206 / 338
Секция 3: 'Высокоэффективные пищевые технологии и технические средства для их реализации
Предлагаемый инженерный метод позволяет, путем введения коэффициента
льдистости уточнить характер процесса замораживания мясопродуктов и упростить
расчет его продолжительности.
Так как процессы замораживания являются энергоемкими, то развитие
инженерных методов их расчета способствует повышению энергоэффективности.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИХРЕВОГО ЭФФЕКТА ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ ЖИДКОГО
АЗОТА
И.Б. Жильцов
Астраханского государственного технического университета
(Россия)
Использование жидкого азота в качестве источника холода для замораживания
пищевых продуктов имеет известные существенные преимущества перед машинным
хладоснабжением. Тем не менее, существуют, по крайней мере, две нерешенные
задачи, сдерживающие более широкое внедрение азотного охлаждения в практику:
• технологическая — обеспечение оптимальных скоростей замораживания и
равномерного температурного поля в камерах хранения;
• техническая — обеспечение полного использования холодильного потенциала
жидкого азота.
Технологическую задачу можно успешно решить, используя азот с более
высоким температурным уровнем (-160 -100°С), а, следовательно, газообразного (при
атмосферном давлении) [1;2). Однако до сих пор отсутствуют приемлемые технические
и конструктивные решения этой задачи и остается открытым вопрос: как произвести
газификацию жидкого азота, не потеряв при этом холод от его фазового перехода?, т.е.
сохранить его полный холодильный потенциал.
Существующие морозильные аппараты, контейнеры и т.п., до сих пор
используют жидкоазотное охлаждение (при всех присущих ему недостатках), а не
газообразное. Дело в том, что если отказаться от холодильного потенциала фазового
перехода азота, то производительность этих замораживающих устройств уменьшится
вдвое, а для замораживания условного продукта, газообразного азота потребуется более
чем в два раза больше, чем жидкого. Замораживание с использованием азота в качестве
источника холода в этом случае станет экономически не целесообразным. Кроме этого,
увеличение расхода газообразного азота ограничено предельным давлением, которое
можно создать в резервуаре из которого он подается (не более 0,16 МПа) и диаметром
(гидравлическим сопротивлением) подающего трубопровода.
Авторы предлагают систему газификации жидкого азота без потерь его
холодильного потенциала, использующую вихревой эффект Ранка. Проходя через
вихревую трубу, азот разделяется на два потока с разной температурой. Холодный, с
возможной конденсацией, возвращается в резервуар, а «горячий» поступает в
теплообменник, где его тепло используется для газификации жидкох'о азота. После
этого газифицированный азот поступает к потребителю холода. Система газификации
обладает термодинамическим самовыравниванием.
На основании исследований разработана методика конструктивного расчета
вихревой трубы, как аналог эжектора.
Для полного исключения потерь холода в окружающую среду, желательно все
элементы системы газификации размещать внутри теплоизолированного объекта
206
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека