Патент на изобретение №2308836

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГОРЯЧЕГО КОПЧЕНИЯ РЫБЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса горячего копчения рыбной продукции. Способ предусматривает подогрев воздуха, подаваемого на подсушку в конденсаторе теплонасосной установки и в теплообменнике-рекуператоре. Затем воздух охлаждают в двухсекционном испарителе теплонасосной установки, рабочая и резервная секции которого попеременно работают соответственно в режимах конденсации и регенерации для охлаждения рыбы в замкнутом контуре. При этом используют парогенератор для получения насыщенного пара, одну часть которого подают на проварку, а другую направляют на регенерацию охлаждающей поверхности резервной секции испарителя. Отработанный пар подают в теплообменник-рекуператор для нагрева воздуха, подаваемого на подсушку, а образовавшийся при этом конденсат отводят в сборник конденсата и затем в режиме замкнутого цикла вновь подают в парогенератор. Потоки отработанного воздуха после подсушки и охлаждения рыбы объединяют и подают в рабочую секцию испарителя, после рабочей секции испарителя поток охлажденного воздуха разделяют на две части, одну из которых направляют на подогрев и подсушку рыбы, а другую направляют на ее охлаждение. Изобретение позволяет повысить качество готовой продукции при снижении затрат. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса горячего копчения рыбной продукции.

Известен способ автоматического управления процессом горячего копчения, предусматривающий стабилизацию параметров теплоподвода при подсушке, проварке, копчении и охлаждении рыбы (Чупахин В.М. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий. – М.: Пищевая промышленность, 1976. – 472 с., с.361-364).

Однако в известном способе не созданы условия полной утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов; не предусмотрена коррекция режима в условиях случайных возмущений на всех стадиях горячего копчения, включая подсушку, проварку, собственно копчение и охлаждение рыбной продукции; не реализованы принципы энергосбережения, в том числе не предусмотрено использование теплонасосной установки для предварительного подогрева воздуха в конденсаторе, направляемого на подсушку, и подготовки охлаждающего воздуха в испарителе, направляемого на охлаждение рыбы, с организацией замкнутого контура его рециркуляции; а также отсутствует программно-логический алгоритм функционирования системы управления процессом горячего копчения рыбы в условиях частично и полностью замкнутых циклов по тепловым потокам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ управления процессом горячего копчения рыбы (патент RU №2183065, А23В 4/44, БИ №16, 2002), включающий подсушку, проварку, копчение и охлаждение рыбы, предусматривающий подогрев воздуха, подаваемого на подсушку, сначала в конденсаторе теплонасосной установки, а затем в теплообменнике-рекуператоре, охлаждение воздуха в испарителе теплонасосной установки для охлаждения рыбы в замкнутом контуре по охлажденному воздуху, измерение влажности, расхода и температуры рыбы после каждого вида термообработки с воздействием на расход и температуру подогретого и охлажденного воздуха путем изменения мощности приводов вентиляторов и холодопроизводительности теплонасосной установки.

Однако в известном способе проварка рыбы коптильным дымом не позволяет в полной мере обеспечить равномерную влаготепловую обработку по всему объему продукта; невысокая температура коптильного дыма существенно сдерживает скорость процесса варки, что не может обеспечить повышение производительности технологии приготовления рыбы горячего копчения; нерациональное использования коптильного дыма, приготовленного из редких и дорогостоящих пород древесины, нельзя считать оправданным с точки зрения экономии материальных и энергетических ресурсов. Высокое содержание вредных для человеческого организма органических соединений в коптильном дыме (фенолы, кислоты, формальдегиды, карбонильные соединения и др.) вызывает их осаждение на поверхности рыбы, что существенно ухудшает ее качественные показатели.

Не реализованы возможности повышения энергетической эффективности теплонасосной установки за счет организации подсушки в замкнутом цикле по воздуху с последовательным его осушением в рабочей секции испарителя и подогревом в конденсаторе теплонасосной установки. В способе не предусмотрено использование двух секций испарителя, резервной и рабочей, с организацией попеременной работы соответственно в режимах конденсации и регенерации. Отсутствие автономной системы подготовки насыщенного пара в замкнутом контуре для осуществления процесса проварки и размораживания секции испарителя, работающей в режиме регенерации, не позволяет повысить энергетическую эффективность и экологическую безопасность способа, а отсутствие оперативного управления энергетическими потоками не создает условий для повышения точности и надежности управления технологическими параметрами на всех стадиях процесса приготовления рыбы горячего копчения.

