Способ гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК A01F25/00 

Изобретение относится к области хранения сельскохозяйственном продукции, в частности, к гипобарическому хранению сельскохозяйственной продукции.

Известен гипобарический способ хранения сельскохозяйственной продукции, включающий размещение продукции в охлаждаемой камере 8 среде с пониженным давлением воздуха, обработанного с изменением температуры и влагосодержания.

Известный способ гипобарического хранения обладает следующими недостатками при влагосодержании атмосферного воздуха da выше значения влагосодержания среды dx в условиях хранения при пониженном давлений при относительной влажности воздуха э условиях хранении (используют для объяснения известную Id-диаграмму влажного воздуха для пониженных давлений).

На Id-диаграмме приведены следующие обозначения:

da и dx - соответственно влагосодержа- ние атмосферного воздуха и среды в гипо- барическом хранилище, da dx,

ta tx - соответственно температуры атмосферного воздуха и среды в гипобарическом хранилище.

Рх,х-давление и относительная влажность воздуха, заданные технологией хранения в гипобарическом хранилище, 1.

Таким образом, точка 1 характеризует состояние атмосферного воздуха, а точка О -среды в гипобарическом хранилище.

Ы

чэ о о о

N

Согласно известному гипобарическому пособу хранения сельскохозяйственной родукции происходит следующим обраом. -..В точке 1 понижают давление сжатого вежего воздуха до абсолютного давления ранения Рх (при этом в соответствующее исло раз уменьшается относительная лажйоеть вентилирующего воздуха). Далее воздух охлаждается в процессе 12(d const) о достижения состояния, характеризуемого величиной х 1:0. Дальнейшее охлаждение до заданного влагосодержания dx проходит по линии 23 (Р Рх, р 1), Далее воздух поступает в объем хранимой продукции, где должны поддерживаться заданные параметры хранения Рх, tx и уз .

Как видно из Id-диаграммы, при необхоимости хранить продукцию в условиях

известный способ не обеспечивает требуемую относительную влажность среды в объеме хранимой продукции, что может привести к быстрой потере качества хранимой продукции, понизить сроки ее хранения, увеличатся потери продукции. В частности, это относится к тем ее видам, которые требуют поддержания низкой относительной влажности среды, например, лук, чеснок, луковицы и клубнелуковицы цветов и т.д. При хранении большинства видов сельскохозяйственной продукции требуется создание условий в среде хранения, с величиной относительной влажности

«0,95-0,98. Известный способ также не обеспечивает достижение этих параметров. Недостатком известного способа является также необходимость проведения дополнительного процесса обработки воздуха (нагрева с установкой соответствующего калорифера), при установке калорифера повышаются затраты знергорерурсов, так как воздух необходимо подогреть от состояния, описываемого точкой 3, до состояния, описываемого точкой О - заданный режим хранения. Таким образом, известный режим гипо- барического хранения не -обеспечивает заданных оптимальных параметров хранения и характеризуется повышенными эксплуатационными расходами.

Прототипом предполагаемого изобретения является устройство для гипобариче- ского хранения сельскохозяйственной продукции, преимущественно цветочного среза, содержащее охлаждаемую камеру хранения, систему воздухообеспечения условий гипобарического хранения, включающую линию подачи воздуха с размещенными на по- следней вентилем перепада давления и охладителями, и вакуумный насос.

Недостатком известного технического решения является невозможность проведения процесса осушки воздуха при влагосо- держании окружающей среды выше

влагосодержания заданного условиями хранения при (fa 1. В таком случае процесс охлаждения (осушки) воздуха также протекает по линии 123 (фиг.1) и заданные условия хранения, описываемые т, О не достигаются.

Получение параметров, заданных т.О, требуют дополнительных эксплуатационных расходов.

Конструкция известного технического решения включает охладители воздуха, работающие при атмосферном и пониженном давлениях. В результате устройства для ги- побарического хранения отличает сложность конструкции, повышенные капитальные затраты и существенные массогабаритные

показатели.

Цель изобретения - снижение эксплуатационных расходов, .упрощение конструкции, снижение капитальных затрат и массогабаритных показателей.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом способе гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, включающим ее размещение в среде с пониженным давлением воздуха, обработан

кого с понижением температуры и влагосодержания, предварительно перед охлаждением снижают давление воздуха до промежуточного значения, определяемого давлением насыщенных водяных паров при

заданных температуре и абсолютного влагосодержания в условиях хранения. Затем повторно снижают давление воздуха до условий гипобарического хранения. А в заявленном устройстве для осуществления

способа гипобарического хранения, содержащего охлаждаемую камеру хранения и систему воздухообеспечения условий гипобарического хранения и включающую линию подачи воздуха с размещенными на последней вентилем перепада давления и охладителем, с вакуумным насосом дополнительно содержится устройство понижения давления. Устройство понижения давления размещено на линии подачи воздуха после охладителя

перед камерой хранения.

