Способ кондиционирования воздуха в камерах сушки сырокопченых колбас

Способ предназначен для кондиционирования воздуха в камерах сушки сырокопченых колбас. Способ заключается в том, что при температуре наружного воздуха меньше температуры точки росы приточного воздуха предусматриваются охлаждение и осушение смеси воздуха до влагосодержания приточного воздуха путем изменения количественного соотношения наружного и внутреннего воздуха. Технический результат - сокращение расхода холода в 2 раза и теплоты в 1,24 раза. 3 таблицы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способам кондиционирования воздуха в камерах сушки сырокопченых колбас и может быть использовано в камерах сушки варено-копченых, полукопченых колбас, а также сырых свинокопченостей и других мясных продуктов.

Известен способ кондиционирования воздуха в камере сушки, оборудованной системой, работающей на полной рециркуляции внутреннего воздуха.

Схемы системы кондиционирования, работающей по способу полной рециркуляции внутреннего воздуха сушильной камеры, приведены на рис.70 литературы [Бражников A.M., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1979, 186-189 стр.]. На рисунке приведены две схемы системы кондиционирования, предназначенных для поддержания заданных параметров воздуха при сушке полукопченых, сырокопченых колбас и других мясных изделий.

Из схем, приведенных на рис.70 [Бражников A.M., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1979, стр.186-189] следует, что система кондиционирования предусматривает тепловлажностную обработку только внутреннего воздуха камеры сушки (система с полной рециркуляцией). При этом в первой схеме системы ([Бражников A.M., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1979, стр.186-189]) тепловлажностная обработка воздуха осуществляется в течение всего года в камере орошения, необходимой для его охлаждения с осушением до температуры точки росы приточного воздуха, и воздухонагревателе, где осушенный воздух нагревается до температуры приточного воздуха. Вторая схема системы (на том же рисунке) отличается от первой только наличием обводного канала, с помощью которого можно изменить расход воздуха, проходящего через камеру орошения, в случаях значительного уменьшения теплопритоков в камеру сушки.

Системы получили в свое время широкое практическое применение на мясоперерабатывающих предприятиях ввиду простоты устройства.

Камеры орошения, применяемые в описанном способе кондиционирования, являются универсальными аппаратами для проведения процессов влажностной обработки воздуха и простыми по устройству и управлению.

Недостатком камер орошения является то, что при обработке воздуха путем непосредственного контакта его с разбрызгиваемой водой происходит повышенный унос капель воды с потоком воздуха, что вызывает изменение его параметров, в связи чем возникает необходимость в дополнительном расходе холодной воды. Кроме того, увеличивается продолжительность сушки продуктов и ухудшается их качество.

В литературе [Бражников A.M., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1979, стр.186-189] на с.186 отмечено, что процессы охлаждения с осушением воздуха могут быть выполнены также в воздухоохладителе. Способ кондиционирования с применением воздухоохладителя вместо камеры орошения является более совершенным, так как исключается непосредственный контакт воздуха с водой. Но способ кондиционирования, применяемый в описанной системе обработки воздуха (схемы 1 и 2 на рис.70 [Бражников A.M., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1979, стр.186-189]), имеет следующие недостатки:

1) не обеспечивается подача наружного воздуха, необходимого для замены внутреннего воздуха свежим, что создает условия для развития плесени;

2) в течение всего года, в том числе и в холодный период, используются процессы охлаждения с осушением воздуха с помощью холодильной машины, которая обеспечивает подачу холодной воды в камеру орошения или воздухоохладитель; вследствие применения холодильной машины в холодный период года способ характеризуется повышенными энергозатратами на проведение процесса сушки колбас;

3) не учитывается изменение параметров воздуха в камере на различных стадиях сушки колбас и поддерживается среднее значение влажности в камере сушки. Поддержание среднего значения влажности воздуха без учета особенностей массообменных процессов в камере сушки не обеспечивает заданного качества продуктов.