Технической задачей изобретения является повышение качества готовой рыбной продукции, снижение материальных и энергетических ресурсов на единицу массы готового продукта, повышение точности и надежности управления технологическими параметрами на всех стадиях процесса приготовления рыбы горячего копчения, повышение производительности, исключение накопления вредных для человеческого организма органических соединений в коптильном дыме (фенолы, кислоты, формальдегиды, карбонильные соединения и др.).

Поставленная задача достигается тем, что в способе управления процессом горячего копчения рыбы, предусматривающем подогрев воздуха, подаваемого на подсушку, сначала в конденсаторе теплонасосной установки, а затем в теплообменнике-рекуператоре, охлаждение воздуха в испарителе теплонасосной установки для охлаждения рыбы в замкнутом контуре по охлажденному воздуху, измерение влажности, расхода и температуры рыбы после каждого вида термообработки с воздействием на расход и температуру подогретого и охлажденного воздуха путем изменения мощности приводов вентиляторов и холодопроизводительности теплонасосной установки новым является то, что охлаждение воздуха осуществляют в двухсекционном испарителе теплонасосной установки, рабочая и резервная секции которого попеременно работают соответственно в режимах конденсации и регенерации, используют парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном для получения насыщенного пара, одну часть которого подают на проварку, а другую направляют на регенерацию охлаждающей поверхности резервной секции испарителя, отработанный пар подают в теплообменник-рекуператор для нагрева воздуха, подаваемого на подсушку, а образовавшийся при этом конденсат отводят в сборник конденсата, и затем в режиме замкнутого цикла вновь подают в парогенератор, потоки отработанного воздуха после подсушки и охлаждения рыбы объединяют и подают в рабочую секцию испарителя, после рабочей секции испарителя поток охлажденного воздуха разделяют на две части, одну из которых направляют на подогрев и подсушку рыбы, а другую направляют на ее охлаждение, дополнительно измеряют влагосодержание и температуру воздуха до и после рабочей секции испарителя, температуру и расход хладагента в рабочей секции испарителя, расход насыщенного пара после парогенератора, а также в линиях его подачи на проварку и на регенерацию охлаждающей поверхности резервной секции испарителя, уровень конденсата и давления пара в парогенераторе и по измеренным значениям влагосодержания воздуха и его расходу в рабочей секции испарителя определяют количество водяных паров в воздухе, по которому устанавливают холодопроизводительность теплонасосной установки путем изменения расхода хладагента в рабочей секции испарителя воздействием на мощность привода компрессора теплонасосной установки с коррекцией по температуре воздуха после конденсатора; по текущим значениям температуры воздуха до и после рабочей секции испарителя, расхода воздуха перед рабочей секцией испарителя и температуры хладагента в рабочей секции испарителя определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от водяных паров к хладагенту на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя и при достижении предельно минимального значения коэффициента теплопередачи производят переключение рабочей секции испарителя с режима конденсации на режим регенерации с одновременным включением на режим конденсации секции, работавшей в режиме регенерации; по давлению насыщенного пара в парогенераторе устанавливают заданную производительность парогенератора (расход пара) воздействием на мощность электронагревательных элементов, причем при уменьшении уровня конденсата в парогенераторе ниже заданного значения осуществляют подачу конденсата из сборника конденсата, а при достижении давления пара в парогенераторе верхнего предельного значения осуществляют сброс давления пара через предохранительный клапан.

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ управления.

