Способ создания регулируемой газовой среды в хранилище фруктов и овощей
Сущность изобретения: атмосферный воздух смешивают с газом из хранилища, содержащим до 2 % этилена. Затем из смеси путем адсорбции удаляют кислород и подают обогащенный азотом газ в хранилище с образованием принудительной циркуляции газа по даун параллельным попеременно включаемым адсорбционным ветвям. В процессе адсорбции одновременно с кгглпродом удаляют этилен. В процессе циркуляции газового потока периодически удаляют мз него .избыточное количество углекислого газа или добавляют недостающее попеременной подачей исходной смеси в слой соответствующего сорбента. Де.сорб цию кислорода, этилена и углекислого газа осуществляют одновременным сбросом давления во всей адсорбционной ветви, При принудительной циркуляции перед подачей газа в хранилище часть этого газа сорбируют . При прекращении циркуляции направляют эту часть десорбированного газа в хранилище и одновременно сорбируют газ. выходящий из него. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВГТСКИХ сОциАлистических
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865788/29 . (22) 11,09,90 (46) 07,08.92. Бюл. N 29 (71) Научно-производственное объединение
Н вука (72) И,В, Тишин, А,А. Шилкин, И,А, Калинникова„В.Д. Панкрахин и В.А, Саликов (56) Патент США N 4142372, кл, 62-78, опублик, l979, (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ
ГАЗОВОЙ СРЕДЫ В ХРАНИЛИЩЕ ФРУКТ0В И ОВОЩЕЙ (57) Сущность изобретения; атмосферный воздух смешивают с газом из хранилища, содержащим до 2% этилена. Затем из смеси путем адсорбции удаляют кислород и подают обогащенный азотом гаэ в хранилище с образованием принудительной циркуляции
Изобретение относится к агропромышленной технике и может быть использовано для хранения сельскохозяйственной продукции, У всех групп плодоовощной продукции в основе жизнедеятельности во время хра. нения ле>кит процесс дыхания, при котором выделяются тепло, СО2, этилен, альдегиды и кетаны, накопление которых в газовой среде сокращает срок хранения продукции и придает ей специфический привкус, Наиболее прогрессивным и современным методом хранения сельскохозяйственной продукции является хранение в специально охла>кдаемых газонепроницаемых камерах с созданием в них регулируемой газовой среды (РГС).
Регулируемую газовую среду в хранилище обеспечивают газовые генераторы, На„„SU „„1753197 Al
"Аркаген", Генератор включает два блока: блок каталитического окисления "Ариат" и адсорбционную установку "Ариосорб". Ф Воздух или газовая среда забирается из холодильной камеры вентилятором и подается в блок "Ариат", где смешивается с углеводородным топливом (пропаном), подогревается до определенной температуры (237-353 С), обеспечивающей процесс каталитического окисления топлива, При циркуляции газовой смеси через каталитический 1753197 40 50 реактор топливо окисляетсл кислородом, содержащимся в газовой среде СО2 и воде, После реактора продукты окисления охпаждаютсл и сконденсированная влага удаляется. Охлажденная газовая смесь поступает в адсорбционную установку "Ариосорб", включающую два адсорбера, заполненных сорбентом, поглощающим углекислый газ, -этилен и водяные пары. Адсорберы работают попеременно: пока в одном адсорбере идет процесс поглощения СО2, в другом сорбент генерируется подогретым воздухом. После адсорбционной установк 4 газовал смесь проходит увлажнитепь и поступает в камеру хранения с относитель-. ной влажностью 90 — 100%, Циркуллц1лл газовой среды при непрерывном поступлении и окислении углеводородов в реакторе приводит к снижению содержанил кислорода и повышению содержания углекислого газа и азота в камере хранения плодоовощной продукции, Недостатками генератора газовой среды для хранения плодоовощной продукции яг "яются значительные затраты энергии на 1,г удаленной С02, а также постоянная потребность в углеводородном топливе. Нагрев газовой смеси перед каталитическим реактором до заданной температуры (237353 С) а также охлаждение ее после реактора требуют значительных энергозатрат. Наиболее близким к изобретению (llpoтотипом) лвляетсл способ создания регулируемой газовой среды в хранилище фруктов и овощей путем смешения атмосферного воздуха с газом из хранилища, содержащим этилен до 2%, последующей адсорбции этой сМеси с удалением кислорода и дальнейшей подачи обогащенного азотом газа в хранилище с образованием принудительной циркуляции газа через хранилище по двум параллельным попеременно включаемым адсорбционным ветвям, В генератор подаетсл сначала атмосферный воздух, а затем газ из хранилища или