ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ-ПРИЛОЖЕНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОГО
АГРОПРОМЫШЛЕННОГО
КОМИТЕТА СССР
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
Ф
МОСКВА
ВО "АГРОПРОМИЗДАТ'
I
тасниш
5
1987
^СОДЕРЖАНИЕ
ХОЛОД - НА СЛУЖБЕ АПК
Сублимационной технологии — повышенное внимание
Воскобойников В. А., Рейтблат И. А. Сублимационная
сушка — перспективный способ консервирования
овощного и плодово-ягодного сырья
Урьяш О. Б., Комяков О. Г. Перспективы увеличения
производства быстрорастворимых напитков способом
сублимационной сушки
Малков Л. С, Гуйго Э. И. Совершенствование
панельных десублиматоров промышленных сублимационных
установок
Агафонычев В. П., Глухман В. Н., Барковская В. Ф.
Цех сублимационной сушки молочных продуктов
Осипов С. Н., Газзаева А. Д., Журавская Н. К., Хо-
рольская Г. В. Влияние условий замораживания
белковых систем на интенсивность сублимационной сушки
Семенов Г. В., Горшков И. К., Картошкин В. П. Опыт
промышленного производства новых видов мясных
продуктов сублимационной сушки
Журавская Н. К., Куликов Ю. И., Алехина Л. Т.,
Куликова В. В. Сублимационное консервирование новых
видов мясных полуфабрикатов
Сосунов С. А., Малков Л. С, Гуйго Э. И. Оптимизация
геометрических параметров противня сублимационной
установки большой объемной производительности
Сильвестров Э. В. Система автоматического управления
процессом вакуум-сублимационной сушки
Бражников С. М., Родионов С. Н., Шатный В. И., Волы-
нец А. 3. Паропроницаемость гранулированных в
вакууме материалов
20
25
30
ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Оносовский В. В., Леценко В. Ф. Проектирование
холодильных установок на основе динамической
оптимизации 35
НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ
Майоров В. В., Агарев Е. М., Кярмас X. В., Шнитман Е. С.
Система автоматизации холодильной установки Пяр-
нуского мясокомбината на основе программируемого
микроконтроллера 41
Беляков В. В. Методика расчета длительности
охлаждения испытательной термокамеры 44
Чилипенок Ю. С, Печатников М. 3., Зеленцова Н. И.
Тепло- и массообмен при конденсации смеси R12/R11
в канале пластинчато-ребристого конденсатора 47
Перельштейн И. И. Вязкость хладоносителей на базе
водных растворов хлоридов щелочных и щелочно-зе-
мельных металлов 51
ОБМЕН ОПЫТОМ
Розынов О. В. Рационализаторская и изобретательская
работа на московских предприятиях Росмясомолторга 56
ИЗОБРЕТЕНИЯ 34, 40, 55, 57, 62
ХРОНИКА
В научном Совете по холоду ГКНТ 58
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА
Гиндлин И. М. Из Бюллетеня МИХ 60
РЕФЕРАТЫ 62
CONTENTS
REFRIGERATION FOR AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Heightened Attention to Sublimation Technology
Voskoboinikov V. A., Reitblat I. A. Sublimation Dry
ing-Perspective Method of Preserving Vegetable and
Fruit-Berry Raw Material
Uryash О. В., Komyakov O. G. Prospects of Increasing
Output of Instant Soft Drinks by Sublimation Drying
Matkov L. S., Guigo E. I. Improvement of Panel Desub-
limators of Industrial Sublimating Plants
Agafonychev V. P., Glukhman V. N., Barkovskaya V. F.
Shop for Sublimation Drying of Dairy Products
Osipov S. N., Gazzayeva A. D., Zhuravskaya N. K., Kho-
rolskaya G. V. Influence of Conditions of Freezing
Protein Systems on Sublimation Drying Intensity
Semyonov G. В., Gorshkov I. K-, Kartoshkin V. P. Eperi
ence of Industrial Production of New Sublimated Meat
Foods
Zhuravskaya N. K., Kulikov Yu. I., Alekhina L. Т., Ku-
likova V. V. Sublimation Preservation of in New
Prepared Meat Foods
Sosunov S. A., Malkov L. S., Guigo E. I. Optimization of
Geometrical Parameters of Pan for Sublimation Plant of
Large Volumetric Capacity
Silvestrov E. V. System for Automatic Control of Vacuum-
Sublimation Drying
Brazhnikov S. M., Rodionov S. N.. Shatny V. I., Voly-
nets A. Z. Vapour Permeability of Materials Granulated
in Vacuum
ECONOMY OF FUEL-ENERGY RESOURCES
Onosovsky V. V., Leshchenko V. F. Designing
Refrigerating Paints on Basis of Dynamic Optimization
SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY
Mayorov V. V., Agarev E. M., Kyarmas Kh. V., Shnit-
man E. S. Automatic System of Refrigerating Plant at
Pyarnu Meat Combine on Basis of Programmed
Microcontroller
Belyakov V. V. Method of Calculating Test Thermal
Chamber Cooling Time
Chilipenok Yu. S., Pechatnikov M. Z., Zelentsova N. I.
Heat and Mass Exchange at Condensation of R12/R11
Mixture in Duct of Finned Plate Condenser
Perelsteln I. I. Viscosity of Coolants Based on Aqueous
Solutions of Chlorides of Alkaline and Alkaline-Earth
Metals
PRACTICE EXCHANGE
Rozynov O. V. Rationalization and Invention Activities
at Moscow Enterprises of Rosmyasomoltorg
INTENTIONS 34, 40, 55, 57,
MISCELLANY
At Scientific Council of Pefrigeration at USSR State
Committee of Science and Technology
AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION
Gindlin I. M. From Bulletin of IIR
SUMMARIES
58
© ВО «Агропромиздат», «Холодильная техника», 1987 г.


ХОЛОДНА СЛУЖБЕ
АПИС
УДК 66.047.25
СУБЛИМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ — ПОВЫШЕННОЕ
ВНИМАНИЕ
Сублимационное консервирование — одно из наиболее эффективных
направлений использования холодильной техники для сохранения пищевых
продуктов, биологических материалов и медицинских препаратов.
Преимущества этого способа определяются тем, что продукт
высушивается в замороженном состоянии путем возгонки (сублимации) льда. Низкие
температуры обеспечивают сохранение исходных свойств, ледяной каркас —
сохранение структуры, размеров и формы продукта. Масса его после
высушивания уменьшается в 4—10 раз. Сухой продукт в герметичной упаковке
можно хранить длительное время (не только месяцы, но и годы) при
обычной температуре и быстро (за 5—10 мин) восстановить путем увлажнения.
Исходные свойства (вкус, цвет, аромат, консистенция, содержание
витаминов, ферментов и т. д.) в сублимированных продуктах сохраняются лучше,
чем в консервированных традиционными способами — тепловой сушкой,
стерилизацией, быстрым замораживанием. Малая масса сублимированных
продуктов (а при изготовлении их в виде порошков или гранул с
последующим прессованием — и малый объем) облегчает и удешевляет
транспортировку, особенно на большие расстояния, создает удобства для геологов,
туристов, альпинистов и других потребителей.
Исключение надобности в холодильном хранении позволяет использовать
эти продукты в районах и условиях, где производство холода, холодильный
транспорт и холодильное хранение недостаточно развиты или не могут быть
применены. Упрощается система реализации продуктов. Сублимированные
продукты можно продавать в торговых точках, не обеспеченных холодильными
установками, при увеличенных сроках реализации и с широким
использованием торговых автоматов.
Во всех случаях развитие производства сублимированных продуктов
может приостановить тенденцию постоянного наращивания емкостей
промышленных и бытовых холодильников, а следовательно, будет
способствовать сокращению энергетических затрат.
Гарантированная технологией вакуумной сушки диетичность и высокая
степень готовности сублимированных продуктов обеспечивают экономию
времени на приготовление пищи как на предприятиях общественного питания,
так и в домашних условиях.
Эти преимущества обусловили широкое применение сублимационного
консервирования в ряде стран — США, Англии, Канаде, ФРГ, Франции, Италии,
Дании, Японии. Освоен выпуск широкого ассортимента сублимированных
мясных, молочных, рыбных продуктов, фруктов, овощей, грибов, специй,
готовых кулинарных изделий и блюд, кофе, чая, соков и других продуктов
для оптовой и розничной торговли. По данным печати, за рубежом этим
способом обрабатывают несколько миллионов тонн продуктов в год.
Специалисты прогнозируют, что в перспективе, к началу XXI века,
сублимационное консервирование станет основным способом обработки
большинства скоропортящихся продуктов питания. Особая роль отводится ему в
решении создания государственных резервов продовольствия.
Развитие производства сублимированных продуктов за рубежом
обеспечивается расширением выпуска технологического оборудования. В настоя-
2

щее время десятки известных машиностроительных фирм, таких как «Стоке»,
«Крио-Мэйд», «Халл», «ФМК», «Эдварде», «Пенсолт» (США), «Лейбольд»,
«Клейн» (ФРГ), «Виккерс-Армстронг» (Англия), «Атлас» (Дания), «Юзеф-
руа» (Франция), «Киова» (Япония), выпускают оборудование для
сублимационной сушки пищевых продуктов, биологических и медицинских
препаратов.
В нашей стране еще в первые послевоенные годы был выполнен ряд
пионерных исследований, обосновавших эффективность сублимационного
консервирования, его рациональную технологию, принципы конструирования
оборудования для сушки. В числе первых были разработаны и построены
у нас и промышленные сушильные установки. В 1955 г. в Ростове-на-Дону
на консервном заводе «Смычка» был пущен самый крупный в Европе в то
время цех сублимационной сушки пищевых продуктов.
В последующие годы было организовано производство сублимированной
продукции в Ленинграде, Таллине, Кишиневе. В соответствии с
координационным планом ГКНТ построены и сданы в эксплуатацию крупные
промышленные установки производительностью по сырью 3 т/сут в Орше
и 5 т/сут в Детчине (Калужская область). В 1985 г. вошли в строй
действующих первая очередь крупного цеха сублимационной сушки кисломолочных
продуктов в Слуцке, установка новой конструкции в колхозе «Накотне»
Латвийской ССР.
Межведомственными комиссиями было установлено, что созданное в СССР
оборудование соответствует мировому техническому уровню и может быть
рекомендовано для серийного освоения. Однако серийный выпуск
оборудования, не отличающегося большой сложностью, наладить до сих пор не удается
из-за ведомственных разногласий. Более того, уже смонтированные
установки простаивают, их мощности используют далеко не полностью и только
для выполнения целевых заказов. В результате наша страна все более отстает
в этой области от ряда промышленно-развитых стран.
Сейчас, в новых условиях, создаваемых перестройкой народного
хозяйства, возможно и необходимо быстрейшее преодоление сложившейся
неблагоприятной ситуации. Все условия для этого имеются. Мы располагаем:
значительным количеством научных и инженерных работников —
специалистов в области сублимации, занятых в системе Госагропрома СССР, и базой
для их подготовки и переподготовки (Московский технологический институт
мясной и молочной промышленности, Ленинградский технологический
институт холодильной промышленности, Московский институт химического
машиностроения);
конструкторскими подразделениями (ВНПО «Комплекс», ПО «Вакуум-
маш»);
технологическими регламентами и ГОСТами на широкий ассортимент
продуктов, составленными специалистами отраслевых и учебных институтов;
машиностроительной базой, имеющей опыт создания промышленного
сублимационного оборудования (минский завод «Продмаш», ПО «Вакууммаш»
и др.);
опытом длительной, более 20 лет, промышленной эксплуатации
сублимационных установок.
Сублимированные продукты вырабатывают по заявкам организаций
(геологических, строительных, спортивных и др.). Однако в стороне остается
рядовой потребитель, так как в продажу этот вид продукции поступает
лишь эпизодически в небольших количествах, что объясняется непризнанием
ее Минторгом СССР. Поэтому первым и обязательным этапом предстоящей
работы должно стать изготовление крупных опытных партий
сублимированных продуктов и передача их Минторгу СССР для установления конъюктуры
торговли и выявления спроса покупателей — разумеется, с хорошей
рекламой, информацией покупателей об особенностях новой продукции.
Для этого необходимо всем имеющимся сублимационным цехам, и прежде
всего трем крупным (в Орше, Детчине, Слуцке), утвердить обеспеченные
фондами плановые задания, соответствующие их проектной
производительности.
Следующим этапом должна быть организация серийного производства
1*
з

сублимационных сушильных установок, без чего задача создания этой отрасли
консервирования в нашей стране не будет решена.
Как показывает мировая практика, сублимации подвергается около
одного процента массы пищевой продукции, консервируемой замораживанием.
Для нашей страны это превышает 100 тыс. т в год (по сырью.)
Известно, что рентабельность предприятия есть функция его
производительности. Рентабельными могут быть цехи, перерабатывающие за сутки
8—10 т сырья и более. Следовательно, в стране необходимо создать, по
меньшей мере, 25—30 таких цехов.
Основной объем машиностроительных работ мог бы быть поручен Минхим-
машу, в системе которого есть организации, имеющие опыт проектирования
и изготовления сублимационного оборудования. Часть работ могут выполнить
заводы, принадлежащие Госагропрому СССР (например, минский завод
«Продмаш» и Экспериментальный завод холодильного оборудования в
Краснодаре).
Для развертывания производства сублимированных ягод, плодов, овощей
целесообразно использовать площади и вспомогательное оборудование
ликвидируемых винодельческих предприятий, особенно тех, которые расположены
в сырьевых зонах.
Ассортимент сублимированных продуктов может быть различным для
разных районов страны. Сублимацией, в первую очередь, рационально
консервировать
наиболее ценное сырье и продукты — экстракт чая, шампиньоны, креветки,
медицинский агар;
узкосезонные растительные продукты, стоимость которых резко возрастает
в межсезонный период,— ягоды, некоторые плоды, плодово-ягодные пюре,
пряную зелень, грибы, лук, чеснок, хрен, цветную капусту, дыни, соки
с мякотью;
продукты, консервирование которых другими способами или невозможно,
или неэффективно,— творог, творожные изделия, кисломолочные продукты,
мороженое;
продукты и пищевые рационы для геологов, туристов, садоводов —
порционное мясо, готовые мясные изделия, суповые смеси.
Экономическая эффективность сублимационного консервирования
подтверждена опытом. Так, только одна небольшая опытно-промышленная
установка Ленинградского мясокомбината дала за 15 лет A966—1981 гг.)
более чем 10-миллионную прибыль.
Значительный экономический эффект может быть получен при перевозке
на большие расстояния, например, сублимированных фруктовых соков из
южных районов на Дальний Восток, Крайний Север, в Сибирь. Очевидно,
что в любом районе страны торговля фруктовыми соками сильно оживится,
если у покупателей появится возможность нести из магазина вместо бутылок
и банок легкие пакетики с сухим соком, сохранившим исходные свойства
и легко восстанавливаемым в домашних условиях.
Рентабельность сублимированной продукции обеспечивается также и
обоснованно повышенной ее стоимостью, соответствующей новым качеству
и потребительским свойствам. Из зарубежного опыта известно, что
сублимированные продукты на 20—50 % стоят дороже, чем традиционные,
подвергшиеся тепловой сушке, и тем не менее их покупают охотно даже в условиях
широкого предложения на рынке разнообразной пищевой продукции.
Следует надеяться, что теперь, когда организован Госагропром СССР,
будут устранены ведомственные преграды и преодолено отставание в
производстве сублимированных продуктов.
Особые перспективы развития этой области холодильной техники
открывает современная тенденция международной кооперации в решении важных
народнохозяйственных задач. Вполне возможным является создание
совместного научно-производственного объединения «Сублимация» с участием
стран СЭВ. Такое объединение могло бы взять на себя и организацию
изготовления необходимого оборудования, и производство разнообразных
сублимированных продуктов как для внутреннего потребления стран-участниц, так
и для экспорта на мировой рынок.
4

УДК 66.047.25
СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШКА —
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ СПОСОБ
КОНСЕРВИРОВАНИЯ ОВОЩНОГО
И ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ
Канд. техн. наук В. А. ВОСКОБОЙНИКОВ,
канд. техн., наук И. А. РЕЙТ БЛАТ
В последние годы в СССР резко
сократилось производство алкогольных напитков
из плодов и ягод, одновременно встала
проблема переработки этого сырья.
Среди различных способов
консервирования сочного овощного и плодово-ягод-
Рного сырья перспективной является
сублимационная сушка. До 80 % влаги,
содержащейся в сырье, удаляется при
отрицательных температурах — в этих условиях
заторможено протекание биохимических
процессов,— а остальная влага удаляется
при положительных температурах в
вакууме — в этих условиях отсутствуют
реакции окисления. Благодаря такой
технологии сушки сублимированные продукты в
упаковке длительное время (более года)
сохраняют в максимальной степени натив-
ные свойства натуральных продуктов.
В перспективе промышленное внедрение
сублимационной сушки целесообразно по
трем основным направлениям:
создание специализированных
производств, выпускающих продукты с низкой
влажностью (менее 5%), где она
является основным процессом обработки [2];
использование ее для производства
продуктов с промежуточной влажностью E0—
15%;
включение сублимационной сушки в
качестве одной из технологических
операций в комбинированные способы
обезвоживания.
Сублимационная сушка как основной
процесс специализированного производства
продуктов с низкой влажностью уже
получила промышленное применение.
Работы по второму и третьему
направлениям находятся в стадии лабораторных
исследований.
Второе направление предусматривает
разработку технологии производства
продуктов, предназначенных для
кратковременного хранения в переохлажденном
состоянии. В этом случае можно будет
рациональнее использовать низкотемпературные
холодильные камеры.
Третье направление имеет целью
проведение технологического процесса
обезвоживания с минимальными энергозатратами.
Для разных интервалов влагосодержания
материала' подбирается наименее
энергоемкий способ сушки. Так, вакуумную
досушку целесообразно проводить как
самостоятельную операцию при конвективном
теплоподводе, так как в этом периоде
сушки материал имеет низкую
теплопроводность и высокую пористость. При этом в
целом будут уменьшены энергозатраты
на обезвоживание. Во ВНИИ пищеконцент-
ратной промышленности и специальной пи-
Способ консервирования
Сушка
барабанная
распылительная
сублимационная
микроволновая
Стерилизация
в тубах
в стеклянной таре
Замораживание
Удельные затраты энергии на стадии, —
/о
подготовки
сырья
738,5
24
738,5
23
738,5
11
738,5
18
738,5
19
738,5
16
738,5
' 9
тепловой
обработки
1001,2
33
1129,9
36
4866,9
70
195,2
49
1219,6
31
2141,8
44
1389,5
17

транспортировки
206,8
7
194,1
6
206,8 ч
3
207,8
5
389,3
10
394,6
8
111.6,2
14
кулинарной
обработки
1114,1
36
1113,1
35
1113,1
16
1113,1
28
1547,7
40
1158,3
32
4829,0
~~60~~
ч
всего
3060,6
100
3175,5
100
6925,4
100
2254,6
100
3895,1
100
4433,2
100
8073,0
100
5

щевои технологии получены
положительные результаты при атмосферной досушке
репчатого лука.
Об энергоемкости различных
технологических процессов консервирования
можно судить по данным таблицы [3].
Затраты энергии при сублимационной сушке
выше, чем при других способах тепловой
обработки, однако с учетом затрат
энергии при кулинарной обработке,
транспортировке и хранении сублимационная сушка
сравнима с замораживанием.
Опыт эксплуатации крупнейшей
сублимационной установки УСС-5
периодического действия на Детчинском
экспериментальном комбинате овощных концентратов
[1] показывает, что производство
сублимированных продуктов может быть
рентабельным при условии снижения
энергозатрат на всех стадиях — подготовки сырья,
сублимационной сушки и фасовки
готового продукта,— а также правильного выбора
ассортимента.
С 1979 по 1986 г. на установке УСС-5
выработано 312 т сублимированных
продуктов — чеснок, репчатый лук, хрен,
свекольный сок, творог — на сумму более
5 млн. руб. Сублимированные лук и чеснок
применяют в основном как компоненты
сухой приправы, свекольный сок — в
качестве натурального пищевого красителя в
кондитерской, хлебобулочной и других
отраслях промышленности.
Решение проблем обеспечения сырьем,
оборудованием и материалами позволит
Детчинскому экспериментальному
комбинату овощных концентратов укрепить
материально-техническую базу, увеличить
производство и расширить ассортимент
вырабатываемых сублимированных продуктов.
Повышение эффективности
сублимационного оборудования периодического действия
связано с интенсификацией энергоподвода к
обезвоживаемому продукту и внешнего
массообмена водяного пара.
Основной тенденцией развития
сублимационной техники на современном этапе
является переход от установок
периодического действия к сушилкам
поточно-циклического типа и непрерывного действия,
обеспечивающих равномерную загрузку
энергетической системы.
ПО «Вакууммаш» разработана
конструкторская документация на сублимационную
установку непрерывного действия УСУ-100
производительностью (по испаренной влаге)
100 кг/ч.
1 В перспективе при оптимизации
процессов сублимационного производства
вместо доминирующих в настоящее время
критериев технического совершенства
сублимационных установок главным критерием
станет количественный показатель качества
готовой продукции, который будет
учитывать и техническое совершенство
оборудования.
Список использованной литературы
1. В ос кобо й н и ко в В. А.,
Козлова Л. А., Кушнерова Г. Н.
Внедрение в производство современного
сублимационного оборудования // Холодильная
техника. 1981, № 8. С. 14—16.
2. Камовников Б. П., Малков Л. С.,
Воскобойников В. А.
Вакуум-сублимационная сушка пищевых продуктов. М.:
Агропромиздат, 1985. 287 с. (
3. С а кум а Т. Сублимационная сушка
пищевых продуктов // Рэйто. 1981, т. 56. 650.
УДК [66.047.25:663.8/9] .002*313»
ПЕРСПЕКТИВЫ
УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА
БЫСТРОР АСТВОР ИМЫХ
НАПИТКОВ
СПОСОБОМ
СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ
О. Б. УРЬЯШ, канд. техн. наук О. Г. КОМЯКОВ
Быстрорастворимые напитки, такие, как
кофе, чай, фруктовые и овощные соки,
являются сегодня продуктами повышенного
спроса. Однако качество их подчас
уступает качеству таких же напитков, но
приготовленных в домашних условиях из
натуральных продуктов. Это обусловлено
потерей части аромата и других
легколетучих компонентов (таких, как кофеин
и т. п.) в процессе вакуум-выпаривания
и распылительной сушки. Повысить
качество быстрорастворимых порошков позволяет
применение технологии сублимационной
сушки.
Один из основных факторов,
сдерживающих развитие данной технологии,—
высокая стоимость сублимированных
продуктов из-за больших затрат на удаление
влаги из продуктов. Так, приведенные
затраты на удаление 1 т влаги при вакуум-
сублимационной сушке, по данным [2],
составляют в среднем 155 руб., тогда как
при тепловой сушке — в среднем 7—12 руб.
Вместе с тем на рентабельность
существующих сублимационных производств
отрицательно влияет недозагруженность их
мощностей, связанная с недостатком
сырьевых ресурсов и отсутствием заказов тор-
6

гующих организаций на сублимированные
продукты.
Сегодня, когда резко сокращается
выпуск алкогольных напитков,
высвобождается значительное количество ценного сырья
растительного происхождения, в первую
очередь фруктов, овощей и ягод. Однако
дефицит холодильных емкостей может
привести к безвозвратной потере части этих
продуктов.
В определенной степени решить
названную проблему позволяет переориентация
винодельческих заводов на производство
соков и фруктово-ягодных напитков.
Однако при этом возможно затоваривание тор-
) говли жидкими консервированными соками.
Перспективным направлением
представляется расширение производства
быстрорастворимых напитков способом
комбинированного обезвоживания жидких пищевых
продуктов криоконцентрированием с
последующей сублимационной сушкой. Данный
способ обеспечивает значительное (в 2—
2,5 раза) сокращение общих затрат на
удаление влаги при одновременном
повышении производительности сублимационного
оборудования по готовому порошку.
Эффективность способа
комбинированного обезвоживания жидких пищевых
продуктов во многом определяется
технологией криоконцентрирования, основанной на
вымораживании части влаги из раствора
при понижении его температуры. К
преимуществам такого способа сгущения
напитков относится возможность получения
высококачественных охлажденных
концентратов пищевых жидкостей, аккумуляции
холода в виде льда и экономии
технологической воды при использовании
расплава льда.
Кроме того, приведенные затраты на
обезвоживание криоконцентрированием в
несколько раз меньше, чем при
сублимационной сушке, и составляют в
расчете на 1 т вымороженной влаги 25—
42 руб. в зависимости от вида
продукта, диапазона концентрирования и др. Этим
и определяется снижение приведенных
затрат при производстве быстрорастворимых
напитков способом комбинированного
обезвоживания до уровня 60—70 руб. на 1 т
удаленной влаги.
Существенным недостатком технологии
криоконцентрирования, длительное время
ограничивающим ее широкое
использование, были потери растворимых веществ
продукта вместе с удаляемым из него
льдом. Причем уровень потерь прямо
пропорционален конечной концентрации
сгущаемого продукта, что объясняется
увеличением вязкости раствора и энергии
.связи влаги с сухими веществами при
повышении их содержания и жидкости.
Однако последние достижения в
развитии техники криоконцентрирования,
связанные с применением многоступенчатой
кристаллизации при противоточном движении
льда и концентрата по ступеням
сгущения [5] и с комбинированным
использованием противоточнои и направленной
кристаллизации при вымораживании льда
на теплоотводящих поверхностях в
осциллирующих режимах [1], позволяют снизить
уровень потерь продукта в десятки раз
(практически до 100 мг/кг) и сделать его
независимым от конечной концентрации
продукта.
Вместе с тем поскольку при криокон-
центрировании продукта затраты на
обезвоживание зависят от степени его
сгущения, необходимо правильно выбирать
конечную влажность жидкости, предназначенной
для получения быстрорастворимого
порошка в процессе сублимационной сушки.
Завышение конечной концентрации
продукта может не только привести к
излишним затратам при сгущении, но и
отрицательно сказаться на эффективности вакуум-
сублимационной сушки, снижая
производительность оборудования.
Последнее обстоятельство обусловлено
комплексным влиянием концентрации
подвергаемого сушке продукта на его свойства:
с одной стороны, повышение концентрации
увеличивает эффективную
теплопроводность и выход обезвоженного порошка,
с другой — уменьшает его паропрони-
цаемость [3], что и приводит в
конечном итоге к сокращению
производительности сублимационного оборудования.
Кроме того, рост концентрации растворимых
веществ в жидкости вызывает падение
уровня технологической температуры
сублимации продукта, что также снижает
производительность установок и приводит к
резкому увеличению приведенных затрат на
обезвоживание.
Оптимизация способа комбинированного
обезвоживания в первом приближении
может сводиться к оптимизации процесса
сублимационной сушки
концентрированных растворов, поскольку приведенные
затраты на этом этапе технологии имеют
наибольший удельный вес в общей
стоимости удаления влаги.
Уровень приведенных затрат учитывает
не только совершенство технологии или
процесса, но и эффективность
использования технических средств, т. е. чисто
практические условия эксплуатации техники и
осуществления технологии.
При выборе перспективных вариантов
7

5
к
/
2
\
/
Я
/
\
N
f
i
К
-?
/
5"
i=*J
0 ^ * * «9 tOfrfOf*
Рис. I. Зависимость удельной объемной
производительности Gv сублимационной установки по
готовому продукту от толщины слоя б
свекольного сока, подвергаемого сушке, при различных
концентрациях:
1 — 50 %; 2 - 40; 3 - 30; 4 - 20; 5 - 10 %
организации процесса и компоновки
установок сублимационной сушки на стадии
научно-исследовательских и
опытно-конструкторских разработок для сравнения
различных способов и технических решений
установок, имеющих разную
производительность и оснащенность, используют
показатель удельной объемной
производительности сублиматора. Он учитывает только
интенсивность процесса сушки и степень
полезного использования объема
сублимационной камеры, но в то же время эти
параметры и определяют в основном уровень
приведенных затрат на обезвоживание
жидких пищевых продуктов данным способом.
Таким образом, оптимальным вариантом
организации технологии комбинированного
обезвоживания пищевых жидкостей может
считаться такой, при котором будет
достигаться максимальный уровень удельной
12
10
8
6
4
5
3
2
/
W Спр,%
Рис. 2. Зависимость оптимальных значений
толщины 6 слоя продукта на противне и удельной
объемной производительности Gv
сублимационной установки по готовому продукту от
концентрации спр свекольного сока, подвергаемого
сушке
2\ ^Г
10
20
30
объемной производительности
сублимационных установок по сухому продукту.
Поскольку интенсивность сушки в
вакууме зависит прежде всего от эффективной
теплопроводности и паропроницаемости
обезвоженного продукта, а они, в свою
очередь,— от концентрации растворимых
веществ в продукте и толщины его слоя в
противне, при оптимизации способа
комбинированного обезвоживания за
определяющие следует принимать последние
параметры.
В качестве подтверждения этого
вывода можно привести результаты
экспериментальных исследований сублимационной^
сушки свекольного сока, проведенные на'
лабораторной установке ВНИИПП и СПТ
по методике, описанной в [3].
На рис. I показана зависимость удельной
объемной производительности
сублимационной установки по сухому продукту от
толщины слоя при содержании сухих веществ
в свекольном соке 10, 20, 30, 40 и 50 %.
Характер зависимостей свидетельствует о
явно выраженном оптимуме
производительности при определенном значении
толщины слоя, которое и будет наиболее
подходящим для данной концентрации.
На рис. 2 представлены зависимости
удельной объемной производительности
установки по сухому продукту и
толщины слоя от концентрации сока,
подвергаемого сушке. В этом случае оптимум
производительности сублимационной
установки будет достигнут при сушке 40 %-но-
го концентрата свекольного сока в слое
толщиной 6ХЮ-3 м. Дальнейшее
увеличение толщины слоя продукта или его
концентрации приведет к снижению
производительности установки и, следовательно,
к увеличению приведенных затрат на
комбинированное обезвоживание.
С помощью данного методического
подхода была оптимизирована работа
установок, эксплуатируемых в цехе
сублимационной сушки московского производственного
объединения «Колосс», что позволило в 1,5
раза сократить продолжительность
технологического цикла обезвоживания яблочного
и черносмородинового соков, повысив при
этом производительность цеха.
Экономический эффект составил 60 тыс. руб. в год.
Приведенный пр.имер показывает, что в
результате только правильного выбора
концентрации подвергаемого сублимационной
сушке раствора и толщины его слоя
можно значительно увеличить выпуск
быстрорастворимых напитков высокого качества
без введения дополнительных мощностей.
Использование же при этом способа
комбинированного обезвоживания криокон-

