Способ низкотемпературной обработки зернистого материала Советский патент 1983 года по МПК F25D13/06 

Изобретение относится к холодиль ной технике, в частности к способам низкотемпературной обработкимелкозернистых пищевых продуктов, кото рые имеют одинаковую форму и незначительно отличаются габаритами и массой отдельных частиц, а также может быть использовано в химическо строительной и других отраслях промышленности, где технология производства предусматривает охлаждение зернистого материала в псевдоожиженном слое. Известен способ криогенного замо раживания пищевых продуктов, предусматривайщий распыление охлаждающей среды над продуктом, при этом в жидкий хладоноситель подают газообразный хладоноситель, причем жидкий и газообразный хладоносйтели имеют один химический состав, а в результ те их смешения получают парожидкос ную смесь, которая опускается на ча тицы продукта и охлаждает последний I. Однако при таком способе охлаждение продукта происходит неравноме но, поскольку нет одновременного во действия на все частицы продукта. Известен способ низкотбмпературной Обработки зернистого материала, предусматривающий подачу газообразн го хладоносителя под давлением снизу в слой материала для создания псевдоожиженного слоя 2. Однако использование газообразно го хладагента в качестве псевдоожиживающего вещества и в качестве хла доносителя предопределяет определен ные взаимосвязи в работе по этому способу, а именно необходимость обеспечить равенство теплового и ма териального балансов между охлаждае мым продуктом и газообразным хладоносителем, т.е. необходимо, чтобы выдерживалось условие О.. . где Qj, Gig, С1„ количество тепла, соответ ственно составляющее теплоприток от материала (продукта ), тепло отводимое от продукта газообразным хладоносителем (воздухом) и тепло , отводимое от продукта в воздух на решетке аппарата. Коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к газообразному хладоносителю определяется при заданном определяющем размере частицы охлаждаемого материала, значение оптимальной скорости движения газа в аппарате, определяющим создание псевдоожиженного слоя/ что для многих материалов.не позволяет интенси фицировать теплообмен и увеличить производительность аппарата. Интенсификация процесса теплообм на путем снижения начальной темпера туры газообразного хладоносителя, подаваемого в слой материала, приводит, к увеличению затрат энергии на выработку холода (из-за понижения температуры кипения хладагента в воздухоохладителе}, и, при обработке растительных продуктов, к дополнительным потерям массы п.родукта в результате усушки последнего. Цель изобретения - интенсификация охлаждения материала и снижение его потерь. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу низкотем- пературной обработки зернистого материала, предусматривающему подачу газообразного хладоносителя под давлением снизу в слой материала для создания псевдоожиженного слоя, и псевдоожижённый слой вводят жидкий хладоноситель для создания пенной эмульсии, при этом жидкий и газо- . образный хладоносйтели имеют различный химический состав. На фиг. 1 изображен аппарат, реализующий данный способ; на фиг. 2 вид А на фиг. 1. Устройство для низкотемпературной обработки зернистого материала включает корпус 1, установленную в нем решетку 2 с отверстиями 3 и 4, установленные в отверстиях 4 форсунки 5, связанные с коллектором 6. В нижней части корпуса 1 выполнен патрубок 7 для подсоединения к воздуховоду. Способ реализуется следующим образом. В корпус 1 аппарата на решетку 2 помещают зернистый материал 8 и по воздуховоду через патрубок 7 подают газообразный хладоноситель, ко тЬрый распределяется в подрешеточное пространство, проходит через отверстия 3 и 4-и приводит слой продукта 8 в состояние псевдоожижения. Затем по коллектору б к форсункам 5 подводится жидкий хладоноситель, который разбрызгивается в подаваемый газообразный хладоноситель, смешивается с ним и образует пеннуй эмульсию, которая заполняет все пространство в корпусе 1 аппарата между частицами материала. При этом жидкий и газообразный хладоносйтели имеют различный химический -состав. При вводе жидкого хладоносителя в подвижный псевдоожижённый слой материала образуется подвижная пенная газожидкостная эмульсия, которая ват полняет пространство между псевдоожиженными частицами и интенсифицирует теплообмен на их поверхности, в связи с увеличением коэффициента теплоотдачи. Последний в таком теплообмене определяет не значение оптимальной скорости воздуха при псевдоожижении, а глаЬным образом тепло-обмен между частицей и пленкой жидкости, тем самым величина коэффициента теплоотдачи возрастает в 22,5 раза при неизменном расходе газообразного хладоносителя. При обработке частиц продукта рас тительного происхождения пленка жидкого хладоносителя предотвращает миграцию влаги в газообразный хладоноситель, что снижает потери массы продукта в процессе обработки. Поскольку теплообмен между пенной эмульсией и частицей обеспечивает достижение эффективного теплоотвода от частицы к хладоносителям, отпадает необходимость понижения температуры газообразного хладоносителя ниже, чем этого требуют расчетные условия, при этом не снижаетсй температура кипения хладагента в воздухоохладителе, что позволяет снизить затраты на выработку холода. После окончания процесса и достижения заданной конечной температуры обработки, подачу хладоносителя прекращают и производят отделение жидкого хладоносителя от продукта известными техническими средствами. Интенсификация процесса теплообмена повышает коэффи1Ц1ент использования аппаратов для обработки материалов, в псе доожижениом слое, что позволяет увеличить их .общую и удельную производительность при наличии действующих моделей аппаратов без существенного изменения конструкции аппаратов. Выполненные технологические и технические расчеты показывают что при использовании в качестве газообразного хлёщоносителя воздуха и жидкого хладоносителя -хладона 30 прои 3 води тель ность скороморо э иль ных аппаратов увеличивается в 1,5-.. Т,б раза, что снижает себестоимость получаемой продукции на 30% по сравнению с замораживанием в воздушных флюдиизациоиных скороморозильных аппаратах.

СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА, предусматривающий подачу газообразного хладоносителя под давлением снизу в слой материала для создания псее- . доожиженного слоя, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации охлаждения материала и снижения его потерь , в псевдоожияюнный слой вводят жидкий хладоноситель для создания пенной эмульсии, при этом жидкий и газообразный хладоноситоли имеют различный химический состав.