Схема содержит камеру подсушки 1, проварки 2, копчения 3 и охлаждения 4 рыбы, поршневой компрессор 5, конденсатор 6, терморегулирующий вентиль 7, рабочую 8 и резервную 9 секции испарителя, теплообменник-рекуператор 10, сборник конденсата 11, вентиляторы 12, 13, питательный насос 14, парогенератор 75; линии: подачи рыбы в камеру подсушки 15, подачи рыбы из камеры подсушки в камеру проварки 16, подачи рыбы из камеры проварки в камеру копчения 17, подачи рыбы из камеры копчения в камеру охлаждения 18, отвода копченой рыбы из камеры охлаждения 19, подачи воздуха в камеру подсушки рыбы 20, отвода отработанного воздуха из камеры подсушки в рабочую секцию испарителя 21, подачи пара из парогенератора в камеру проварки 22, подачи пара из парогенератора в резервную секцию испарителя 23, отвода отработанного пара в теплообменник-рекуператор 24, отвода пара из теплообменника-рекуператора в сборник конденсата 25, отвода конденсата из сборника конденсата в парогенератор 26, подачи коптильного дыма в камеру копчения 27, отвода коптильного дыма из камеры копчения 28, подачи охлажденного воздуха в камеру охлаждения 29, отвода отработанного воздуха из камеры охлаждения в рабочую секцию испарителя 30, подачи воздуха из рабочей секции испарителя в конденсатор 31, подачи воздуха из конденсатора в теплообменник-рекуператор 32, замкнутого контура хладагента теплонасосной установки 33, отвода конденсата из секции испарителя в сборник конденсата 34, подпитки охлажденного воздуха свежим 35; датчики: расхода 36 и начальной влажности рыбы 37, влажности рыбы соответственно после подсушки 38, проварки 39, копчения 40, температуры рыбы 41 после охлаждения, температуры 42 и расхода 43 воздуха, подаваемого в камеру подсушки, расхода пара 44 из парогенератора, расхода пара 45, подаваемого на проварку, расхода пара 46, подаваемого в резервную секцию испарителя, расхода 47, температуры 48 и влагосодержания 49 воздуха, подаваемого в рабочую секцию испарителя, расхода охлажденного воздуха 50, подаваемого в камеру охлаждения, температуры воздуха 51, подаваемого из конденсатора в теплообменник-рекуператор, температуры 52, 53 хладагента в рабочей секции испарителя, влагосодержания воздуха 54 после рабочей секции испарителя, давления пара 55 в парогенераторе, уровня конденсата 56 в парогенераторе, переключатели потока 57-58, микропроцессор 59, исполнительные механизмы 60-73, предохранительный клапан 74 (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Т, У, Ф – входные каналы управления, а, б, в, г, д, е, ж, з, и, к, л, м, н, о – выходные каналы управления).

Способ осуществляется следующим образом.

Исходную рыбу по линии 15 подают на горячее копчение и в соответствии с заданной технологией ее последовательно подвергают подсушке горячим воздухом, проварке насыщенным паром, копчению коптильным дымом и охлаждению холодным воздухом соответственно в камерах подсушки 1, проварки 2, копчения 3 и охлаждения 4, после чего рыбу горячего копчения выводят по линии 19 в качестве готовой продукции.

Подготовку воздуха как для подсушки, так и для охлаждения рыбы осуществляют в теплонасосной установке, состоящей из компрессора 5, конденсатора 6, терморегулирующего вентиля 7 и двухсекционного испарителя, рабочая 8 и резервная 9 секции которого попеременно работают соответственно в режимах конденсации и регенерации.

Теплонасосная установка работает по следующему термодинамическому циклу. Хладагент всасывается компрессором 5, сжимается до давления конденсации и по линии 33 направляется в конденсатор 6. Конденсируясь, он отдает теплоту воздуху, который, нагреваясь, подается по линии 32 в теплообменник-рекуператор 10. Затем хладагент направляется в терморегулирующий вентиль 7, где дросселируется до заданного давления. С этим давлением хладагент поступает в рабочую секцию 8 испарителя и испаряется с выделением холода. Пары хладагента по замкнутому контуру 33 направляются в компрессор 10, сжимаются до давления конденсации и термодинамический цикл повторяется.

В теплообменнике-рекуператоре 10 воздух нагревают до заданной температуры за счет вторичного теплоты отработанного пара, отводимого из камеры проварки 2 по линии 24, а затем по линии 20 подают в камеру подсушки 1.

Потоки отработанного воздуха после подсушки и охлаждения рыбы соответственно в линиях 21 и 30 объединяют и подают в рабочую секцию 8 испарителя, после рабочей секции испарителя поток осушенного и охлажденного воздуха разделяют на две части, одну из которых посредством вентилятора 12 направляют сначала на подогрев в конденсатор 6 по линии 31, затем и в теплообменник-рекуператор 10 по линии 32, и далее на подсушку рыбы по линии 20 в камеру подсушки 1, а другую – с помощью вентилятора 13 по замкнутому контуру рециркуляции 29 направляют на охлаждение рыбы в камере охлаждения 4.