центрированием и сублимационной сушкой
будет способствовать резкому снижению
приведенных затрат на удаление влаги.
В связи с тем, что винодельческие
заводы переводятся на производство соков и
других безалкогольных напитков, а
существующих мощностей сублимационных
производств явно недостаточно для выпуска
необходимого объема высококачественных
быстрорастворимых напитков,
целесообразно шире использовать технологию
сгущения жидких продуктов для сокращения
затрат на их производство,
транспортировку и хранение. Один из наиболее
перспективных способов сгущения пищевых
жидкостей, позволяющих не только
получить высококачественные концентраты, но
и значительно уменьшить затраты на их
дальнейшую сублимационную сушку при
одновременном увеличении выпуска
быстрорастворимых порошков,— криоконцентри-
рование. Поэтому внедрение этой
технологии является сегодня весьма
актуальной задачей.
Можно предложить два основных
направления применения концентрирования
вымораживанием для производства
быстрорастворимых напитков.
Первое — использование данной
технологии непосредственно на консервных за-'
водах, создаваемых на базе
винодельческих предприятий. В этом случае часть
высвобождающихся при демонтаже
оборудования площадей может быть занята
участком криоконцентрирования,
предназначенным как для выпуска
высококачественных концентратов, так и для
аккумуляции холода в виде льда, сглаживающей
пиковые нагрузки на холодильное
оборудование при поступлении сырья.
Второе направление — создание
участков криоконцентрирования непосредственно
на сублимационных производствах. Здесь
следует применять установки,
обеспечивающие получение холодного концентрата, т. е.
подготовленного к последующему
замораживанию. В них аккумулированный в
виде льда холод постоянно расходуется на
охлаждение свежего продукта, создание
гидродинамической изоляции рабочего
контура криоконцентратора и повышение
эффективности работы систем хладообеспе-
чения.
Кроме того, в данном случае
целесообразно использовать способ
комбинированного обезвоживания, аналогичный
применяемому в Голландии для выработки
растворимого кофе [4], заключающийся в
том, что образовавшийся в растворе в
процессе его охлаждения лед не удаляется
полностью, а обогащенная сухими
веществами суспензия концентрата и водных
кристаллов подвергается замораживанию
до криогидратных температур и поступает
на сушку. В результате этого удается
сократить энергозатраты на
обезвоживание в целом. Одновременно можно
отказаться от специальных устройств,
предназначенных для промывки льда, и в
определенной степени снизить уровень приведенных
затрат на удаление влаги.
Таким образом, как показывает
анализ, в настоящее время существуют
хорошие предпосылки для увеличения
производства таких сублимированных продуктов,
как быстрорастворимые напитки.
Список использованной литературы
1. А. с. 1155231 (СССР).
2. Камовников Б. П., Малков Л. С.,
Воскобойни ков В. А.
Вакуум-сублимационная сушка пищевых продуктов. М.:
Агропромиздат, 1985. 342 с.
3. Криоконцентрирование и
сублимационная сушка экстракта цикория / О. Г. Ко-
мяков, И. А. Рейтблат, О. Г. Осипко и др. //
Холодильная техника. 1986, № 9. С. 12—13.
4. П а п Л . Концентрирование
вымораживанием. М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1982. 96 с.
5. Pelt van W. H. J. M.— ZFL. 1984,
№ 4, 290—297; № 5, 386—.392.
УДК 66.047.25
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
ПАНЕЛЬНЫХ ДЕСУБЛИМАТОРОВ
ПРОМЫШЛЕННЫХ
СУБЛИМАЦИОННЫХ УСТАНОВОК
Канд. техн. наук Л. С. МАЛКОВ,
д-р техн. наук, проф. Э. И. ГУЙГО
Совершенствование десублиматоров
промышленных сублимационных установок
актуально не только потому, что на
удаление водяного пара расходуется до 50 %
электроэнергии, затрачиваемой в процессе
сушки, но и потому, что холодильная
машина, составным элементом которой
является десублиматор, наиболее сложная
часть сублимационной установки.
Достижение требуемых параметров процесса сушки
при более высокой температуре
кипения хладагента в элементах
десублиматоров позволяет получить существенную
экономию электроэнергии, а в ряде случаев
и применить вместо двухступенчатой
холодильной машины одноступенчатую. Послед-
9

нее значительно упрощает условия
эксплуатации оборудования, что особенно
важно при размещении сублимационных
установок в сельской местности, где не
хватает квалифицированных кадров
холодильщиков.
Весьма примечательно, что такие
ведущие зарубежные фирмы, серийно
выпускающие сублимационное оборудование,
как «Атлас» (Дания) и «Киова» (Япония),
в рекламных проспектах в числе достоинств
своих установок называют прежде всего
панельную конструкцию десублиматоров
водяного пара, обеспечивающую циклическую
или периодическую регенерацию в течение
цикла сушки. С этой точки зрения
панельные десублиматоры имеют заметные
преимущества перед трубчатыми, так как
панели могут быть освобождены от
намерзшего льда значительно быстрее, чем
трубчатые секции или змеевики, да и
стоимость их охлаждаемой поверхности при
серийном изготовлении меньше.
При оснащении сублимационных
установок десублиматорами автономного типа
или монтаже охлаждаемых элементов
десублиматоров в торцевой части
сублимационной камеры целесообразно, особенно
в случае больших тепловых потоков,
использовать именно панели, которые
следует поместить вдоль потока водяного пара.
При такой компоновке пар движется
к поверхности десублимации в
продольных каналах и вначале (из-за наличия в
потоке неконденсирующихся газов,
концентрирующихся у поверхности фазового
перехода) десублимируется лишь на
поверхностях входных участков каналов.
Постепенно, по мере увеличения толщины слоя
льда в этой зоне, его граница
перемещается вдоль панелей к месту отсоса
неконденсатов (неконденсирующихся газов
и несконденсированного водяного пара)
вакуумным насосом.
Исследованию процесса десублимации
водяного пара на охлаждаемых
элементах, расположенных вдоль потока пара,
посвящены работы [2—6]. На основе
принятой модели постепенного, «поршневого»,
вытеснения неконденсирующихся газов к
месту их отсоса вакуумным насосом
предложены уравнения для расчета
протяженности основной зоны намораживания льда
при постоянном [4, 5] и переменном [2]
расходах пара. По этим зависимостям
можно также рассчитать и
продолжительность периода эффективной работы
панельного десублиматора, в течение которого
он обеспечивает заданные параметры
процесса сушки.
Однако ни в одной из названных
работ нет указаний на то, как получено
численное значение удельного расхода
водяного пара (удельной производительности
охлаждаемой панели), которое входит в
указанные уравнения и прямо определяет как
протяженность зоны намораживания, так и
продолжительность периода эффективной
работы панельного десублиматора.
Взаимосвязь между этим основным и другими
параметрами десублиматора, такими, как
температура поверхности его охлаждаемых
элементов или давление в аппарате, не
найдена, т. е. эти величины считаются как
бы взаимно независимыми. Но такое
предположение означает, что десублиматор с
произвольным количеством вертикальных
панелей неопределенной высоты,
расположенных на каком угодно расстоянии друг
от друга и имеющих любую температуру,
может обеспечить в сушилке заданное
давление при всякой требуемой
производительности, а общее число принятых
панелей, их высота и температура
поверхности обусловливают лишь
продолжительность эффективной работы десублиматора,
что совершенно не отвечает реально
наблюдаемой картине.
Известно, что после включения
нагревателя сублимационной установки в
течение относительно короткого времени в
сублиматоре устанавливается давление,
обусловливаемое реальной производительностью
конкретного десублиматора.
Экспериментальное исследование,
проведенное в ЛТИХПе [7], показало, что
удельная производительность охлаждаемых
панелей десублиматора зависит от рабочего
давления в аппарате, температуры
поверхности охлаждаемых панелей (т. е. от
температуры кипения хладагента), ширины
канала между панелями, а также в какой-
то мере и от быстроты отсоса
неконденсирующихся газов вакуумным насосом.
Только имея конкретные численные
значения удельной производительности
охлаждаемых панелей, можно узнать их
количество, необходимое для обеспечения
заданных параметров процесса сушки, и только
затем по уравнениям, предложенным в
[2, 4, 5], можно рассчитать требуемую
протяжённость панелей вдоль потока пара.
В ходе экспериментов по определению
зависимости удельной производительности
охлаждаемых панелей от указанных
выше параметров процесса было выявлено
обстоятельство, которое необходимо
учитывать при установлении производительности
панельного десублиматора на основе
значений, полученных в лабораторных
исследованиях.
Дело в том, что все эксперименты в
10

работах [2—6], а также наши
первоначальные исследования проводились в
условиях, когда водяной пар десублимировал-
ся лишь на охлаждаемой поверхности,
расположенной вдоль потока пара, а с
другой стороны продольный канал был
ограничен листом из органического стекла (для
визуального наблюдения за процессом),
расположенного параллельно поверхности
охлаждаемого элемента. При такой
постановке экспериментов исходили из
предпосылки, что этот лист просто имитирует
среднюю плоскость реального канала
между двумя охлаждаемыми панелями.
Впоследствии процесс десублимации изу-
f чали на модели, более соответствующей
принятым конструкциям промышленных
панельных десублиматоров,— на двух
параллельных охлаждаемых панелях. При
этом оказалось, что производительность
такой модели на 30—35 % меньше, чем
удвоенная производительность одной
охлаждаемой панели в первоначальных
экспериментах. Когда же посредине между
панелями параллельно им вдоль всей их
длины установили неохлаждаемую перегородку
из оргалита толщиной 0,5 мм,
производительность модели сразу же возросла на
50%.
Характерно, что примерно такой же рост
производительности отмечен при всех
исследованных режимах: при давлениях в
камере от 80 до 200 Па, температурах
панелей от 233 до 248 К, расстояниях
между панелями от 50 до 200 мм.
Повышение производительности модели
десублиматора, хотя и в меньшей
степени, наблюдали и в том случае, когда не-
охлаждаемая перегородка была короче
панелей и помещалась в их тыльной части,
где даже в конце процесса толщина слоя
льда была ничтожно малой.
Граница основной зоны десублимации
при увеличенной таким образом
производительности располагается изначально
дальше и перемещается вдоль
охлаждаемых панелей быстрее, чем в случае
отсутствия перегородки. Однако соотношение
между протяженностью основной зоны
намораживания льда и удельной
производительностью охлаждаемых панелей,
установленное в [2—5], сохраняется.
Интенсификация работы панельных
десублиматоров путем установки
неохлаждаемых перегородок апробирована на
промышленной сублимационной установке ОПСУ-
01М (вторая модель) на Свердловском
мясокомбинате и на установках ТГ-50 и
Хох-вакуум (ГДР) в ВНПО «Комплекс» и на
Ленинградском мясокомбинате.
Объяснение обнаруженного явления
интенсификации процесса десублимации при
размещении в канале между
охлаждаемыми панелями неохлаждаемой
перегородки может быть следующим.
Равномерному распределению пара по всей
охлаждаемой поверхности препятствует
накопление в канале (а точнее — возле
поверхности фазового перехода) неконденсирую-
щих газов. Вследствие турбулизации
потока, возникающей из-за увеличения
поперечного градиента скорости в двух новых
каналах по обеим сторонам неохлаждаемой
перегородки, концентрация
неконденсирующихся газов у поверхности охлаждаемых
панелей, особенно на входных участках
канала, уменьшается и пар
распределяется более равномерно.
С такой интерпретацией
интенсифицирующей роли неохлаждаемых перегородок
хорошо согласуется и другой
экспериментально установленный факт —
существенное повышение производительности модели
панельного десублиматора при движении
водяного пара в канале диффузорной формы.
Максимальное значение
производительности при исследованных режимах
процесса десублимации и изменении
расстояния между охлаждаемыми панелями на
входе потока пара от 50 до 150 мм
наблюдали при углах конусности канала от 6 до
10°. По-видимому, известное при
нормальном давлении явление вихреобразования в
потоке газа, сопровождаемое отрывом
потока от стенок диффузорного канала,
имеет место и в условиях вакуума; это
приводит к турбулизации потока и,
соответственно, к уменьшению концентрации
неконденсирующихся газов у поверхности
фазового перехода.
Указанный эффект наиболее просто
может быть реализован при веерном
расположении охлаждаемых панелей в
цилиндрическом корпусе автономного десублиматора,
при этом пар должен поступать в
продольный центральный канал и уже из него — в
диффузорные каналы между
охлаждаемыми панелями (рис. 1).
Понятно, что в прямоугольном
корпусе десублиматора веерообразное
размещение панелей нецелесообразно так же, как и
во встроенных или блочных десублимато-
рах. Для данных аппаратов нами
предложено другое конструктивное решение,
также основанное на результатах
экспериментов.
При проведении опытов с панелями,
образующими диффузорные каналы,
установлено, что при движении водяного пара
в тех же каналах, но в обратном
направлении (т. е. уже в конфузорных
каналах) удельная производительность пане-
11

Рис. 1. Автономный десублиматор с
веерообразным расположением охлаждаемых панелей в
цилиндрическом корпусе:
1 — корпус; 2 — охлаждаемые панели; 3 — жалю-
зийная решетка; 4 — неохлаждаемые
перегородки
t t. t
Водяной пар
лей десублиматора по сравнению с
вариантом движения пара в
плоскопараллельном канале уменьшается (не более чем
на 20%).
С учетом значительного повышения
производительности панели в диффузорном
канале и Относительно малого снижения ее
в конфузорном канале предложен способ
существенной интенсификации работы
обычного панельного десублиматора с
параллельными друг другу охлаждаемыми
панелями.
Тонкие неохлаждаемые перегородки
размещают не параллельно панелям, а под
углом 7—10° к ним, причем передние кон-^
цы перегородки (на входе потока пара)'*
располагают посредине между панелями
(рис. 2). При этом плоскопараллельные
каналы между панелями разделяются на диф-
фузорные и конфузорные.
Производительность стороны охлаждаемых панелей,
обращенной к диффузорным каналам, в 2—2,8
раза больше, а стороны, обращенной к кон-
фузорным каналам, на 20 % меньше, чем
при плоскопараллельном канале. В целом же
производительность каждой пары
охлаждаемых панелей, образующих совместно с
непараллельной им неохлаждаемой
перегородкой диффузорный и конфузорный
каналы, будет на 40—80 % больше,'чем при
размещении неохлаждаемой перегородки
параллельно панелям, и на 110—170 %
больше, чем при отсутствии перегородок
между ними.
Как было указано выше, при большей
производительности охлаждаемых панелей
граница основной зоны десублимации пара
движется к месту отсоса неконденсатов
быстрее и, соответственно, длительность
периода эффективной работы панелей с
большей производительностью будет меньше.
Поэтому для увеличения
продолжительности периода эффективной работы
десублиматора с параллельными панелями и с
непараллельными им неохлаждаемыми
перегородками и увеличения его льдоемкости
было предложено периодически изменять
положение неохлаждаемых перегородок [1].'
Когда граница льда на стороне панелей,
обращенной к диффузорным каналам,
дойдет до конца панелей, все перегородки
отклоняют в противоположную сторону на
тот же угол 7—10°. После этого все диф-
фузорные каналы становятся конфузорны-
Рис. 2. Блочный десублиматор с параллельными
охлаждаемыми панелями:
/ — корпус; 2 — вакуумное уплотнение; 3 —
охлаждаемые панели; 4 — неохлаждаемые
перегородки; 5 — шарниры; 6 — тяга; 7 — жалю-
зийная решетка
12

ми. Производительность стороны панелей,
обращенной теперь уже к конфузорным
каналам, становится меньше, и можно
продолжать намораживать лед на них без
опасности «проскока» водяного пара в
вакуумный насос в недопустимом количестве. В то
же время все конфузорные каналы
становятся диффузорными.
Производительность стороны панелей, ранее обращенной
к конфузорным каналам, возрастает до
уровня, близкого к той, которая была до
отклонения перегородок у другой стороны
тех же панелей.
Такой поворот неохлаждаемых
перегородок, обеспечивающий увеличение льдоем-
-кости десублиматора с параллельными
охлаждаемыми панелями при сохранении его
производительности, может быть легко
осуществлен даже в условиях глубокого
вакуума.
Таким образом, как следует из
вышеизложенного, предлагаемые способы
интенсификации работы панельных десублимато-
ров весьма эффективны и могут быть
реализованы при сравнительно небольших
трудовых и материальных затратах на
любом промышленном аппарате с
охлаждаемыми панелями.
Список использованной литературы
1. А. с. 1 193383 (СССР).
2. Волынец А. 3., Евтюгин А. Г.,
Кожевникова Н. К. Расчет теплоотводящей
поверхности десублиматоров для
сублимационных установок периодического действия //
Сб. тр. МИХМ: Химическое машиностроение.
М., 1978. Вып. 9. С. 35—40.
3. Волынец А. 3., П ост н и ко в В. М.
Численное исследование двухмерного течения
бинарной смеси с фазовым переходом пар —
лед на стенке канала // ИФЖ. 1978, т. 35,
№ 2. С. 297—302.
4. Волынец А. 3., С а ф о н о в В. К.
Распределение десублимата при движении пара
между пластинами // ИФЖ. 1973, т. 24, № 1.
С. 47—52.
5. Волынец А. 3., Сафонов В. К.,
Евтюгин А. Г. Основы расчета десублиматоров
сублимационных установок непрерывного
действия // Холодильная техника. 1976,
№ 4. С. 36—39.
6. Исследование десублимации пара из
потока парогазовой смеси в вакууме / А. А. Гух-
ман, А. 3. Волынец, А. В. Жучков и др. //
Тепломассообмен. Минск, ИТМО АН БССР,
1976, т. 4. С. 189—197.
7. Першин И. В., Малков Л. С, Гуй-
г о Э. И. Методика расчета
промышленных панельных десублиматоров блочного и
автономного типов // Машины и аппараты
холодильной и криогенной техники и
кондиционирования воздуха. Л., 1983. С. 126—130.
УДК 66.047.25:658.5
ЦЕХ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ
МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Канд. техн. наук В. П. АГАФОНЫЧЕВ,
канд. техн. наук В. Н.ГЛУХМАН,
В. Ф. БАРКОВСКАЯ
В 1986 г. на Слуцком сыродельном
комбинате (Минская область) вступил в строй
цех сублимационной сушки молочных
продуктов. Он будет выпускать крупные,
партии продуктов длительного хранения для
строителей, работников газовой, нефтяной,
горнодобывающей отраслей
промышленности, геологоразведочных служб и др.
Эти продукты могут также применяться
для диетического и лечебного питания.
В цехе установлено отечественное
оборудование, за исключением автомата для
расфасовки и упаковки сухого продукта в
среде газообразного азота в пакеты из
ламинированной фольги (фирма «Ровема»,
ФРГ).
Исходя из планируемого выпуска
продуктов в широком ассортименте, в цехе
смонтирован сушильный комплекс КБСВ-
1000 из четырех вакуумных сушилок
периодического действия СВП-40/40 (см.
рисунок) .
К настоящему времени налажено
производство сублимированных продуктов —
творога «Особый», творога фруктового и
пасты ацидофильной с лимоном.
Технологический процесс
осуществляется следующим образом.
Из молока в ваннах изготавливают
творог или ацидофильную пасту. После
охлаждения в охладителях и смешивания с
компонентами в мешалке продукт
раскладчиком дозируется и укладывается слоем
равномерной толщины в противни
прямоугольной формы с буртиками.
Противни устанавливают на грузовые
тележки. На одной тележке можно
разместить 200—250 кг продукта в
зависимости от дозы и толщины слоя в
противнях. По подвесным путям тележки с
противнями транспортируются в морозильную
камеру. Одновременно в ней умещаются
восемь тележек.
После замораживания продукта до
температуры — 25 °С тележки выкатываются
из морозильной камеры и с помощью
поворотных кругов по подвесным путям
направляются в сушилки.
Каждая из четырех сушилок имеет
автономные вакуумную станцию и пульт
управления. Внутри сушилки расположен,
встроенный трубчатый десублиматор с
непосредственным кипением хладагента в узкой
13

Цех сублимационной сушки Слуцкого
сыродельного комбината:
/ — компрессорная; // — склад готовой
продукции; /// — место хранения готового продукта;
IV — участок производства творога; V —
помещение для хранения творога; VI — участок
сушки творожно-фруктовой смеси; VII — моечная;
VIII — общая холодильная камера; IX — цех
цельномолочной продукции; / — ванна для
изготовления творога и ацидофильной пасты; 2 —
охладитель; 3 — мешалка; 4 — раскладчик;
5 — грузовая тележка; 6, 7 — морозильные
камеры; 8, 13 — поворотный круг; 9, 22, 23, 24 —
подвесной путь; 10 — сушилка СВП-40/40; // —
вакуумная станция; 12 — пульт управления
сушилки; 14 — стол для контроля сухого продукта;
15 — устройство для опорожнения противней;
16 — транспортер; 17 — бункер-накопитель; 18 —
фасовочный автомат; 19 — моечная установка;
20 — кассета; 21 — стерилизатор
кольцевой щели, на котором
конденсируется отходящий из продукта в процессе
сушки водяной пар, и энергетические
тележки с электрическими радиационными
пацелямй.
В одну сушильную камеру вводятся две
грузовые тележки с продуктом,
состыковываются штеккерные разъемы
размещенных в продукте термопар, закрывается
входная дверь, в сушильной камере
создается рабочее разрежение, к продукту
подводится радиационное тепло от
нагревателей согласно заданным режимам, и
выполняется операция сушки.
Для обеспечения автоматического
управления процессом сушки в пультах
управления предусмотрен ввод программ для
различных видов продуктов и толщин слоя.
Приборы пульта управления регистрируют
основные параметры процесса —
температуры продукта и кипения хладагента в
десублиматоре, напряжение и силу тока.
Для отработки режимов сушки и программ
автоматического управления процессом в
пульте имеются тумблеры для ручного
включения ступеней напряжения
трансформатора, которые определяют уровень
энергоподвода к продукту.
14

После окончания цикла сушки грузовые
тележки выкатываются на поворотный круг,
противни с сухим продуктом
подвергаются контролю, а затем поступают в
устройство для их опорожнения. Противни
переворачиваются, прилипшие к днищу остатки
продукта удаляются скребками, крупные
куски измельчаются. Измельченный
продукт пневмотранспортером подается в
бункер-накопитель или фасовочный автомат.
После мойки и стерилизации противней
раскладчик вновь заполняет их продуктом.
В целях обеспечения высоких
санитарных требований к выпускаемой продукции
исходный продукт вырабатывают непосред-
Щ ственно в цехе сублимационной сушки.
Цех также автономен по снабжению
холодом и электроэнергией — в отдельных
помещениях смонтированы холодильные
агрегаты МКТД-30-2-5 (хладагент R22) и
распределительные щиты энергопитания. «
Сушилки СВП-40/40 снаружи
теплоизолированы. В радиационных панелях
использован кабель КНМСС 1X1,131 с наружной
нержавеющей оболочкой и минеральной
изоляцией. Напряжение на нагревательных
элементах регулируется ступенчато печными
трансформаторами типа ТПТ.
Рабочее давление в сушилках ~40 Па,
температура поверхности десублиматора
—50 °С. При этих параметрах расход
электроэнергии на сушку молочных продуктов
составляет в среднем около 4 кВт-ч на
1 кг испаренной влаги.
Указанные параметры работы сушилок
позволяют применять их для сушки
пищевых продуктов как животного, так и
растительного происхождения.
Усредненная годовая
производительность комплекса КБСВ-1000 по сухому
продукту до 210 т.
По зарубежным данным, экономические
показатели цехов сублимационной сушки
существенно зависят от их
производительности. Так, например, по данным фирмы
«Лейбольд-Хераус» (ФРГ), при увеличении
годовой производительности по сухому
продукту с 200 до 5000 т затраты на
переработку единицы продукции снижаются в
2 раза; по данным фирмы «Киова»
(Япония), повышение суточной
производительности цеха по испаренной влаге в 3
раза (с 1,8 до 5,4 т; с 5,4 до 16,2 т)
уменьшает в среднем на 20 % стоимость
испарения 1 кг влаги; по данным фирмы
«Атлас» (Дания), применение четырех
сушилок периодического действия вместо одной
(площадь противней увеличивается с 70 до
280 м2) на 40 % удешевляет испарение
1 кг влаги. Характер указанных
зависимостей сохраняется и при оснащении цехов
сушилками различного типа.
На основании анализа проспектов и
данных зарубежных фирм, а также
результатов эксплуатации нового цеха можно
принять экономически целесообразным нижний
предел годовой производительности цеха по
сухим продуктам (мясным и молочным)
около 400 т.
По результатам эксплуатации цеха
сублимационной сушки на Слуцком
сыродельном комбинате в течение года можно
сделать следующие выводы.
— Оборудование в цехе размещено на
площади 2100 м2, однако площадь цеха
идентичной производительности может быть
уменьшена до 1500 м2.
— Из-за дефицита хладагента R22
целесообразно холодильные системы подобных
цехов предусмотреть с использованием
аммиака.
— При включении вакуумных насосов
АВЗ-90 и АВЗ-20 наблюдается повышенный
выброс масла в выходной патрубок,
поэтому в вакуумной станции требуется
устанавливать дополнительные устройства для
устранения этого недостатка.
— В целях обеспечения больших удобств
в управлении сушилками и экономии
производственных площадей целесообразно
применять общую вакуумную станцию для
всего сушильного комплекса.
— При создании промышленных цехов
сублимированных продуктов на базе
созданного для слуцкого цеха комплекта
оборудования можно компоновать предприятия
любой требуемой производительности.
На продукцию, выпущенную цехом
сублимационной сушки Слуцкого
сыродельного комбината, имеются положительные
отзывы от работников БАМа,
Архангельской и Тюменской областей.
УДК 66.047.25
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ
ЗАМОРАЖИВАНИЯ
БЕЛКОВЫХ СИСТЕМ
НА ИНТЕНСИВНОСТЬ
СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ
С. Н. ОСИПОВ, А. Д. ГАЗЗАЕВА,
д-р техн. наук, проф. Н. К. ЖУРАВСКАЯ,
Г. В. ХОРОЛЬСКАЯ
В последнее время в нашей стране и за
рубежом наблюдается тенденция
увеличения масштабов производства пищевых
продуктов сублимационной сушки, в том числе
15

Рис. 1. Микроструктура плазмы крови с
содержанием сухих веществ 8 % в процессе
сублимационной сушки:
/ — сухой продукт; 2 — влажный продукт
комбинированных рубленых
полуфабрикатов, содержащих в своем составе белки
животного и растительного происхождения
[2].
Важным фактором, влияющим на
степень сохранения исходных свойств продукта
при холодильном консервировании, является
фазовый переход влаги. В этой связи
изучение преобразований белковых систем в
процессе сублимационной сушки в зависимости
от условий замораживания представляет
значительный интерес.
В ходе экспериментов исследовали
формирование кристаллов льда при
замораживании плазмы крови (содержание сухих
веществ 8 %) и ее криоконцентрата A8 %)
при различных температурах, влияние
исходной концентрации белков на продолжи-
Рис. 2. Схема организованного процесса
сублимационной сушки:
>¦ — направление перемещения фронта
раздела фаз при замораживании; >¦ —
направление перемещения фронта раздела фаз при
сушке; / — теплоотводящая поверхность; 2 —
образец
тельность сублимационной сушки и
микроструктуру высушенного объекта в условиях
направленного теплоотвода.
Для выяснения влияния кристаллической
структуры льда и кинетики
кристаллообразования на процесс сублимационной
сушки использовали метод оптической
микроскопии [ 1], позволяющий визуально
наблюдать структуру материала и кинетику
изучаемых процессов. С этой целью была
сконструирована и изготовлена установка,
основным узлом которой является криопри-
ставка к оптическому микроскопу с
увеличением Х60. Хладообеспечение установки
осуществляется с помощью системы снабже- -
ния жидким азотом и блока программного 1
регулирования. Криоприставка рассчитана
на создание в ней остаточного давления
2,6 Па.
В существующих промышленных
сублимационных установках с замораживанием
на плитах формирование кристаллов льда
начинается от днища и стенок противня
и поверхности материала. Фронт сушки
продукта после такого замораживания с
поверхности постепенно перемещается вдоль
стенок противня к днищу в направлении к
центру образца, т. е. из зоны с более
мелкими кристаллами льда в зону с более
крупными. Длительность сушки мясного
белка, замороженного при температуре
—30 °С, составляет 7—8 ч.
На первом этапе экспериментов
замораживание плазмы крови в криоприставке
проводили обдувом парами азота всего образца.
При этом кристаллы льда формировались
неорганизованно — по всему объему
образца. Сублимационная сушка после
такого замораживания идет хаотично в виде
отдельных очагов (рис. 1). Ввиду
чрезвычайной сложности такого процесса практи-*
чески невозможно ни контролировать, ни
вычислить значений основных параметров.
Поэтому в дальнейших экспериментах
применяли метод направленной
кристаллизации.
Образец в виде раздавленной капли
размерами 15Х 15X0,02 мм помещали на
предметном стекле таким образом, чтобы одна
его сторона находилась в непосредственном
контакте с теплоотводящей поверхностью
(рис. 2). В результате достигался
направленный теплоотвод в изучаемом объекте.
При такой организации теплоотвода на
этапе замораживания формирование
кристаллов льда происходит по нормали к
поверхности охлаждения, т. е. от днища
предполагаемого противня к поверхности
материала.
Замораживание проводили при
температурах —30 и —80 ° С. Весь процесс фикси-
16