Для обеспечения санитарно-гигиенических условий воздушной среды при сушке колбас в промышленности разработан способ кондиционирования, предусматривающий тепловлажностную обработку смеси наружного и внутреннего воздуха [Малова Н.Д., Кудинов А.В, Капитонов А.А. Перспективы применения автономных кондиционеров в мясной отрасли / Мясная индустрия. - 2002. - №5. - С.48-51]. Способ предусматривает минимальную подачу наружного воздуха в смеси его с внутренним воздухом камеры сушки, что позволяет осуществлять постепенную замену внутреннего воздуха свежим и создать условия, способствующие исключению или, по крайней мере, значительному уменьшению образования плесени на поверхности продукта и кондиционирующего оборудования. Технологическими условиями установлено, что подача наружного воздуха в количестве до 10% от общей подачи воздуха в камеру сушки является вполне достаточной для необходимой замены внутреннего воздуха наружным. При подаче наружного воздуха в количестве V_нар=0,1V, где V - общий объем циркулирующего воздуха, м³/ч, объем внутреннего воздуха заменяется свежим наружным примерно 2 раза в сутки. Такая подача наружного воздуха соответствует технологическим рекомендациям при сушке различных видов колбас.

В литературе [Малова Н.Д., Кудинов А.В, Капитонов А.А. Перспективы применения автономных кондиционеров в мясной отрасли // Мясная индустрия. - 2002. - №5. - С.48-51] описан способ кондиционирования воздуха в камерах сушки колбас с применением постоянного количественного соотношения наружного и внутреннего воздуха в смеси, обрабатываемой в кондиционере с помощью воздухоохладителя и воздухонагревателя.

Способ предусматривает дополнительную обработку смеси воздуха в паровом увлажнителе, который поддерживает среднее значение влажности воздуха. В течение всего года в данном способе кондиционирования обрабатывается смесь воздуха, имеющая постоянное соотношение количеств наружного воздуха (10%) и внутреннего (90%). Способ позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия сушки колбас, но по-прежнему характеризуется повышенными энергозатратами, так как в течение всего года осуществляет процессы охлаждения с осушением смеси воздуха в воздухоохладителе с помощью холодильной машины. Кроме того, способ не учитывает изменения параметров воздуха в камере в течение процесса сушки, которые возникают в связи с переменным поступлением влаги от продукта; в связи с этим не обеспечивается заданное качество продуктов. Следовательно, известные в промышленности способы кондиционирования воздуха характеризуются повышенными энергозатратами на проведение сушки различных видов колбас, особенно сырокопченых колбас, в связи со значительной продолжительностью процесса (до 25-30 суток) и не учитывают изменения влагообменных процессов, что вызывает ухудшение качества выпускаемой продукции.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является создание способа кондиционирования, который позволяет осуществить в теплый период года смешение наружного и внутреннего воздуха с постоянным количественным соотношением при подаче наружного воздуха в количестве, соответствующем созданию санитарно-гигиенических условий сушки колбас, а в холодный период осуществить смешение с переменным соотношением при подаче наружного воздуха в количестве, при котором влагосодержание смеси равно влагосодержанию приточного воздуха, охлаждение с осушением смеси, ее нагревание и увлажнение в соответствии с изменением влагопоступлений от продукта.

Теплым периодом года считаем период, при котором температура наружного воздуха t_н выше минимальной температуры точки росы приточного воздуха, соответствующей начальной стадии сушки. Холодным периодом года считаем период, при котором температура наружного воздуха t_н ниже минимальной температуры точки росы приточного воздуха.

Предлагаемый способ осуществляется с помощью программатора сушки, который имеет датчики температуры и влажности приточного и внутреннего воздуха, т.е. температуры и влажности воздуха на входе и выходе из камеры, а также датчик температуры наружного воздуха. В соответствии с изменением влажности воздуха в камере программатор обеспечивает изменение параметров охлажденной и осушенной смеси за воздухоохладителем (в теплый период года), изменяя тем самым влагосодержание приточного воздуха. При максимальном влагопритоке от продукта в начальный период сушки датчики влажности фиксируют максимальное изменение влажности. При этом программатор обеспечивает максимальную степень охлаждения и осушения смеси воздуха.