Для получения пара используют парогенератор 75 с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном 74. Основной поток полученного насыщенного пара отводят из парогенератора 75 по линии 22 и распределяют на два потока: один подают в камеру проварки по линии 22, а другой – направляют на регенерацию (размораживание) охлаждающей поверхности резервной секции испарителя 9 по линии 23. Образовавшийся конденсат при размораживании резервной секции испарителя 9 отводят в сборник конденсата 11 по линии 34, и затем в режиме замкнутого цикла вновь подают в парогенератор 75 по линии 26 с помощью питательного насоса 14.

Информация о ходе процесса горячего копчения рыбы, подготовки воздуха и пара с помощью датчиков 36-56 передается в микропроцессор 59, который по заложенному в него программно-логическому алгоритму осуществляет оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений, обусловленных как получением готового продукта высокого качества, так и экономической целесообразностью. Вторичные приборы, цифро-аналоговые ЦАП и аналого-цифровые АЦП преобразователи на схеме не показаны.

По информации датчиков 36 и 37 соответственно о расходе и влажности рыбы, подаваемой в камеру подсушки 1 по линии 15, микропроцессор 59 из условия материального и теплового балансов устанавливает задание на необходимый тепловой поток, подаваемый с подогретым воздухом в камеру подсушки 1. По текущей информации датчиков 42 и 43 соответственно о температуре и расходе подогретого воздуха микропроцессор 59 определяет фактическое значение теплового потока, сравнивает его с заданным, вырабатывает сигнал отклонения фактического значения теплового потока от заданного и посредством исполнительного механизма 72 регулируемого привода вентилятора 12 воздействует на расход воздуха в линии 20, устанавливая в соответствии с заданием необходимый тепловой поток для удаления поверхностной влаги при предварительной тепловой обработке рыбы в камере подсушки 1. Учитывая возможные подсосы в воздушном тракте, а также в тракте подачи рыбы на подсушку, микропроцессор 59 осуществляет непрерывную коррекцию теплового потока по текущему значению влажности рыбы в линии ее подачи 16 из камеры подсушки 1 в камеру проварки 2, измеряемой датчиком 38. При отклонении текущей влажности подсушенной рыбы от заданного значения в сторону увеличения микропроцессор 59 увеличивает расход воздуха в камеру подсушки 1, а при отклонении влажности рыбы от заданного значения в сторону уменьшения – уменьшает расход воздуха.

Регулирование расхода пара, подаваемого в камеру проварки 2 по линии 22, текущее значение которого измеряется с помощью датчика расхода 45, микропроцессор 59 осуществляет по текущему значению влажности рыбы, измеряемой датчиком 39, в линии ее подачи 17 из камеры проварки 2 в камеру копчения 3. При этом стабилизация влажности рыбы после проварки в заданном интервале значений достигается оперативным изменением термовлажностного режима путем воздействия на расход пара в линии 22 посредством исполнительного механизма 60.

Процесс охлаждения рыбы осуществляют в камере охлаждения 4 в замкнутом контуре рециркуляции 29 по охлаждаемому воздуху. В зависимости от величины рассогласования заданного и текущего значения температуры рыбы, измеряемой датчиком 41 на выходе из камеры охлаждения 4 в линии 19, микропроцессор 59 устанавливает расход охлаждаемого воздуха в контуре рециркуляции 29 посредством исполнительного механизма 71 регулируемого привода вентилятора 13, текущее значение которого измеряется датчиком 50.

По измеренным значениям влагосодержания воздуха до и после подсушки рыбы в камере подсушки 1 и его расходу с помощью датчиков 54, 49 и 47 микропроцессор 59 определяет количество водяных паров в отработанном воздухе по формуле

U=(x_вых-x_вх)_свV,

где x_вх, x_вых – влагосодержание воздуха на входе и выходе из камеры подсушки, кг/кг; _св – плотность сухого воздуха, кг/м³; V – объемный расход воздуха, м³/ч,

в соответствии с которым устанавливает расход хладагента в рабочую секцию 8 испарителя воздействием на мощность привода компрессора 5 теплонасосной установки посредством исполнительного механизма 64.