ровали на пленку высокой разрешающей
способности, линейную скорость
перемещения фронта кристаллизации замеряли с
помощью электронного секундомера в
определенных точках, соответствующих различной
глубине промерзания образца.
Визуальные наблюдения показали, что
при замораживании плазмы крови с
содержанием сухих веществ 8 % до —30 °С
образуются кристаллы льда в основном ячеистой
формы. Причем непосредственно у днища
противня формируется
мелкокристаллический лед, а ближе к поверхности материала
размер его кристаллов увеличивается и ско-
рость перемещения фронта кристаллизации
ф (границы раздела фаз) снижается.
Увеличение содержания сухих веществ
в плазме крови до 18 % при тех же условиях
замораживания приводит к образованию
более мелких кристаллов льда и заметному
уменьшению скорости перемещения фронта
кристаллизации.
Понижение температуры замораживания
до —80 °С вызывает значительное
увеличение линейной скорости кристаллизации
(рис. 3, а) и формирование более мелких
кристаллов льда по всему объему образца.
Сложность рисунка кристаллов льда
увеличивается, появляются дендритные
образования с ветвями различной степени
развитости.
Наблюдения показали, что в результате
выкристаллизовывания влаги при
замораживании белковых систем в
межкристаллизационных каналах скапливается белок,
концентрация которого значительно выше
исходной.
Сублимационную сушку материала
проводили в той же криокамере при остаточном
давлении 26,6 Па и радиационном
энергоподводе (плотность теплового потока
1,99 Вт/м2).
В процессе сушки наибольшая скорость
перемещения фронта сублимации (границы
раздела фаз) отмечена у поверхности
материала в той зоне, где сформировались более
крупные кристаллы льда (рис. 3,6).
Направление движения фронта сублимации от
поверхности материала к днищу противня
противоположно направлению фронта
кристаллизации.
Как видно из представленных на рис. 4,
5 кинограмм сублимационной сушки
плазмы крови различной концентрации,
замороженной при температуре —30 °С, процесс
протекает по линзе кристалла льда с
некоторым запаздыванием в
межкристаллизационных каналах, скопление белка в кото-
VfO'JMM/G
12
10
,2
Л
Л
5
V-10'fMM/c
9 12 X, мм
а
10
/Z
10
в
6
4
2
.
/^г
11
/ з/\
/ 2 J
у/^*
5 6 9 12 Х,мм
Рис. 3. Изменение скорости перемещения
границы раздела фаз по толщине (X) слоя продукта
при замораживании (а) и сублимационной
сушке (б): плазмы крови при температуре —30 A)
и —80 °С B) и криоконцентрата плазмы крови
при температуре —3D C) и —80 °С D)
рых способствует образованию сухого
каркаса материала, т. е. сформированная в
процессе замораживания структура
оказывает заметное влияние на интенсивность
процесса сушки.
Как показали эксперименты,
продолжительность сушки плазмы крови с
содержанием сухих веществ 8 % приблизительно
в 1,5 раза меньше, чем криоконцентрата
плазмы крови с содержанием сухих веществ
2 Холодильная техника № 5
17

Рис. 4. Микроструктура плазмы крови на
расстоянии 6 (а) и 12 мм (б) от днища противня
при сублимационной сушке:
>¦ — направление движения фронта
сублимации
18 %, предварительно замороженных при
температуре —30 °С.
Для выяснения влияния процесса
замораживания и сублимационной сушки на
состояние белков изучаемых систем
проводилось их электрофоретическое исследование.
Результаты электрофореза свидетельствуют
о том, что в процессе замораживания и
сублимационной сушки существенных
изменений белков плазмы крови не происходит.
Полученные в ходе экспериментов
результаты были проверены в промышленных
условиях на установке ТГ-50. Перед
сублимационной сушкой материал замораживали
таким образом, что была получена
структура льда с направлением кристаллов от
днища к поверхности. При сушке материала
с данной структурой длительность процесса
сокращалась на 2 ч.
Рис. 5. Микроструктура криоконцентрата плазмы
крови на .расстоянии 6 (а) и 12 мм (б) от днища
противня при сублимационной сушке:
> — направление движения фронта
сублимации
Таким образом, замораживание
белковых систем в условиях направленного тепло-
отвода обеспечивает структуру с заданными
размерами кристаллов льда и направлением
каналов в пространстве, что позволяет
интенсифицировать последующий процесс
сублимационной сушки.
Список использованной литературы
1. Сублимационная сушка пищевых
продуктов растительного происхождения /
В. Г. Поповский, Л. А. Бантыш, Н. Т. Ива-
сюк и др. М.: Пищевая промышленность,
1975. 336 с.
2." Ч и м и р о в Ю., Брауде Е.,
Толстоту зов В. Использование текстурирован-
ной белковой смеси для получения мясных
рубленых изделий // Рациональное
использование белковых добавок при производстве
мясопродуктов. М., 1979. С. 38—39.
18

УДК 637.5.002:66.047
ОПЫТ ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
новых видов
мясных продуктов
СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ
Канд. техн. наук Г. В. СЕМЕНОВ,
канд. техн. наук И. К. ГОРШКОВ,
В. П. КАРТОШКИН
Обеспечение длительного хранения пищевых
продуктов без заметного изменения
качества — важная задача, стоящая перед
перерабатывающими отраслями
агропромышленного комплекса. Одним из
перспективных путей ее решения является
сублимационная сушка. В текущей пятилетке
планируется расширить ассортимент и
увеличить производство сублимированных мясных
продуктов. При этом особое внимание будет
уделяться дальнейшему повышению их
качества.
В настоящее время мясопродукты
сублимационной сушки выпускаются на ряде
предприятий, в том числе на Оршанском
мясоконсервном комбинате. Цех
сублимационной сушки этого комбината, введенный
в эксплуатацию в 1974 г. и оснащенный
отечественной сушильной установкой СУ-3
с электрическим радиационным
энергоподводом, вырабатывает мясной шрот в
упаковке из трехслойной
газосветонепроницаемой пленки. Такой продукт может
храниться при комнатной температуре в течение
длительного времени.
В то же время проведенные в последние
годы исследования позволяют считать, что
замена части мясного сырья белковыми
препаратами оказывает положительное влияние
на качественные показатели мясопродуктов
сублимационной сушки A—3).
Специалистами МТИММПа
разработаны на основе мясного сырья (говядина,
свинина) рецептуры нескольких новых
комбинированных полуфабрикатов
сублимационной сушки: бифштексов, фаршей — с
частичной заменой мяса молочными либо
соевыми белками — и фрикаделек — с
добавками крупяных изделий. Введение
белковых добавок обеспечивает
сбалансированность аминокислотного состава,
повышает пищевую ценность и стабильность этих
продуктов в процессе хранения.
Приготовленные после их восстановления
кулинарные изделия обладают высокими органолеп-
тическими показателями.
В 1986 г. на Оршанском мясоконсервном
комбинате совместно с представителями
МТИММПа выработана промышленная
партия новых комбинированных мясных,
фаршевых полуфабрикатов. Для
приготовления фаршей использовали оборудование
колбасного цеха. Мясо предварительно
измельчали на волчке с отверстиями решетки
диаметром 4 мм. Затем в процессе
перемешивания в фарш вводили регидратиро-
ванный молочнобелковый копреципитат
либо соевый белок. Фаршевую смесь
укладывали в противни слоем толщиной 25—30 мм
и подмораживали до достижения криоскопи-
ческой температуры в центре слоя.
Полученные «пластины»
подмороженного продукта вынимали из противней и
измельчали в волчке (без ножей) с
отверстиями решетки диаметром 5—6 мм. Фарш
слоем толщиной 14±2 мм раскладывали
на противни, которые помещали в камеру
замораживания, где его выдерживали до
получения в центре слоя температуры
—20 Ч 25 ° С. Такая технология
подготовки продукта обеспечивает формирование
пористого слоя, что создает благоприятные
условия для тепломассообмена в процессе
последующей сушки.
Сублимационную сушку проводили при
—20ч 25 °С и максимальной
температуре поверхности продукта 50—55 °С.
Сухой продукт расфасовывали в пакеты из
полимерного материала и упаковывали в
среде инертного газа.
Замена части мясного сырья белковыми
добавками не только улучшает
потребительские свойства сублимированных
продуктов, но и снижает их себестоимость по
сравнению с себестоимостью обычного
мясного шрота, выпускаемого в настоящее
время.
В связи с этим представляется
целесообразным полностью перевести цех
сублимационной сушки Оршанского
мясоконсервного комбината на производство
комбинированных мясных продуктов с белковыми
добавками, разработанных МТИММПом.
Вместе с тем переход на выпуск таких
продуктов потребует установки в цехе
сублимационной сушки дополнительного
оборудования для приготовления фаршей и
внесения добавок. По предварительным расчетам,
дополнительные затраты на организацию
выработки новых видов мясных продуктов
сублимационной сушки окупятся в течение
трех лет.
Список использованной литературы.
1. Влияние белковых препаратов молока и сои
на физико-химические и
структурно-механические характеристики мясных полуфабрикатов
сублимационной сушки / Н. К. Журавская,
И. К. Горшков, Ю. И. Куликов и др. // Сб.
работ XXX Европ. конгр. науч. работников
мясной пром. Бристоль, 1984. С. 168—169.
2*
19

2. Исследование изменений свойств мясных
систем с различным содержанием молочных
и растительных белков в процессе
замораживания, сублимационной сушки и последующего
хранения / Н. К. Журавская, И. А. Рогов,
В. В. Куликова и др. // Материалы Всесоюз.
совещания «Новые источники пищевых белков
и их применение». Тбилиси, 1980.
3. Стабилизация мясных систем при
замораживании, сублимационной сушке и
последующем хранении введением белковых
препаратов молока и сои/О. Н. Кожевникова,
Н. К. Журавская, В. В. Куликова и др.//Тез.
докл. 2-й Всесоюз. конф. «Механизмы крио-
повреждений и криозащиты биологических
объектов». Харьков, 1984. С. 204.
УДК 66.047.25
СУБЛИМАЦИОННОЕ
КОНСЕРВИРОВАНИЕ
НОВЫХ ВИДОВ
МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
Д-р техн. наук, проф. Н. К. ЖУРАВСКАЯ,
канд. техн. наук Ю. И. КУЛИКОВ,
канд. техн. наук Л. Т. АЛЕХИНА,
канд. техн. наук В. В. КУЛИКОВА
Ранее выполненными исследованиями
влияния замораживания и сублимационной
сушки на состояние мышечных белков мяса
и мясопродуктов установлено, что
наибольшим изменениям подвергаются белки мио-
фибрилл. Следствием этого является
понижение водосвязывающей способности и
существенное увеличение жесткости мяса
сублимационной сушки [1].
Можно полагать, что уменьшение доли
миофибриллярных белков за счет введения
белковых препаратов растительного и
животного происхождения положительно
скажется на качественных характеристиках
мясопродуктов сублимационной сушки.
Для выяснения влияния вводимых
белковых препаратов на качество
комбинированных мясных продуктов были проведены
исследования свойств фаршей
сублимационной сушки и изготовленных из них изделий.
Для модельных фаршей использовали
говядину высшего сорта, свинину не жирную
и их комбинацию в соотношении 1:1.
Автолиз при температуре 2 ° С длился 96 ч. В
мясной фарш вводили регидратированные
белковые препараты — молочнобелковый
копреципитат (МБК) и соевый белковый
изолят (СИ) — взамен 10—30 % мясного
сырья в эквивалентных по* белку и влаге
количествах.
Фарши замораживали при температуре
—25 °С. Сублимационную сушку проводили
при остаточном давлении 13,3—26,6 Па.
Температура продукта на стадии удаления
остаточной влаги были 50—55 ° С.
Упакованный в атмосфере азота в
трехслойную металлизированную пленку
высушенный продукт хранили при 22—25 °С.
Результаты исследования экстрагируе-
мости белков модельных фаршей
сублимационной сушки свидетельствуют о том, что
с введением в фарши белковых препаратов
повышается содержание растворимых
белков в жидкой фазе и возрастает
стабильность миофибриллярных белков. Так,
растворимость миофибриллярных белков после
замораживания в контрольных образцах
(без белковых препаратов) понизилась на
13—15 %; для опытных же образцов
степень изменения их экстрагируемости была
менее значительна: при 30 %-ной замене
мяса белками молока и сои не превышала
7,5-8,3 %.
Состояние белков и величина рН, которая
возрастает при введении белковых
препаратов, сказываются на водосвязывающей
способности рубленых полуфабрикатов. В
процессе их замораживания и последующей
сублимационной сушки гидратация системы
понижается. При наличии белковых
препаратов степень изменения водосвязывающей
способности менее выражена. Это показано
в табл. 1 для фаршей из говядины и из
говядины со свининой при замене части
мясного сырья МБК.
Таблица 1
Мясной фарш
Из говядины
Из говядины и свинины
A:1)
Водосвязывающая
способность,
% к значению
до замораживания,
при уровне замены
МБК, %
0
94,2
92,0
10
95,0
94,4
20
96,3
95,6
30
98,5
97,3
Аналогичная картина изменения
водосвязывающей способности наблюдалась и у
фаршей, содержащих соевый изолят.
Введение белковых препаратов влияет
на структурно-механические свойства
фаршей. Согласно полученным данным
сочетание мясного сырья с белками молока и сои
приводит к изменению прочностных
характеристик фаршей. В табл. 2 показано
изменение структурно-механических показателей
смешанных фаршей из говядины и свинины
при 10—30 %-ной замене мясного сырья
МБК и СИ.
20

Таблица,2
Структурно-механические
показатели
Предельное напряжение 'сдвига
после регидратации, Па
Напряжение среза после
регидратации и тепловой обработки,
105 Па
Фарши из говядины и свинины A:1) при уровне замены, %
МБ К
0
1032
±31,2
1,42
±0,06
10
953,5
±36,3
1,14
±0,11
20
890,4
±26,5
0,96
±0,07
30
810
±29,7
0,76
±0,05
си
0
1032
±31,2
1,42
±0,06
10
990,6
±31,5
1,10
±0,08
20
913,4
±49,3
0,95
±0,06
30
851
-4-50,2
0,72
±0,10
Таблица 3
Фарши
Контрольные
Опытные C0 % замены)
МБК
СИ
Коэффициент водопоглощения фаршей, %, при хранении, мес
0
3,69±0,08
4,09±0,05
4,26±0,03
3
3,58±0,10
4,00±0,08
4,16±0,05
6
3,434=0,11
3,91 ±0,06
4,07±0,08
9
3,26±0,07
3,76±0,12
3,90±0,07
Аналогичные зависимости получены при
изучении говяжьих фаршей и свиных.
Дегустационная оценка готовых блюд
подтвердила существенное улучшение
консистенции и сочности образцов, содержащих
белковые препараты.
. Стабильность свойств фаршей
сублимационной сушки в процессе хранения изучали
на смешанных полуфабрикатах из говядины
и свинины, учитывая более высокое
содержание в них липидной фракции.
Хранение контрольных и опытных C0 %
замены) фаршей сублимационной сушки
сопровождалось понижением коэффициента
водопоглощения (табл. 3). При этом на
протяжении всех сроков хранения
сохранялась разница в величине коэффициента
водопоглощения для контрольных и
опытных образцов.
Результаты исследования пероксидного
(ПЧ) и тиобарбитурового (ТБЧ) чисел
свидетельствуют о более интенсивном
накоплении первичных и вторичных продуктов
окисления, реагирующих с тиобарбитуровои
кислотой, при хранении.контрольных
образцов (см. рисунок). Полученные данные
согласуются с данными ранее проведенных
исследований [2].
Изменение пероксидного (ПЧ) и
тиобарбитурового (ТБЧ) чисел фаршей сублимационной
сушки в процессе хранения:
/ — контрольных; 2,3 — опытных C0 % замены)
соответственно с МБК и СИ
21
в|в
/7</, % иода
0,25
0,20
О,/5
О,/О
0,05
ТБЧ, ед. опт. пл.
0,50
0?25
0,20
О,/5
О,/О
0,05
Шй
О J б Э
Продолжительность л-ра#ени/гумес

Указанный эффект может быть
результатом понижения содержания гемовых
пигментов в комбинированной системе, а также
следствием ингибирующего воздействия
белковых препаратов на окислительные
процессы. Приготовленные из опытных фаршей
сублимационной сушки независимо от
сроков их хранения вторые блюда имели
лучшую консистенцию и более высокую
сочность, чем блюда из контрольных фаршей.
Таким образом, полученный
экспериментальный материал убедительно
свидетельствует о том, что сочетание мясного сырья
с белками молока и сои повышает
стабильность белков фаршей при замораживании
и сублимационной сушке, тормозит
развитие окислительных процессов при хранении
сублимированных продуктов и
положительно влияет на органолептические
показатели приготовленных блюд. •
Полученные результаты исследования
модельных фаршей использованы при
разработке рецептур новых видов
комбинированных мясных фаршей сублимационной
сушки, в состав которых входят белковые
препараты молока и сои. Количественное
соотношение белковых ингредиентов
рассчитывали с учетом сбалансированности
аминокислотного состава комбинированных
фаршей. Экспериментальные данные по
содержанию незаменимых аминокислот и перева-
риваемости белков in vitro подтверждают
достаточно высокую биологическую
ценность новых видов мясных рубленых
полуфабрикатов сублимационной сушки.
Список использованной литературы
1. Влияние белковых препаратов молока и сои
на физико-химические и
структурно-механические характеристики мясных полуфабрикатов
сублимационной сушки / Н. К. Журавская,
И. К. Горшков, Ю. И. Куликов и др. // Сб.
работ. XXX Европ. конгр. науч. работников
мясной пром-сти. Бристоль, 1984. С. 168—169.
2. Новые виды комбинированных
быстрозамороженных рубленых полуфабрикатов и готовых
блюд, содержащих соевые и молочные белки
в сочетаниях с плазмой крови / Н. К.
Журавская, О. Н. Кожевникова, В. А. Ясырева и
др. // Холодильная техника. 1983, № 10.
С. 24—27.
22
УДК 66.047.25.001.375
ОПТИМИЗАЦИЯ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ПРОТИВНЯ
СУБЛИМАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ
БОЛЬШОЙ ОБЪЕМНОЙ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
С. А. СОСУНОВ,
канд. техн. наук Л. С. МАЛ КО В,
д-р техн. наук, проф. Э. И. ГУЙГО
Создание высокоэффективного
оборудования для сублимационной сушки всегда
связано с выбором оптимальных параметров
установки и отдельных ее элементов.
В работе [2] изложены принципы
нового способа организации процесса
сублимационной сушки с использованием в
установке единого вертикального нагревателя,
обогревающего боковые стенки противней,
собранных в два штабеля [1]. Расчетная
удельная объемная производительность (по
сырью) такой установки при начальной
влажности продукта 70 % — 300 кг/м3 в
сутки (у сушилок традиционного типа с
нагревателями, размещенными между всеми
горизонтальными рядами противней,—
180 кг/м3 в сутки).
Процесс сушки, протекающий в
установке, реализующей предложенный способ
теплоподвода, имеет ряд особенностей [3], что
значительно затрудняет выбор оптимальных
параметров установки и, в частности,
геометрических параметров противня.
Определяющим параметром установки в
данных условиях следует считать длину
противня, ибо она в наибольшей мере
обусловливает неравномерность теплоподвода к
сушимому продукту и связанное с ней
увеличение (по сравнению с традиционными
способами теплоподвода) длительности
процесса сушки. Кроме того, применительно к
ребристым противням (наиболее
перспективным при данном способе теплоподвода)
оптимизации подлежат также межреберное
расстояние, толщина ребра и высота
противня (рис. 1).
Значения перечисленных параметров (за
исключением высоты противня) выбирали
на основании анализа зависимости от них
показателя удельной объемной
производительности fJv сублимационной установки.
Поскольку варьировать все указанные
параметры путем изготовления множества
ребристых противней слишком сложно,
предварительно была проведена серия
сравнительных исследований с высушиванием
гранулированного творога в реальном
ребристом противне с небольшой высотой
каналов и на экспериментальной металличес-

кои пластине при толщине слоя продукта,
равной половине межреберного расстояния.
Продолжительность процесса сушки в обоих
вариантах различалась не более чем на 5 %.
Полученные результаты
свидетельствуют о том, что сопротивление выходу пара
из каналов невысокого ребристого
противня незначительно, а сопротивление передаче
теплоты в зоне контакта замороженных
гранул с вертикальными ребрами противня и с
горизонтальной пластиной практически
одинаково. Поэтому далее опыты проводили
с пластиной из сплава АД-31,
имитирующей половину (по толщине) ребра
реального противня, один из концов которой
непосредственно контактирует с
нагревателем (рис. 2). Толщина размещенного
на пластине слоя продукта
соответствовала половине межреберного расстояния.
Время подготовительно-заключительных
операций в соответствии с данными
производственных испытаний принято
равным 1 ч.
Удельную объемную производительность,
кг/(м3-ч), рассчитывали по формуле:
Щ=ПК
тс+1
где Я,
*а
удельная объемная
производительность с единицы объема
противня, кг/(м3-ч);
коэффициент заполнения
вакуумного объема;
тс — время сушки, ч.
Здесь Я -Я (^-26+^)^-26) ,
Здесь IIV-IIS BHn(hnp+6)
Я=-^-
*з
У,
пя
удельная производительность с
единицы поверхности
экспериментальной пластины, кг/(м2-ч);
п — число противней в установке, шт.;
Va — объем противня, м3;
Кк — внутренний объем сублиматора, м3;
Gon — количество продукта, размещаемого
на экспериментальной пластине в
одном опыте, кг;
Зпл — площадь рабочей поверхности
экспериментальной пластины, м2.
Результаты опытов, проведенных с целью
выявления зависимости удельной объемной
производительности Ukv от длины
исследуемой пластины L, приведены на рис. 3.
Изменяемые в опытах параметры: длина
пластины 60, 110, 160, 210, 275, 300 мм, ее толщина
0,45; 0,82; 1,82 мм, толщина слоя сушимого
продукта (гранулированный творог с
диаметром гранул 2 мм) 4, 6, 9 мм.
Рис. 1. Ребристый противень сублимационной
установки большой объемной
производительности:
б — толщина экспериментальной пластины
(равна половине толщины ребра реального противня);
hnp — толщина слоя сушимого продукта; В, L,
Нп — соответственно ширина, длина и высота
противня
а^ть^
Рис. 2. Экспериментальная ячейка:
/ — экспериментальная пластина; 2
дукта; 3 — нагреватель
Пи, пг/(м5- ч)
50
слои про-
<tO
JO
20
L.
г
й^^^^ о~^^
^ о
*о^
^>ч^/
^^а/
^ * <^ч
lf>^s
P^NS*
_ 1 :_.
100
200
300 L,mm
Рис. 3. Зависимость удельной объемной
производительности nkv от длины L
экспериментальной пластины:.
1—3 — h =4 мм; 4—6 — h =6 мм; 7—9 —
h =9 мм; 1, 4, 7 — 6=1,82 мм; 2, 5, 8 —
6=0,82 мм; 3, 6, 9 — 6=0,45 мм
Как следует из рис. 3, для всех сочетаний
толщины слоя сушимого продукта h и
толщины пластины 6 имеются ярко
выраженные экстремумы я?. Так, для пластины с
6=0,45 мм при всех исследованных
толщинах слоя продукта D, 6, 9 мм) соответствую-
23

/7? кг/См^ч)
О / 2 3 8,мм
Рис. 4. Зависимость удельной объемной
производительности nkv от толщины б
экспериментальной пластины
П%, кг /1м?- ч)
О 2 Ь 6 8 10 12 Ъпр)мм
24
щие значения максимальной
производительности [Я*=33,1; 43,5; 52,3 кг/(м3-ч)]
относятся к длине пластинм 150—155 мм, для
пластины с 6=0,82 мм [Я*=31,6; 41,6;
53,5 кг/(м3-ч)] — к длине 170—175 мм, для
пластины с 6=1,82 — к длине 180—185 мм.
Таким образом, по мере увеличения
толщины пластины наблюдается некоторое
смещение максимума кривой рассматриваемой
зависимости в сторону увеличения длины
пластины.
Однако, очевидно, что при
использовании таких коротких ребристых противней
в установке с односторонним теплоподво-
дом к их торцевым стенкам коэффициент
заполнения вакуумного объема К3 снизился i
бы, приближаясь к значениям
существующих установок с традиционными
способами теплоподвода, в результате чего
значительно уменьшилась бы и эффективность
предложенного способа организации
процесса.
Проведенный в связи с этим
дополнительный анализ полученных данных
показал, что ряд кривых зависимости nkv=f(L)
(см. рис. 3) имеет достаточно псЖогий
характер в области длин 160—300 мм. Например,
для пластины толщиной 0,82 мм
(кривые 2, 5, 8) увеличению ее длины на 100 мм
после точки перегиба (максимума
значения nkv) соответствует снижение удельной '
объемной производительности лишь на
3,3—4,1 кг/(м3-ч), или на 6—7 %.
Это обстоятельство относится не ко всем
исследованным толщинам металлической
пластины. Тем не менее, учитывая целый ряд
конструктивных факторов (решающим из
них является обеспечение прохода
персонала между крайней секцией десублиматора
и нагревателем для обслуживания и
ремонта установки), можно рекомендовать
увеличение длины противня до 275—300 мм без
значительного снижения ее
производительности.
Из анализа рис. 3 также следует, что
при переходе от одной толщины пластины
к другой взаиморасположение кривых для
одной и той же толщины слоя продукта,
размещенного на пластинах различной
длины, не единообразно. Поэтому было
проведено несколько серий опытов при длине
пластины L=275 мм, выбор которой обоснован
выше.
Исследовали пластины толщиной 0,2,
0,45, 0,82, 0,92, 1,82 и 4 мм при сушке слоя
Рис. 5. Зависимость удельной объемной
производительности Яу от толщины hnp слоя сушимого
продукта:
/—5 — пластины толщиной соответственно 0,2;
0,45; 0,92; 1,62 и 4 мм

продукта толщиной 2, 4, 6, 9, 12 и 14 мм.
Результаты опытов приведены на рис. 4, 5.
Как видно из рис. 4, каждая кривая
зависимости fj^=fF) в пределах 6 от 0,2
до 4 мм имеет свой максимум, который
смещается с ростом /гпр в сторону больших
значений 6. Так, при Апр=2 мм
максимальная производительность — 66,8 кг/(м3«ч) —
достигается при толщине пластины менее
0,2 мм, при /гпр==4 мм максимум —
42,1 кг/(м -ч) — достигается уже при
6=0,45 мм и т. д. (значения толщины
пластины, обеспечивающие максимальную
удельную производительность при заданной
) толщине слоя продукта, приведены в
таблице).
6, мм
0,2
0,45
1,2
1,8
2,3
4
V мм
2
4
6
9
12
14
кг/ (м3-ч)
66,8
42,1
32,8
24,7
22,5
17,2
Кроме того, из данных рис. 4 следует, что
по мере роста hnp как относительное, так и
абсолютное значения экстремумов Ylkv
снижаются. Если при /гпр=2 мм увеличение
толщины пластины от 0,2 до 4 мм
сопровождается понижением показателя удельной
объемной производительности более чем в
2 раза, то при /гпр=9 мм наибольшее
изменение nkv не превышает 10 %.
Особенно наглядно это проявляется при
анализе графиков зависимости fj^=f(hnp)
(см. рис. 5). При толщине слоя продукта
более 6 мм расхождение, показателя П\
во всем диапазоне исследованных
значений 6 не превышает 9 %, т. е. при
межреберных расстояниях более 12 мм толщину ребра
можно выбирать наименьшей,
руководствуясь при этом только соображениями
эксплуатационной прочности противня. Из
рис. 5 видно также, что максимум Ukv на
всех исследованных пластинах
обеспечивается в диапазоне значений /гпр=0,6Ч-2 мм,
использование которых в промышленных
условиях практически нереально.
Обобщая полученные результаты,
можно предложить следующую
последовательность действий при выборе оптимальных
параметров противня. Первоначально
следует задаться диаметром гранул (сушимого
продукта), что обусловливается его
технологическими свойствами. Затем с учетом
удобства засыпки гранул определяют
минимально необходимое межреберное
расстояние и соответственно толщину сушимого
слоя /гпр, для которой далее по описанным
зависимостям выбирают толщину ребра,
обеспечивающую максимальную
производительность установки.
Высоту ребристого противня для
рассматриваемой сублимационной установки с
единым вертикальным нагревателем
находят с учетом удобства ее эксплуатации.
Экспериментально доказана практическая
независимость удельной объемной
производительности установки от высоты
ребристого противня. Вместе с тем при высоте
каналов противня, равной 32 мм, длине
противня 300 и ширине 600 мм его масса
составляет 5,6 кг, поэтому противень большей
высоты неудобен для размещения на
загрузочной тележке. Кроме того, при большей
высоте усложняются операции по загрузке
сырья и выгрузке из противня сухого
продукта.
В соответствии с вышеизложенным были
рекомендованы следующие геометрические
параметры противня: длина 300 мм,
толщина ребра 1,6 мм, межреберное расстояние
10 мм, реализованные в промышленной
сублимационной установке СУ-1,2.
Список использованной литературы
1. А. с. 765611 (СССР).
2. Новая сублимационная установка для сушки
гранулированных продуктов / Э. И. Гуйго,
Л. С. Мал ков, С. А. Сосунов и др. //
Холодильная техника. 1984, № 10. С. 24—26.
3. Сосунов С. А., Гуйго Э. И., Мал-
ков Л. С. Особенности теплообмена в зоне
сушки сублимационной установки большой
объемной производительности. // Холодильная
техника. 1987, № 1. С. 43—46.
УДК 66.047.25-52
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ
СУШКИ
Э. В. СИЛЬВЕСТРОВ
Разработка системы автоматического
управления процессом
вакуум-сублимационной сушки на основе определения
программ и их реализации с помощью
управляющих устройств является сложной
задачей. Конкретных теорий и методик
по конструированию таких систем в
литературе нет. И поэтому построение систем
управления процессом
вакуум-сублимационной сушки на основе выбора конкретных
25

Pi
Pz
!
1
i
1 Верхний

регулирующий
орган
i
9*
1
1
Рж.м
1
1
Нижний
регулирую
щий
орган
1
1
1
-J&.