Максимальной степени охлаждения и осушения смеси воздуха соответствует минимальное значение влагосодержания приточного воздуха и максимальное значение его температуры. При этом устанавливается максимальная разность температур между приточным воздухом и воздухом в камере сушки (между воздухом на входе и выходе из камеры сушки). Датчики температуры фиксируют ее изменение и подают сигнал через программатор на увеличение степени нагревания смеси перед подачей в камеру сушки.

По мере уменьшения поступлений влаги от продукта датчики влажности через программатор подают сигнал на уменьшение степени охлаждения и осушения смеси; при этом повышается влагосодержание и уменьшается температура приточного воздуха, уменьшается разность температур между приточным воздухом и воздухом в камере. При уменьшении разности температур до 1-1,5°С программатор включает в работу увлажнитель смеси воздуха, который обеспечивает поддержание влажности, заданной технологическими нормами.

Предлагаемый способ обеспечивает получение продукта заданного качества, так как позволяет исключить образование плесени, закала на поверхности продукта и создать условия, обеспечивающие заданную конечную влажность и ее равномерное распределение в продукте. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает условия, позволяющие уменьшить энергозатраты на сушку продукта, так как предусматривает поддержание влажности и температуры воздуха в соответствии с тепло- и массообменными процессами между воздухом и продуктом.

В холодный период года при температуре наружного воздуха меньшей, чем минимальная температура точки росы приточного воздуха, способ предусматривает смешение наружного и внутреннего воздуха в переменном количественном соотношении. При этом подача наружного воздуха в течение всего года изменяется от минимального значения, соответствующего созданию санитарно-гигиенических условий сушки колбас и равного 10% от общего количества смеси, до значения, при котором влагосодержание смеси становится равным влагосодержанию приточного воздуха. Влагосодержание приточного воздуха при этом является переменным в течение всего процесса сушки и зависит от влагопоступлений от продукта. По мере уменьшения влагопоступлений от продукта количество подаваемого наружного воздуха уменьшается. Но при изменении влагопоступлений от продукта происходит одновременное изменение параметров наружного воздуха. В холодный период года, с увеличением температуры наружного воздуха, количественное содержание его в смеси с внутренним увеличивается от 10% (при расчетных параметрах наружного воздуха в холодный период года для г.Москвы) до 65% (при температуре наружного воздуха, близкой к минимальной температуре точки росы приточного воздуха). Программатор сушки обеспечивает одновременный контроль изменения параметров воздуха в камере сушки и температуры наружного воздуха. Благодаря этому обеспечивается поддержание влагосодержания приточного воздуха, необходимого для каждой стадии сушки.

Датчики влажности контролируют изменение влажности воздуха в камере. В соответствии с изменением влажности воздуха в камере и температуры наружного воздуха программатор обеспечивает изменение параметров смеси наружного и внутреннего воздуха за смесительной камерой, поддерживая тем самым влагосодержание приточного воздуха, соответствующее определенной стадии сушки. При максимальном влагопритоке на начальной стадии сушки программатор поддерживает максимальную степень охлаждения и осушения смеси воздуха путем увеличения количества наружного воздуха в его смеси с внутренним. При максимальной степени охлаждения смеси с одновременным ее осушением создается максимальная разность температур воздуха на входе и выходе из камеры. При этом датчики температуры через программатор подают сигнал на увеличение нагревания смеси воздуха. По мере уменьшения поступлений влаги от продукта датчики влажности через программатор подают сигнал на уменьшение степени охлаждения и осушения смеси воздуха путем изменения количественного соотношения наружного и внутреннего воздуха. При этом повышается влагосодержание и уменьшается температура приточного воздуха, уменьшается разность температур воздуха на входе и выходе из камеры. При уменьшении разности температур примерно до 1-1,5°С (максимальная разность температур достигает 3°С и более в зависимости от конструкции камеры) программатор включает в работу увлажнитель подаваемой смеси, который обеспечивает поддержание влажности, заданной технологическими нормами.

Таким образом, предлагаемый способ кондиционирования обеспечивает получение продукта заданного качества, так как позволяет исключить технологические дефекты, образующиеся при сушке продукта по действующим способам, и значительно сократить энергозатраты на сушку в холодный период года, так как при пониженной температуре наружного воздуха (при температуре наружного воздуха, имеющей значение меньшее, чем минимальная температура точки росы приточного воздуха) способ позволяет использовать естественный холод путем изменения количества наружного воздуха в его смеси с внутренним в зависимости от изменения влагопоступлений от продукта.

