Вакуумная сублимационная установка для фермерского хозяйства (стр. 2 из 15)
Технология сублимации включает в себя два основных этапа: замораживание и сушку. Во время вакуумно-сублимационной сушки из продукта удаляется влага путем испарения льда. Высокое качество и биологическая полноценность готовых сублимированных продуктов объясняется еще и тем, что обработке должно подвергаться только свежее сырье. Например, хранить ягоды на сырьевой площадке разрешается не более 8 часов с момента уборки, абрикосов - 12 часов, а персиков - 24 часа.
Вес сублимированных продуктов в среднем принимается от 1/5 до 1/10 начальной массы. Столь малый вес сублимированных продуктов исключительно важен для существенного сокращения расходов при их транспортировке.
Упаковываются сублимированные продукты в трехслойные металлизированные пакеты с азотным наполнением весом от 2 г до 5000 г, в зависимости от условий реализации продукта.
вакуумная сублимационная фермерское насос
Если сублимированные продукты залить водой, они восстанавливаются в течение 2-3 минут. Весят они в несколько раз меньше свежих, не требуют специальных условий хранения и при температуре не выше 40оС хранятся 2-5 лет. Так как ультрафиолетовые лучи окисляют жиры животного происхождения, то сублимированные продукты, которые их содержат, фасуют в непрозрачную упаковку, наполняют азотом и герметично закрывают.
Перерабатывающие предприятия в Европе и США производят сублимированные грибы, зелень, овощи, каши, супы, мясо с гарниром, а также растворимый кофе. По оценке специалистов представительства датской компании Niro A/S в России (в 2001 г. в состав Niro A/S вошел отдел, занимавшийся сублимационной сушкой, ранее принадлежавший фирме Atlas-Stord), объем мирового производства сублимированных продуктов питания - 70 000 т в год, из них 40 000 т - овощи, 25 000 т - мясо и рыбопродукты, 5000 т - фрукты и ягоды. Рост мирового рынка сублимированных продуктов составляет примерно 3,5% в год.
В Советском Союзе сублимационную сушку стали использовать в пищевой индустрии в 60-х гг., в основном для снабжения армии и флота продовольствием - легким и не требующим специальных условий хранения. В небольших объемах сублимированные продукты производили научно-исследовательские институты и научно-производственные объединения, например НИИ пищеконцентратной промышленности и специальных пищевых технологий, ориентируясь на узкую группу потребителей - туристов, геологов, подводников и космонавтов.
Перспективное направление продуктов питания сублимационной сушки:
для улучшения питания населения страны;
для организации лечебно-профилактического питания лиц, связанных с химическими и физическими факторами риска на промышленных предприятиях и последствиями аварий на атомных реакторах;
для улучшения обеспечения высококачественными продуктами питания населения Севера и других труднодоступных районов;
для питания работников, условия труда и быта которых предъявляют повышенные требования к качеству питания (геологи, нефтяники, газовики, металлурги, шахтеры, подводники, строители дорог, заготовители леса и т.п.);
для детского и специального питания (радиопротекторного, иммуномодулирующего);
в рационах питания спортсменов, путешественников
для переработки лекарственных растений и эндокринно-ферментного сырья с целью длительного хранения и получения на этой основе лекарственных препаратов с заданными свойствами.
В пищевой промышленности продукты сублимационной сушки используются в качестве натуральных красителей и для повышения общей биологической ценности колбас, хлеба, молочных и других продуктов.
Особая роль отводится этим продуктам в создании государственных резервов продовольствия.
В нашей стране высокое качество продуктов сублимационной сушки доказано многочисленными исследованиями, а также практикой их использования для организации питания космонавтов, где к качеству пищи предъявляются особо высокие требования.
Продукты сублимационной сушки не требуют холода и других специальных условий для хранения, могут транспортироваться любым видом транспорта в любую климатическую зону и отдаленный регион, их показатели качества в течение длительного времени (5-10 лет) практически равны показателям свежих продуктов. Это одно из преимуществ сублимации.
Применение таких продуктов оказывает воздействие на организм человека в разных направлениях:
нормализует работу желудка, кишечника, печени, почек, поджелудочной железы, очищает организм от вредных накоплений после химии - и радиотерапии, от солей тяжелых металлов, повышая при этом уровень гемоглобина в крови;
производит антиоксидантное действие, замедляя процессы старения и уменьшая риск злокачественных образований;
стимулирует иммунную, нервную, сердечно-сосудистую и другие системы организма, снижая тем самым вероятность и тяжесть заболеваний;
восстанавливает и поддерживает энергопотенциал человека.