[Технологические
сосуды
_ //
Дбухстулен-
чать/и
холодил ьнь/й
компрессор
2V660/22
\ 9г ,
?*
$L
*хл
&ХЛ _

Технологические
сосуды
*(
\
«н
Од~ъект
сушки
Р&п.пр
Мб
*•
gnp1 \ \\ \W^
1 М •
Криопанели
десудлиматора
впр2\
jL
°кр ^
Р6.П.К0
Ji2
\wT2
Объект
сушки
в>
А
\*н
Рв.п.пр
Рс.д
4
Вакуум-

сублимационная
камера
\9*
„
« "Рнап
7
Sn
\рн
\
Вакуумный\
насос
2НВР ~5Д
элементов и блоков, согласования их
характеристик во многом еще относится к
области инженерного искусства [5].
При программировании управления
энергоподводом в процессе сушки необходимо
учитывать не только функцию времени,
но и текущие значения основных
параметров процесса. В частности, проведенный
предварительный анализ результатов
исследования процесса сушки показал, что
уровни управляющих воздействий Ut(t) по
каналам энергоподвода к объекту сушки
прежде всего обусловлены текущими
значениями интенсивности влаговыделения
/ш [2]. Поэтому при построении системы
замкнутого управления данный параметр
целесообразно использовать в качестве
основного — управляющего.
С учетом рекомендаций по
предварительному изучению объекта, изложенных в
[6], была составлена конструктивная
структурная схема выбранного объекта
управления (рис. I).
По результатам идентификации [6, 7]
выбранного объекта исследования —
модифицированной однокамерной
вакуум-сублимационной установки периодического
действия — были получены динамические
характеристики объекта, образующие
кинетическую траекторию процесса сушки,
являющуюся эволюцией выходных
параметров — температур препарата' Впр и его
Рис. I. Конструктивная структурная схема
однокамерной вакуум-сублимационной установки
УСС-Ю
паровой фазы Впф и jn — под влиянием
допустимых управляющих воздействий
Ui(t). Прямой метод расчета программ на
основе полной идентификации объекта
исследования [5] позволил определить
закономерность функциональной зависимости
уровней управляющих воздействий от
текущих состояний объекта исследования.
Были получены две автономные
программы управления, что обусловлено
неадекватностью кинетических траекторий
процесса по каждому из каналов
управления. Это вызвано изменением основной
выходной координаты объекта
исследования — параметра /п — по
пространственной координате z в замкнутом объеме
вакуум-сублимационной камеры в ходе
экспериментальных циклов сушки.
Следовательно, требуется построить два
замкнутых контура управления, каждый из
которых будет реализовывать свою
программную управляющую последовательность.
В исследованной
вакуум-сублимационной установке каждый из каналов
управления с точки зрения динамики
независим, т. е. данная система управления
распадается на два автономных контура
управления процессом сушки. При разра-
26


исполнительное
збено
—/—
"вых
V/елинёи-
ный пре-
образоба-
тель
и6х
I
"зад
R3ad
6
Задающее У^5
устройст8о\\
"вых\

регулирующий
орган
Р*
\ и был 1
I

Регулирующий
орган
Р«
Одъект
сушки
°п.<р^
Jn
Улр
Датчик-
яреодразо-
Затель

Формирователь
%L&*
Jn
?HiL*
Датчин-
преоо~разо-
ватель

Формирователь
J<P
UJL
fyad
Задающее
ц/стройстЗо\
\Исполни-
тельное \
зЗено
"вых
\Нелинеи-
нь/й пре-
одразова-
/лель
"вх
азад
II
ботке структурной схемы каждого из них
и подборе образующих его блоков
стремились создать малоинерционную систему
управления, позволяющую отслеживать
изменение управляющей координаты /п с
минимальным запаздыванием и
формировать управляющее воздействие с
максимальной скоростью. Поэтому в качестве
реальных блоков использовали
электрические аналоговые устройства,
обеспечивающие максимальное быстродействие в
преобразовании информации, используемой
для формирования управляющих
воздействий (/Д/).
На рис. 2 представлена структурная
схема двухмерной системы несвязанного
управления, состоящей из двух автономных
одномерных нестационарных систем.
При определении статических
характеристик звеньев каждого контура
управления за неизменяемую часть системы была
принята блок-схема каждого из контуров
без управляющего устройства. Исходя из
характера полученных статиче^':^;
зависимостей отдельных звеньев был применен
графический метод синтеза
результирующей статической характеристики
управляющего устройства.
Согласно рекомендациям [3, 6]
геометрическую плоскость разбивали на четыре
квадранта. В первом из них выстраивали
статическую характеристику звена «усили-
Рис. 2. Двухконтурная система управления
процессом сублимационной сушки:
/ — электронный турбинно-тахометрический
индикатор интенсивности влаговыделения ТЭ-М;
2 — усилитель постоянного тока с двойным
преобразованием напряжения и демодулятором
УПД1-03; 3 — нелинейное звено с насыщением
с одним параметром настройки; 4 — тиристор-
ный регулятор РТ-10-220; 5 —
автотрансформатор АОМН-40-220-75У4; 6 —
модифицированная кассета с нагревательными ячейками
тель постоянного тока», во втором —
получали результирующую статическую
характеристику управляющего устройства, в
третьем — статическую' характеристику
звена «регулирующий орган», в
четвертом — результирующую статическую
характеристику контура управления на основе
таблиц соответствий между значениями
сформированного сигнала ?/ф и уровнем
управляющего воздействия Рк, найденными
в результате обработки табличных значений
программ управления (кинетических
алгоритмов) для каждого контура.
На рис. 3 показаны (в значительно
уменьшенном масштабе) синтезированные
результирующие статические
характеристики управляющего устройства. В
результате их построения для каждого контура
управления были получены зависимости
?/вых=/((/вх), обладающие явно выражен-
27

1 ~ 21 17 13 9
ивых>в /
%ik
7,0
0,0
5,0
w
3,0
2,0
Ъ^1,0
y^i
' 80
160
2W
320
WO
Ш
560
6W
PK,Bm
-
-
-
- ^^
-
-
-
-
-
-
-
-
}
/ * I
A 13 17 21 25 29
~y^ и<р,мВ
Рис. З. Построение результирующих
характеристик управляющего устройства для первого (а)
и второго (б) контуров
ной нелинейностью, которая варьировалась
на отдельных участках траектории.
Необходимый элемент управляющего
устройства — задающее звено,
позволяющее устанавливать «рабочую точку»
процесса для квазистационарного периода,
например, путем ограничения управляющего
сигнала, которым является выходной одно-
полярный аналоговый сигнал Uy
согласующего преобразователя (УПТ). Для этой
цели было разработано устройство,
выполненное по схеме амплитудного
ограничителя [1]. Оно обеспечивало
функционирование сигнала UBX=f(Uy),
поступающего на вход управляющего устройства,
практически в линейном режиме, но с
выходом управляющего сигнала Uy на
режим насыщения. Ограничение сигнала
UBX «сверху» происходит в том случае,
когда Uy достигает значения ?/у>доп, т. е.
уровня аналогового сигнала, определяемого
«рабочей точкой» процесса для
квазистационарного периода.
Основное звено управляющего
устройства — нелинейный преобразователь,
осуществляющий изменение управляющего
сигнала по закономерностям
синтезированных результирующих статических
характеристик. В результате проведенного
информационного поиска был выбран
нелинейный преобразователь, который по своей
характеристике наиболее близок к
синтезированной результирующей статической
характеристике управляющего
устройства,— бесконтактный однофазный тиристор-
ный регулятор напряжения РТ-10-220.
Его схемное решение позволяет
осуществлять модификацию статической
характеристики UBUX=f(UBX) с помощью изменения
настройки режимов работы варисторов
(полупроводниковых нелинейных
сопротивлений).
Технические данные регулятора РТ-10-220
Диапазон изменения выходного
регулируемого напряжения, В
Диапазон изменения напряжения
управления, В
Номинальный ток нагрузки, А
Номинальная мощность, кВА
Масса, кг
Вариант исполнения
0—220
0—6,5
45
10
10
Приборный
для
утопленного
монтажа
Редукция уровней выхода UBHX
примененного регулятора к уровням
управляющих воздействий 1/вых на регулирующий
орган обеспечивалась исполнительным
звеном — автотрансформатором •АОМН-40-
220-75У4 с постоянными коэффициентами
трансформации (для первого контура
управления -*- 8,2, для второго — 9,5).
При сравнении значений управляющего
сигнала 1/ЪЫХУ полученных при снятии
статических характеристик регуляторов, с
усредненными табличными значениями
программной управляющей последовательности
установлено: для первого контура
управления значение относительной погрешности
Цвых увеличивается от 0 до 30 % при
уменьшении входного сигнала UBX от 6,5 до
28

2,0 В и возрастает до 80 % при его
изменении от 2,0 до 0,0 В; для второго
контура управления относительная
погрешность ивых повышается с 0 до 28 % при
уменьшении Цъх от 7,8 до 2,0 В и
возрастает до 100 % в области его малых
значений.
Проверка функционирования
разработанной системы управления проводилась
следующим образом. Из препарата Lac-
tobacterium plantarum (штамм 11/16)
готовили раствор 8 %-ной концентрации,
который подвергали замораживанию на
центробежном замораживающем устройстве,
I входящем в состав установки УСС-10.
Партию замороженного препарата размещали
в ячейках регулирующего органа,
температура которых удовлетворяла
неравенству ^нагр.яч^^субл'
Источником информации были
контрольные технологические сосуды (по одному
сосуду на каждый регулирующий орган)
с датчиками температуры препарата впр,
температуры паровой фазы сушимого
препарата вПф и интенсивности влаговыделе-
ния из него /п (перед началом
эксперимента епр=-40°с, еп.ф=-40ос, /п=
=0,0 г/мин, температура криопанелей де-
сублиматора —73 °С).
С помощью насоса 2НВР-5Д вакуумиро-
вали сублимационную камеру. За начало
процесса управления принимали момент
достижения возмущающим параметром
рсв (остаточное давление сухого воздуха)
критического значения (—12,5 Па), что
соответствовало текущему значению парамет-
Ра Рв.п.пр (парциальное давление водяных
паров над препаратом) при Опр= —40 °С и
началу процесса влаговыделения из
сушимого препарата (/п>0). В этот момент
начиналось формирование управляющих
воздействий в каждом контуре
управления с помощью датчиков-преобразователей
приборов ТЭ-М и последующих звеньев
каждого контура (см. рис. 2), т. е.
передача теплоты объекту сушки в
соответствии с алгоритмом управления.
Для объективной оценки качества
процесса управления одновременно с
помощью шеститочечного электронного моста
КСМ2-022 с диапазоном измерения —90-h
-^-+50 °С непрерывно регистрировали и
выходную регулируемую координату процесса
впр. На ее значения наложены
технологические ограничения: для
квазистационарного периода в <;—25 °С, для периода
десорбции впр^25 °С.
Окончанием процесса управления
считали момент прекращения влаговыделения
из объекта сушки (/п=0), о чем судили
по отсутствию выходных сигналов на трех-
точечнрм электронном потенциометре КСП4
с диапазоном измерения 0—50 мВ,
регистрировавшем данные параметры, и
отсутствию в каналах энергоподвода к
регулирующим органам (управляющих
воздействий сигналов управления, которые
измеряли амперметрами Э-377 с диапазоном
0—50 А).
Результаты испытаний рассмотренной
системы управления модифицированной
установки УСС-10 показали, что
динамическая ошибка Хя (т. е. максимальное
отклонение регулируемого параметра впр от
его заданных по термограмме значений)
составляла 2 °С в начале
квазистационарного периода (djn/dt>0) и в конце периода
монотонного затухания динамического
процесса {dju/dt<S)). В период активной
сублимации (djn/dt=0) данная система
управления обеспечивала требуемую
статическую точность Хст, равную 1 °С.
Таким образом, примененный подход [4]
к разработке данной системы управления
на основе первоначальной редукции
исследуемого объекта к линейному объекту
с сосредоточенными параметрами путем
конструктивной модификации его основного
звена (вакуум-сублимационной камеры)
обеспечил адекватность параметров тепло- и
массопереноса по
пространственно-временным координатам объекта. Отказ от
построения систем управления на основе
«жестких» программ с использованием
программных регулирующих устройств типа РУ5-
01М, деформирующих кинетику процесса
сушки, потребовал разработки систем
управления на основе «гибких» программ,
базирующихся на кинетических алгоритмах.
Введение в канал управления
энергоподводом параметра /п способствовало
также оптимизации длительности
технологического цикла по периодам сушки и
энергозатрат на его реализацию. Все это
положительно сказалось на сохранении
высушенной кормовой закваской Lactobacterium
plantarum исходной биологической
активности, что подтвердили результаты
исследования, проведенного в лаборатории.
Список использованной литературы
1. А. С. 954752 (СССР).
2. Андреев Ю. Н. Управление
конечномерными линейными объектами. М.: Наука, 1976.
424 с.
3. Клюев А. С. Автоматическое
регулирование. М.: Энергия, 1973. 391 с.
4. Моисеев Н. Н. Математические задачи
системного анализа. М.: Наука, 1981. 487 с.
5. Моисеев Н. Н.Численные методы в теории
оптимальных систем. М.: Наука, 1971. 424 с.
29

6. Построение математических моделей
химико-технологических объектов / Е. Г.
Дудников, В. С. Балакирев, В. Н. Кривсунов
и др. Л.: Химия, 1970. 312 с.
7. Солодов А. В., Петров Ф. С.
Линейные автоматические системы с переменными
параметрами. М.: Наука, 1971. 602 с.
УДК 66.047.25.001.5
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ
ГРАНУЛИРОВАННЫХ
В ВАКУУМЕ МАТЕРИАЛОВ
Канд. техн. наук С. М. БРАЖНИКОВ,
С. Н. РОДИОНОВ, В. И. ШАТНЫЙ,
д-р техн. наук А. 3. ВОЛЫНЕЦ
Перспективным направлением развития
технологии сублимационного консервирования
пищевых продуктов является сушка
жидкого и пастообразного сырья при
распылении его в вакууме. Для разработки
установок, реализующих этот процесс,
необходимо располагать данными о паропроницае-
мости слоя дисперсного материала,
подвергаемого обезвоживанию.
От коэффициента паропроводности, в
частности, зависит скорость отвода пара из
зоны фазового превращения и,
следовательно, — производительность установки.
По нему можно судить о перепаде
давлений в слое, т. е. оценить
гидродинамическое воздействие потока пара на слой
гранул продукта. Такая оценка, в свою очередь,
необходима для прогнозирования и расчета
эффектов, связанных с движением гранул
(унос, перемешивание и т. п.).
Обычно в теории сублимационной сушки
под коэффициентом паропроводности (мас-
сопроводности) понимают коэффициент
пропорциональности в уравнении,
связывающем расход пара с градиентом давления
в слое:
где G — расход пара, кг/(с-м2);
х — коэффициент * паропроводности,
кг/(с-м-Па);
р — давление, Па;
h — координата, м.
В литературе достаточно подробно
освещены вопросы, связанные с определением
коэффициента паропроводности
подвергаемых сублимационной сушке кусковых
продуктов. В условиях вакуумной
сублимационной сушки дисперсных продуктов их
гидравлическим сопротивлением обычно
30
пренебрегают, полагая, что давление пара
неизменно по высоте слоя [4]. Однако опыт
показывает, что с уменьшением
характерного размера частиц паропроводность слоя
снижается, в результате чего возникают
значительные градиенты давлений и
режимные параметры процесса явно отклоняются
от их расчетных значений. Особенно это
заметно при распылении в вакууме [1,3]
растворов или экстрактов с характерным
размером частиц (порядка десятых долей
миллиметра).
Известные методы расчета
коэффициента паропроводности [5] требуют знания
большого числа параметров (порозности
слоя, коэффициента извилистости пор,
коэффициента формы частиц и др.),
теоретическое определение которых возможно лишь
для слоя, состоящего из частиц правильной
формы. На практике же даже в наиболее
благоприятном случае монодисперсного
гранулирования в вакууме [2] црлучить такие
частицы не удается, так как под действием
давления, возникающего в жидком ядре
частично замороженной капли вследствие
увеличения объема воды при
кристаллизации [1], гранулы частично или полностью
разрушаются с образованием частиц
произвольной формы.
Таким образом, массоперенос в
дисперсных продуктах, получаемых распылением
в вакууме, осложнен двумя факторами:
наличием градиента давления в слое и
большим разнообразием формы частиц.
Возникает вопрос: в какой степени известные
методы расчета могут быть использованы
для определения коэффициента
паропроводности в этих условиях?
Рассмотрим задачу определения
коэффициента паропроводности продуктов,
получаемых вакуумной грануляцией, вначале
с учетом только одного из двух
отмеченных факторов — градиента давления в слое.
Пусть имеется слой дисперсного
материала высотой Я, через который пар
проходит с постоянным расходом G. Будем
считать, что в первом приближении слой
состоит из сферических гранул одинакового
диаметра D. Давление пара на входе в слой
постоянно, на выходе — также постоянно
и равно давлению в аппарате ра.
Предположим, что рассматриваемые
гранулы не обладают внутренней
структурой, т. е. размеры их пор существенно
меньше размеров капиллярных каналов,
образуемых рядами гранул, составляющих
слой.
С учетом сделанных предположений
структура слоя может быть представлена
простой моделью: совокупностью
равномерно распределенных по объему слоя ци-

линдрических прямолинейных капилляров
(пор) одинакового диаметра,
ориентированных по направлению потока пара.
Эквивалентный диаметр капилляров выражается
через порозность слоя г|) и для
рассматриваемого случая может быть рассчитан по
формуле [5]:
*~=4tV- B)
Длину капилляров находят умножением
высоты слоя Я на коэффициент
извилистости \xh для которого предложена следующая
эмпирическая формула [6]:
^=1+0,178A—ф).
Однако даже для столь простой и гео-'
метрически полностью определенной
структурной модели использование для
нахождения коэффициента паропроводности
известных зависимостей не может быть
признано вполне корректным, поскольку давление
пара, а, следовательно, в общем случае и
режим его течения, изменяется по высоте слоя
по неизвестному закону. Кроме того, в
условиях, характерных для вакуумной
сублимационной сушки гранулированных
материалов, получаемых непосредственным
распылением в вакууме (температура теплопод-
водящей поверхности Г=293 К, р=133-т-
-f-13,3 Па), критерий Кнудсена обычно
находится в интервале 2,3- 10~2<Кп<23Х
ХЮ~2, что соответствует переходному
режиму течения пара, для которого пока нет
надежных расчетных зависимостей.
Предлагаем следующий метод расчета
коэффициента паропроводности при
наличии в слое градиента давления.
Рассматриваемый слой надо разделить
по высоте на элементарные ячейки высотой
А/г. Тогда полное гидравлическое
сопротивление слоя может быть представлено как
сумма гидравлических сопротивлений ячеек,
соединенных последовательно. Будем
считать, что давление пара в пределах каждой
ячейки постоянно.
Для расчета коэффициента
паропроводности одной ячейки воспользуемся
подходом, развитым Скоттом и Дульеном [7],
предполагающим, что определенная часть
молекул пара Е не подвергается
межмолекулярным столкновениям между двумя
последовательными столкновениями со
стенкой. Эта часть общего потока пара
подчиняется закономерностям Кнудсеновского
(молекулярного) течения. Остальная же
часть молекул переносится в вязкостном
режиме. Тогда для потока пара, проходящего
через слой материала, можно записать:
Д^_
ДЛ '
ж,кг/(смПа)
J
2
10
3
8
7
10
7
В
100
200
Р,Ла
Рис. I. Зависимость коэффициента
паропроводности слоя х от давления р
где хв, хмол — коэффициент
паропроводности слоя соответственно при
вязкостном и молекулярном
режиме течения
кг/(с-м-Па) [5],
хп= —
Г
Ъ 72A-4,)
d2
2 "ЭКВ Df
Тт\ Р"
< = — d
л/RT
пара,
D)
E)
R
удельная газовая постоянная,
Дж/(кг-К);
pt — давление в /-ой ячейке, Па;
. &Pi=Pi+i—Pf
Если высота слоя значительно
превосходит эквивалентный диаметр пор, то доля
молекул, не участвующих в
межмолекулярных взаимодействиях, определяется как [7]
?=ехр (-%*),
F)
0=[A-?К+?хмол]
C)
где к — длина свободного пробега молекул
при данном давлении, м,
т. е. эта доля молекул зависит от критерия
Кнудсена, определяющего режим течения.
Таким образом, коэффициент
паропроводности единичной ячейки слоя
описывается простым аналитическим выражением:
х=A-?К+?хмол, G)
которое автоматически учитывает
возможность изменения режима течения при
изменении давления.
Зависимость коэффициента
паропроводности от давления иллюстрируется
графиком (рис. 1). Как видим, с ростом давления
коэффициент паропроводности сначала
снижается, а затем повышается. Такой
характер зависимости х(р) объясняется тем, что
в потоке увеличивается доля молекул,
испытывающих молекулярные столкновения. Это
приводит, с одной стороны, к замедлению
потока napa,4ia с другой — к возрастанию
его плотности. В результате паропровод-
ность слоя оказывается под влиянием про-
31

р,/7а
600
500
WO
JOO
200\
WO
10
15
\Pa
20h,MM
х,кг/(с-мЛа)
6
5
4
3
2
w7
9
8
1П*
к>ч/
г
^j
ч
10
15 h.MM
Рис. 2. Распределение локального давления р
по высоте слоя h при расходе пара G:
1 — 9,61 • 10~3 Кг/(с-м2); 2 — 3,61 • 10~3 кг/(с-м2);
3 — 8,65' 10~4 кг/(с-м2); 4 — 5,4-10~5 кг/(с-м2)
Рис. 3. Распределение локального коэффициента
паропроводности к по высоте слоя h при расходе
пара G:
1 — 9,61 • 10~3 кг/(с-м2); 2 — 3,61 • Ю кг/(с-м2);
3 — 8,65.10-4кг/(с-м2);4 — 5,4-К) кг/(с-м2)
тивоположно действующих факторов, что и
обусловливает немонотонный характер
кривой.
Далее по формулам D) — G)
рассчитывают коэффициент паропроводности первой
ячейки, давление в которой считают равным
давлению пара на входе в слой, а по
формуле C) — перепад давлений в этой ячейке
А/?ь соответствующий заданному расходу
пара. Затем находят давление во второй
ячейке как р\=ро—Арь а по формуле C) —
коэффициент ее паропроводности и
определяют перепад давлений в ней. Аналогично
проводят расчет для каждой последующей
ячейки.
Если в итоге оказывается, что давление
на выходе из последней ячейки не совпадает
с заданным давлением в аппарате, то
расчет следует повторить, изменив
соответствующим образом расход пара.
Предложенный метод расчета позволяет
получить распределение локальных
значений давления пара и коэффициента
паропроводности по высоте слоя (рис. 2,3).
Экспериментальная проверка
полученных результатов была выполнена на стенде,
схема которого показана на рис. 4.
Исследуемый слой формировался в
стеклянном цилиндре внутренним диаметром
80 мм из гранул обезвоженного нитрата
калия, полученных предварительно
распылением в вакууме. Опорой слоя служила
перегородка из мелкоячеистой нержавеющей
сетки. Поток пара через слой создавался с
-220tA ?
Рис. 4. Схема экспериментальной установки:
/ — автотрансформатор; 2 — ваттметр; 3 —
вакуумная камера; 4 — вакуумметр; 5 —
электродвигатель; 6 — стеклянный цилиндр; 7 —
перегородка; 8 — трехходовой кран; 9 — манометр;
10 — контрольный манометр; // —
электронагреватель; 12 — парогенератор
32

помощью парогенератора. Цилиндр со слоем
исследуемого материала и парогенератор
размещали в вакуумной камере
сублиматора TG-15 [1]. В целях предотвращения
блокировки парогенератора льдом при вакууми-
ровании установки в качестве рабочей
жидкости парогенератора использовали раствор
хлористого кальция эвтектической
концентрации.
Установку вакуумировали до заданного
давления, после чего включали
электронагреватель парогенератора.
Парогенератор соединяли вначале с
объемом вакуумной камеры, а после того,
как устанавливался постоянный расход
пара, переключением трехходового крана —
со стеклянным цилиндром, в котором
осуществлялась продувка слоя потоком пара
Расход пара определяли по фиксированной
мощности, подведенной к парогенератору
выход парогенератора на режим
постоянного расхода пара и перепад давлений в слое —
по показаниям U-образных манометров,
заполненных дибутилфталатом.
Эксперимент повторяли для разных
мощностей и давлений.
На рис. 5 сравниваются
экспериментальные данные с результатами расчета. Здесь
же нанесены кривые, построенные по
известным зависимостям D), E) для вязкостного
и молекулярного режимов течения пара.
Анализ показывает, что при
прохождении пара через материалы, полученные
вакуумной грануляцией, в слое возникают
значительные градиенты давления. Это
необходимо учитывать при расчете процесса.
Кроме того, как видно из графика,
предложенный алгоритм расчета дает результаты,
которые удовлетворительно согласуются с
опытными данными, в то время как кривые
для вязкостного и молекулярного режимов
существенно расходятся с опытом. Отсюда
можно сделать вывод о правильности
выбранного подхода к определению
коэффициента паропроводности дисперсного
материала.
Как видно из графика, расхождение
расчетных и экспериментальных данных
составляет примерно 30 %. Это может быть
объяснено несоответствием реальной
формы и размеров структурных элементов слоя
принятой в расчете модели монодисперсных
сферических гранул. Исходя из этого для
определения коэффициента
паропроводности слоя продукта, полученного
распылением в вакууме, можно рекомендовать
предложенный метод расчета с последующим
уменьшением результатов на 30 %.
Этот метод может быть использован для
расчета производительности
сублимационных установок с непосредственным вводом
обрабатываемых жидких или пастообразных
продуктов в вакуум.
зе, кг/(с-мПа)
руПа
Рис. 5. Сравнение экспериментальных и
расчетных данных:
/ — /i=5 мм, эксперимент; 2 — /г=5 мм, расчет;
3 — /i=20 мм, расчет; 4 — хв; 5 — хмол
: ^1 Список использованной литературы
1. Волынец А. 3., Гаврилова Е. В.,
Бражников СМ. Особенности
испарительного замораживания экстрактов в
вакууме // Холодильная техника. 1983, № 10.
С. 51—55.
2. Волынец А. 3., Гаврилова Е. В.,
Постников В. М. Исследование процесса
непрерывного монодисперсного гранулообразо-
вания под вакуумом // Холодильная техника.
1977, № 9. С. 30—33.
3. Иванов В. И., Катюхин В. А.
Замораживание жидких пищевых продуктов в
виде гранул распылением в вакууме //
Современные методы сублимационного и
криогенного консервирования пищевых продуктов
и биологических материалов. М., 1975. С. 31 —
41.
4. Камовников Б. П., Семенов Г. В.,
Розенштейн Н. Д. Исследование процесса
сушки и оптимизация сублимационных
установок, перерабатывающих гранулированные
пищевые продукты // Холодильная техника,
1976, № 1.С. 40—44.
33