При предлагаемом способе гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции достижение положительного эффекта обеспечивается исходя из следующего.

Проведение процесса понижения давления от атмосферного до заданного условиями хранения согласно предлагаемого способа позволяет с энергетической точки зрения рационально организовать процесс

обработки воздуха с достижением не только заданной температуры tx, но и относительной влажности воздуха х.

Понижение давления до значения Рп, определяемого давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютного влагосодержания в условиях гипобарического давления, позволяет провести последующую осушку воздуха (процесс 20) по пограничной кривой(Р Рп и рп 1), что не только просто реализуется в практике, но и позволяет с наименьшими энергетическими затратами достичь значения температуры воздуха, равного tx. Понижение давления от значения Ра к значению абсолютного хранения Рх, при состоянии, характеризующимся точкой О, позволяет при t const и Рх const достигнуть заданной величины fa.

Отмеченная последовательность в подготовке воздухе позволяет провести ее с наименьшими возможными энергетическими затратами, Так как процессы управляются по температуре и давлению, то для реализации предполагаемого способа потребуются простые системы управления до достижения заданных параметров Рх, tx и рх (р 1).

Достижению положительного эффекта также .способствует возможность достижения условий в объеме хранимой продукции с (fa 1, что невозможно получить при известном способе гипобарического хранения. . -.

Стабильное получение и поддержание при предлагаемом способе хранения заданных параметров хранения Рх, tx и fa (при 1) позволяет создать оптимальные усло- вия гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции и таким образом увеличить продолжительность ее хранения, и лучше сохранить качество продукции.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа уменьшаются эксплуатационные расходы.. .

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения задачи с прототипом позволяет сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков не тоджест- венная признакам известного решения, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения новизна.

Признаков, сходных с отличительными признаками заявляемого способа, при анализе других известных решений в данной области техники не обнаружено, значит заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения существенные отличия.

Существенные отличительные признаки заявляемого способа - первоначальное понижение давления свежего воздуха от атмосферного до давления, определяемого 5 давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютного влагосодержания в условиях гипобарического хранения; охлаждение воздуха при этом промежуточном давлении до температуры tx, по0 нижение давления от промежуточного давления до заданного давления хранения.

При предлагаемом устройстве для осуществления способа гипобарического хранения достижение положительного эффекта

5 обеспечивается исходя из следующего.

По сравнению с прототипом процесс тепловой обработки воздуха проводят в одном теплообменном аппарате - охладителе, В результате этого упрощается конструкция

0 устройства, снижаются капитальные затраты на изготовление предлагаемого устройства, улучшаются массогабаритные размеры,

Устройство понижения давления, рзз5 мещенное на линии подачи воздуха после охладителя перед камерой хранения дает возможность реализовать подготовку свежего воздуха, его тепловлажностную обработку при одном теплообменном аппарате,

0-именно охладителе. Предлагаемая конструкция. - устройство обеспечивает подготовку свежего воздуха перед кам ерой хранения с заданными параметрами Рх, tx и (рх, и, что самое главное, может обеспечить

5 рх t при условии da d.

Это охватывает случаи хранения сельскохозяйственной продукции в наихудший период для хранения - летний, в том числе характеризующийся высокими пояожитель0 ными температурами и относительными влажностями атмосферного воздуха.

На фиг.1 изображена Id-диаграмма влажного воздуха для ионообменных давлений; на фиг. 2 - Id-диаграмма влажного

5 воздуха для пониженных давлений с нанесением процессов обработки свежего воздуха, поступающего к сельскохозяйственной : продукции при ее хранении в гигюбарических условиях; на фиг.3 - схема устройств для осу0 ществления гипобарического способа хранения сельскохозяйственной продукции. ; Способ гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции реализуется следующим образом.

5 В гипрбарическое охлаждаемое хранилище загружается сельскохозяйственная продукция. Хранилище герметизируется и устанавливаются заданные параметры хра- нения (абсолютное давление Рх и температура tx). С достижением заданного давления хранения Рх осуществляется подача свежего воздуха, необходимого для поддержания жизнедеятельности хранимой, продукции. Натекание воздуха происходит постепенно и его подготовку осуществляют в следующей последовательности.

Сначала понижают давление атмосферного воздуха с параметрами ta и da (точка 1) до давления Рп, определяемого давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютном влагосодержэ- нии в условиях гипобарического хранения. Этот процесс реализуется на Id-диаграмме влажного воздуха практически в точке 1. Далее воздух охлаждают в процессе 120. Точка 0 характеризует условия хранения сельскохозяйственной продукции в гипоба- рическом хранилище. Её положение на пограничной кривой с параметрами Рп и рп 1, в частности определяется пересечением этой кривой с линией tx const или с линией dx «const, Процесс 12 протекает при постоянном влагосодержании среды (da const). В процессе 20 (при рп 1 const (воздух охлаждается с конденсацией влаги при пониженном давлении Рп (1 Рх). При . достижении воздухом при давлении РН состояния, описываемого точкой О, осуществляют понижение давления до заданного давления хранения сельскохозяйственной продукции.