Изобретение поясняется схемами и диаграммами. На фиг.1 приведена схема предлагаемого способа кондиционирования воздуха в камере сушки сырокопченых колбас; на фиг.2 приведена I-d диаграмма влажного воздуха круглогодичной обработки воздуха в системе, работающей по предлагаемому способу кондиционирования воздуха в камере сушки сырокопченых колбас.

Из фиг.1 следует, что предлагаемый способ кондиционирования при сушке колбас осуществляется с помощью системы, содержащей камеру сушки 1, воздуховод для подачи наружного воздуха 2, клапан 3 наружного воздуха с автоматическим приводом 4, приемную камеру 5 с датчиком температуры 6 наружного воздуха, фильтр 7, смесительную камеру 8, воздухоохладитель 9 с холодильной машиной 10, воздухонагреватель 11 с автоматическим приводом 12, вентилятор приточный 13, паровой увлажнитель 14 с автоматическим приводом 15, приточный воздуховод 16, воздуховод рециркуляционный 17, рециркуляционный клапан 18 с автоматическим приводом 19 для подачи рециркуляционного воздуха камеры сушки в смесительную камеру 8, вытяжной воздуховод 20 и вытяжной клапан 21 с автоматическим приводом 22. По воздуховоду 20 происходит выход удаляемого воздуха 23.

На фиг.1 показаны также датчики 24 и 24а для контроля температуры воздуха на входе и выходе из камеры сушки, датчики 25 и 25а для контроля влажности воздуха на входе и выходе из камеры сушки, программатор 26.

В теплый период года способ обеспечивает подачу наружного воздуха через воздуховод 2, клапан 3, привод 4 которого обеспечивает постоянную подачу наружного воздуха в смесительную камеру 8 (предварительно воздух очищается в фильтре 7) в количестве не более 10% от общей подачи воздуха в камеру сушки, что вполне достаточно для создания необходимых санитарно-гигиенических условий сушки сырокопченых колбас. Одновременно в смесительную камеру 8 подается приточным вентилятором 13 по воздуховоду 17 рециркуляционный воздух из камеры сушки 1. Автоматический привод 19 клапана 18, установленного в воздуховоде 17, обеспечивает постоянную подачу внутреннего воздуха камеры сушки в количестве, составляющем не более 90% от общего количества подаваемого воздуха. Полученная смесь поступает в воздухоохладитель 9, который с помощью холодильной машины 10 обеспечивает изменение степени охлаждения и осушения смеси воздуха в зависимости от сигнала, поступающего от датчиков влажности 25 и 25а и программатора 26. Охлажденная и осушенная смесь поступает в воздухонагреватель 11, автоматический привод 12 которого работает совместно с программатором 26 и датчиками температуры 24 и 24а. Приточный вентилятор 13 подает обработанную смесь воздуха по приточному воздуховоду 16 в камеру сушки 1 весь период сушки до тех пор, пока разность температур, контролируемая датчиками 24, 24а и программатором 26, не уменьшится до значения, примерно равного 1-1,5°С (в зависимости от конструкции камеры сушки). При достижении указанной разности температур программатор 26 включает автоматический привод 15 увлажнителя 14, который работает совместно с датчиком влажности 25а.

Период, когда температура наружного воздуха уменьшается до минимальной температуры точки росы приточного воздуха, поступающего в камеру сушки (для предлагаемого способа кондиционирования при сушке сырокопченых колбас этот период считается холодным периодом года), характеризуется возможностью отключения холодильной машины и выполнения процессов охлаждения и осушения смеси воздуха путем использования пониженной температуры и влагосодержания наружного воздуха.