5. Кришер О. Научные основы техники сушки.
М.: ИЛ, 1961. 539 с.
6. Boyack J. R., G id dings J. C. // Archives
•
Изобретения
A1) 1276881 E1L F 24 F 3/14 B1) 3881709/29-
06 B2) 08.04.85 G1) Центральный
научно-исследовательский и проектно-экспериментальный
институт промышленных зданий и сооружений
и Туркменский государственный университет
им. А. М. Горького G2) О. Я. Кокорин, А.
Рахманов, М. Д. Саришвили E3) 621.575
E4) E7) УСТАНОВКА ДЛЯ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая
последовательно расположенные в воздушном канале по
ходу воздуха осушитель и оросительную камеру
с оросителями, поддонами и циркуляционными
контурами, при этом поддон осушителя
подключен циркуляционным контуром через растворный
теплообменник к гелиорегенератору, гелиорегене-
ратор — через растворный теплообменник и
дополнительный растворный теплообменник к
осушителю, а дополнительный растворный
теплообменник сообщен через циркуляционный контур
с дополнительной оросительной камерой,
отличающаяся тем, что, с целью повышения
энергетической эффективности охлаждения воздуха, она
снабжена поверхностным
теплообменником-охладителем с циркуляционным контуром,
градирней и дополнительным воздушным каналом,
в котором расположена градирня,
установленная после осушителя по ходу воздуха, причем
поверхностный теплообменник-охладитель
расположен в основном воздушном канале перед
оросительной камерой по ходу воздуха и
подключен циркуляционным контуром к градирне.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что
of biochemistry and biophysics. 1963, Vol. 100,
№ 1, 16—25.
7. Scott D. S., Dullien F. A. // AIChE J.
1962, Vol. 8, № 3, 293—297.
Д-р техн. наук, проф. Э. И. КАУХЧЕШВИЛИ,
заместитель председателя Научного совета
по холоду ГКНТ
дополнительный воздушный канал сообщен с
выходом основного воздушного канала из
осушителя.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем,
что осушитель выполнен двухсекционным, причем
первая секция сообщена выходом с
дополнительным воздушным каналом, а вторая — с
основным воздушным каналом.
A1) 1273699 E1) 4 F 25 В 39/02, F 28 D 5/00
B1) 3931326/23-06 B2) 17.07.85 G1)
Новополоцкий политехнический институт им.
Ленинского комсомола Белоруссии G2) В. А. Майоров,
В. М. Поляев, Л. Л. Васильев, Д. И. Прокин
E3) 621.57
E4) E7) 1. ИСПАРИТЕЛЬ, содержащий
корпус и размещенные в нем с образованием
межтрубных каналов плоские теплообменные
трубки с лиофильным пористым покрытием на
наружной поверхности, поджатым к трубкам с
помощью гофрированных проставок,
отличающийся тем, что с целью повышения надежности
работы путем предотвращения капельного уноса
хладагента, проставки покрыты с обеих сторон
лиофильным пористым материалом, а на выходе
каждого межтрубного канала установлена
перфорированная поперечная перегородка, вогнутая
внутрь канала и покрытая со стороны канала
слоем лиофобного пористого материала.
2. Испаритель по п. 1, отличающийся тем,
что гофрированные проставки выполнены из
многослойной металлической сетки.
* * *
Публикуемая в номере подборка статей освещает некоторые аспекты развития
в СССР сублимационного консервирования пищевых продуктов — способа, которому
в международном прогнозе «Пища. Год 2000» отводится приоритетная позиция.
Ускорение внедрения в промышленность этого прогрессивного способа является весьма
актуальной задачей для нашей страны с ее огромными коммуникациями,
многочисленными стройками в отдаленных, еще неосвоенных районах Сибири, в зонах сурового
климата, население которых остро нуждается в полноценных продуктах питания,
пригодных для длительного хранения, удобных для транспортировки. Всем
перечисленным требованиям полностью соответствуют сублимированные продукты. Более
того— для указанных условий они экономически вне конкуренции.
Однако развитие столь перспективного направления холодильной технологии
долгое время сдерживается междуведомственными барьерами, пассивностью и
несогласованностью ведомств, от которых зависит внедрение научных разработок.
Не пора ли перестроиться и ускорить то, что тормозилось десятилетиями?
Госагропром СССР сделал первый шаг — утвердил план развития
сублимационного консервирования до конца столетия. Но машиностроители не спешат...
Целесообразно, очевидно, Госагропрому SCCP, Минхиммашу, Минлегпищемашу
и Минторгу СССР сесть за круглый стол со специалистами и экспертами Научного
совета ГКНТ по проблеме «Производство и применение искусственного холода в
отраслях пищевой промышленности, торговле, сельском хозяйстве и на транспорте» и
конструктивно, по-деловому обсудить вопрос: как с наименьшими издержками и
наибольшим эффектом решить проблему широкого внедрения в стране способа
сублимационного консервирования.
34

кономия
опливно-
ШЕРГЕТИЧЕСКИХ
II МАТЕРИАЛЬНЫХ
mi
УДК 621.565.001.13.001.375
* ПРОЕКТИРОВАНИЕ
' ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
НА ОСНОВЕ
ДИНАМИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
Д-р. техн. наук, проф. В. В. ОНОСОВСКИЙ,
В. Ф. ЛЕЩЕНКО
Методика динамической оптимизации
холодильных установок [3], разработанная
на кафедре холодильных установок
Ленинградского технологического института
холодильной промышленности, позволяет
получить оптимальное проектное решение
холодильной установки и закон
оптимального управления холодильным
оборудованием в процессе его эксплуатации.
Практическая реализация этой методики
предполагает несколько этапов решения.
1-й этап — оптимизация
идеализированной холодильной установки, решение
которой основано на допущении о наличии
бесконечного ряда технологического
оборудования, что позволяет использовать
существующий математический аппарат [1,
6] и дает возможность получить решение,
являющееся теоретически возможным
пределом.
2-й этап — подбор дискретного
серийного оборудования, приближающегося
по своим характеристикам (поверхности
теплообмена, производительности) к
характеристикам оборудования
оптимизированного идеализированного варианта.
3-й этап — оптимизация режима
работы установки с подобранным
дискретным серийным оборудованием.
Для построения математической модели
холодильной установки, необходимой при
решении оптимизационной задачи на
первом этапе, использовали метод
термоэкономического анализа. Основным
носителем информации о состоянии системы
является обобщенная термодинамическая
функция—эксергия. При этом учитывают
потери, возникающие в процессе
передачи и преобразования эксергии в
отдельных элементах установки, что позволяет
выявить наиболее узкие места в
технологическом процессе, а также определить
экономические затраты, связанные с
созданием и эксплуатацией элементов установки.
При указанном подходе анализируют
изменения, происходящие с основным потоком
эксергии с момента ввода его в систему до
получения конечного полезного эффекта.
Это позволяет представить
термоэкономическую модель холодильной установки в
виде ряда последовательно соединенных
„.зон [4, 5].
Термоэкономическая модель одноцеле-
вой одноступенчатой холодильной
установки с прямоточной системой
водоснабжения и воздушным охлаждением (рис. 1)
имеет две зоны. В каждой из них
учитывают следующие величины:
z — суммарные (нормативные, на
реновацию и ремонт) часовые отчисления
от стоимости элементов оборудования (чис-
г11 zf2 zf3
1-H-f-H-
231 Z5l
Рис. 1. Технологическая схема (а) и
термоэкономическая модель (б) одноцелевой
одноступенчатой холодильной установки с прямоточной
системой водоснабжения и с воздушным
охлаждением:
// — компрессор с электродвигателем; 12 —
конденсатор; 13 — водяной насос с
электродвигателем; 14 — регулирующий вентиль; 31 —
воздухоохладитель; 32 — вентилятор с
электродвигателем

ловые индексы соответствуют обозначениям
на схеме);
е — эксергию, подводимую от внешнего
источника, с установленным на нее
тарифом ц9Л\
v — объемный расход охлаждающей
воды с установленным на нее тарифом цш\
ез — поток эксергии рабочего веще-,
ства, передаваемой от зоны /
(объединяющей компрессор с электродвигателем,
конденсатор, водяной насос с
электродвигателем) к зоне 3 (включающей
воздухоохладитель и вентилятор с
электродвигателем).
К оптимизирующим переменным
относятся:
6К, вв — температурные напоры в
конденсаторе и
воздухоохладителе;
АГШ, АГВ — изменение температуры
охлаждающей воды в
конденсаторе и воздуха в
воздухоохладителе.
В качестве целевой функции
оптимизации выбрана переменная часть
приведенных затрат. Задача таким образом
сводится к определению условий,
обеспечивающих получение минимальной стоимости
го единицы приведенной эксергетической
холодопроизводительности е0 [2].
Поскольку на режим работы
холодильной установки существенно влияют
сезонные колебания температуры окружающей
среды Гос, за расчетный период был
принят годовой цикл работы холодильной
установки. Поэтому оптимизация
холодильной установки рассматривается как задача
динамической оптимизации. Это определяет
ее постановку, в которой оптимизирующие
и оптимизируемые переменные
рассматриваются как некоторые функции времени т:
^о.с^о.сСО; Qo=Qo(t);
Tw1=TwJ(t)\ еп=еп(т);
^1з=^1з(т) ; У12=012(т);. A)
ез=е3(т)\ *?з2=ез2(т);
вк=6к(т); ATw=ATw(t);
Вв = ев(т); ЛГв=АГв(т),
где Q0 — холодопроизводительность
установки;
TwJ — температура охлаждающей
воды на входе в конденсатор.
Целевая функция будет выражаться
функционалом:
/ тр тр
П3= 2 \ ZjdT+ \ 9dx, B)
i~{ о о
где ПЗ — переменная часть приведенных
затрат;
t — число оптимизируемых
элементов оборудования;
тр — продолжительность работы
установки в течение года, ч;
Zj — удельные суммарные отчисления
от стоимости /-го элемента
оборудования, отнесенные к 1 ч
работы;
э — энергетические расходы.
Выражения, находящиеся под знаками
интеграла, являются функциями
оптимизирующих переменных.
Существующая взаимосвязь
оптимизирующих переменных сводит задачу к
задаче Лагранжа. Для нахождения видал
искомых функций, определяющих
минимальное значение функционала,
используется метод кусочно-линейной
аппроксимации. Выражение B) в этом случае с
учетом принятых обозначений будет иметь
вид:
Я3=2 {цэл[?п(в<к,ДГда, в3) +
i=\
+?,з(в'к, ДГШ, й)]+ЧюК,2(в'к, ДГШ, е3) +
+Zn(e'K, дгш, e'3)+z,2(e'K, дги, е<3) +
+Zl3(e'K, ДГЮ, е3)+ц,лЕ32(в'в, ДГВ) <?{>) +
+Z31 (в., ДГВ) е'о) +Z32(K, ДП, е'„) +
+г'з[?з(в'в, ДГВ, е'0)-е'з])Дт*, C)
где г3=гз(т) — функциональный
множитель Лагранжа,
дискретные значения которого
вычисляют по
выражению:
деъ
+z'ii+z\2+z/13]. D)
Минимум функционала находят из
решения системы конечных уравнений,
которое достаточно сложно, так как сводится
к решению задачи большой размерности.
Поэтому предложен метод, с помощью
которого можно в общем случае свести
решение /г-мерной задачи к решению /г-од-
номерных задач вида f(x)=0. Основа
разрабатываемого метода моделирования —
принцип универсальности, т. е.
использование основной термоэкономической модели
(см. рис. 1,6) при моделировании систем
с различными схемными решениями — с
прямоточным или оборотным
водоснабжением, одноступенчатым или
двухступенчатым сжатием, непосредственным или
рассольным охлаждением.
* Здесь и далее символы е{, v\2, zt — означают
численное значение, a Et, V\2, 1t — функциональную
зависимость соответствующей величины.
36

При моделировании процесса
двухступенчатого сжатия рабочего вещества обе
ступени сжатия и промежуточный сосуд
включают в зону / (рис. 2, а). В этом
случае систему уравнений, описывавшую
зону / .для схемы одноступенчатого
сжатия, используют для моделирования
процесса ступени высокого давления (СВД).
В систему входят также уравнения,
описывающие процессы, происходящие в
ступени низкого давления и
промежуточном сосуде. В связи с этим в зоне /
учитывают дополнительно: Zw —
суммарные отчисления от стоимости
компрессора ступени низкого давления (СНД) и
2i5 — промежуточного сосуда, ем —
эксергию, затрачиваемую на привод ступени
низкого давления. В число
оптимизирующих переменных вводят также разность
температур рабочего вещества на холодном
конце змеевика промежуточного сосуда
ДГП и температурный напор в
промежуточном сосуде 8П.
При моделировании систем с
оборотным водоснабжением в зону / вводят в
качестве основного компонента водоохлаж-
дающее устройство (рис. 2, б). В этом
случае в зоне / дополнительно
учитывают: 2i6 — суммарные отчисления от
стоимости сооружения градирни, et6 —
эксергию, подводимую от внешнего источника
для привода вентиляторов (если
используют градирню с принудительной
подачей воздуха в ороситель). В числе
дополнительных оптимизирующих
переменных — температура воды на выходе из
градирни Twt и плотность орошения
gw. Стоимость воды, поступающей в
конденсатор, рассматривают как функцию
оптимизирующих переменных и вычисляют в
процессе моделирования с учетом расхода
vwc и затрат цтс на добавляемую свежую
воду, а также суммарных отчислений от
стоимости сооружения градирни, стоимости
энергии на привод вентиляторов.
Следовательно:
tjwiew К\> ®к> bfw, eiz) = 4wcvwc+
1=1, 2, ..., N.
E)
Так как в реальных условиях широко
применяют многоцелевые холодильные
установки, предназначенные для отвода
теплоты от нескольких охлаждаемых
объектов с различными температурами,
разработана модель оптимизации таких
холодильных установок. Эти установки имеют
несколько испарительных систем и общий
конденсатор с водоохлаждающим
устройся 47^
BHATW
rflzztt
MW
«ЭЛ
C14l
СНД
ж+
*JL+
1
СВД
щ k h
?*L
Z 1**15 | Чъ12г15
a
gw Twi
6KATW
«эл
el6^
htitt
<4w uiz
2fS
en
11L+
'3C3
z11 ZJ2 zf3
Рис. 2. Термоэкономическая модель зоны / для
холодильной установки с двухступенчатым
сжатием рабочего вещества (а) и с оборотным
водоснабжением (б)
ством. Поэтому термоэкономическая модель
представляется в виде независимых
термоэкономических моделей одноцелевых
холодильных установок, соответствующих
охлаждаемым объектам с различными
температурами, общими оптимизирующими
переменными, характеризующими режим
работы конденсатора и градирни (рис. 3).
far/ •'"'
«im
—l-J tt—•
let Д-1. /vV LLr'eU
Рис. З. Термоэкономическая модель многоцелевой
холодильной установки
37

Выражение функционала составляют
по тому же принципу, что и для одно-
целевой холодильной установки, решение
функционала находят аналогично из
условия решения системы конечных
уравнений.
В результате решения
оптимизационной задачи определяют оптимальные
характеристики оборудования (поверхность
теплообменных аппаратов,
производительность компрессоров, насосов и
вентиляторов), обеспечивающие минимальные
годовые приведенные затраты.
По описанной методике были проведены
оптимизационные расчеты одноцелевых (с
различными схемными решениями) и
многоцелевой холодильных установок. Они
показали, что оптимизацию многоцелевой
холодильной установки нельзя
рассматривать как совокупность результатов,
полученных на основе оптимизации
составляющих ее одноцелевых установок,
рассматриваемых как независимые. Это приводит
к превышению значения приведенных
затрат на ~10 % (в том числе
эксплуатационных затрат на —20 %) и потребления
электроэнергии на 40 %.
Изложенным методом решают задачу
оптимизации идеализированной
холодильной установки.
Цель следующего (второго) этапа —
подбор серийно выпускаемого
оборудования, максимально приближающегося по
своим характеристикам к оптимальному
решению. Задача этого этапа сводится
к комбинаторному анализу, и ее можно
отнести к классу задач разбиения
натуральных чисел. Для решения
использован метод рекурентных соотношений,
который в общем виде записывается
соотношением:
nifuh,...,h-l,f„;F)=n(fi,f2,...,fk-uF) +
+П(П, Ы ..., /*_,; F-U),
где Я — число разбиений;
fu /2, ..., fk — РЯА рассматриваемых
стандартных
типоразмеров оборудования;
F — число, подлежащее
разбиению, получаемое в
результате решения
оптимизационной задачи.
В соответствии с характеристиками
оборудования, выпускаемого
промышленностью, решение этой задачи делится на
три класса:
подбор оборудования полной заводской
готовности (конденсаторов, испарителей,
воздухоохладителей, градирен как
секционных, так и отдельностоящих и т. п.);
подбор оборудования, комплектуемого
38
из стандартных элементов (подбор и
компоновка охлаждающих батарей из
стандартных секций);
подбор оборудования с регулируемой
производительностью и анализ его
использования в течение года (компрессоры,
насосы, вентиляторы и т. п.).
В итоге проектировщику предлагают на
рассмотрение различные варианты,
составленные из серийно выпускаемой
номенклатуры оборудования, которые в
пределах заданной точности согласуются с
результатом, полученным на основе
оптимизации.
На следующем, третьем, этапе решения
характеристики выбранного оборудования
вводят в оптимизационную задачу как
исходную информацию и выполняют
вычисления для определения оптимального
режима эксплуатации холодильной
установки, укомплектованной этим оборудованием.
Одновременно находят и отклонение
полученных приведенных затрат от их
оптимального значения.
Математическая модель, позволяющая
оптимизировать холодильную установку,
Москба Мурманск Благобещенск Волгоград* Дманиси
Рис. 4. Экономические показатели оптимальной
и проектной многоцелевых холодильных
установок в зависимости от пунктов их расположения:
ПЗ — приведенные затраты; К — капитальные
затраты; ЭЗ — эксплуатационные затраты; Э —
стоимость электроэнергии; W — стоимость воды;
индекс п — проектное значение; индекс о —
оптимальное значение

дает возможность индивидуально
подходить к ее проектированию с учетом
конкретных условий в пункте размещения.
Целесообразность этого подтверждается
результатами сопоставления экономических
показателей оптимальной холодильной
установки и установки, соответствующей
типовому проекту.
Сравнение проводили на примере
холодильной установки типового
мясокомбината производительностью 100 т мяса в
смену. Поскольку в типовом проекте
отсутствовал ряд экономических показателей,
сопоставление выполняли при условии, что
оборудование подобрано по единой
методике для принятых в проекте расчетной
тепловой нагрузки, температур
охлаждаемых объектов, кипения и конденсации
рабочего вещества, а также принимаемых
при проектировании перепадов температур.
Был выбран район строительства со
среднегодовой температурой воздуха от 0 до
8 °С. Оптимальные холодильные установки
размещали в городах, расположенных на
границах рассматриваемого района и
отличающихся характером климата:
Благовещенск и Мурманск @°С), Волгоград и
Дманиси (8°С), Москва D,8 °С). При
расчете использовали тарифы на воду и
электроэнергию, действующие в районах
расположения холодильных установок.
i
Как видно из рис. 4, экономические
показатели эксплуатации оптимальной
холодильной установки в рассматриваемых
условиях выше экономических показателей
установки, подобранной по обычно
принимаемым при проектировании перепадам
температур, в тех же условиях ее
эксплуатации. В частности, переменная часть
приведенных затрат для рассмотренных
пунктов сокращается на 19—33 %. Такой
результат достигается использованием
однотипного холодильного оборудования
путем различной комплектации холодильной
установки в зависимости от мест ее
размещения. Капитальные затраты для
оптимальной холодильной установки на 14—
25 % ниже, чем для проектной во всех
рассмотренных пунктах. Наблюдается
также снижение эксплуатационных затрат
на 15—39 % при превалирующем влиянии
на их значение сокращения расхода
воды на 52—85 % (экономия
электроэнергии составляет 2—8%). Наиболее
характерно это проявляется в районах с
сухим климатом: в Волгограде экономия
расхода воды составляет 85 %, а в
Москве — 54 %. В Благовещенске с
высоким тарифом на воду @,45 руб/м3)
она равна 63 % при незначительной
экономии электроэнергии — 8 %.
Рис. 5. Комплектация оптимальной холодильной
установки технологическим оборудованием в за
висимости от ее месторасположения:
FK — теплопередающая поверхность
конденсатора; Z7 — площадь оросителя в плане; FB —
теплопередающая поверхность приборов
охлаждения; Vw — объемный расход охлаждающей
воды; GB — расход охлаждающего воздуха;
Vh — объемная производительность
компрессоров (в скобках указана температура в камере)
Оптимизационные расчеты показали
также, что для холодильных установок
предприятий одинаковой
производительности, расположенных в различных райо
нах одной климатической зоны, должно
быть различное в каждом случае
сочетание производительностей элементов
оборудования, что видно из рис 5.
Для Благовещенска с высоким тарифом
на воду и электроэнергию оптимальная
поверхность конденсатора FK превышает
оптимальную поверхность конденсаторов в
Москве и Дманиси на 11, в Мурманске на
15 и в Волгограде на 7 %. В то же время
оптимальная площадь оросителя градирни
в плане Fop должна быть больше б
Благовещенске, чем в Волгограде, Москве,
Мурманске и Дманиси соответственно на
60; 32; 51 и 4 %. При этом номинальная
производительность вентиляторов Gh для

градирен в Благовещенске выше
производительности вентиляторов в Волгограде,
Москве, Мурманске соответственно на 49;
13; 24 %. Производительность вентиляторов
градирни в Дманиси должна быть на
5 % ниже, чем в Благовещенске.
Оптимальная поверхность приборов охлаждения Fb в
Благовещенске на 12—40 % выше
соответствующих поверхностей в установках,
расположенных в других городах, а
оптимальная производительность компрессоров
обеих ступеней сжатия ниже на 9—22 %.
Таким образом, в результате
перераспределения технологического
оборудования в различных условиях эксплуатации
достигается минимальная себестоимость
холода. Это подтверждает
целесообразность индивидуального проектирования
холодильных установок с учетом
конкретных климатических условий их
эксплуатации; в конечном счете это приведет к
существенной экономии материальных и
энергетических ресурсов.
Изобретения
(И) 1268896 E1LF 24F 3/147 B1) 3927581/29-
06 B2) 08.07.85 G1) Украинский
научно-исследовательский институт механизации и
электрификации сельского хозяйства G2) А. И. Ада-
менко E3) 697.94
E4) E7) УСТАНОВКА ДЛЯ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая каналы
приточного и вытяжного воздуха с
нагнетателями, оросительные камеры, рекуперативные
теплообменники, тепловой насос с испарителем и
конденсатором и переключающие элементы,
причем оросительные камеры и рекуперативные
теплообменники расположены в каналах приточного
и вытяжного воздуха, оросительная камера
канала приточного воздуха подключена через
циркуляционный контур с насосом к испарителю
теплового насоса и расположена перед
рекуперативным теплообменником по ходу приточного
воздуха, который, в свою очередь, подключен
к циркуляционному контуру промежуточного
теплоносителя с насосом, отличающаяся тем, что,
с целью повышения эффективности работы, она
снабжена аккумулятором тепла и
дополнительным циркуляционным контуром с насосом,
рекуперативный теплообменник канала вытяжного
воздуха расположен непосредственно в
оросительной камере и подключен через
циркуляционный контур промежуточного теплоносителя к
испарителю теплового насоса, а аккумулятор
тепла — к конденсатору теплового насоса и через
дополнительный циркуляционный контур и
размещенные в циркуляционном контуре
промежуточного теплоносителя переключающие элементы —
к рекуперативным теплообменникам каналов при-
Список использованной литературы
1. Бояринов А. И., Кафаров В. В. Методы
оптимизации в химической технологии. М.:
Химия, 1969. 575 с.
2. Бродянский В. М. Эксергетический метод
термодинамического анализа. М.: Энергия,
1973. 296 с.
3. Оносовский В. В. Оптимизация
холодильных установок с учетом сезонных
колебаний температуры окружающей среды ¦//
Холодильная техника. 1981, № 5. С. 19—24.
4. Оносовский В. В., Крайнев А. А.
Выбор оптимального режима работы
холодильных машин и установок с
использованием метода термоэкономического анали-1
за // Холодильная техника. 1978, № 5.
С. 15—20.
5. Оносовский В. В., Ротгольц Е. А.
Оптимизация режима работы
двухступенчатой холодильной установки // Холодильная
техника. 1980, № 12. С. 39—44.
6. Рихтер К. Динамические задачи
дискретной оптимизации. М.: Радио и связь, 1985.
136 с.
точного и вытяжного воздуха или к одному
их них в отдельности с одновременным
отключением его от циркуляционного контура
промежуточного теплоносителя.
А (И) 1275195 E1L F 25 D 13/06, 17/02 B1)
3866976/28-13 B2) 15.03.85 G1) Московский
ордена Трудового Красного Знамени техноло-
1 гический институт мясной и молочной
промышленности G2) В. И. Новиков, Э. И. Каух-
чешвили, К. П. Венгер, С. М. Камзолов, Г. И. Кра-
5 тосутский, Н. П. Мазуренко, А. С. Торбин E3)
" 621.565
E4) E7) 1. АППАРАТ ДЛЯ ХОЛОД ИЛ Ь-
3 НОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ,
содержащий теплоизолированную камеру со спи-
5 ралевидным каналом, образованным вертикаль-
* ной перегородкой, днищем и крышкой, патрубки
для подвода и отвода жидкого хладоносителя,
лотки для загрузки и выгрузки продукта, рас-
i положенные соответственно в центре и по
периферии камеры, отличающийся тем, что, с целью
повышения производительности и удобства в экс-
э плуатации, он снабжен перфорированным
диском, расположенным под крышкой с
возможностью вращения, при этом вертикальная
перегородка имеет цилиндрические участки,
сопряженные между собой прямолинейными участками.
з 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что
патрубки для подвода и отвода хладоносителя
установлены на днище камеры, при этом
первый расположен в зоне выгрузки продукта,
а второй — в зоне его загрузки.
40

ТЕХНИКА,
ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 621.565-52
СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ
ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
f ПЯРНУСКОГО МЯСОКОМБИНАТА
НА ОСНОВЕ
ПРОГРАММИРУЕМОГО
МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
В. В. МАЙОРОВ,
канд. техн. наук Е. М. А ГАРЕВ,
X. В. КЯРМАС, Е. С. ШНИТМАН*
Один из эффективных методов
совершенствования систем автоматизации холодильных
установок предприятий мясной и молочной
промышленности — переход на новую, полу-
*В работе принимали участие И. М. Липень,
С. В. Пайвин, Л. П. Щепетильникова.
чившую в последнее время широкое
развитие, микропроцессорную элементную базу.
Существующие системы автоматизации
холодильных установок, основанные на ре-
лейно-контактных элементах, управляют
холодильными установками по принципу
стабилизации рабочих параметров в
соответствии с заранее заданными условиями.
Кроме того, объем информационных
функций системы автоматизации такого
исполнения ограничен.
Микропроцессорные управляющие
устройства существенно расширяют
возможности систем автоматизации, позволяют
корректировать пределы регулирования па-
раметрой в процессе работы в зависимости
от изменения режимов и условий
эксплуатации холодильной установки, реализовать
более эффективные алгоритмы управления.
Релейно-контактная система
автоматизации холодильной установки Пярнуского
мясокомбината до модернизации выполняла
Рис. 1. Функциональная технологическая схема
холодильной установки Пярнуского
мясокомбината:
МЗ — камера замораживания; КО — камера
охлаждения; А — компрессорный агрегат
2FMS3-2500; К — компрессор АУ200; НА —
аммиачный насос; НВ — водяной насос; ЦР —
циркуляционный ресивер; КД — конденсатор;
ДР — реле разности давлений; Т —
термопреобразователь
!—//-<-
4

з основном защитные функции и
обеспечивала звуковую и световую сигнализацию.
Пуски и остановки агрегатов и механизмов
холодильной установки осуществлялись
дежурными машинистами вручную.
Холодильная установка Пярнуского
мясокомбината имеет три насосно-цирку-
ляционных холодильных контура с
температурами кипения аммиака t0— —12, —30,
- 40 °С с общей конденсаторной группой.
В настоящее время технологические
потребности мясокомбината обеспечиваются двумя
холодильными контурами — с /0= —12,
—40 °С.
В состав холодильного контура с t0=
= —12 ° С входят шесть компрессоров
АУ 200, два аммиачных насоса,
циркуляционный ресивер, воздухоохладители
типов ВОП, ВОГ и пристенные батареи,
установленные в 25 камерах различного
назначения.
Холодильный контур с to= —40 °С
объединяет два двухступенчатых агрегата
2FMS3-2500, два аммиачных насоса,
циркуляционный ресивер, воздухоохладители типа
ВОГ и пристенные батареи, размещенные
в камерах замораживания (рис. 1).
На Пярнуском мясокомбинате не
предусмотрены камеры хранения замороженного
мяса и мясопродуктов. В случае
необходимости для хранения используют камеры
замораживания, требуемая температура в
которых поддерживается путем отключения
части или всех воздухоохладителей.
Структурная схема внедренной на
Пярнуском мясокомбинате системы
автоматизации холодильной установки на основе
программируемого микроконтроллера
Б9601 представлена на рис. 2. Центральное
звено системы автоматизации — щит
управления с микропроцессорным устройством.
По отношению к нему датчики и
исполнительные устройства можно рассматривать
как периферийное оборудование.
Программируемый микроконтроллер
реализует логические, временные и счетные
функции управления оборудованием по |
программе, записанной в запоминающем
устройстве на языке уравнений булевой
алгебры. В микроконтроллере такого типа
предусмотрена возможность записи
программы с помощью релейно-контактных
символов (лестничных диаграмм).
Количество входов и выходов
микроконтроллера определяется числом имеющихся
кассет, а также составом устанавливаемых
в кассеты сменных функциональных блоков,
Рис. 2. Структурная схема системы
автоматизации холодильной установки:
/ — холодильный контур с /о= —12 °С; // —
холодильный контур с /о=—40 °С; ЩУ — щит
управления; Д — датчик-реле; ИУ —
исполнительное устройство; ОС — сигнал обратной связи
ЩУ
он
® ® ® ®
© © ©
С=Э CZ3 ПШ \
ф ф
B оа во
1 а I
тт^—ч
1 ! • __L
| I I р-Ч
42