одновременно, Период времени, в те ение которого атмосферный воздух и газ иэ хранилища проходят через адсорбер, в котором поглощается азот, а газ, обогащенный кислородом., выбрасывается в атмосферу, постепенно сокращаетсл, а период времени, в течение которого происходит десорбция газов, обогащенных азотом, и поступление их в хранилище, увеличивается, Это обеспечивает довольно быстрое понижение концентрации кислорода в хранилище. Способ основан на том, что адсорберы заполнены сорбентом, лучше адсорбирующим азот, чем кислород. Такими сорбентами являются природные и синтетические цеопиты, которые, как известно, лучше всего адсорбируют полярные молекулы такие, как вода, Поскольку в хранилище газовая смесь имеет высокую влажность (90-100%), то перед подачей ее в адсорбер она должна быть хорошо осушена, т.е. необходимо наличие блока предварительной осушки. Одновременно в этом блоке или в последовательно ему установленном аппарате поглощается СО2 из газовой смеси. Без удаления НгО и СОр адсорбционное разцеление воздуха цеолитами неэффекттлвно, так как одсорбционная емкость цеолита по азоту резко падает при наличии указанных газов, В этом состоит первый недостаток прототипа. Кроме того, следует учесть, что в воздухе основное содержание составляет азот (- 79 об.%), а в хранилище плодоовощной продукции его содержание еще выше (79--95,) и адсорбцил газо высокой концентрации требует больших объемов сорбента. С энергетической точки зрения выгоднее сорбировать газ, находящийся в смеси в меньшем процентном отношении, при этом значительно, снижаютсл объемы адсорберов и всей установки, Целью изобретения явллетсл повышение эффективности генераторов газовых сред дпл хранения плодоовощной продукции. Даннал цепь достигается тем, что при способе создания регулируемой газовой среды в хранилище фруктов и овощей путем смещения атмосферного воздуха с газом из хранили.ца, содержащим этилен до 2%, последующей адсорбции этой смеси с удалением кислорода и дальнсйшей подачи обогащенного азотом газа в хранилище с образованием принудительной циркуляции газа через хранилище по двум параллельным попеременно включаемым адсорбционным ветвям, в процессе одсорбции одновременно с кислородом удаляют и этилен, а в процессе циркуляции газового потока периодически удаляют из него избыточное количество углекислого газа ипи добавляют недостаюц(ее посредством попеременной подачи исходной смеси в слои соответствующего сорбвнта, включенные в каждую из параллельных ветвей циркуляционного контура, причем, десорбцию кислорода, этилена и углекислого газа осуществляют одновременно сбросом давления во всей адсорбционной ветви, а в случае удаления только кислорода и этилена сброс давления осуществляют в той части адсорбционной ветви, где были предварительно адсарбированы эти газы. 1753197 Способ может быть реализован также в режиме прерывистой циркуляции, для чего в процессе принудительной циркуляции перед подачей газа в храниллще часть этого газа сорбируют, а при прекращении циркуляции направляют эту часть десорбированного газа в хранилище и одновременно сорбируют газ, выходящий из него, На черте>ке представлена принципиальная схема установки, подключенной к хранилищу плодоовощной продукции и работающей по предлагаемому способу для создания регулируемой газовой среды, Установка подключена к хранилищу 1 и включает в себя реслвер 2, компрессор 3, адсорберы 4А и 4Б с поглотителем СО2, адсорберы 5А и 5Б с поглотителями 02 и С2Н4, дюзу 6; ресивер 7, дроссель 8, увлажнитель 9, электромагнитные клапаны 10 — 25 и блок автоматического управления клапанами (не показан). Способ реализуется следующим образом, Газ из хранилища 1 поступает в ресивер 2, откуда он откэчивается компрессором 3 с одновременным поступлением атмосферного воздуха через клапан 10, Воздух, сжа2 тый.компрессороги до давления 3 — 4 кгс/см поступает попеременно в адсорберы 5А и 5Б, которые имеют два слоя сорбента: один, например, углеродный войлок типа АУВ, адсорбирующий зтилен и другие углеводороды, другой — сорбент, адсорбирующий преимущественно кислород из воздуха, например углеродное глолекулярное сито (УМС). Углародные сорбенты, как известно, являются гидрофобными материалами и, следовательно, не требуют предварительной глубокой осушки газов, как в случае с применением цеолитов, Пока в одном адсорбере идет процесс адсорбции, в другом — процесс регенерации сорбентов, для чего сначала производят сброс давления газов в атмосферу через клапан 13 или 14, затем продувку адсорбера газом, обогащенным азотом, из ресивера 7 через дюзу 6 и клапан 23 или 24 и, наконец, наполнение адсорберэ газом лз ресивера 7 при закрытых клапанах 13 и 14 до промежуточного давления (2,0— 2,5 кгс/см ). Из адсорбера 5А или 5Б газ, обогащенный азотом и очищенный от этилена, поступает в ресивер 7 (чер .