В холодный период года способ обеспечивает подачу наружного воздуха через воздуховод 2, клапан 3, привод 4 которого изменяет его количество в зависимости от температуры наружного воздуха, датчик 6 которого установлен в приемной камере 5 и подает сигнал через программатор 26 на изменение степени открытия клапана 3. Одновременно программатор 26 учитывает изменение сигналов, поступающих от датчиков температуры 24 и 24а и датчиков влажности 25 и 25а. Через клапан 18 подается количество внутреннего воздуха, равное разности расходов общего и наружного воздуха. Такая подача внутреннего воздуха обеспечивается автоматическим приводом 19, работающим совместно с программатором 26, датчиком температуры 6 наружного воздуха, датчиками температуры 24 и 24а и датчиками влажности 25 и 25а. Смесь воздуха с переменным количественным соотношением с помощью программатора приобретает параметры, при которых влагосодержание приточного воздуха соответствует определенной стадии сушки колбас. Переменное соотношение количеств наружного и внутреннего воздуха достигается путем срабатывания автоматических приводов клапана 3 наружного воздуха, клапана рециркуляции 18 и клапана вытяжки удаляемого воздуха 22. Их включение и обеспечение необходимого количественного соотношения наружного и внутреннего воздуха в подаваемой смеси также достигаются с помощью программатора, датчика температуры наружного воздуха, а также датчиков температуры и влажности воздуха на входе и выходе из камеры сушки.

Нагревание охлажденной и осушенной смеси, поступающей из смесительной камеры 8, осуществляется в соответствии с сигналами, поступающими от датчиков температуры 24 и 24а, программатора 26 с помощью автоматического привода 12. Весь период сушки работают клапаны смесительной камеры и воздухонагреватель до тех пор, пока разность температур воздуха на входе и выходе его из камеры сушки не достигнет значения, примерно равного 1-1,5°С. При указанной разности температур программатором дополнительно включается увлажнитель 14, поддерживающий заданное значение влажности воздуха, рекомендуемое технологическими нормами.

На фиг.2 приведены построения на I-d диаграмме процессов обработки воздуха, применяемых в предлагаемом способе кондиционирования. В теплый период года способ предусматривает процесс смешения наружного воздуха с внутренним (линия Н_т-В), процесс охлаждения смеси с одновременным осушением в воздухоохладителе до температуры точки росы приточного воздуха (линия С_т-О), процесс нагревания смеси в воздухонагревателе (линия О-П) и процесс изменения состояния воздуха в камере сушки (линия П-В). Названные процессы характеризуют обработку воздуха в начальной стадии сушки. Для конечной стадии сушки продукта показано изменение процесса нагревания смеси (линия О-К), включение дополнительного процесса увлажнения смеси (линия К-П') и изменение процесса в камере сушки (линия П'-В). Процессы кондиционирования построены для максимальной степени охлаждения и осушения смеси (линия С_т-О). Такое построение выполнено для упрощения с целью более наглядного изображения процессов обработки воздуха. Практически точка О, характеризующая параметры охлаждения и осушения смеси, занимает переменное положение и перемещается в сторону уменьшения расхода холода на охлаждение смеси (точка О перемещается вправо) при изменении влажности воздуха в камере.

В холодный период года предлагаемый способ кондиционирования предусматривает следующие процессы обработки воздуха: смешение наружного воздуха с внутренним (линия Н_х-В), процесс нагревания смеси (линия С_х-П) и процесс изменения состояния воздуха при сушке колбас (линия П-В). Названные процессы относятся к начальной стадии сушки. Для конечной стадии сушки процесс нагревания характеризуется линией С_х-К, процесс увлажнения смеси - линией К-П' и процесс в камере сушки - линией П'-В. Для конечной стадии сушки условно показано то же положение линии смеси (для крайних зимних параметров наружного воздуха). Такое изображение не затемняет схему процессов, но наглядно показывает последовательность их применения и изменение тепловой нагрузки на оборудование.

Ниже рассмотрен предлагаемый способ кондиционирования применительно к камере сушки, выполненной в виде теплоизолированного аппарата, в котором условия сушки сырокопченых колбас могут быть приняты изоэнтальпийными или приближенными к изоэнтальпийным, так как камера такой конструкции характеризуется незначительными теплопритоками через теплоизолирующие ограждающие конструкции, а остальные теплопритоки (от рабочих, транспортных устройств для загрузки партий сырого продукта и выгрузки партий готового продукта, от системы освещения, инфильтрации воздуха смежных помещений), которые присущи камерам сушки зального типа, отсутствуют. Изоэнтальпийные условия или условия, близкие к изоэнтальпийным, способствуют обеспечению качественных показателей продуктов, заданных технологическими условиями.