Лшммму,
Рис. 3. Информационно-управляющие средства
системы автоматизации холодильной установки:
1 — программируемый микроконтроллер; 2 —
мнемосхема; 3 — панель оператора
классифицируемых по назначению и
параметрам. Максимальное число входов и
выходов микроконтроллера — 256.
Основные функции микроконтроллера
Б9601 сводятся к программно-логической
обработке входной информации и
формированию управляющих воздействий в
дискретной форме. Микроконтроллеры данного
типа, обеспечивающие дискретный характер
управления, можно использовать для
построения систем автоматизации холодильных
установок различной холодопроизводитель-
ности.
Система автоматизации холодильной
установки, основанная на функциональных
возможностях используемого
микроконтроллера, позволяет выполнять следующие
операции:
переключать режим управления работой
оборудования обоих холодильных контуров
с автоматического на ручной (или
наоборот);
управлять работой компрессоров и
аммиачных насосов, воздухоохладителей
камер замораживания и охлаждения;
подавать информацию, отображающую
состояние механизмов, режимы
потребителей холода, температуру жидкого аммиака,
уровень аммиака в циркуляционных и
дренажных ресиверах;
переключать камеры с режима
замораживания на режим хранения;
осуществлять аварийное отключение или
включение резервных агрегатов и
механизмов, а также аварийное отключение всего
(или части) оборудования холодильных
контуров или всей холодильной установки;
управлять аварийной звуковой и
световой сигнализацией;
блокировать программы;
проводить техническую диагностику
блоков вводов и выводов.
В микроконтроллере Б9601 нет блоков
вывода информации на дисплей и
печатающее устройство, поэтому в качестве
информационно-управляющих устройств*
использованы панель оператора и мнемосхема
(рис. 3).
С помощью приборов управления,
расположенных на панели оператора, изменяют
режимы работы холодильной установки,
выбирают очередность включения агрегатов
и механизмов, переключают потребители
холода на автоматический режим,
-проверяют сигнализацию и т. д.
Мнемосхема выполнена на печатной
плате, ее светосигнальные приборы — свето-
диоды — закоммутированы через
микроконтроллер. Они включаются или
отключаются в зависимости от значений
соответствующих входных переменных величин,
совокупность которых образует алгоритм
управления технологическим процессом.
Для каждого выхода микроконтроллера,
идущего на светодиод, имеется отдельная
подпрограмма, отработка которой
обусловлена заданными режимами работы
холодильного оборудования.
Состояние контролируемых агрегатов и
механизмов (на работает, работает,
неисправен) определяет, будет ли
соответствующий светодиод отключен, включен или
мигать.
По такому же принципу построена
программа управления работой холодильной
установки. В режиме управления в
зависимости от поступающей информации в
определенной последовательности происходит
отработка отдельных подпрограмм,
составленных в соответствии с алгоритмами
управления отдельными группами механизмов
(компрессоры, воздухоохладители, насосы
и т. д.). По значениям сигналов,
управляющих их работой, согласно выбранной
очередности и установленным задержкам
времени механизмы данной группы включаются
или отключаются.
При выдаче сигнала на включение
какого-либо механизма и непоступлении
подтверждения о его прохождении
вырабатываются сигналы на включение очередного
(или резервного) механизма, табло
«Неисправность» и звуковой сигнализации.
Информация о вышедшем из строя механизме
* Майоров В. В. Система автоматизации
холодильной установки на основе микроконтроллера //
Холодильная техника. 1985, № 3. С. 15—18.
43

на мнемосхеме отображается в виде
пульсации светодиода на символе данного
механизма.
Если после включения резервного
механизма также нет подтверждения о том, что
соответствующий рабочий параметр достиг
заданного значения, то в зависимости от
технологического режимам происходит
аварийное отключение всего (или части)
оборудования холодильного контура или всей
холодильной установки и включение сигнала
«Авария».
Конечный параметр регулирования —
температура воздуха в охлаждаемых
помещениях. В заданных пределах ее
поддерживают путем включения или
отключения воздухоохладителей. В камерах с
большим числом воздухоохладителей последние
объединены в секции.
Температура жидкого аммиака в
холодильном контуре с t0=—12 ° С регулируется
включением или отключением компрессоров
по значению температуры жидкого аммиака
в циркуляционном ресивере. Между
сигналами о необходимости увеличения холодо-
производительности и пуске очередного
компрессора предусмотрена выдержка времени,
исключающая пуск компрессора в случае,
если повышение тепловой нагрузки носит
кратковременный характер.
В холодильном контуре с t0=—40 ° С
температура кипения аммиака
поддерживается с помощью винтовых двухкомпрес-
сорных агрегатов с регулированием холодо-
производительности по давлению на линии
всасывания.
Пределы регулирования параметров
задаются аппаратурно (путем установки
дифференциала приборов автоматики) и
программно (путем включения таймеров,
обеспечивающих требуемые задержки времени
между поступлением на вход
микроконтроллера сигнала от датчика и посылкой
управляющего воздействия на исполнительное
устройство).
Чтобы избежать гидравлического удара,
в алгоритме управления компрессорами
предусмотрена блокировка по уровню аммиака
в циркуляционном ресивере. Поэтому пуск
компрессоров возможен лишь при нижнем
рабочем уровне аммиака. Остальные виды
защиты компрессоров, предусмотренные
правилами устройства и безопасной
эксплуатации холодильных установок,
традиционные.
Связь между магнитными станциями
винтовых агрегатов 2FMS3-2500, пультами
управления компрессоров АУ200, пультами
УК-74 и микроконтроллером
осуществляется с помощью сигналов, имитирующих
нажатие кнопок ввода защиты компрессоров
перед их пусками, и сигналов на
автоматический пуск и остановку компрессоров.
Система автоматизации может
функционировать как в
информационно-управляющем, так и только в информационном
режиме. В последнем случае все механизмы
холодильной установки переводятся на
ручной режим работы, а микроконтроллер
ставится на отработку программы.
Благодаря такому режиму в
эксплуатационных условиях без ущерба для
технологического процесса можно проверить
корректность программы, выявить и устранить
недостатки алгоритма управления.
Возможен вариант работы в
информационном режиме одной или нескольких
групп механизмов. На Пярнуском
мясокомбинате в таком режиме работают насосы
водяного охлаждения. Это связано с тем,
что они находятся значительно выше уровня
поверхности реки, откуда забирают воду,
и отсутствует надежная арматура с большим
проходным сечением, что затрудняет их
автоматический пуск.
Производственная проверка,
предшествовавшая приемочным испытаниям щита
управления, и дальнейшая эксплуатация
системы автоматизации холодильной
установки Пярнуского мясокомбината показали
ее стабильность и надежность в работе.
Применение программируемых
контроллеров позволяет заменить
командно-сигнальные щиты (КСЩ) на релейно-контак-
тных элементах, расширить
функциональные возможности и улучшить
эксплуатационные характеристики систем
автоматизации холодильных установок, а также
сократить проектные затраты.
УДК [621.565.92:620.1.05] .001.24
МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ
ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ТЕРМОКАМЕРЫ
Канд. техн. наук В. В. БЕЛЯКОВ
При разработке и эксплуатации
охлаждаемых камер, предназначенных для испытаний
различных объектов при низких
температурах, часто требуется знать их
динамические параметры.
Расчет длительности охлаждения
камеры в общем случае является сложной
задачей нестационарного теплообмена,
которая решается с помощью ЭВМ. Иногда
возможно использование упрощенных
вариантов расчета.
44

Длительность охлаждения камеры
определяется в [1] исходя из допущения, что
температура ее внутренних конструкций и
объекта в процессе выхода на режим
равна температуре воздуха в камере.
Принимается также экспоненциальный закон
изменения разности температур воздуха в
камере и окружающей среды. Первое
допущение справедливо, если внутренние
конструкции камеры и объект обладают большой
теплопроводностью и достаточно велика
площадь теплообмена. Зависимость же,
характеризующую изменение температуры
воздуха в камере, лучше получить на основе
анализа процессов охлаждения. В этом случае
^значительно снизится погрешность расчета.
Длительность охлаждения
испытательной камеры можно определить из ее
энергетического баланса для нестационарного
режима. Рассмотрим отдельные виды
тепловых потоков, отводимых от охлаждаемых
конструкций в период охлаждения.
Тепловой поток от внутренних
конструкций камеры, соприкасающихся с воздухом
(металлической листовой обшивки, других
элементов с близкой температурой), и
объекта:
Q-=-?mA-5L
(о
где mf — масса;
ci — удельная теплоемкость;
Тк — температура в камере;
т — время охлаждения камеры.
Удельную теплоемкость материала
охлаждаемой конструкции [2] в интервале
температур 170—300 К с погрешностью
1—3 % можно представить полиномом,
степень которого не больше двух:
:=2 а„Г,
/1=0
B)
где ап — коэффициент.
Тепловой поток от теплоизоляции камеры
лового потока от теплоизоляции:
dT*
Q„=—0,5тисср;
йт
E)
где сс
среднее значение удельной
теплоемкости теплоизоляции,
ccpx=b2Tl+bJK+b0. F)
Постоянные коэффициенты в F)
находят следующим образом:
1 гг , 1
1+2 Г
Ьо—а0+ т~г^а^ох
Ь2=
1+2+3
1+2+3
"Лл
1+2+3
а2.
Gа)
G6)
Gв)
При определении теплового потока от
охлаждаемых конструкций по A) и E)
уравнение энергетического баланса для
охлаждаемой камеры будет иметь вид:
— ( Si т^+0,5тиссрх) -^ =
= Qo(TK)-Q0JTK)-QB(TK), (8)
где Qo(TK) —холодопроизводительность хо
лодильной машины в
зависимости от температуры в
камере;
Qo.c(^k) —теплоприток из окружающей
среды через стенки камеры;
QB(TK) —теплоприток от работающего
вентилятора
воздухоохладителя.
Для компреесорно-конденсаторных
агрегатов в [4] дается зависимость холодопро-
изводительности от температуры кипения
Qo(T0). Зависимость холодопроизводитель-
ности холодильной машины от
температуры воздуха в камере можно получить
расчетным путем, если режим охлаждения
считать квазистационарным. Тогда
*Wo+g,
(9)
Q*=-mu \ с^^х, C)
где х — безразмерная толщина
теплоизоляции.
При линейном изменении температуры
теплоизоляции
Т —Т
1 о.с ¦'и
Т —Т
1 о.с л к
D)
где Тос — температура окружающей среды.
Подставив B) и D) в C), получим
следующее уравнение для определения теп-
где k — коэффициент теплопередачи
воздухоохладителя;
F — теплопередающая поверхность
воздухоохладителя.
Коэффициент k при заданных значениях
Г0 получают известными методами [3].
Определение теплопритоков из
окружающей среды в квазистационарном режиме
при различных температурах воздуха в
камере не представляет затруднений.
Теплоприток от работающего вентилятора
воздухоохладителя при постоянной частоте
вращения находят через массовый расход воз-
45

духа, напор и коэффициент полезного
действия вентилятора. В режиме охлаждения
камеры QB будет возрастать, так как
увеличивается плотность воздуха. Для
нахождения зависимости QB(TK) следует
пользоваться характеристиками вентилятора.
Холодопроизводительность холодильной
машины, которая используется на
охлаждение объекта и камеры, — правая часть
уравнения (8) — обозначим Q$(TK). Если
завод-изготовитель выпускает холодильную
машину с охлаждаемой камерой, то
определение Q$(TK) упрощается. Зависимость хо-
лодопроизводительности такой холодильной
машины от температуры воздуха на выходе
из воздухоохладителя в этом случае можно
найти в [4].
Имеющаяся зависимость С?$(ГК) (в виде
графика или таблицы) аппроксимируется
полиномом. Наиболее приемлемым здесь
также является полином второй степени:
Qt=eTl+fTK+g, A0)
где е, f, g — постоянные коэффициенты.
Теперь уравнение (8) можно записать
так:
QUTK)
еЦИТк+в
(П)
где С(ТК) — полная теплоемкость
охлаждаемых внутренних
конструкций камеры и объекта;
Kj — величина, зависящая от
охлаждаемой массы и
коэффициента аппроксимации
удельной теплоемкости
охлаждаемого материала (/=0, 1, 2),
^¦=2 mia]i+mYb]
A2)
+М1п(^
Интегрируя A1), получим время
охлаждения камеры:
X=L (Т0 —Т) +N In QHT°c) +
V о.с /"Г Q^T) "Г
о.с min ' * у /1 Q\
т —t 'Т—Т ¦ ' ' * '
1 о. с L l l min
где T — температура,
достигаемая в камере за время
охлаждения т;
QHT0X), Q$(T)
—холодопроизводительность холодильной
машины при температуре
окружающей среды и
достигаемой
температуре в камере;
Гт1п, t — корни уравнения еТ\-\-
Один из корней уравнения A0)
представляет минимальную температуру
воздуха, которую можно достичь в камере.
Постоянные величины в уравнении A3):
L=
N=
М=
К2_
е '
Ki—fL
2е
Ko—gL—fN
A4а)
A46)
A4в)
e(Tmin-t) '
По уравнению A3), задаваясь
температурой 7, которую необходимо получить,
можно рассчитать длительность
охлаждения камеры. t
При возможном изломе зависимости
Q$(TK) интегрировать A1) следует с
использованием свойства аддитивности
определенного интеграла.
Порядок расчета длительности
охлаждения камеры покажем на примере.
Определим время, за которое в
охлаждаемой камере холодильной машины с
двухступенчатым компрессорно-конденсаторным
агрегатом АК-ФДС-1,2-70 будет достигнута
температура Г=205 К. Температура
окружающей среды Тос=300 К.
На основании графической зависимости
Qo(To) [4] (при температуре воды на входе
в конденсатор 293 К) получена
характеристика холодильной машины (для этого
предварительно были рассчитаны теплопритоки
в камеру):
Q$=—0,7667^+473,9Гк—64238,
т. е. е=— 0,766; /=473,9; g=—64238.
По полученной характеристике находим,
что при Гос=300К Q$=8992Bt, при
Г=205К Q$=720 Вт.
Корни уравнения для холодопроизводи-
тельности холодильной машины QJ
определим по формуле:
Т t=-
1 min' l
-fd=V/2-4gg
2e
Подставляя известные значения е, f, g,
находим: Гт1п=200,6 К, /=418 К.
Охлаждаемые массы: объект —
конструкция из меди МЗ, mi=63 кг;
воздухоохладитель — трубки из меди МЗ,
тг=13 кг, пластинчатые ребра из латуни
Л62, т3=35 кг; внутренняя облицовка
камеры — листовой алюминий, га4=30 кг;
изоляция камеры — пенополиуретан, ти=
=80 кг.
Для аппроксимации удельных теплоем-
костей охлаждаемых материалов
использовали данные [2]. Коэффициенты
аппроксимирующих полиномов B), полученные мето-
46

дом Лагранжа, приводятся в таблице [при
измерении удельных теплоемкостей в
Дж/(кг-К)].
Материал
Медь МЗ
Латунь Л62
Алюминий
Пенополиуретан
а2-104
0
—35,4
—61,8
0
а.
0,982
1,819
4,105
4,04
а0
97
159
209
163
По уравнениям G) для
пенополиуретана на основании приведенных в таблице
л значений аг, а\, clq находим, что &2=0;
* ^1=2,69; ^о=567.
Из уравнения A2):
к2=— 30,93-10;
к,=476,6;
к0=64,57-103.
Постоянные L, N и М рассчитаем
по A4):
1=40,4- 1(Г2;
N= —187,7;
М= 10,78-102.
Теперь по уравнению A3) находим
время охлаждения камеры:
т=40,4.10~2C00—205) —187,7 In ^ +
, ,п7о 1л2 1 /300—200,6 205—418 4
+ 10'78'10 1П V 300-418 '205-200,6/ =
= 3575 с.
Таким образом, длительность
охлаждения камеры составит приблизительно 1 ч.
Предложенный метод можно
использовать также для расчета длительности
охлаждения испытательных термокамер с
газовыми холодильными машинами.
Список использованной литературы
1. Герчиков Д. Ф. Расчет длительности
охлаждения камеры // Холодильная техника.
1971, № 2. С. 30—32.
2. Кожевников И. Г., Новицкий Л. А.
Теплофизические свойства материалов при
низких температурах: Справочник. М.:
Машиностроение, 1982. 328 с.
3. Теплообменные аппараты холодильных
установок / Г. Н. Данилова, С. Н. Богданов,
О. П. Иванов и др. Л.: Машиностроение,
1973. 326 с.
4. Холодильные машины: Справочник. М.:
Легкая и пищевая промышленность, 1982.
224 с.
УДК [621.565.04.4:621.564.25]:536.24.001.5
ТЕПЛО- И МАССООБМЕН
ПРИ КОНДЕНСАЦИИ СМЕСИ
R12/R11 В КАНАЛЕ
ПЛАСТИНЧАТО-РЕБРИСТОГО
КОНДЕНСАТОРА
Канд. техн. наук Ю. С. ЧИЛИПЕНОК,
канд. техн. наук М. 3. ПЕЧАТНИКОВ,
канд. техн. наук Н. И. ЗЕЛЕНЦОВА
Применение некоторых бинарных смесей
хладагентов позволяет улучшить объемные
и энергетические характеристики
компрессорных холодильных машин. Однако
экспериментальные исследования процесса
конденсации смесей фреонов и углеводородов
[2, 8] показали, что коэффициент
теплоотдачи для смесей значительно ниже, чем
для однокомпонентных хладагентов. Для
комплексного анализа целесообразности
использования смесей в качестве рабочих
веществ холодильных машин необходимо
иметь надежные методики расчета
процессов тепло- и массообмена при конденсации.
Авторами проведена работа в целях
получения экспериментальных данных по
конденсации смеси R12/R11 в канале
пластинчато-ребристого конденсатора и разработки
обобщающих зависимостей для
определения плотности теплового потока и
коэффициентов тепло- и массоотдачи при
конденсации неазеотропных смесей.
Процесс конденсации исследовали на
экспериментальном стенде Ленинградского
научно-исследовательского института
химического машиностроения. Стенд и методика
измерений описаны в работе [5]. В
процессе испытаний определяли: давление
паров фреонов на входе в исследуемый
элемент конденсатора; температуру пара
в генераторе и перед исследуемым
элементом конденсатора, пара и жидкости на
выходе из исследуемого элемента, стенки
исследуемого элемента в восьми сечениях по
высоте по обеим сторонам канала, воды
на входе и выходе исследуемого элемента
и в четырех сечениях по высоте водяных
каналов экспериментального конденсатора;
расход сконденсировавшегося хладагента
и охлаждающей воды; мощность в цепи
электронагревателей генератора.
Давление паров хладагента измеряли
образцовым манометром, температуру —
медь-константановыми термопарами и
ампервольтметром типа Ф-30, расход
сконденсировавшегося хладагента — с помощью
тарированной мерной емкости и
секундомера (объемный метод), мощность в цепи
электронагревателей — ваттметром типа
47

Д-522. Состав паровой фазы хладагента
на входе и на выходе исследуемого
элемента конденсатора определяли
предварительно протарированным хроматографом
ЛХМ-72.
Для сопоставления коэффициентов
теплоотдачи при конденсации смесей фреонов
и однокомпонентных хладагентов
первоначально были проведены опыты с R11 и R12,
Эксперименты с R12 явились тариро-
вочными.
На рис. 1 представлена зависимость
коэффициента теплоотдачи при
конденсации R12 от плотности теплового потока q
(по данным авторов и работы [5]).
Результаты экспериментального
исследования теплоотдачи при конденсации R12
и R11 хорошо согласуются с полученными
при расчете по уравнению, предложенному
для однокомпонентных рабочих
веществ [3].
В настоящее время нет методики расчета
процесса теплоотдачи при конденсации
смесей паров хладагентов при ламинарном
и переходном режимах течения пара в
канале. Известные расчетные методы [1, 2, 8]
предложены для описания процесса
конденсации смесей на наружной поверхности
горизонтальных труб или для конденсации
многокомпонентной смеси углеводородных
газов при турбулентном их движении внутри
вертикальных труб.
Тепломассообмен при конденсации
смеси R12/R11 исследовали в вертикальном
пластинчато-ребристом канале с
треугольной насадкой. Высота ребра 2,5 мм, шаг
4,15 мм*.
Длина исследуемого канала 650,
ширина 70 мм. Эквивалентный диаметр канала
d3=l,90 мм. Коэффициент оребрения 2,56.
Опыты проводили на смесях с мольной
концентрацией R11, равной 16,2; 30,8; 71,4 и
87,1 %, при плотности теплового потока
<7=1800-М0 800 Вт/м2, критерии Рейнольд-
са Re= 1000^8000, параметре Яю=1,5-И0,
критерии Прандтля Рг=0,66-^0,79,
диффузионном критерии Прандтля PrD=0,75-f-
-^0,80, комплексе Ят=0,22~0,77 и
температуре насыщенного пара на входе в
исследуемый канал Тн=323 К.
Значение Re определяли при скорости,
численно равной 0,5шн (шн — скорость
потока пара на входе в канал, м/с).
Параметр, учитывающий влияние
поперечного потока вещества на интенсивность
тепломассообмена,
aLBm/(M2H)
аиии\
шо\
зооо\
2000
/000
500
•
0 •
л 1
т^
о
•*&
•
•
.л
•
iT^^d Ш
J-*'
ir
+ .
~y*
++
$
-S
-+4
Мольная концентрация. °Л
R113 смеси R/2/Rt/
— •-wo ь-о
о-87,/ О-Ol
1 о-7/,*
+-JO,8
ь-/6,2
— -Расчет
,
,
,
\ш
т
JI
' 1 1
И
1
1 ш
г
pfs
81 п
$п?
?г
/000 2000 3000 ШО 6000 800010000 tffm/м*
Рис. 1. Зависимости коэффициентов теплоотдачи
однокомпонентных хладагентов R12, R11 и
средних условных коэффициентов теплоотдачи смеси
R12/R11 от плотности теплового потока q при
различных мольных концентрациях хладагента
R11 в смеси
где /
- плотность поперечного потока
вещества, переходящего из пара в
конденсат, кг/(с-м2),
/ = ^см(т»— т\д .
(о
*В работе принимали участие В. К. Коте-
гов, О. Б. Иоффе.
р — коэффициент массоотдачи,
отнесенный к разности
концентраций высококипящего
компонента, на поверхности
раздела фаз и в ядре потока,
м/с;
Qcm — плотность паровой смеси в
рассматриваемом сечении,
кг/м3;
т\, Шц, mK — массовая концентрация
высококипящего компонента
соответственно в ядре потока,
у поверхности раздела фаз
в паровой и жидкой фазе в
рассматриваемом сечении;
\х — динамическая вязкость,
Па-с.
Концентрационный комплекс
Пт=(х—у)/х,
где х, у — мольная концентрация R11 со-
48

<х,Вт/Гм2Ю
J200
2800
2W
2000
i
fSOO
/200
80 и, % моль
* fit,
Рис. 2. Зависимость среднего условного
коэффициента теплоотдачи а от мольной концентрации
хладагентов у в смеси R12/R11 на входе в
исследуемый канал при ^=idem
ответственно в жидкости и паре
у поверхности конденсации.
Диффузионный критерий Прандтля
PrD=v/D,
где v— кинематическая вязкость, м2/с;
D — коэффициент диффузии, м2/с.
Среднее значение условного
коэффициента теплоотдачи при конденсации смеси,
учитывающего перенос тепла через пленку
конденсата и тепломассоперенос в паровом
пограничном слое,
Q _ Я
FS 6 '
хладагентов R11 и R12 представлены на
рис. 1, 2.
Как видно из рис. 2, зависимость
среднего условного коэффициента теплоотдачи
от мольной концентрации R11 имеет
минимум, соответствующий концентрации R11,
равной ~35 %.
Известно, что интенсивность процесса
конденсации смесей определяется
термическим сопротивлением тепло- и массопере-
носу в паровой фазе. У поверхности
конденсации образуется паровой пограничный
слой, в котором концентрация низкокипя-
щего компонента выше, чем в ядре потока.
Плотность теплового потока в процессе
конденсации бинарной паровой смеси
где Q — полная тепловая нагрузда в
исследуемом элементе конденсатора, Вт;
F — общая поверхность теплообмена в
исследуемом элементе, м2;
в — средняя логарифмическая разность
между температурами ядра потока
и стенки канала, °С.
Результаты экспериментального
исследования среднего условного коэффициента
теплоотдачи при конденсации смеси
R12/R11, а также коэффициенты
теплоотдачи при конденсации однокомпонентных
<7=ак.в(Г-- 7))+/г,
B)
где ак в — коэффициент конвективной
теплоотдачи от парового потока к
пленке конденсата, Вт/(м2-К);
Т, Tf — температуры пара
соответственно в ядре потока и на
границе раздела фаз, К;
г — теплота парообразования смеси,
Дж/кг.
Для описания совместно протекающих
процессов тепло- и массообмена при
конденсации смесей паров хладагентов в [2]
предложены критериальные уравнения.
Анализ полученных экспериментальных
данных показал, что интенсивность
теплообмена при конденсации существенно
зависит от плотности поперечного потока
вещества, т. е. от значения параметра Яш.
Следуя методике обобщения, предложенной
в [2], отношение коэффициента
конвективной теплоотдачи при конденсации смеси
и без- нее были обобщены в исследуемом
диапазоне режимных параметров методом
наименьших квадратов с весовыми
множителями в виде зависимостей:
при 1<ЯШ<2,5
ак в/ао=1,95;
при 2,5<ЯШ<6
акв/а0=3LЯ-0'6;
при 6<ЯШ<10
акв/ао=12Я-13,
,C)
D)
E)
где ао— коэффициент конвективной
теплоотдачи в случае отсутствия
влияния поперечного потока вещества
на интенсивность теплообмена,
Вт/(м2.К).
Значения ао при указанных значениях Re
для пластинчато-ребристого конденсатора
49

определяли по обобщенным зависимостям,
приведенным в [4].
Отношения действительных 0 и
расчетных Ро коэффициентов массоотдачи, не учи-»/;
тывающих влияния поперечного потока
массы на интенсивность массоотдачи, м/с,
обобщены на основе аналогий между тепло-
и массообменом методом наименьших
квадратов в виде зависимостей:
при 1<ЯШ<2,5
Р/Ро=1,95Я-2; F)
при 2,5<ЯШ<6
Р/Ро=3,4Я-2Яю06; G)
при 6<ЯШ<10
Р/Ро=12Я~2Я-1'3. (8)
Для определения ро использовали
соотношение [6]:
Nu»Q- ( PrD V33 (9)
Nu — \ Рг / ' К*}
где Nu^ — диффузионный критерий Нус-
сельта в случае отсутствия
влияния поперечного потока
вещества на интенсивность
массоотдачи.
При обобщении экспериментальных
данных свойства смеси R12/R11 рассчитывали
по методике, изложенной в [7]. В качестве
определяющей температуры Т было принято
среднее арифметическое значение
температуры ядра потока на входе и выходе
исследуемого элемента конденсатора.
Температуру пара Tf на границе раздела фаз
определяли по уравнению:
7)=:r-(e-A*o), (Ю)
где А/о — разность температур в пленке
конденсата.
Значение А/о находили по уравнению,
приведенному в [3], и данным о свойствах
смеси. Концентрацию пара в расчетном
сечении ядра потока определяли как среднее
арифметическое значение на входе и выходе
исследуемого канала. Концентрацию пара
и жидкости на границе раздела фаз
устанавливали по диаграммам равновесного
состояния температура — концентрация при
температуре Tf. Диаграммы равновесных
состояний смеси R12/R11 строили в
предположении, что исследуемая смесь является
идеальной.
Среднее отклонение расчетных и
опытных коэффициентов теплоотдачи а для
65 точек составило 11,0 %. Наибольшее их
расхождение (до 23,6 %) наблюдали при
Яш=9-М0.
Расчетные значения безразмерных
коэффициентов тепло- и массоотдачи,
полученные из зависимостей C) — (8) для
ламинарного и переходного режимов течения
паровой смеси, в области значений параметра
Яа,=8^-10 хорошо согласуются с
полученными по аналогичным зависимостям [2]
для турбулентного течения (#ш=8~50).
Обобщающие зависимости C) — (8)
могут быть использованы при расчете
коэффициентов тепло- и массообмена при
конденсации неазеотропных смесей
углеводородов и фреонов в вертикальных трубах, .#
а также при проектировании противоточ- 1
ных пластинчато-ребристых конденсаторов,
предназначенных для полной конденсации
рабочего вещества. Конденсатор такого
типа при соответствующем изменении
температуры охлаждающей среды позволит
сократить до минимума необратимые потери
в холодильной машине.
Список использованной литературы
1. Бобе Л. С, Семихатов С. Н. Расчет
поверхности тепло- и массообмена при
конденсации паров двухкомпонентной смеси.—
Химическое машиностроение, 1964, № 2, с. 39—44.
2. Двойрис А. Д., Беньяминович О. А.
Исследование тепло- и массообмена при
конденсации многокомпонентных углеводородных
смесей.— Теоретические основы химической
технологии, 1968, т. 11, № 5, с. 769—777.
3. Исследование теплоотдачи при
конденсации в каналах вертикальных
пластинчато-ребристых конденсаторов/О. Н. Маньков-
ский, В. М. Азарсков, В. К. Кирин и др.—
В кн.: Теплофизика и гидрогазодинамика
процессов кипения и конденсации. Тез. докл.
Всесоюз. конф. Рига, 1982, т. 2, с. 66—67.
4. Кейс В. М., Лондон А. Л.
Компактные теплообменники.— М.: Энергия, 1967.
224 с.
5. Кирин В. К., Азарсков В. М., Зем-
с к о в Б. Б. Экспериментальное
исследование теплообмена при конденсации R12 в
моделях пластинчато-ребристых
конденсаторов.— В кн.: Машины и аппараты
холодильной и криогенной техники и
кондиционирования воздуха. Л., 1983, с. 15—20.
6. МаньковскийО.Н., ТолчинскийА. Р.,
Александров М. В. Теплообменная
аппаратура химических производств.— Л.:
Химия, 1976.— 368 с.
7. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т.
Свойства газов и жидкостей.— Л.: Химия,
1982.— 592 с.
8. Чайковский В. Ф., Доманский Р. А.,
Пучков Б. В. Расчет поверхности тепло- и
массообмена при конденсации смеси
фреонов-12 и 22 на горизонтальных трубах.—
Холодильная техника, 1976, № 8, с. 24—26.
50