Устройство для осуществления способа гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции содержит охлаждаемую камеру хранения 1 и систему воздухообес- печения условий гипобарического хранения, включающую линию подачи воздуха 2 с размещенными на последней вентилем перепада давления 3 и охладителем 4 и вакуумный насос 5. На линии подачи воздуха 2 после охладителя 4 перед охлаждаемой камерой хранения 1 расположено устройство понижения давления 6.

Устройство работает следующим образом.

В охлаждаемой камере хранения 1 устанавливается заданный температурный режим хранения (tx). В камеру хранения 1 загружается сельскохозяйственная продукция. Камера 1 герметизируется и включается вакуумный насос 5. В камере 1 устанавливается заданное абсолютное давление хранение Р. Затем с помощью вентиля перепада давления 3 и устройства понижения 6 обес- печивает приток свежего воздуха в камеру

1 для поддержания жизнедеятельности сельскохозяйственной продукции. На вентиле перепада давления 3 реализуется процесс понижения давлений в точке 1, фиг.2.

В охладителе 4 воздух охлаждается согласно процесса 120, фиг.2. В устройстве понижения давления 6 протекает процесс понижения давления от значения до величины Рх (процесс в точке 6, фиг.2).

В действующем гипобарическом хранилище в РОХП г. Киев предлагаемое техническое решение можно осуществить установкой устройства понижения давления непосредственно перед камерой хранения. Далее на

вышертмеченном вентиле понижения давления воздуха уменьшается от значения Рп до величины Рх. И заданными параметрами хранения tx. Рх и #у свежий воздух поступает к сельскохозяйственной

продукции. : .

Значительным преимуществом предлагаемого технического решения является простота в управлении процессом подготовки свежего воздуха. Давление Рп регулируется степенью открытия устройства понижения давления автоматически или вручную. Температура tx регулируется и контролируется известными способами. Давление хранения РХ также поддерживается на заданном уровне

известными способами, в частности, управлением работой вакуумного насоса с помощью системы автоматики, включающей электрокрнтактные вакуумметры.

Существенным преимуществом предла

гаемого технического решения являете возможность хранения продукции при вла- гоеодержаниях атмосферного воздуха de, больших значениях dx применительно к ус- лозиям пониженного давления с любым

значением у. При этом в процессе подачи воздуха к продукции изменяется только давление и температура воздуха, необходимого для поддержания жизнедеятельности продукции, управление процессом осуществ

лается по температуре и давлению, вместе с тем достигается заданное значение относительной влажности воздуха . Непосредственное управление по величине р отсутствует, что существенно упрощает проведение подготовки свежего воздуха.

Предлагаемое техническое решение характеризуется пониженными эксплуатационными расходами и малыми капитальными затратами, отличается простотой конструкции и хорошими масоогабаритны- ми показателями.

Формула изобретения

1. Способ гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, предусматривающий размещение ее в камере, предварительную обработку воздуха, включающую понижение его давления, охлаждение, снижение влагосодержания и подачу в камеру, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, капитальных и эксплуатационных расходов, понижение давления воздуха перед охлаждением осуществляют до промежуточного значения, определяемого давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютном влагосодержании воздуха в условиях хранения, а после охлаждения повтор0

но снижают давление воздуха до условий гипобарического хранения.

2. Устройство для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, содержащее охлаждаемую камеру хранения и систему воздухообеспёчения в условиях гипобарического хранения, включающую вакуумный насос и подсоединенную к камере линию подачи воздуха с последовательно установленными вентилем перепада давления и охладителем, от л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, капитальных и эксплуатационных рас ходов, оно снабжено дополнительным вентилем перепада давления, установленным на линии подачи воздуха между охладителем и камерой хранения.

2 $Г----- 2

Использование: для хранения сельскохозяйственном продукции. Сущность: способ гипобарического хранения продукции предусматривает размещение ее в камере, предварительную обработку воздуха, включающую понижение его давления, охлаждение, снижение его влагосодержания и подачу в камеру, Понижение давления воздуха перед охлаждением осуществляют до промежуточного значения, определяемого давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютном влаго- содержании воздуха в условиях хранения. После рхлаждения повторно снижают давление воздуха до условий гипобарического хранения. Устройство для осуществления способа содержит охлаждаемую камеру хранения и систему воздухообеспечения в условиях гипобарического хранения, включающую вакуумный насос и подсоединенную к камере линию подачи воздуха с последовательно установленными вентилем перепада давления и охладителем. Устройство снабжено дополнительным вентилем перепада давления, установленным на. линии подачи, воздуха между охладителем и камерой хранения, 2 с.п. ф-лы, 3 ил. ел с