Сушку сырокопченых колбас рекомендуется проводить при поддержании следующих режимов воздушной среды: температура t=12±1°C, относительная влажность ϕ=75±5%, скорость движения ω=0,1÷0.2 м/с [Рогов И.А. Технология мяса и мясопродуктов. - М.: «Агропромиздат», 1988, 338 стр.].

Для определения расходов теплоты и холода в предлагаемом способе кондиционирования выполнено определение удельных расходов на охлаждение и нагревание 1 кг воздуха с учетом климатических условий Москвы, максимальной разности температур между воздухом на входе и выходе из камеры сушки, равной Δt=2°С, и расчетных параметров внутреннего воздуха, соответствующих технологическим нормам.

Из фиг.2 следует, что в теплый период года наружный воздух с параметрами точки H_т смешивается с внутренним воздухом с параметрами точки В по линии смеси Н_т-В. Точка смеси С_т характеризует подачу 10% наружного и 90% внутреннего воздуха, забираемого из сушильной камеры. В холодное время года, когда температура наружного воздуха меньше минимальной температуры точки росы приточного воздуха, наружный воздух с параметрами точки Н_х смешивается с внутренним воздухом с параметрами точки В по линии Н_х-В. В это время способ кондиционирования характеризуется переменным расходом внутреннего воздуха и соответствующим изменением расхода наружного и вытяжного воздуха. Смесь наружного воздуха с внутренним характеризуется точкой смеси С_х, имеющей влагосодержание, равное влагосодержанию приточного воздуха.

В теплое время года смесь охлаждают и осушают в воздухоохладителе до заданного влагосодержания приточного воздуха, а затем нагревают до температуры приточного воздуха в воздухонагревателе. Процесс охлаждения с осушением изображен на I-d диаграмме влажного воздуха (фиг.2) линией С_т-O. В холодное время года обработка смеси воздуха в воздухоохладителе отсутствует, а ее охлаждение и осушение осуществляют путем изменения количественного соотношения наружного и внутреннего, а также удаляемого воздуха в зависимости от изменения влажности воздуха в камере сушки (сигналы от датчиков влажности 25 и 25а), температуры наружного воздуха (сигнал от датчика температуры 6 наружного воздуха) и управляющего сигнала от программатора 26. При этом при повышении температуры наружного воздуха в холодный период года количество наружного воздуха в смеси возрастает.

Процесс нагревания воздуха в теплое время года характеризуется линией O-П на начальной стадии сушки и линией O-К в последующих стадиях сушки колбас. Процесс нагревания воздуха в холодный период года характеризуется линией С_х-П на начальной стадии сушки и линией С_х-К в последующих стадиях сушки колбас. Процесс увлажнения воздуха в паровом увлажнителе происходит на последующих стадиях сушки для поддержания заданной относительной влажности воздуха и характеризуется линией К-П¹. В сушильной камере процесс изменения состояния воздуха характеризуется линией П-В на начальной стадии сушки и линией П¹-B - в последующих стадиях сушки колбас.

Удельный расход холода в предлагаемом способе кондиционирования на охлаждение с осушением 1 кг воздуха в теплое время года характеризуется разностью энтальпий:

q_o.т=I_c.т-I_o (кДж/кг),

где q_o.т - удельный расход холода в теплое время года, кДж/кг;

I_c.т - энтальпия смеси воздуха в теплое время года, кДж/кг;

I_о - энтальпия смеси воздуха после охлаждения, кДж/кг.

Удельный расход холода в предлагаемом способе кондиционирования в холодное время года отсутствует.

Определим энергозатраты при кондиционировании воздуха в сушильной камере для сырокопченых колбас по предлагаемому способу.