УДК 621.564:532.13.001.24
ВЯЗКОСТЬ ХЛАДОНОСИТЕЛЕЙ
НА БАЗЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
ХЛОРИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ
И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫХ
МЕТАЛЛОВ
Канд. техн. наук И. И. ПЕРЕЛЬШТЕЙН
Для расчета теплообменной аппаратуры
рассольных систем охлаждения
необходимо знать все теплофизические свойства,
в том числе вязкость, применяемых хладо-
носителей. В справочной литературе
приведены лишь отрывочные табличные
данные о вязкости водных растворов
хлоридов щелочных и щелочно-земельных
металлов [1, 9]. Отсутствуют важные для
практики аналитические зависимости
вязкости от температуры и концентрации.
Нет надежных методик, позволяющих
проводить экстраполяцию по ограниченным
исходным данным [2, 7] и
представляющих большой практический интерес
прежде всего для ингибированных хладоноси-
телей (например, кальтозин и кальтонат).
Для хладоносителей на базе водных
растворов хлоридов щелочных и
щелочноземельных металлов в работах [4, 5]
рекомендованы уравнения и методики
прогнозирования плотности и теплопроводности
в интервале температур от 30 °Сдо t3
(температуры замерзания)и концентраций от 0
до эвтектической. В настоящей работе
предлагаются уравнения и методика
прогнозирования вязкости тех же
хладоносителей в том же интервале температур и
концентраций (рис. 1).
Уравнение для описания зависимости
вязкости т], 10—3 Па «с, от температуры
t, °С, и концентрации ?, % мае, будем
искать в виде произведения двух функций
Фл@ и*л(/,Е):
лаб)-Фч@*чаб)- (О
При положительных температурах
вязкость растворов при их бесконечном
разбавлении водой (?-И)) должна совпадать
с вязкостью обычной воды Лв@- Поэтому
функции ф,,(/) и ^(/,6) должны отвечать
следующим условиям:
[ф„@]1 = [т|(/, 6I1 =Л.@; B)
К(/,6Ц| =1. C)
Опираясь на условия B) и C) и
опытные данные о вязкости воды и водных
растворов, найдем конкретный вид функций
<М0 И1М*,Е).
п./О3Па с
ГОО\
Рис. 1. Область применения в качестве хладоно-
сителя водного раствора хлорида кальция
C0°С>/>/3; 0<6<6эвт):
1 — эвтектический раствор (|эвт=29,9 %);
2 — линия затвердевания; 3 — обычная вода
(|=0); 4 — «переохлажденная» вода
Данные [6] о вязкости воды при
t? @; 30 °С) аппроксимированы
основанной на теоретических представлениях
формулой Андраде [2, 7]:
lnf|.@ = M-*i/7\ D)
где т|в выражена в 10—3 Па-с, Г — в К.
Значения Ь0 и Ь\ при ^6@; 30 °С)
приведены в табл. 1.
Таблица 1
Интервал температур,
°С
304-0
0-ь—21
—21-^—55
Значения коэффициентов
6о
—7,395
— 10,986
—7,873
bi
2171
3152
2367
Отклонение значений т)в, найденных
по уравнению D), от приведенных в [6]
не превышает 1 %. Такое отклонение мож-
51

О 10 20 $у%мас.
О 10 20 $,%мас.
Рис. 2. Зависимость величины А от
концентрации I для водных растворов хлоридов кальция
(а) и натрия (б) при температурах:
П — О °С, А —. 10 СС, О — 20 °С
но считать вполне оправданным, если
учесть, что данные авторитетных
источников [3] и [6] о вязкости воды при 0 °С
отличаются на 2,3 %.
Итак,
[<М'>]1 г=Л»@=ехрFо+*1/Г).
• '6@; 30 °С) /gx
Принимая во внимание условие C),
функцию г^ (?, ?)' в общем виде можно
представить как
г|)п(/Д)=ехр[|(_2оаД')], F)
где а{ — индивидуальные коэффициенты
(/=1, 2, ..., п), которые в принципе
могут зависеть от температуры.
Для установления конкретного вида
функции фп(*'6) согласно F) надо
определить число п членов и выражения для
коэффициентов а0, аь ..., ап.
В соответствии с A)
1 /6 @; 30 °С.) ' /б @; 30 °С)
С учетом E) и F) уравнение G)
приобретает вид:
/info(/,i)]i -infoB@]i \/i=
\ /6@; 30 °С) /6@; 30 °С) )
= ао+а,Е+...+ая6й. (8)
На рис. 2 для водных растворов
хлоридов кальция и натрия представлена
полученная по данным [1] зависимость левой
части уравнения (8), обозначенной на
рисунке величиной Л, от концентрации ? при ^
температурах 0, 10 и 20 °С Пунктирными Щ
линиями ограничен соответствующий
погрешности 6г|=3 % допустимый разброс
величины Л. В пределах указанной
погрешности данные трех изотерм для обоих
растворов укладываются на единую линию.
Поэтому можно утверждать, что, по
крайней мере, при положительных
температурах коэффициенты а1 не зависят от
температуры.
Более того, аппроксимирующая данные
трех изотерм линия оказывается прямой,
т. е. в правой части уравнений F) и (8)
можно ограничиться двумя членами (п=
= 1). При этом коэффициент ао равен
отрезку, отсекаемому на оси ординат, а
коэффициент а\ — тангенсу угла наклона
прямой.
Наклоны прямых для водных
растворов хлоридов кальция и натрия (см.
рис. 2), а также для водного раствора
хлорида магния [9], практически
совпадают. Поэтому значения коэффициента
а? для указанных растворов идентичны
и равны 10~3.
Таким образом, с учетом полученных
результатов, по крайней мере, при
положительных температурах во всем
интервале концентраций вплоть до эвтектической
?эвт функция г|?л(/, I) может быть
представлена в следующем виде:
% V, I) ^% @=ехр [I(а0+ \0~Ч) ], (9)
где а0 — индивидуальная для водного
раствора постоянная.
Установим поведение функции фл@
в области отрицательных температур вплоть
до эвтектической /эвт.
Согласно A) с учетом (9)
1п[ф„@]1 =lnfo(U)]l -
1 /6@; 30 °С.) /6@; 30 °С)
-1(а0+\0-31). A0)
Левая часть уравнения A0) зависит
только от температуры t. Правая же часть
в общем случае может зависеть от двух
переменных: | и t. Следовательно, если
уравнение A) с учетом (9) допустимо ис-
52

пользовать для описания вязкости водных
растворов не только при положительных,
но и при отрицательных температурах
вплоть до эвтектической, то зависимость
правой части уравнения A0) от
концентрации | должна вырождаться, т. е. правая
часть уравнения A0) при t^O °C и
?6 @, ?Эвт) должна зависеть только от
температуры.
Поданным [1] о вязкости водных
растворов хлоридов кальция и натрия при
отрицательных температурах вплоть до
эвтектической и всех концентрациях были
рассчитаны значения правой части уравнения A0).
, Все они с точностью не ниже 3 % оказались
Ш не зависящими от концентрации. Это
значит, что функцию ф^/) при отрицательных
температурах действительно можно
рассматривать как температурную зависимость
вязкости «переохлажденной» воды.
В целях простоты эта зависимость
представлена кусочно непрерывной
функцией D), значения коэффициентов (bo и Ь\)
которой для двух интервалов (от 0 до —21
и от —21 до —55 °С) приведены в табл. 1.
Ниже указано расхождение 6т)в осред-
ненных значений вязкости
«переохлажденной», воды, рассчитанных по уравнению A0)
для водных растворов хлоридов натрия,
кальция и магния, от данных [8] в
интервале температур от 0 до —10 °С:
t, °С. 0 —2 —4 —6 —8 —10
блв, % —2,9 —0,8 0,7 1,5 2,6 3,7
С учетом расхождений данных [3] и [6]
о т]в при 0 °С в 2,3% согласование
наших и приведенных в работе [8] данных
о вязкости «переохлажденной» воды следует
признать удовлетворительным.
Итак, уравнение для вязкости водных
растворов хлоридов натрия, кальция и
магния окончательно приобретает вид:
Л(Ш = Чв@ехр[?(а0+10-з?)], (Ц)
где вязкость воды г|в(/) описывается
уравнением D) со значениями коэффициентов в
зависимости от интервала температур
(см. табл. 1), причем ц и ? выражены
соответственно в 10—3 Па-с и % мае.
Уравнение A1) содержит всего одну
индивидуальную постоянную ао, значения
которой для водных растворов хлоридов
натрия, кальция и магния соответственно
равны 0, 10-2 и 3,3-10-2.
Сопоставление рассчитанных по
уравнению A1) значений вязкости т)р водных
растворов хлоридов кальция, натрия и
магния со значениями т]л, приведенными в
справочной литературе [1, 9], показывает, что
расхождения 6tj=100(tip—цл)/цл лежат в
пределах разброса литературных данных,
достигающего 3—5 % (см. табл. 2, 3, где
указано расхождение Ьг\ с данными [1]).
Оценим возможности использования
уравнения A1) для экстраполяции в
область низких температур по минимальной'
и сравнительно легко получаемой опытным
путем информации.
С этой целью были проведены
контрольные расчеты, или «математические
эксперименты», соответствующие условиям,
близким к реальным.
Объектом исследования служил водный
раствор хлорида кальция, отличающийся
достаточно низкой эвтектической
температурой.
Вязкость, рассчитанная по
уравнению A1) при ао=Ю-2, принята
«истинной» — т]и.
«Опытные» значения вязкости т|оп
определяли по формуле:
T]on=T]H(l+gT|on/100), A2)
где 6т]оп — суммарная относительная
погрешность «опыта», %.
Значения т]оп соответствовали во всех
«экспериментах» одной и той же
температуре, близкой к комнатной.
Так как в уравнении (П) имеется всего
одна индивидуальная постоянная, для ее
определения необходимо располагать одним
исходным значением вязкости. В качестве
исходного принимали значение т)оп при
30 °С и заданных концентрации ?оп и
относительной погрешности 6т]оп. По цоп
находили индивидуальную постоянную а0
уравнения A1) и по нему определяли расчетные
значения г\р.
Задаваясь различными значениями ?оп и
6г]оп, находили описанным выше способом
т]и и г]Р и далее вычисляли процентные
расхождения
6t]P=[(tip—т]и)/ли] ЮО A3)
между расчетной и «истинной» вязкостью
водного раствора хлорида* кальция для
отрицательных температур при двух
концентрациях ?, соответствующих
эвтектической (?эвт=29,9 %) и точке замерзания
при данной температуре.
Результаты проведенных
«математических экспериментов» (табл. 4) позволяют
сделать следующие выводы: N
если исходная концентрация ?оп низкая,
то погрешность расчетных
(экстраполированных) значений вязкости при высоких
концентрациях | возрастает примерно в
53

Таблица2
I,
% мае.
6т|, %, для раствора СаС12при t, °С
-10
-20
-30
40 —50
-55
9,4
14,7
18,9
20,9
23,8
25,7
27,5
28,5
29,4
29,9
—2,1
—2,4
—3,0
—3,6
—3,8
—3,8
—3,2
—3,5
—3,3
—5,0
1,6
1,5
1,2
2,2
2,2
2,0
2,0
—
—
—
-3,4
-2,4
0,4
1 1
1,1
2,0
2,1
1,6
1,7
0,8
0,7
—4,5
—0,3
1,4
1,8
1,0
0,6
0,7
—0,5
— 1,6
—
—
2,2
2,6
2,3
2,5
—0,3
— 1,0
—
—
8,7
5,2
2,3
—3,7
—6,0
—
—
—
—
-3,7
—3,9
—8,7
—
—
—
—
—
0,0
0,4
—
—
—
—
—
—
0,0
1,
% мае.
20
10
0
бт], %,для раствора NaCl при /
—5
— 10
,°с
— 15
Таблица 3
-18
—21
7
11
13,6
16,2
18,8
21,2
23,1
— 1,7
—0,8
— 1,1
0,3
0,7
2,2
3,2
—2,2
—2,5
— 2,5
— 1,4
1,0
2,4
3,6
—2,4
—2,9
—2,7
—
—3,3
—3,3
—2,5
—
—0,2
—0,6
—0,9
— 1,6
— 1,7
— 1,9
—
—
—
0,4
—0,8
— 1,7
—2,3
—
—
—
—
1,3
0,9
0,8
1,2
0,4
Таблица 4

Вариант
Исходные
данные
|ОП>
°/'
/О
бТ1ОП,
/0
Значения бт)Р, %, для
г=_50 °с
при 1, %
29,4
29,9
/=—40°С
при 1, %
27,8
29,9
t=so °с
при |, %
25,3
29,9
/=— 20 °С
при |, %
21,3
29,9
г=_ю°с
при t %
14,6
29,9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
12
12
12
20
20
20
20
29,9
29,9
29,9
29,9
2
—2
5
—5
2
-2
5
-5
2
—2
5
—5
5,0
—5,0
12,7
— 11,8
3,0
—2,9
7,4
—7,3
2,0
—2,0
4,9
—4,9
5,1
—4,9
12,9
— 12,0
3,0
—3,0
7,6
—7,4
2,0
—2,0
5,0
—5,0
4,7
—4,6
12,0
— 11,2
2,8
—2,8
7,0
—6,9
1,9
— 1,9
4,6
—4,7
5,1
—4,9
12,9
— 12,0
3,0
—3,0
7,6
—7,4
2,0
—2,0
5,0
—5,0
4,3
—4,2
10,8
-10,3
2,5
—2,5
6,4
—6,3
1,7
— 1,7
4,2
—4,2
5,1
—5,0
12,9
— 12,0
3,0
—3,0
7,6
—7,4
2,0
—2,0
5,0
—5,0
3,6
—3,5
9,0
—8,7
2,1
—2,1
5,3
—5,3
1,4
— 1,4
3,5
—3,6
5,1
—4,9
12,9
— 12,0
3,0
-3,0
7,6
—7,4
2,0
—2,0
5,0
—5,0
2,4
—2,4
6,1
—6,0
1,5
— 1,5
3,6
—3,7
1,0
— 1,0
2,4
—2,5
5,1
—4,9
12,9
— 12,0
3,0
—3,0
7,6
—7,4
2,0
—2,0
5,0
—5,0
2,5 раза, т. е. 6т1Рж2,56т]0П, независимо от
знака погрешности 6т|оп (варианты 1 и 2, 3
и 4) и ее абсолютного значения (варианты
1 и 3, 2 и 4);
при росте ?оп различие между бт]Р и 6т]оп
снижается (сравни варианты 1—4 и 5—8);
если исходная концентрация ?оп высокая,
то погрешность 6tjp не превышает 6т]оп
(варианты 9—12); более того, при низкой
концентрации и высокой температуре бт^р
оказывается в 1,5—2 раза ниже 6rjon.
Таким образом, по одному «опытному»
значению вязкости, полученному при
комнатной температуре, можно с погрешностью
опыта прогнозировать данные о вязкости
в области отрицательных температур вплоть
до эвтектической. При этом «опытное»
значение вязкости должно относиться к раство-
54

ру с высокой концентрацией, по
возможности близкой к эвтектической.
Уравнение A1) можно использовать
также для расчета и прогнозирования
вязкости ингибированных хладоносителей на
базе водных растворов хлоридов щелочных
и щелочно-земельных металлов. Однако в
этом случае под {¦ следует понимать
суммарную концентрацию ингибитора и хлорида
металла.
Уравнение A1) и рассмотренная
методика экстраполяции справедливы только в
том случае, если вязкость раствора во всем
рассматриваемом интервале температур —
.от 30 °С до эвтектической —
увеличивается с повышением концентрации.
Для ряда водных растворов —
хлористого, бромистого и йодистого калия,
хлористого аммония, азотнокислого калия и
аммония — при положительных
температурах от 0 до 20 °С с ростом
концентрации соли I вязкость уменьшается, а при
более высоких температурах увеличивается.
В интервале температур от 5 до 30 °С и
концентраций от 5 % до эвтектической
изменение вязкости не превышает нескольких
процентов. При 0 °С оно составляет 7—
10 %. Для отрицательных температур
данные о вязкости указанных растворов нам
не известны. Учитывая отмеченный
характер поведения вязкости таких водных
растворов, для расчета значений ц при
различных температурах и концентрациях от 0
до ?эвт можно рекомендовать уравнение D)
с введением поправочного множителя /С.
В первом приближении
л(Ш^л@=Клв@> <14)
где лв@ определяется по уравнению D)
со значениями коэффициентов bo и Ь\
согласно табл. 1. При />0 °С и ?6@,|ЭВТ)
множитель K=U а при /<0°С и |еE %Лэът)
множитель /(=0,93. Обеспечиваемая
уравнением A4) точность для аномальных
растворов составляет несколько процентов.
На практике очень важно знать, какое
уравнение — A1) или A4) — следует
использовать для описания и
прогнозирования вязкости водных растворов. С этой
целью необходимо экспериментальным
путем при комнатной температуре
установить, насколько изменяется вязкость в
интервале концентраций от 0 до
околоэвтектической. Если изменение составит
несколько десятков процентов, то следует
применить уравнение A1), ограничившись одним
точным измерением вязкости при
околоэвтектической концентрации. Если же
изменение вязкости не превысит нескольких
процентов, то следует воспользоваться
уравнением A4).
Итак, в практически важном для
холодильной техники интервале температур
предложены уравнения для описания
концентрационной и температурной зависимости
вязкости и методика ее прогнозирования по
одному экспериментальному значению при
комнатной температуре.
Список использованной литературы
1. Богданов С, Н., Иванов О. П.,
Куприянова А. В. Холодильная техника:
Справочник. М.: Агропромиздат, 1985. 208 с.
2. Бретшнайдер С. Свойства газов и
жидкостей: Пер. с польского.— М.; Л.: Химия,
1966.— 536 с.
3. В у к а л о в и ч М. П., Ривки н С. Л., Ал ек-
сандров А. А. Таблицы теплофизических
свойств воды и водяного пара. М.: Изд-во
стандартов, 1969. С. 201.
4. Перельштейн И. И. Плотность
хладоносителей на базе водных растворов хлоридов
щелочных и щелочно-земельных металлов. / /
Холодильная техника. 1986, № 2. С. 45—49.
5. Перельштейн И. И Теплопроводность
хладоносителей на базе водных растворов
хлоридов щелочных и щелочно-земельных
металлов // Холодильная техника. 1986, № 11.
С, 40—44.
6. Р и в к и н С Л., А л е к с а н д р о в А. А.
Термодинамические свойства воды и водяного пара.
М.: Энергоиздат, 1984. С. 76.
7. Рид Р., Праузниц Дж., Ш е р в у д Т.
Свойства газов и жидкостей: Пер. с англ. 3-е изд. Л.:
Химия, 1982. 592 с.
8. Справочник химика. Т. 1. Л.; М: Гос.
науч.-техн. изд-во хим. лит., 1962. С 986.
9. Справочник химика. Т. 3. М.; Л.: Химия,
1964. С. 715—716.
Изобретения
A1) 1272066 E1) 4 F 25 D 23/00, 11/00 B1)
3825464/28-13 B2) 17.12.84 G2) В. И. Молда-
нов, Е. П. Лихачев, В. Г. Макрушин, С. И. Ра-
тушняк E3) 621.565
E4) E7) СПОСОБ СБОРКИ
ХОЛОДИЛЬНОГО ШКАФА, предусматривающий
размещение фланца внутренней облицовки и полого
уплотнителя в профильной отбортовке
наружной облицовки и последующий ввод в
межоблицовочное пространство отвердевающего
теплоизоляционного наполнителя, отличающийся
тем, что, с целью повышения качества
уплотнения в зоне соединения облицовок и
упрощения технологии сборки, в качестве
теплоизоляционного наполнителя используют
расширяющееся в процессе отвердевания вещество, а
уплотнитель укладывают так, что один его конец
выведен за пределы облицовок, при этом ввод
наполнителя в межоблицовочное пространство
осуществляют через полый уплотнитель.
55

ОБМЕН ОПЫТОМ
УДК 331.103.6
РАЦИОН АЛ ИЗАТОРСКАЯ
И ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
НА МОСКОВСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
РОСМЯСОМОЛТОРГА
О. В. РОЗЫ НОВ
В 1986 г. хладокомбинаты
Московского городского объединения Рос-
мясомолторга успешно выполнили
планы по обеспечению розничной
торговой сети продуктами животноводства,
выработке мороженого, производству
сухого льда, мясных полуфабрикатов,
расфасовке масла. Выпуск
мороженого по сравнению с 1985 г.
увеличился на 3500 т и составил 52400 т.
Возросла также доставка в розничную
сеть расфасованного масла в таре-
оборудовании.
Успешному выполнению
установленных планов способствовала большая
работа, проведенная в объединении
по реконструкции и техническому
перевооружению предприятий. В 1985—
1986 гг. были реконструированы
холодильные емкости в объеме 4000 т.
Введена в эксплуатацию после
капитально-восстановительного ремонта
третья очередь хладокомбината № 14,
реконструированы железнодорожные
платформы на хладокомбинатах № 1
и 10, заменено 16 устаревших
лифтов, внедрено более 150
электромеханизмов для погрузочно-разгрузочных
работ. На хладокомбинатах № 7, 8
и 10 смонтированы*4 и введены в
эксплуатацию 10
поточно-механизированных линий по производству
мороженого, а также 60 единиц другого
технологического оборудования.
Продолжены работы по
техническому перевооружению компрессорных
цехов, совершенствованию эксплуатации
холодильных установок. Устаревшие
аммиачные поршневые компрессоры
заменены винтовыми. Компрессорные
цехи хладокомбинатов № 2,' 9, 12 и
14 полностью оборудованы винтовыми
компрессорами, на остальных
предприятиях они обеспечивают 60—80 %
потребной колодопроизводительности.
В целях экономии воды на
хладокомбинатах №7, 10, 13 и 14
установлены 22 испарительных
конденсатора ЭВАКО, на хладокомбинатах
№ 3, 12 и 14 (третья очередь)
ведется их монтаж.
Значительный вклад в выполнение
государственных планов, реконструк-^
цию и техническое перевооружение^
предприятий вносят рационализаторы
и изобретатели. В 1985 г.
предложения 392 рационализаторов дали
экономический эффект 151,2 тыс. руб., в
1986 г. внедрено 458 предложений
330 рационализаторов с экономическим
эффектом 118,73 тыс. руб.
Внедрение рационализаторских
предложений позволило в 1985 и
1986 гг. сэкономить более 2,5 млн.
кВт-ч электроэнергии, 800 т усл.
топлива и 80 т сырья, при этом за
2 года установленные удельные нормы
расхода электроэнергии, топлива и
сырья снижены в среднем на 10—12 %.
Наиболее активно в
рационализаторской работе участвуют сотрудники
компрессорных, ремонтно-механических
и производственных цехов, причем
около 60 % рационализаторов —
комсомольцы и молодежь.
В числе лучших рационализаторов
можно отметить М. И. Щербакова —
заместителя начальника цеха
мороженого хладокомбината № 7, Г. С.
Монахова — слесаря хладокомбината
№ 10, В. М. Чаданова — главного
механика хладокомбината № 12,
А. П. Ильина — главного механика
хладокомбината № 14, А. М.
Машкову — фризерщицу хладокомбината № 8,
Р. Б. Тищенко — мастера цеха
мороженого хладокомбината № 8 и др.
За успешную производственную
деятельность ряд рационализаторов
награжден орденами и медалями, а
начальнику цеха сухого льда
хладокомбината № 8 Р. И. Гельману
присвоено звание «Заслуженный
рационализатор РСФСР» (лицензия на его
изобретение приобретена ГДР).
56

Для организации целенаправленной
деятельности рационализаторов в
объединении разработан тематический
г план на двенадцатую пятилетку. На
его основе на предприятиях
разрабатывают планы по рационализации
применительно к своим конкретным
условиям и доводят тематику до рабочих.
Конкретную помощь
рационализаторам в оформлении документации,
разработке опытных образцов оказывают
конструкторские бюро на
хладокомбинатах № 7 и 8. В 1985 г. при
объединении создан Совет молодых
специалистов, который оценивает
предложения молодых новаторов и оказывает
содействие в их внедрении.
Особо важные предложения,
имеющие отраслевой характер, спорные
вопросы рассматриваются техническим
советом Московского городского
объединения.
Для изготовления опытнык и
серийных машин, приспособлений
привлекаются механические цехи
предприятий, а также головные механические
мастерские объединения на
хладокомбинате № 3. Так, в 1986 г. на
хладокомбинате № 3 для механизации
грузовых работ со свининой и
субпродуктами на предприятиях
объединения было изготовлено 300 стоечных
контейнеров, разработанных В. И.
Михайловым и Г. С. Монаховым.
В целях обмена опытом лучшие
рационализаторские предложения
публикуются в информационных
бюллетенях Росмясомолторга.
В настоящее время на
предприятиях объединения разрабатывается и
внедряется ряд ценных предложений,
к которым относятся:
машина для разгрузки
железнодорожных вагонов с мясом (авторы —
работники хладокомбината № 1 и
ВНИИЖТ);
механизм для погрузки и
разгрузки мясных продуктов (работники
хладокомбината № 1 и Гипроугле-
маша);
реконструкция конденсаторного
отделения хладокомбината № 3
(заместитель главного инженера М. Р.
Лурье и главный механик Н. С Мороз);
машина для разгрузки
замороженного мяса на хладокомбинате № 7
(работники хладокомбината № 7 и
специального конструкторского бюро
Главмосстроя);
модернизация линии «Бенхил-2» для
производства мороженого в бумажных
стаканчиках на хладокомбинате № 8
(заместитель главного инженера хла-
докомбината № 8 С. Г. Марюнин и
старший инженер В. И. Филаткин);
змеевиковые пастеризаторы для
охлаждения смеси мороженого
(бригадир слесарей хладокомбината № 10
В. И. Помазков и заместитель
начальника цеха мороженого Г. И.
Кузнецова) ;
новые технология и состав
мороженого «Ягодное» (начальник
фабрики мороженого хладокомбината № 7
Н. И. Кучмий и заместитель
начальника производственно-технического
отдела Н. А. Агапова).
Внедрение указанных предложений
позволит поднять уровень
механизации труда (особенно на погрузочно-
разгрузочных работах), повысить его
производительность и эффективность
производства, расширить ассортимент
и улучшить качество продукции.
Ориентировочный экономический эффект —
более 150 тыс. руб.
В соответствии с решениями
XXVII съезда КПСС объединением
разработан план на двенадцатую
пятилетку по активизации
рационализаторской и изобретательской
деятельности, и есть все основания полагать,
что он будет успешно выполнен.
Изобретения
A1) 1272089 E1) 4 F 28 D 15/02 B1)
3922152/24-06 B2) 05.04.85 G2) В. Н. Березняк
E3) 621.565.94
E4) E7) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА с зонами
испарения, транспорта и конденсации, содержащая
корпус с капиллярно-пористым фитилем на
внутренних стенках и турбулизирующей вставкой,
выполненной в виде тела вращения,
отличающаяся тем, что, с целью интенсификации
процесса тепломассопереноса, вставка жестко
закреплена на поверхности фитиля перед зоной
конденсации, имеет синусоидальную образующую
и длину, равную 0,07—0,3 длины зоны
конденсации.
57