з клапан 21 или 22), далее через дроссель 8 и увлажнитель 9, где он доувлажняется до заданного уровня влажности, и затем в хранилище 1, Если в хранилище произошло превышение заданного уровня концентрации СО2 за счет выделения этого газа плодоовощной продукцией, находящейся в хранилище, то сжатый компрессором газ направляется сначала через клапан 18 ипи 19 в эдсорбер 4А или 4Б, заполненный сорбентом, эдсорбирующим углекислый гэз, далее через клапан 15 или 16 в адсорбер 5А или 5Б и затем 5 в хранилище 1 через ресивер 7 и увлзжнитель 9. Регенерация всех сорбентов производится одновременно сбросом давления в адсорберах 5А и 4А (или 5Б и 4Б) через клапаны 15 и 17 (или 14 и 20) при закрытом 10 клапане 13 (14), Если необходимо накопить СО2 в адсорберах 4А и 4Б, чтобы, например, при г,одключении нового хранилища можно было быстро повысить в нем концентрацию СО2 до заданного уровня, то в период pere15 нерации сорбентов сброс газов нужно производить через клапан 13 или .14, Регулирование концентраций кислорода и углекислого газа в хранилище 1 осуществляется изменением временных характеристик 20 с помощью блока автоматического управления клапанами, а именно: продолжительности процесса адсорбции в адсорберзх 4 и 5 (г„ц) продолжительности совместной работы эдсорберов 4 и 5 (Tcoe ) и продолжитель25 ности работы адсорберов 5 (без 4) т5 а также продол>кительности подключения установки к хоанилищу т1 и продолжительности отключения т2 Последнее требует пояснения, Поскол ьку режим работы компрессора чзше всего является прерывистым (например, для компрессора марки СО-1 45 мин работы, 15 мин обязательного отключения). то при предлагаемом способе регулирования газовой среды в хранилище заложен, помимо >Г непрерывного, следующий режим рэботы. Установка, подключенная к хранилищу, работает по описанному замкнутому циклу определенный промежуток времени xi . За это время часть газа, обогащенного азотом, и поступающего в ресивер 7, который заг олнен сорбентом, например активировэнным углем, адсорбируется этим сорбентом; а часть поступает в хранилище 1, откуда избыточная часть газа поступает в peñивер 2, также заполненный сорбентом, который адсорбирует избыточное количество гэзэ в хранилище, давление в котором поддер>кивается равным атмосферному датчиком давления. Из ресивера 2 компрессор откачивает часть газа, который перед входом в компрессор смешивается с поступившим атмосферным воздухом, Далее газ циркулирует через установку по описанному способу, По окончании периода времени Т1 компрессор и клапаны автоматически выключаются. В течение заданного периода времени Г2 предварительно адсорбированный газ сорбентом в ресивере 7 будет десорбировать и поступать в хранилище 1, из которого избыточное количество газа уйдет в ресивер 2, где он адсорбируется сорбентом, По окончании времени тр компрессор и клапаны включаются и цикл по- 5 вторяется. Таким образом, с помощью подбора продолжительностей т1 и х а также тпц, хЪ,и 7 о можно добиться оптимального варианта регулирования состава газовой. среды в хранилище 10 плодоовощной и родукции. Формула изобретения 1. Способ создания регулируемой газовой среды в хранилище фруктов и овощей путем смешения атмосферного воздуха с газом из хранилища, содержащим этилен до 2 „последующей адсорбции этой смеси с удалением кислорода и дальнейшей подачи обогащенного азотом газа в хранилище о образованием принудительной циркуляции 20 газа через хранилище по двум параллельным попеременно включенным адсорбционным ветвям. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности te нераторов газовых сред, в процессе адсор бции одновременно с кислородом удаляют и этилен, а в процессе циркуляции газового потока периодически удаляют из него избыточное количество углекислого газа или добавляют недостающее посредством попеременной подачи исходной смеси в слои соответствующего сорбента, включенные в каждую из параллельных ветвей циркуляционного контура, причем десорбцию кислорода, этилена и углекислого газа осуществляют одновременно сбросом давления го всей адсорбционной ветви, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе принудительной циркуляции перед подачей газа в хранилище часть этого газа сорбируют, при прекращении циркуляции направляют зту часть десорбированного газа в хранилище и одновременно сорбируют газ, выходящий из него.