Согласно СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» расчетные параметры наружного воздуха (параметры Б) для г.Москвы: температура t_н.т=28,5°C, t_н.х=-26°С; энтальпия I_н.т=54 кДж/кг, I_н.х=-25 кДж/кг.

Расчетные параметры внутреннего воздуха сушильной камеры в теплое и холодное время года, как уже было сказано выше, следующие: t_в=12°С; ϕв=75%. Допустимый диапазон отклонения параметров ±1°С по температуре и ±5% по влажности [Рогов И.А. Технология мяса и мясопродуктов. - М.: «Агропромиздат», 1988, 338 стр.].

Рабочую разность температур воздуха Δtp в камерах сушки, выполненных в виде теплоизолированных аппаратов, принимают равной 2°С. Тогда температура приточного воздуха t_п=12+2=14°C. Изменение состояния воздуха в камере сушки происходит по изоэнтальпе I_п=I_в=28,5 кДж/кг.

Общее количество циркулирующего воздуха в камере сушки принимаем равным V=10000 м³/ч (наиболее распространенный в промышленности вариант камер сушки колбас, оборудованных системами, имеющими расход воздуха V=10000 м³/ч).

Следовательно, расход наружного воздуха в теплый период года для предлагаемого способа V_н=0,1V=1000 м³/час.

Выполним на J-d диаграмме влажного воздуха построение процессов кондиционирования в камере сушки сырокопченых колбас по предлагаемому способу при расчетных параметрах наружного воздуха для г.Москвы.

Холодный период года.

Наружный воздух с параметрами t_н.х=-26°C, I_н.х=-25 кДж/кг смешивается с внутренним воздухом (t_в=12°С; ϕв=75%) до влагосодержания, равного влагосодержанию приточного воздуха. Графически по I-d диаграмме влажного воздуха определяем, что при минимальных зимних параметрах наружного воздуха количественное соотношение его с внутренним составляет соответственно 10 и 90% (1000 и 9000 м³/ч) от общего количества смеси. При этом температура смеси равна t_c.х=+8,0°C, энтальпия I_c.х=22 кДж/кг. Затем смесь воздуха нагревается до температуры приточного воздуха и подается в помещение. На начальной стадии сушки параметры приточного воздуха следующие: температура t_п=+14°C, энтальпия I_п=28,5 кДж/кг. На последующих стадиях сушки смесь воздуха нагревают до более низкой температуры и перед подачей ее в помещение увлажняют.

Теплый период года.

Наружный воздух с расчетными параметрами теплого периода года t_н.т=28,5°C, I_н.т=54 кДж/кг смешивается с внутренним воздухом (t_в=12°С; ϕв=75%) в постоянном количественном соотношении: 10% наружного воздуха V_н.т=1000 м³/ч и 90% внутреннего воздуха V_в=9000 м³/ч. Температура смеси равна t_с.т=+13,5°С, энтальпия I_с.т=31 кДж/кг. Полученная смесь охлаждается и осушается в воздухоохладителе до температуры точки росы приточного воздуха t_o=6,5°C, ϕ_o=95%. Затем смесь воздуха нагревается до температуры приточного воздуха и подается в помещение. На начальной стадии сушки параметры приточного воздуха остаются прежними: температура t_п=+14°C, энтальпия I_п=28,5 кДж/кг. На последующих стадиях сушки смесь воздуха нагревают до более низкой температуры и перед подачей ее в помещение увлажняют.

В табл.1 приведены удельные расходы теплоты и холода на обработку 1 кг воздуха по действующему способу и способу заявляемого изобретения (предлагаемому).