Процесс охлаждения отработанного воздуха в рабочей секции испарителя 12 теплонасосной установки сопровождается конденсацией влаги из воздуха в “снеговую шубу” на поверхности ее охлаждающего элемента. Это приводит к снижению коэффициента теплопередачи от хладагента к воздуху через стенку охлаждающего элемента. Нарастающая во времени толщина “снеговой шубы” снижает интенсивность осушения и охлаждения воздуха.

По информации датчиков 47, 48, 52, 53 микропроцессор 59 непрерывно вычисляет текущее значение коэффициента теплопередачи по формуле

k=Q/Ft_ср,

где Q=Vc(t₁-t₂) – количество теплоты, подаваемой отработанным воздухом в рабочую секцию испарителя теплонасосной установки, кДж/ч; с, – средние значения теплоемкости, кДж/(кг·К), плотности, кг/м³, воздуха; V – объемный расход воздуха, м³/ч; F – площадь охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя, м²; t_ср=(t₁-t₂)/ln[(t₁-t₃)/(t₂-t₃)] – среднелогарифмический температурный напор, С; t₁, t₂ – температура воздуха соответственно на входе и выходе из рабочей секции испарителя. С; t₃ – температура хладагента на входе в рабочую секцию испарителя-охладителя, С,

и вырабатывает сигнал отклонения текущего значения коэффициента теплопередачи от заданного интервала значений, по которому воздействует на соотношение расходов “воздух – хладагент” путем изменения расхода хладагента в линии рециркуляции 33 воздействием на мощность привода компрессора 5 с помощью исполнительного механизма 64. При отклонении текущего значения коэффициента теплопередачи от заданного в сторону уменьшения, микропроцессор увеличивает хладопроизводительность теплонасосной установки.

Если увеличение хладопроизводительности (расхода хладагента в линии 33) не позволяет вывести текущее значение коэффициента теплопередачи на заданный интервал значений, то микропроцессор отключает рабочую секцию 8 из линии рециркуляции хладагента 33 теплонасосной установки и подключает резервную секцию 9 посредством исполнительных механизмов 67, 68, 69, 70, работа которых синхронизирована.

Одновременно микропроцессор 59 осуществляет переключение направления движения потока воздуха в резервную секцию 9 испарителя теплонасосной установки, которая из режима регенерации переключается на рабочий режим конденсации (охлаждения и осушения воздуха), а также переключение направления потока пара на размораживание секции испарителя 8, которая из режима конденсации переключается на режим регенерации (оттайки). Работа исполнительных механизмов 62 и 63 переключателей потока 57 и 58 синхронизирована.

По информации датчика 53 микропроцессор осуществляет непрерывную стабилизацию давления насыщенного пара в парогенераторе 75 воздействием на мощность электронагревательных элементов посредством исполнительного механизма 66. При этом достигается заданная производительность парогенератора, контроль за которой обеспечивается датчиком расхода пара 44 в линии 22.

Информация о текущем значении уровня конденсата в парогенераторе 75 с помощью датчика 56 передается в микропроцессор 59. При изменении уровня конденсата микропроцессор осуществляет двухпозиционное регулирование привода питающего насоса 14 с помощью исполнительного механизма 65: включает питающий насос 14 при достижении уровня конденсата в парогенераторе нижнего заданного значения и отключает его при достижении верхнего заданного значения.

В случае технологических и аварийных сбоев в работе парогенератора, связанных с возможным увеличением давления насыщенного водяного пара в его рабочем объеме, предусмотрен предохранительный клапан 74.

Пример реализации способа. В качестве конкретного примера по реализации способа рассматривается технология получения рыбы горячего копчения на предприятии “Восток” (холодильник Воронежского облпотребсоюза) в установке туннельного типа для производства провесных и вяленых рыботоваров. Пределы регулирования основных технологических параметров процессов подсушки, проварки, копчения и охлаждения рыбы обоснованы в результате экспериментальных исследований [Ю.А.Дмитриев, А.Н.Остриков, А.А.Шевцов. Совершенствование холодного копчения рыбы. – Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2003. – 160 с.].