хроника
УДК 061.3:664.8/.9.037:621.56/.57
В НАУЧНОМ СОВЕТЕ
ПО ХОЛОДУ ГКНТ
На очередном заседании секции «Техника
холодильной обработки и хранения
пищевых продуктов в отраслях
агропромышленного комплекса» Научного совета по
холоду ГКНТ были заслушаны доклады и
сообщения специалистов
научно-исследовательских организаций и представителей
вузов по вопросам производства
быстрозамороженных и сублимированных
продуктов и использования методов холодильного
консервирования в быту.
С докладами и сообщениями
выступили д-р техн. наук, проф. Э. И. Каух-
чешвили, канд. техн. наук А. В. Антипов
(Московский технологический институт
мясной и молочной промышленности —
МТИММП), канд. техн. наук Л. А. Бан-
тыш, канд. техн. наук А. Л. Зубатый и
канд. техн. наук Н. Т. Ивасюк
(Молдавский научно-исследовательский институт
пищевой промышленности), В. Н. Глухман
(НПО «Комплекс»), канд. техн. наук
Л. С. Малков (Ленинградский
технологический институт холодильной
промышленности — ЛТИХП), д-р фарм. наук Л. П. Ист-
ранов A-й Московский медицинский
институт) и др.
Выступающие отметили, что за
одиннадцатую пятилетку объем выпуска
быстрозамороженной продукции заметно
увеличился. С 1 января 1986 г. в стране
введена нормативно-техническая
документация на производство
быстрозамороженных изделий около 280 наименований,
которые распределены на 10
ассортиментных групп: овощи быстрозамороженные;
плоды и ягоды быстрозамороженные;
полуфабрикаты овощные; полуфабрикаты
плодово-ягодные; полуфабрикаты десертные;
полуфабрикаты овощные пюреобразные
для детского питания; картофель и кар-
тофелепродукты; блюда обеденные
(первые, вторые); закуски, гарниры, начинки;
пульпа и пюре без сахара и с сахаром,
соки с мякотью натуральные. Разработана
технология поточного производства
монопродуктов (из одного вида сырья),
ведется разработка технологии поточного
производства полуфабрикатов, смесей, наборов,
купажированных продуктов, а также
поточного механизированного производства
обеденных блюд и других продуктов
повышенной готовности.
Дальнейшее развитие производства
быстрозамороженных плодоовощных
продуктов тормозится недостатком необхрдимого
оборудования. В стране пока не
выпускаются комплектные линии подготовки
плодов и овощей к замораживанию,
скороморозильные аппараты, позволяющие
замораживать их в «кипящем слое».
Однако это только часть проблемы.^
Сдерживающим фактором Является такжеА
отсутствие «сельских» хладокомбинатов,
обеспечивающих своевременное
накопление и систематическую переработку в
быстрозамороженную продукцию плодов,
ягод, овощей с различными сроками
созревания, распределение ее в межсезонный
период в места потребления (крупные
города, новостройки, район БАМа,
промышленные и курортные зоны и т. д.).
Наращивание объемов производства
сельскохозяйственной продукции без наличия
сети таких хладокомбинатов
нецелесообразно, так как приведет к увеличению
ее потерь.
Насущной необходимостью становится
создание межотраслевого объединения по
холодильному консервированию в рамках
Госагропрома СССР. Очевидно, наступил
период, когда Госагропрому СССР и его
научно-техническому центру необходимо
взять на себя руководство всей
«холодильной политикой» страны для
обеспечения круглогодичного действия конвейера
«грядка—стол» при высоком уровне
качества пищевых продуктов.
За решение проблемы развития
производства быстрозамороженных продуктов
могли бы взяться непосредственно
республиканские Госагропромы. Технология,
машиностроение, эксплуатация — все эти
вопросы могут быть решены на
республиканском уровне. Такие возможности
имеются в РСФСР, Белоруссии, Молдавии,
Грузии, Украине, Азербайджане и в других
республиках.
Особенно перспективна переориентация
бывших заводов плодово-ягодных вин на
выпуск быстрозамороженных и
сублимированных продуктов.
В мировом прогнозе «Пища 2000
года» продукты сублимационной сушки
занимают второе (после быстрозамороженных
продуктов) место среди продуктов
холодильного консервирования. К концу
двенадцатой пятилетки объем их производства
58

в нашей стране должен возрасти в
несколько раз.
В 1986 г. с помощью специалистов
НПО «Комплекс» пущен в промышленное
производство цех сублимации при Слуцком
маслодельно-сыродельном заводе. В
настоящее время цех производит
ацидофильную пасту и творог с фруктовыми
добавками сублимационной сушки. При
годовом выпуске 1000 т продукции прибыль
составит 450 тыс. руб., что обеспечит
окупаемость капитальных затрат на цех
сублимации за 2,5—3 года.
Специалистами ЛТИХПа разработана и
введена в эксплуатацию в колхозе «Накот-
^не» Латвийской ССР сублимационная
установка, предназначенная для
обезвоживания гранулированных продуктов.
Существенное ее отличие от других
сублимационных установок — использование одного
нагревателя для подвода тепла ко всему
объему продукта. Это облегчает
эксплуатацию установки и делает ее особо
пригодной для сельских районов. Ожидаемая
прибыль при плановом выпуске продукции
может достигать 200 тыс. руб. в год.
На консервном комбинате в г.
Кишиневе и на овощесушильном заводе в
г. Детчино созданы цехи
сублимационной сушки.
Однако все эти производства не могут
обеспечить и малой доли заявок
различных министерств и ведомств на
сублимированные продукты. Чтобы удовлетворить
спрос на них, необходимо прежде всего
организовать серийный выпуск
сублимационного оборудования.
Существенным фактором,
сдерживающим рост производства сублимированной
продукции, является также отсутствие в
стране единого центра/ который бы
целенаправленно решал вопросы организации
такого производства в широких масштабах.
В настоящее время единственная
специализированная в области
конструирования сублимационной техники лаборатория
НПО «Комплекс» поставлена в тяжелые
условия в связи с сокращением штатов.
И это происходит в то время, когда
| ставится задача значительного роста вы-
* пуска сублимированной продукции.
Аналогичные проблемы необходимо
решать для расширения производства на
основе сублимационной сушки медицинских
препаратов из эндокринно-ферментного
сырья и отходов мясной промышленности.
При рассмотрении вопроса
холодильного консервирования в быту было отмечено,
что разработан ГОСТ на бытовые
холодильники и морозильники
параметрического ряда. С 1983 г. серийно
выпускаются холодильники-морозильники и
морозильники, позволяющие замораживать
пищевые продукты и хранить их
длительное время в замороженном состоянии
(при —18 °С).
Для грамотной эксплуатации новейшей
бытовой холодильной техники в МТИММПе
разработана технологическая инструкция
по замораживанию и хранению пищевых
продуктов в бытовых морозильниках,
которая согласована с Минздравом СССР.
Однако поскольку ее уже несколько лет не
доводят до потребителя, это привело к
тому, что в паспортах на бытовые
холодильники и морозильники в ряде случаев
неверно указаны сроки хранения
продуктов. Очевидно, что к каждому
холодильнику-морозильнику или морозильнику
должна быть приложена технологическая
инструкция, регламентирующая технологию
обработки и хранения продуктов.
Обсудив представленные сообщения и
доклады, секция постановила:
рекомендовать Минлегпищемашу
ускорить выпуск комплектного оборудования
(в том числе скороморозильных аппаратов,
расфасовочных и упаковочных машин) для
производства быстрозамороженных плодов,
овощей, овощных полуфабрикатов,
обеденных блюд и других кулинарных изделий;
рекомендовать Госагропрому СССР и
Минторгу СССР создать "систему
специализированных магазинов и предприятий
общественного питания, реализующих
быстрозамороженную и сублимированную
продукцию;
просить Минхиммаш и Минприбор
совместно с научно-исследовательскими
институтами Госагропрома СССР и
институтами Минвуза СССР обеспечить создание
комплексно-автоматизированных линий по
производству быстрозамороженных
продуктов;
рекомендовать Минлегпищемашу
поручить ВНИЭКИЭМП совместно с
МТИММПом разработать отраслевую
нормативно-техническую документацию на бы-*
товые холодильники и морозильники,
включающую технологическую инструкцию;
просить Минвуз СССР разработать
систему подготовки
высококвалифицированных специалистов по эксплуатации
холодильников в системе Госагропрома СССР.
Научному совету по проблеме
«Производство и применение искусственного
холода в отраслях пищевой промышленности,
торговле, сельском хозяйстве и на
транспорте» ГКНТ и его секциям взять под
контроль выполнение
научно-исследовательских программ по холодильному
консервированию сырья и продуктов питания.
59

В МЕЖДУНАРОДНОМ
ИНСТИТУТЕ
ХОЛОДА
УДК 621.56/.'58:664.8/.9.037
ИЗ БЮЛЛЕТЕНЯ МИХ
Шоковое охлаждение мяса
Охлаждение мяса рассматривается как
процесс нестационарный, зависящий от
теплоотдачи с поверхности и от массы мяса в
результате' его теплопроводности. Скорость
охлаждения может быть увеличена путем
оптимизации температуры охлаждающей
среды и интенсификации отвода тепла с
поверхности мяса. Остальные два
параметра (геометрия отруба мяса и его
физические свойства) задаются в каждом
отдельном случае. Предел температуры
охлаждающей среды определяется риском ущерба,
причиняемого замораживанием
поверхностного слоя мяса.
Автором предложена расчетная модель
охлаждения для экстремальных (минимум—
максимум) и предусмотренных в проекте
значений отвода тепла. Модель позволяет
определить необходимый расход холода.
Процесс усушки мяса может быть
оценен аналогичным методом.
Klazar L.— Pram. Potravin. CS.
(Чехословакия), 37, 1986, № 2, 69—72.
БМИХ, 1986, М 5, с. 574.
Теплонасосная установка
для плавательного бассейна
Использование теплонасосной установки в
условиях эксплуатации плавательного
бассейна (г. Эгер, ВНР) оказалось весьма
выгодным благодаря круглогодовому
обеспечению его горячей водой без двойной
системы теплоснабжения. Равномерное
потребление тепла в течение дня позволило
сократить расход энергии для выработки
холода. В дневное время тепло используют
для подогрева и поддержания температуры
воды в бассейне на должном уровне, а
ночью, когда бассейн наполняют свежей
водой,— для ее подогрева.
Rett Р.— Hiitoipar, HU. (Венгрия),
31, 1985/07—12, № 3—4, 79—81.
БМИХ, 1986, М 5, с. 598.
60
Снижение расхода энергии
на обработку воздуха посредством
уменьшения сопротивления фильтров
Среди многих решений по снижению
расхода энергии на отопление, вентиляцию и
кондиционирование воздуха четыре
связаны с анализом работы систем фильтрации
и очистки воздуха, в частности, с
проверкой соответствия эффективности
фильтрации предъявляемым требованиям,
изучением возможности расширения блока
фильтров, исследованием объема
циркулирующего воздуха на единицу объема помещения
или на одного человека и возможности^
уменьшения количества подаваемого наруж-А
ного воздуха. В статье детально описаны
первые три способа экономии расхода
энергии.
Ruber R. R.— S. afr. Refrig. Air Cond.,
ZA. (Южная Африка), 1, 1985/11, Mb 3,
53—65.
БМИХ, 1986, № 5, с. 600.
Экономия энергии при охлаждении сусла
на пивоваренном заводе
Для быстрого охлаждения сусла с 90 до
6 °С-на пивоваренном заводе авторы
предложили абсорбционную холодильную
установку, в которой в качестве греющего
источника используется тепловая энергия сусла
перед операцией по превращению его в
сахар. При этом по сравнению с
традиционной системой удалось сэкономить 34 %
энергии.
Meguro A., Suzuki М.— Refrigeration,
J Р. (Япония), 60, 1985/05, М 691,
471—476.
БМИХ, 1986, М 5, с. 602.
Эжекторно-компрессионные системы
охлаждения с использованием
низкопотенциального бросового тепла
Эжекторно-компрессионные холодильные
системы весьма перспективны благодаря
возможности использования для них
бросового тепла с температурами 70—90 °С
от плоских солнечных коллекторов,
отработанного пара, выхлопных газов
автомобилей, дымовых газов и др.
В статье описаны проводимые
исследования влияния отношения расходов масс
греющего и отсасываемого из испарителя
паров, тепловой нагрузки конденсатора на
КПД систем. Эти исследования проводили
при стабильной температуре в кипятильнике

и изменении температур кипения и
конденсации хладагентов R11 и R113.
Tyagi К. P., Murty К. N.—
J. Heat Recov. Syst., GB.
(Великобритания), 5, 1985, M 6,
545 550.
БМИХ, 1986, М 5, с. 602.
Противопожарная защита холодильников
Проанализированы причины и возможные
источники пожара на холодильниках,
раскрыты процессы воспламенения и
распространения огня, показано значение
огнестойкости материалов. Приведен обзор
различных пожаров внутри здания, в котором
находится холодильная камера, но вне ее,
снаружи здания, внутри холодильной
камеры (от контейнеров или4 от их
содержимого) . Изложены основы пожарной
безопасности и практические мероприятия по
выполнению положений противопожарных
правил. Освещены 'вопросы страхования
от огня.
Даны подробные рекомендации по
проектированию и строительству холодильных
камер: конструкциям стен и перегородок,
покрытиям, теплоизоляционным материалам,
изолированным дверям, воздуховодам и их
клапанам, кабелям и электросетям,
переходам через стены, а также по устройству
пристроек и помещений для
вспомогательных служб. В заключение отмечены
средства пожаротушения и предотвращения
появления очага огня внутри и снаружи
холодильных камер.
Simonel A., Mathez J.—
Rev. gen. Froid, FR. (Франция),
75, 1985/12, № 12, 701—730.
БМИХ, 1986, № 5, с. 583, 585.
Новые комбинированные теплонасосные
и водоохлаждающие системы
с микропроцессорным управлением
В статье представлена новая серия тепло-
насосных водоохлаждающих систем с
винтовыми компрессорами трех типов:
производительностью 710, 1400 и 2000 кВт.
Кратко указаны области их применения,
приведены циклы циркуляции хладагента и масла.
Усовершенствование систем достигнуто
посредством применения электронного
управления.
Binneberg A., Vlbrlch G.—
Dresden, DD. (ГДР), IIR, FR.
(Франция) 1, 1984—2, 91—97.
БМИХ, 1986, № 5, с. 596.
Оценка способов консервирования
готовых блюд замораживанием
и охлаждением
Пастеризация и последующее быстрое
охлаждение готовых блюд позволяют
снизить риск для здоровья при
употреблении их в охлажденном виде. Добавление
антиокислителей в блюда перед
охлаждением еще более стабилизирует их качество.
Однако при массовом производстве
готовые блюда рекомендуется замораживать.
По мнению специалистов, охлаждение блюд
применимо для сохранения их на короткие
сроки, например на уик-энд.
Palenkar Р.— Prum. Potravin, CS.
(Чехословакия), 37, 1986,
М 2, 100—101.
БМИХ, 1986, М 5, с. 580.
Использование бросового тепла
холодильных установок для горячего
водоснабжения
В последние годы все шире применяют
системы, использующие бросовое тепло
холодильных установок для горячего
водоснабжения, что позволяет повысить
энергетическую эффективность производства холода.
Такие системы особенно предпочтительны
для зданий предприятий торговли, полная
потребность которых в горячей воде может
быть удовлетворена без дополнительного
расхода энергии.
Описан ряд применяемых для этой цели
систем и приведены рекомендации по их
проектированию и определению
рентабельности.
Gregor G.— Luft Kaltetech.,
DD. (ГДР), 22, 1986, M 1, 16—18.
БМИХ, 1986, № 5, с. 600.
Международная торговля
быстрозамороженными продуктами
Дана краткая информация об объеме
торговли быстрозамороженными продуктами
в отдельных странах: Австралии, США,
Италии, Японии, Мексике, Канаде, ФРГ,
а также в целом в мире. Освещены
состояние торговли такими продуктами в Юго-
Восточной и Южной Азии, производство
и экспорт морепродуктов в Таиланде,
тенденции в торговле ФРГ в 1984—1985 гг.,
потребление замороженных овощей,
фруктов и мороженого во Франции в 1985 г.
Bull. DPA, Prod, surgeles, FR.
(Франция), 1986/02, № 54, 35 p.
БМИХ, 1986, № 5, с. 611.
Материал подготовил И. М. ГИНДЛИН
61

Изобретения
A1) 1281841 E1L F 25 В 29/00, 11/00, F 01 К
25/10 B1) 3904587/23-06 B2) 04.06.85 G1)
Омский политехнический институт G2) Е. Я.
Воронин, В. И. Гриценко E3) 621.575
E4) E7) КОМПЛЕКСНАЯ ХЛАДОЭНЕРГЕ-
ТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая
газогенератор, к которому последовательно
подсоединены двухполостной экономайзер, очиститель и
влагоотделитель, три параллельно соединенных
сублиматора с теплообменными поверхностями
и турбодетандером на выходе, последовательно
соединенные по газу компрессор, двухполостной
теплообменник, двухполостной регенератор и
второй турбодетандер, расположенный на одном
валу с компрессором, отличающаяся тем, что,
РЕФЕМТ1
УДК [66.047.25:663.8/.9] .002«313»
Перспективы увеличения производства
быстрорастворимых напитков способом сублимационной
сушки. УРЬЯШ О. Б., КОМЯКОВ О. Г.
«Холодильная техника», 1987, № 5.
Рассматриваются перспективы использования
комбинированного обезвоживания для
производства растворимых напитков, приводятся
результаты экспериментальных исследований,
направленных на оптимизацию сублимационной сущки
жидких продуктов и их концентратов, даются
рекомендации для внедрения технологии криокон-
центрирования при производстве
быстрорастворимых напитков. Иллюстраций 2. Список
литературы — 5 названий.
УДК 66.047.25
Совершенствование панельных десублиматоров
промышленных сублимационных установок.
МАЛКОВ Л. С, ГУЙГО Э. И. «Холодильная
техника», 1987, № 5.
Показано, что панельные десублиматоры
водяного пара перспективны в аппаратах с
циклической регенерацией охлаждаемых элементов
непосредственно в вакууме в течение цикла
сублимационной сушки, а также в автономных
или блочных аппаратах. Такие аппараты могут
быть рассчитаны на основе полученных
экспериментально значений удельной
производительности. Предложено повысить интенсивность теп-
ломассобмена в аппаратах такого типа путем
размещения между охлаждаемыми панелями не-
охлаждаемых перегородок.
Иллюстраций 2. Список литературы — 7
названий.
с целью повышения экономичности, после
каждого турбодетандера установлено по сепаратору
с индивидуальной линией газообразного диоксида
углерода и общей линией твердого диоксида
углерода, сообщенной с входом сублиматоров,
причем компрессор на входе связан с влаго-
отделителем и линией газообразного диоксида
углерода сепаратора первого турбодетандера,
а линия газообразного диоксида углерода
сепаратора второго турбодетандера связана с второй
полостью регенератора, при этом установка
дополнительно содержит замкнутый водяной
контур, в который включены вторые полости
теплообменника, экономайзера и теплообменные по-^
верхности сублиматоров. ш
УДК 66.047.25.001.5
Паропроницаемость гранулированных в вакууме
материалов. БРАЖНИКОВ С. М.,
РОДИОНОВ С. Н., ШАТНЫЙ В. И., ВОЛЫ-
НЕЦ А. 3. «Холодильная техника», 1987, № 5.
Представлены результаты теоретического и
экспериментального исследования массопереноса в
процессе вакуумной сублимационной сушки
материалов, получаемых вакуумной грануляцией,
при наличии градиента давлений в слое
материала. Предложен метод расчета
коэффициента паропроводности, позволяющий учесть
переменность давления и режима течения пара
по высоте слоя. В результате
экспериментальной проверки, выполненной на
гранулированном распылением в вакууме нитрате калия,
установлено, что разработанный метод расчета
удовлетворительно согласуется с опытом.
Расчетный метод может быть распространен на
область жидких и пастообразных продуктов
питания.
Иллюстраций 5. Список литературы — 7
названий.
УДК 66.047.25-52
Система автоматического управления процессом
вакуум-сублимационной сушки.
СИЛЬВЕСТРОВ Э. В. «Холодильная техника», 1987, № 5.
Приведен вариант разработки нового способа
управления процессом вакуум-сублимационной
сушки. Показана его техническая реализация
с применением вновь разработанных элементов i
в контуре управления «регулирующий орган —
задающее устройство». Экспериментальная
проверка предложенного способа управления на
установке УСС-10 показала, что введение в
канал управления энергоподводом параметра
«интенсивность влаговыделения» позволяет
оптимизировать длительность технологического цикла
по периодам сушки. При этом основной
показатель качества объекта сушки —
биологическая активность — сохраняет свое исходное
значение.
Иллюстраций 3. Список литературы — 7
названий.
62

УДК 66.047.25
Влияние условий замораживания белковых
систем на интенсивность сублимационной сушки.
ОСИПОВ С. Н., ГАЗЗАЕВА А. Д., ЖУРАВ-
СКАЯ Н. К., ХОРОЛЬСКАЯ Г. В.
«Холодильная техника», 1987, № 5.
С помощью оптической микроскопии
исследовано влияние условий замораживания на кинетику
сублимационной сушки плазмы крови и ее крио-
концентрата. В результате установлено заметное
влияние структуры льда, сформированной при
замораживании, и исходной концентрации белков
продукта на интенсивность процесса его
сублимационной сушки.
Иллюстраций 5. Список литературы — 2
названия.
.25
УДК 66.041
Сублимационное
мясных
КУЛИКОВ!
ВА В. В.
консервирование новых видов
по+уфабрикатов. ЖУРАВСКАЯ Н. К.,
Ю. И., АЛЕХИНА Л. Т., КУЛИКО-
сХолодильная техника», 1987, № 5.
Проанализировано влияние замены в мясных
фаршах части мясного сырья белковыми
препаратами молока и сои на физико-химические
и структурно-механические характеристики этих
рубленых полуфабрикатов, подвергаемых
сублимационной сушке. Установлено, что блюда,
приготовленные из сублимированных фаршей с
белковыми препаратами, имеют лучшую
консистенцию и более высокую сочность.
Таблиц 3. Иллюстрация 1. Список литературы —
2 названия.
УДК 637.5.002:66.047.
Опыт промышленного производства новых видов
мясных продуктов сублимационной сушки.
СЕМЕНОВ Г. В., ГОРШКОВ И. К., КАРТОШ-
КИН В. П. «Холодильная техника», 1987, № 5.
Описана технология выработки новых мясных
продуктов сублимационной сушки с белковыми
добавками в условиях промышленного
производства на Оршанском мясоконсервном
комбинате. Замена части мясного сырья белковыми
добавками повышает пищевую ценность и
стабильность этих продуктов в процессе хранения
и, кроме того, снижает их себестоимость.
Список литературы — 3 названия.
УДК 66.047.25:658.5
Цех сублимационной сушки молочных
продуктов. АГАФОНЫЧЕВ В. П., ГЛУХМАН В. Н.,
БАРКОВСКАЯ В. Ф. «Холодильная техника»,
1987, № 5.
Описано оборудование, установленное в новом
цехе сублимационной сушки молочных
продуктов на Слуцком сыркомбинате,— сушильный
комплекс КБСВ-1000 из четырех вакуумных
сушилок периодического действия СВП-40/40.
Рассмотрен технологический процесс получения
сублимированных молочных продуктов. Обобщен
опыт годичной эксплуатации цеха.
Иллюстрация 1.
УДК 66.047.25
Сублимационная сушка — перспективный способ
консервирования овощного и плодово-ягодного
сырья. ВОСКОБОЙНИКОВ В. А., РЕЙТ-
БЛАТ И. А. «Холодильная техника», 1987, № 5.
Отмечена перспективность использования
сублимационной сушки овощного и плодово-ягодного
сырья для получения пищевых продуктов с
низкой и промежуточной влажностью.
Сублимационная сушка сравнивается по энергозатратам
с другими способами консервирования. Указаны
пути повышения эффективности сублимационного
оборудования. Таблица 1. Список литературы —
3 названия.
УДК 66.047.25.001.375
Оптимизация геометрических параметров
противня сублимационной установки большой
объемной производительности. СОСУНОВ С. А., МАЛ-
КОВ Л. С, ГУЙГО Э. И. «Холодильная
техника», 1987, № 5.
На основании анализа зависимостей показателя
удельной объемной производительности от
геометрических параметров экспериментальной
пластины, имитирующей половину (по толщине)
ребра реального противня, и толщины слоя
размещенного на ней продукта обоснован выбор
оптимальных геометрических размеров противня
сублимационной установки большой удельной
объемной производительности.
Таблица 1. Иллюстраций 5. Список литературы —
3 названия.
УДК [621.565.044:621.564.25] :536.24.001.5
Тепло- и массообмен при конденсации смеси
R12/R11 в канале пластинчато-ребристого
конденсатора. ЧИЛИПЕНОК Ю. С,
ПЕЧАТНИКОВ М. 3„ ЗЕЛЕНЦОВА Н. И.
«Холодильная техника», 1987, № 5.
Приведены результаты экспериментального
исследования теплоотдачи при конденсации смеси
R12/R11 в канале пластинчато-ребристого
конденсатора. Канал имеет треугольную насадку, его
эквивалентный диаметр df3=l,9 мм. Опыты
проводили при мольной концентрации R11 в смеси
R12/R11, равной 16,2; 30,8; 71,4 и 87,1 %, а
также на однокомпонентных хладагентах R11 и R12
при условиях, соответствующих условиям работы
конденсаторов холодильных установок.
Предложенные уравнения, обобщающие с точностью
±11 % полученные значения коэффициентов
теплоотдачи, рекомендуются для использования
при проектировании конденсаторов холодильных
установок, работающих на смесях фреонов.
Иллюстраций 2. Список литературы — 8
названий.
63

УДК 621.565.001.13.001.375
Проектирование холодильных установок на основе
динамической оптимизации. ОНОСОВ-
СКИЙ В. В., ЛЕЩЕНКО В. Ф. «Холодильная
техника», 1987, № 5.
На основе термоэкономического подхода и с уче-
том^ сезонных изменений температуры
окружающей среды предложена методика оптимизации
холодильной установки, работающей на несколько
температур кипения, с общими конденсатором
и водоохлаждающим устройством. Представлены
результаты сопоставления экономических
показателей оптимальной холодильной установки с
установкой, соответствующей типовому проекту.
Показана целесообразность индивидуального
подхода к проектированию холодильных
установок с учетом конкретных условий пунктов ее
размещения.
Иллюстраций 5. Список литературы — б
названий.
УДК 621.565-52
Система автоматизации холодильной установки
Пярнуского мясокомбината на основе
программируемого микроконтроллера. МАЙОРОВ В. В.,
АГАРЕВ Е. М., КЯРМАС X. В., ШНИТ-
МАН Е. С. «Холодильная техника», 1987, № 5.
Рассмотрены особенности автоматизации
холодильной установки Пярнуского мясокомбината
на основе программируемого микроконтроллера.
Описаны существующая и новая системы
автоматизации, дан их сравнительный анализ.
Иллюстраций 3.
УДК [621.565.92:620.1.05] .001.24
Методика расчета длительности охлаждения
испытательной термокамеры. БЕЛЯКОВ В. В,
«Холодильная техника», 1987, № 5.
Предлагается относительно простая методика
расчета длительности охлаждения камер, пред^
назначенных для испытаний различных
объектов при низких температурах. На основании
энергетического баланса охлаждаемой камеры
получено уравнение, которое позволяет
определять время охлаждения до заданной
температуры воздуха внутри камеры.
Таблица 1. Список литературы — 4 названия.
УДК 621.564:532.13:001.24
Вязкость хладоносителей на базе водных
растворов хлоридов щелочных и щелочно-земельных
металлов. ПЕРЕЛЬШТЕЙН И. И.
«Холодильная техника», 1987, № 5.
Для хладоносителей на базе водных растворов
хлоридов щелочных и щелочно-земельных
металлов предложены уравнения, описывающие с
удовлетворительной точностью зависимость вязкости
от концентрации и температуры в интервале
последней от 30 °С до эвтектической. Разработана
методика прогнозирования вязкости в указанном
интервале температур по ограниченным
исходным данным.
Таблиц 4. Иллюстраций 2. Список литературы —
9 названий.
Редакционная коллегия: Л. Д. Акимова (зам. ответственного редактора), Е. М. Агарев,
Л. Ф. Бондаренко, д-р техн. наук, проф. В. М. Бродянский, д-р техн. наук А. В. Быков,
В. В. Васютович, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, А. П. Еркин,
д-р техн. наук И. М. Калнинь, д-р техн. наук, проф. Э. И. Каухчешвили,
Г. А. Новиков, д-р техн. наук, проф. В. В. Оносовский,
д-р техн. наук, проф. И. И. Орехов, О. В. Петров, Ю. Я. Сенягин, А. Н. Сергиенко, В. М. Шавра
Художественное и техническое редактирование М. Г. Печковской
Корректоры М. В. Чаплыгина и Т. М. Афонина
Рукописи не возвращаются
Журнал-приложение
«ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
Головной журнал «ПИЩЕВАЯ-1
И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»!
Сдано в набор 20.03.87. Подписано в печать 18.04.87. Т-09862. Формат 70XlOO'/i6
Офсетная печать. Усл.-печ. л. 5,2. Усл. кр.-отт. 10,88. Уч.-изд. л. 6,94. Тираж 11100 экз.
Заказ 704
Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костикова, 12.
Телефон 216-77-00.
Ордена Трудового Красного Знамени
Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром»
Государственного комитета СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
142300, г. Чехов Московской области

Сублимационная установка УСС-5
периодического действия на
Детчинском экспериментальном
комбинате овощных
концентратов. С 1979 по 1986 год на
установке выработано 312 т
сублимированных продуктов — чеснок,
репчатый лук, хрен, творог,
свекольный сок — на сумму более
5 млн. руб.