед подачей газа в хранилище часть этого газа сорбируют, а при прекращении цирку- л ции направл ют эту часть десорбирован- ного газа в хранилище и одновременно сорбируют газ, выход щий из него.

На чертеже представлена принципиальна  схема установки, подключенной к хранилищу плодоовощной продукции и работающей по предлагаемому способу дл  создани  регулируемой газовой среды.

Установка подключена к хранилищу 1 и включает в себ  ресивер 2, компрессор 3, адсорберы 4А и 4Б с поглотителем С02, адсорберы 5А и 5Б с поглотител ми 02 и СзН, дюзу 6. ресивер 7, дроссель 8, увлажнитель 9, электромагнитные клапаны 10-25 и блок автоматического управлени  клапанами (не показан).

Способ реализуетс  следующим образом .

Газ из хранилища 1 поступает в ресивер 2, откуда он откачиваетс  компрессором 3 с одновременным поступлением атмосферного воздуха через клапан 10 Воздух, сжатый компрессором до давлени  3-4 кгс/см , поступает попеременно в адсорберы 5А и 5Б, которые имеют два сло  сорбента1 один, например, углеродный войлок типа АУВ, адсорбирующий этилен и другие углеводороды , другой - сорбент, адсорбирующий преимущественно кислород из воздуха, например углеродное молекул рное сито (УМС) Углеродные сорбенты, как известно,  вл ютс  гидрофобными материалами и, следовательно, не требуют предварительной глубокой осушки газов, как в случае с применением цеолитов Пока в одном ад- сорбере идет процесс адсорбции, в другом - процесс регенерации сорбентов, дл  чего сначала производ т сброс давлени  газов в атмосферу через клапан 13 или 14, затем продувку адсорбера газом, обогащенным азотом, из ресивера 7 через дюзу 6 и клапан 23 или 24 и, наконец,наполнение адсорбера газом из ресивера 7 при закрытых клапанах 13 и 14 до промежуточного давлени  (2,0- 2,5 юс/см2). Из адсорбера 5А или 5Б газ, обогащенный азотом и очищенный от этилена , поступает в ресивер 7 (через клапан 21 или 22), далее через дроссель 8 и увлажнитель 9, где он доувлажн стс  до заданного уровн  влажности, и затем в хранилище 1.

Если в хранилище произошло превышение заданного уровн  концентрации С02 за счет выделени  этого газа плодоовощной продукцией, наход щейс  в хранилище, то сжатый компрессором газ направл етс 

сначала через клапан 18 или 19 в адсорбер 4А или 4Б, заполненный сорбентом, здгор бирующмм углекислый газ, далее через клапан 15 или 16 в адсорбер 5А или 5Б и затем в хранилище 1 через ресивер 7 и увпэжнм- тель 9. Регенераци  всех сорбентов производитс  одновременно сбросом давлени  в адсорберах 5А и 4А (или 5Б и 4Б) через клапаны 15 и 17 (или 14 и 20) при закрытом клапане 13 (14), Если необходимо накопить С02 в адсорберах 4А и 4Б, чтобы, например, при подключении нового хранилища можно было быстро повысить в нем концентрацию С02 до ззданного уровн , то в период регенерации сорбентов сброс газов нужно про- изподить через клапан 13 или .14, Регулирование концентраций кислорода и углекислого газа в хранилище 1 осуществл етс  изменением временных характеристик с помощью блока автоматического упражнени  клапанами, а именно: продолжительности процесса адсорбции в адсорберах & и 5 ( Тпц) продолжительности совместной работы адсорберов 4 и 5 ( гсов ) и продолжительности работы адсорберов 5 (без 4) TS a также продолжительности подключении установки к хранилищу TI и продолжительности отключени  г ,

Последнее требует по снени  Поскольку режим работы компрессора чаше всего  вл етс  прерывистым (например, дл  компрессора марки СО-1 45 глин работы, 15 мин об зательного отключени ) то при предлагаемом способе регулировани  газовой ере ды в хранилище заложен, помимо непрерывного, следующий режим работы.

Установка, подключенна  к хранилищу, работает по описанному замкнутому циклу определенный промежуток времени п За это врем  часть газа, обогащенного азотом и поступающего в ресивер 7, который заполнен сорбентом, например активированным углем адсорбируетс  этим сорбентом   часть поступает в хранилище 1 откуда избыточна  часть газа поступает в ресивер 2, также заполненный сорбентом, который адсорбирует избыточное количество газа в хранилище, давление в котором поддерживаетс  равным атмосферному датчиком давлени  Из ресивера 2 компрессор откачивает часть газа, который перед входом в компрессор смешиваетс  с поступившим атмосферным воздухом, Далее газ циркулирует через установку по описанному способу. По окончании периода времени ъ компрессор и клапаны автоматически выключаютс . В течение заданного периодл времени Г2 предварительно адсорбированный газ сорбентом в ресивере 7 будет

десорбировать и поступать в хранилище 1, из которого избыточное количество газа уйдет в ресивер 2, где он адсорбируетс  сорбентом, По окончании времени тг компрессор и клапаны включаютс  и цикл повтор етс . Таким образом, с помощью подбора продолжительностей г и гг а также гпц , т$ ,и гСОв можно добитьс  оптимального варианта регулировани  состава газовой среды в хранилище плодоовощной продукции.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ создани  регулируемой газовой среды в хранипище фруктов и овощей путем смешени  атмосферного воздуха с газом из хранилища, содержащим этилен до 2%, последующей адсорбции этой смеси с удалением кислорода и дальнейшей подачи обогащенного азотом газа в хранилище с образованием принудительной циркул ции газа через хранилище по двум параллельным попеременно включенным адсорбционным ветв м, отличающийс  тем,

   0

   5

   0

   что, с целью повышени  эффективности re нер торов газовых сред, в процессе адсор бцпи одновременно с кислородом удал ки и этилен, а в процессе циркул ции газового потока периодически удал ют из него избы точное количество углекислою газа или добавл ют недостающее посредством попеременной подачи исходной смеси в слои соответствующего сорбента, включенные в каждую из параллельных ветвей циркул ционного контура причем десорбцию кислорода, этилена и углекислого гзза осуществл ют одновременно сбросом давлени  FO всей адсорбционной вет и
2. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с  

   тем, что в процессе принудительной циркул ции перед подачей газа в хранилище часть этого газа сорбируют, при прекращении циркул ции направл ют эту часть де- сорбированного газа в хранилище и одновременно сорбируют газ, выход щий из него

   Ю 20