Таблица 1
Способы обработки воздуха	Показатели
	Удельный расход теплоты, кДж/кг	Удельный расход холода, кДж/кг
	периоды года	периоды года
холодный	теплый	холодный	теплый
Действующий способ (с постоянным количественным соотношением наружного и внутреннего воздуха в течение всего года)	qн.x=Iп-Io=28,5-21,0=7,5 кДж/кг	qн.т=Iп-Io=28,5-21,0=7,5 кДж/кг	*) qо.х=4,07 кДж/кг	*) qо.т=8,92 кДж/кг
Предлагаемый способ (с количественным соотношением наружного и внутреннего воздуха, учитывающим изменение влагопоступлений от продукта и температуры наружного воздуха)	*) qн.х=5,22 кДж/кг	qн.т=Iп-Iо=28,5-21,0=7,5 кДж/кг	*) qo.x=0	*) qо.т=8,92 кДж/кг
*) Приведены среднеарифметические удельные показатели, рассчитанные с учетом метода, предложенного Успенской Л.Б. и др. в сборнике трудов ВНИИГС №15 «Выбор расчетных параметров наружного воздуха для установок кондиционирования», выпущенного в 1960 г. [Сборник трудов ВНИИГС №15 под ред.Успенской Л.Б. и др. «Выбор расчетных параметров наружного воздуха для установок кондиционирования». - М., 1960, стр.36-42]. Метод учитывает изменение параметров наружного воздуха для каждой климатической местности и время их стояния в часах.

В табл.2 приведены расходы теплоты и холода на обработку воздуха по действующему способу и способу заявляемого изобретения (предлагаемому) с учетом всего количества циркулирующего воздуха.

Таблица 2
Способы обработки воздуха	Показатели
	Расход теплоты, кВт	Расход холода, кВт
	периоды года	периоды года
холодный	теплый	холодный	теплый
Действующий способ
Предлагаемый способ			Qо.х=0

В формулах, приведенных в табл.2, параметр ρ характеризует среднее значение плотности воздуха: ρ=1,2 кг/м³.

В табл.3 приведены годовые расходы теплоты и холода по действующему способу и способу заявляемого изобретения (предлагаемому).

Таблица 3
Способы обработки воздуха	Показатели
	Расход теплоты, кВт	Расход холода, кВт
Время работы воздухонагревателя, часы	Расход теплоты в воздухонагревателе (годовой), кДж	Время работы воздухоохладителя, часы	Расход холода в воздухоохладителе (годовой), кДж
Действующий способ	τгод=8760 часов	Qн.год =788,40·106 кДж	τгод=8760 часов	Qо.год=661,93·106 кДж
Предлагаемый способ	τгод=8760 часов	Qн.год=633,89·106 кДж	τгод=3547,9 часов	Qо.год=348,77·106 кДж

Данные, приведенные в табл.3, показывают, что при обработке смеси воздуха по предлагаемому способу в период года, когда температура наружного воздуха меньше температуры точки росы приточного воздуха, расход холода в холодильной машине отсутствует. Холод на обработку смеси воздуха (включена холодильная машина) используется только в теплый период года. При этом годовой расход теплоты примерно в 1,24 раза, а годовой расход холода почти в 2 раза меньше по сравнению с годовым расходом теплоты и холода при обработке воздуха по действующему способу.

Из рассмотренных способов кондиционирования воздуха камер сушки сырокопченых колбас можно сделать следующие выводы:

1) предлагаемый способ характеризуется уменьшением энергозатрат на обработку смеси воздуха в холодный период года вследствие применения смешения наружного воздуха с внутренним с учетом изменения температуры наружного воздуха;

2) предлагаемый способ характеризуется уменьшением энергозатрат на обработку смеси воздуха в течение всего года вследствие применения программного изменения влагосодержания приточного воздуха в зависимости от изменения влагопритоков от продукта в процессе сушки, что позволяет изменять расход холода, теплоты и влаги в соответствии с текущими значениями температуры и влажности воздуха на каждой стадии сушки;

3) способ позволяет сохранить качественные показатели продуктов, так как учитывает изменение влагопоступлений от продуктов с помощью управляющего режима программатора, что исключает появление технологических дефектов в виде закала поверхности колбасных батонов (пересушки их поверхности), образования плесени при повышенной влажности и др.

Способ кондиционирования, предусматривающий смешение наружного и внутреннего воздуха, охлаждение с осушением, нагревание и увлажнение смеси воздуха, отличающийся тем, что при температуре наружного воздуха меньше, чем минимальная температура точки росы приточного воздуха, количество наружного воздуха в его смеси с внутренним изменяют в соответствии с изменением параметров воздуха в камере сушки и температуры наружного воздуха таким образом, что влагосодержание смеси становится равным влагосодержанию приточного воздуха.