В качестве объекта горячего копчения использовалась замороженная азово-черноморская скумбрия с начальной влажностью 82…85%. Номинальная производительность установки по исходной скумбрии, предварительно прошедшей технологические операции по размораживанию, сортировке, разделке, вкусовому посолу и укладке на транспортирующую сетку, составляет 200 кг/ч.

Для утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов туннельная установка снабжена компрессорно-конденсаторным агрегатом ФАК-1,1 Е, работающим в режиме теплового насоса, со следующими характеристиками:

По информации датчиков 36 и 37 соответственно о фактическом расходе, например 200±1 кг/ч, и влажности, например 84±0,1%, исходной скумбрии в камеру подсушки 1 микропроцессор 59, по заложенному в него алгоритму, непрерывно определяет тепловой и массовый потоки воздуха и устанавливает режим его подачи в линии 20 в соответствии с технологическим регламентом посредством исполнительного механизма 72 регулируемого привода вентилятора 12.

Осушенный и охлажденный воздух в рабочей секции испарителя теплонасосной установки с температурой, например 280±2 К, и влагосодержанием, например 0,004 кг/кг, предварительно нагревается в конденсаторе 6 теплонасосной установки, например, до температуры 328±2К, а затем в теплообменнике-рекуператоре 9, например, до температуры 348±2К, и со скоростью 1±0,2 м/с подается в камеру подсушки 1.

Температурные режимы подсушки рыбы воздухом с пониженным влагосодержанием приводят к интенсивному испарению поверхностной и осмотически связанной влаги и ее уносу в виде капельной жидкости или “тумана” из камеры подсушки с отработанным воздухом.

Потоки отработанного воздуха после подсушки и охлаждения рыбы соответственно в линиях 21 и 30 объединяют и подают в рабочую секцию 8 испарителя.

Влагосодержание отработанного воздуха после камеры охлаждения фактически остается постоянным (x=0,004 кг/кг), поэтому потоком влаги с отработанным воздухом после охлаждения рыбы в линии 30 можно пренебречь.

Количество влаги, унесенной отработанным воздухом из камеры подсушки при производительности линии, например, 200 кг/ч, определяется следующим образом:

U=(x_вых-x_вх)_свG_кк=(0,014-0,005)·1,0·200·18=32,4 кг/ч,

здесь G – производительность поточной линии по исходной рыбе, т/ч; – удельный расход воздуха в камере подсушки, м³/кг.

Полученное количество влаги необходимо сконденсировать на поверхности охлаждающего элемента рабочей секции испарителя в виде снеговой шубы, предельно допустимая толщина которой не должна превышать 15 мм.

В процессе конденсации влаги отработанный воздух охлаждается до температуры, например, 7°С, что соответствует интервалу значений коэффициента теплопередачи от хладагента к воздуху через стенку охлаждающего элемента, 3,8…5,0 Вт/м²·К. При снижении коэффициента теплопередачи ниже заданного интервала значений, например ниже 3,8 Вт/м²·К, микропроцессор переключает рабочую секцию испарителя с режима конденсации на режим регенерации, а резервную секцию с режима регенерации на режим конденсации.

Конденсат, образовавшийся при размораживании паром секции испарителя, работающей в режиме регенерации, возвращают в сборник конденсата 11 и используют для получения пара в парогенераторе 75.

В установившемся технологическом режиме работы линии приготовления рыбы горячего копчения в камеру проварки подается насыщенный пар под давлением, например, 0,2 МПа, что соответствует 120°С и удельному объему пара 0,892 м³/кг.

При норме массового расхода пара, например, 50 кг на 100 кг рыбы, объемный расход пара составит

Q_n=q_n·G·V=0,5·200·0,892=89,2 м³/ч,

где q_n – удельный массовый расход пара, кг/кг.

Пусть на размораживание секции испарителя, работающей в режиме регенерации, необходимо установить расход пара, например, 50 м³/ч, тогда с учетом общего потребления пара на проварку рыбы и на размораживание резервной секции испарителя производительность парогенератора должна поддерживаться на уровне 139,2 м³/ч путем воздействия на мощность электронагревательных элементов парогенератора.

В табл. представлены показатели качества скумбрии горячего копчения, полученной по предлагаемому способу.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить высокое качество рыбы горячего копчения в соответствии с ГОСТ 7447-97 “Рыба горячего копчения”, повысить точность и надежность управления технологическими параметрами в процессе горячего копчения рыбы.

