Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования

Диссертационная работа:

Стефанова Виктория Александровна. Совершенствование процесса и аппарата быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турборефрижераторной установки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.03 / Стефанова Виктория Александровна; [Место защиты: Моск. гос. ун-т приклад. биотехнологии].- Москва, 2008.- 223 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/11

смотреть введение
Введение к работе:

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Производство быстрозамороженных пищевых продуктов - одно из наиболее динамично развивающихся отраслей промышленности. Замораживание таких продуктов осуществляется поштучно и поэтому они объединены термином "быстрозамороженные штучные пищевые продукты".

Быстрое замораживание предусматривает определенный интервал скорости процесса, гарантирующий высокое качество и товарный вид продукта, а также позволяющий включать его в общую поточную линию производства такой продукции.

Отрасль производства быстрозамороженной продукции развивается и в нашей стране. В России для этих целей используются морозильные камеры, туннели, плиточные шкафы, флюидизаторы и т.п. с машинной системой хла-доснабжения, которая обеспечивает температуру воздуха на уровне -25^-30 С. При таких температурах процесс замораживания не обеспечивает скорости, характеризующие процесс быстрого замораживания продукта.

На сегодняшний день к технологическому холодильному оборудованию предъявляются требования существенного увеличения скорости замораживания пищевых продуктов, обеспечивающей гарантированное сохранение их качества. При этом существует необходимость в использовании экологически лояльных и дешевых хладагентов.

Исследования процесса замораживания пищевых продуктов с использованием проточной низкотемпературной воздушной системы хладоснабжения были впервые проведены на кафедре "Холодильная техника" МГУПБ (дисс. д.т.н. Антонова А.А., дисс. к.т.н. Бобкова А.В.). Проточная система предусматривает одноразовое использование хладагента. Данные исследования проводились с учетом создания универсального аппарата на базе азотного скороморозильного туннельного аппарата (ACTA). Условия замораживания низкотемпературным воздухом моделировались газообразным азотом, скорость потока которого обеспечивалась, как и в аппарате ACTA, с помощью вентиляторов.

В этом плане перспективно использование низкотемпературного воздуха (-60+-120 С) от турборефрижераторной установки. Для данного диапазона температур отечественными специалистами разработаны турборефриже-раторные агрегаты на базе типоразмерного ряда турбодетандеров, что обеспечивает перспективность использования данного оборудования для скороморозильных аппаратов.

Применение турбодетандера дает возможность обеспечить одновременно широкий интервал не только температуры воздуха, но и скорости его потока. При этом из данного интервала необходимо научно обосновать рациональные режимные параметры воздуха в зависимости от вида замораживаемого продукта и его основных технологических параметров.

Выполнение таких исследований стало возможным в связи с созданием в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова холодильной установки на базе воздушного турборефрижераторного агрегата (ВТРА).

Решению такой проблемы и посвящена данная работа, которая выполнялась совместно с НИИ механики МГУ на основании договора о научно-техническом сотрудничестве (№ 1/ХТ-06 от 10.04.2006 г.).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка конструкции туннельного аппарата и, на ее базе, рациональных режимных параметров быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием проточной системы хладоснабжения низкотемпературным воздухом от турборефрижераторной установки.

В соответствии с поставленной целью решались следующие ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:

создать экспериментальный стенд, разработать контрольно-измерительную систему и машинные программы обработки экспериментальных данных для проведения исследований процесса замораживания пищевых продуктов низкотемпературным воздухом на базе действующего ВТРА;

разработать аналитические модели расчета основных параметров процесса замораживания пищевых продуктов (продолжительности, коэффициента теплоотдачи) для условий теплообмена в туннельном аппарате с проточной низкотемпературной воздушной системой хладоснабжения;

провести экспериментальные исследования с целью проверки адекватности результатов аналитических расчетов, получения процессных параметров быстрого замораживания пищевых продуктов, а также выявления механизма влияния на процесс конечной температуры (tK) замораживаемого продукта в условиях низкотемпературного воздуха от ВТРА; определить продолжительность замораживания пищевых продуктов, с использованием их классификации, в интервале низких температур воздуха и скорости его потока, обеспечиваемом турбохолодильным агрегатом;

разработать конструкцию воздушного туннельного скороморозильного аппарата с турборефрижераторной установкой;

разработать систему выбора рациональных режимных параметров быстрого замораживания с учетом класса продуктов, их технологических параметров, интервалов температуры и скорости воздуха, обеспечиваемых в туннельном аппарате с ВТРА;

провести энергетический и технико-экономический анализы работы туннельного скороморозильного аппарата, использующего азотную или воздушную от турборефрижераторного агрегата проточные системы хладоснабжения.

Разработаны аналитические модели расчета коэффициента теплоотдачи (а) и продолжительности замораживания (т) пищевых продуктов в туннельном аппарате с проточной воздушной системой хладоснабжения.

Получены, на базе действующего воздушного турборефрижераторного агрегата, экспериментальные данные основных процессных параметров замораживания пищевых продуктов, которые позволили доказать адекватность (на уровне 8-Ю %) разработанных аналитических моделей, а также обосновать конечную температуру замораживаемого продукта (tK = -5 С) при использовании низкотемпературного воздуха.