Сублимированные продукты используются как оздоровительное питание и как направленное лечебно-профилактическое средство. Нужная направленность достигается подбором взаимодополняющих растительных биологически активных компонентов, чем обеспечивается нужное сочетание витаминов, ферментов, микроэлементов и других полезных веществ.
Описание установки.
Схема вакуумной установки представлена на отдельном листе. Помимо пластинчато-роторного насоса, производительностью 7 л/с, система включает в себя камеру-сублиматор, камеру-конденсатор (десублиматор), холодильный агрегат, вакуумную линию откачки: комплект вакуумной арматуры, который состоит из клапан SMCXLS25, трубопроводов, вакуумного затвора 2ЗВЭ-400, 3-х натекателей FCV10K, 3-х терморезисторных датчиков вакуума ПМТ-6-3, комбинированного датчика влажности/температуры HIH-4602-Cи механической ловушки жалюзного типа. Так же в системе предусмотрено подключение течеискателя MS-40.
Порядок включения установки.
Включается вакуумный насос NI. Данный насос откачивает вакуумную камеру-сублиматор вакуумной до давления порядка 10 Па., далее открывается вакуумный затвор V1. Процесс откачки контролируется с помощью трех терморезисторных преобразователей ПМТ-6-3 с диапазоном измеряемых давлений от 0.1 до 105 Па.
Если во время процесса работы установки произойдет внештатная ситуация и отключится электричество, то перекрывается клапан V2 и открывается напуск в вакуумный насос VF1, затвор V1 остается открытым и откроется напуск воздуха в рабочую камеру VF2 (чтобы пары масла не перешли со стороны нагнетания на сторону всасывания).
Порядок выключения установки.
Для выключения установки сначала открывают напуск воздуха в рабочую камеру, затвор V1 закрыт. Осуществляют напуск воздуха на РПВН через натекатель VF1 и впоследствии выключают насос.
Система автоматики.
В дипломном проекте система автоматики как таковая не представлена, но необходимо отметить основное требование к этой системе: управление установкой идет по показаниям датчиков давления и сигналу о подаче напряжения.
Основные кнопки, расположенные на пульте управления:
1) подключение питания;
2) пуск вакуумного насоса;
3) контроль давления в системе;
5) управление холодильным агрегатом подачи хладагента;
6) управление вакуумными клапанами и затвором;
7) управление теплонагревателями камер;
8) программное обеспечение.
Назначение:
Установка сублимационной сушки предназначена для выпуска сублимированных пищевых продуктов: грибы, мясо, овощи/фрукты, яйца, и т.д. Остаточная влажность готового продукта не превышает 5%.
Высушенный таким образом продукт может транспортироваться и длительное время храниться без охлаждения. Восстановление первоначального вида с полным сохранением формы, цвета, запаха, вкуса и пищевой ценности достигается путем добавления воды. Высушенный продукт может быть также измельчен с целью получения высококачественных пищевых добавок, натуральных порошкообразных напитков.
Применение:
Готовая продукция используется в пищевой промышленности, сфере питания.
Сушка биоматериалов методом сублимации льда.
Предварительно замороженный в противнях продукт с толщиной слоя 10-12 мм на транспортных тележках (входят в комплектацию) подвозят к сушильной камере 1, закатывают по направляющим в камеру и закрывают крышкой. После чего, в камере создают рабочее давление, необходимое для процесса вакуумной сублимационной сушки (
Па), посредством включения вакуумных задвижек, перекрывающих откачку воздуха из камеры. Выход установки на заданный режим по давлению составляет в среднем 45-60 мин, после чего рабочее давление в сушильной камере поддерживается насосом.При установлении в сушильной камере рабочею давления (данные контролируются и регистрируется на приборах пульта управления), включают нагрев теплопередающих плит, а соответственно и продуктовых полок. Температуру нагрева задают в ручную, она не должна превышать предельно допустимую температуру для данного продукта и автоматически поддерживается в течение всего процесса. Сушка биоматериалов в таком режиме сопровождается сублимацией льда, т.е. перехода влаги из твердого состояния в пар, минуя жидкую фазу. Далее, влажный пар, проходя через батарею конденсатора, конденсируется в виде льда, а неконденсирующиеся газы, посредством вакуумного насоса, выбрасываются в атмосферу. В результате на батареях конденсатора намораживается лед, толщина которого увеличивается по мере продолжительности сушки.
На этом все операции по подготовке установки к сушке продукта завершены и процесс вакуумной сублимационной сушки в камере проходит в автоматическом режиме.
Выгрузка продукта и подготовка оборудования к следующему циклу.