Дополнительные технологические приемы позволяют реализовать предлагаемый способ как энергосберегающую и экологически безопасную технологию в непрерывном режиме эксплуатации основного и вспомогательного оборудования, в частности, обеспечить нагревание и охлаждение воздуха с применением теплонасосной установки в замкнутых циклах его рециркуляции и снизить при этом окисление продукта кислородом воздуха (чисто технологическая задача), сократить выброс отработанных теплоносителей в атмосферу (экологическая задача), использовать рекуперацию теплоты конденсации хладагента в конденсаторе теплонасосной установки и теплоту отработанного пара для нагрева воздуха в теплообменнике-рекуператоре, использовать пар для регенерации охлаждающей поверхности секции испарителя (задачи энергосбережения).

В предлагаемом способе решается комплексная задача рационального энергоснабжения новых технологических операций, посредством которых осуществляется воздействие на сырье, что приобретает особую актуальность применения способа на предприятиях малой мощности, фермерских рыбных хозяйствах, мини-цехах, и делает способ более привлекательным для специалистов рыбной промышленности.

Формула изобретения

Способ управления процессом горячего копчения рыбы, включающий подсушку, проварку, копчение и охлаждение рыбы, предусматривающий подогрев воздуха, подаваемого на подсушку, сначала в конденсаторе теплонасосной установки, а затем в теплообменнике-рекуператоре, охлаждение воздуха в испарителе теплонасосной установки для охлаждения рыбы в замкнутом контуре по охлажденному воздуху, измерение влажности, расхода и температуры рыбы после каждого вида термообработки с воздействием на расход и температуру подогретого и охлажденного воздуха путем изменения мощности приводов вентиляторов и холодопроизводительности теплонасосной установки, отличающийся тем, что охлаждение воздуха осуществляют в двухсекционном испарителе теплонасосной установки, рабочая и резервная секции которого попеременно работают соответственно в режимах конденсации и регенерации, используют парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном для получения насыщенного пара, одну часть которого подают на проварку, а другую направляют на регенерацию охлаждающей поверхности резервной секции испарителя, отработанный пар подают в теплообменник-рекуператор для нагрева воздуха, подаваемого на подсушку, а образовавшийся при этом конденсат отводят в сборник конденсата и затем в режиме замкнутого цикла вновь подают в парогенератор, потоки отработанного воздуха после подсушки и охлаждения рыбы объединяют и подают в рабочую секцию испарителя, после рабочей секции испарителя поток охлажденного воздуха разделяют на две части, одну из которых направляют на подогрев и подсушку рыбы, а другую направляют на ее охлаждение, дополнительно измеряют влагосодержание и температуру воздуха до и после рабочей секции испарителя, температуру и расход хладагента в рабочей секции испарителя, расход насыщенного пара после парогенератора, а также в линиях его подачи на проварку и на регенерацию охлаждающей поверхности резервной секции испарителя, уровень конденсата и давления пара в парогенераторе и по измеренным значениям влагосодержания воздуха и его расходу в рабочей секции испарителя определяют количество водяных паров в воздухе, по которому устанавливают холодопроизводительность теплонасосной установки путем изменения расхода хладагента в рабочей секции испарителя воздействием на мощность привода компрессора теплонасосной установки; по текущим значениям температуры воздуха до и после рабочей секции испарителя, расхода воздуха перед рабочей секцией испарителя и температуры хладагента в рабочей секции испарителя определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от водяных паров к хладагенту на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя и при достижении предельно минимального значения коэффициента теплопередачи производят переключение рабочей секции испарителя с режима конденсации на режим регенерации с одновременным включением на режим конденсации секции, работавшей в режиме регенерации; по давлению насыщенного пара в парогенераторе устанавливают заданную производительность парогенератора (расхода пара) воздействием на мощность электронагревательных элементов, причем при уменьшении уровня конденсата в парогенераторе ниже заданного значения осуществляют подачу конденсата из сборника конденсата, а при достижении давления пара в парогенераторе верхнего предельного значения осуществляют сброс давления пара через предохранительный клапан.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.04.2008

Извещение опубликовано: 27.12.2009 БИ: 36/2009