Получены номограммы и графические зависимости, позволяющие определить значения коэффициента теплоотдачи (а) и продолжительность замораживания (т) пищевых продуктов широкого ассортимента в интервале температур воздуха (—60-^—120 С) и скорости его потока (5-^25 м/с), обеспечиваемых ВТРА.

Разработаны машинные программы обработки экспериментальных данных на базе контрольно-измерительной системы, обеспечивающие графическое построение температурного поля продукта, кривых изменения плотности тепловых потоков, а также функционально зависимых кривых - средне-объемной температуры (tv) и коэффициента теплоотдачи (а).

Разработана конструкция воздухораспределительного устройства и, на его базе, предложено техническое решение туннельного аппарата для быстрого замораживания пищевых продуктов низкотемпературным воздухом от турборефрижераторной установки (патент РФ № 2278336).

Предложена система выбора рациональных режимов работы ВТРА, обеспечивающих условия быстрого замораживания в туннельном аппарате исследуемых классов пищевых продуктов, с использованием полученных данных расчета продолжительности процесса и эксергетического анализа.

Получены результаты сравнительной энергетической, с использованием показателя величины эксергии, и технико-экономической оценки, доказывающие перспективность предлагаемого воздушного скороморозильного аппарата с турборефрижераторной установкой в сравнении с аппаратами, использующими жидкий азот, а также традиционную холодильную машину.

Результаты работы использованы Институтом механики МГУ им. М.В. Ломоносова при разработке воздушных турборефрижераторных установок для пищевой промышленности (акт внедрения от 12.04.2006 г.), а также в учебном процессе на кафедре "Холодильная техника" МГУПБ.

аналитические модели расчета продолжительности процесса и коэффициента теплоотдачи в условиях организации процесса замораживания

пищевых продуктов в туннельном аппарате с проточной системой хла-

доснабжения от ВТРА; - результаты экспериментальных данных основных параметров процесса

замораживания пищевых продуктов низкотемпературным воздухом на

базе действующего турборефрижераторного агрегата;

конструктивное решение туннельного скороморозильного аппарата с системой воздухораспределения от турборефрижераторной установки (Патент РФ № 2278336);

систему выбора рациональных режимов работы турборефрижераторной установки, обеспечивающих условия быстрого замораживания в туннельном аппарате пищевых продуктов широкого ассортимента с учетом их технологических параметров;

результаты сравнительного эксергетического и технико-экономического анализов работы скороморозильных аппаратов, использующих низкотемпературный воздух, жидкий азот, а также аппаратов с холодильной машиной, позволяющих оценить условия их эффективного использования.

Основные результаты работы обсуждались на международных научно-технических конференциях: "Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии" (Москва, 2003 г.), "Повышение энергоэффективности техники и технологий в перерабатывающих отраслях АПК" (Москва, 2004 г.), на 4-ой международной научно-технической конференции "Современные проблемы холодильной техники и технологии "(Украина, Одесса, 2005), международной научно-технической конференции "Надежность и техническая диагностика оборудования перерабатывающих отраслей АПК" (Москва, 2005), научно-технич. конференции "Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии. Энергосбережение" (Москва, МГУПБ, 2006). ПУБЛИКАЦИИ.

Основные положения работы опубликованы в 11 печатных работах, в т.ч. в реферируемых ВАК журналах, получен патент РФ № 2278336. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 223 стр., включает 141 стр. основного текста, 36 рисунков, 22 таблицы, 87 литературных источников и 7 приложений на 82 стр.

Подобные работы
Шахмеликян Гарегин Бадрикович
Совершенствование процесса и аппарата флюидизационного замораживания растительной продукции с использованием воздушной турбохолодильной машины
Бобков Алексей Владимирович
Разработка проточной системы хладоснабжения туннельного скороморозильного аппарата с использованием низкотемпературного воздуха от турборефрижераторной установки
Бабакин Сергей Борисович
Совершенствование процессов и аппаратов для низкотемпературного хранения мяса в условиях повышенного грузооборота и оценка энергоемкости при реструктуризации холодильных камер
Козлов Александр Валерьевич
Рабочие характеристики насадочных колонн установок разделения воздуха
Гущин, Анатолий Васильевич
АВТОРЕФЕРАТ Повышение эффективности промышленных аммиачных холодильных установок на основе совершенствования разделительных и емкостных аппаратов
Катаева Валерия Борисовна
Совершенствование процесса размораживания мяса и мясопродуктов
Горобчук Дмитрий Михайлович
Совершенствование процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника при использовании электроконвекции
Зохун Метоле Бертин
Совершенствование процесса охлаждения плодов киви
Архаров Иван Алексеевич
Процессы переноса теплоты и массы в криогенных аппаратах нового поколения газоразделительных установок
Колюнов Олег Андреевич
Система двухступенчатой утилизации энергии вытяжного воздуха с использованием обращенной тепловой машины

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net