Спосіб гіпобаричного зберігання сільськогосподарської продукції та пристрій для його здійснення

Изобретение относится к области хранения сельскохозяйственной продукции, в частности к гипобарическому хранению сельскохозяйственной продукции Известен гипобарический способ хранения сельскохозяйственной продукции, включающий размещение продукции в охлаждаемой камере в среде с пониженным давлением воздуха, обработанного с изменением температуры и влагосодержания [1]. Известный способ гипобарического хранения обладает следующими недостатками. Используем для объяснения известную 1d-диаграмму влажного воздуха для пониженных давлении, приведенную на фиг.1. На 1d-диаграмме приведены следующие обозначения: da и dx - соответственно влагосодержание атмосферного воздуха и среды в гипобарическом хранилище da>dx; ta, t x - соответственно температура атмосферного воздуха и среды в гипобарическом хранилище; Px, j x - давление и относительная влажность воздуха, заданные технологией хранения в гипобарическом хранилище, j x £ 1 . Таким образом, точка 1 характеризует состояние атмосферного воздуха, а точка 0 -среды в гипобарическом хранилище. Согласно известному гипобарическому способу хранение сельхозяйственной продукции происходит следующим образом. В точке 1 понижают давление свежего воздуха до абсолютного давления хранения Рх (при этом в соответствующее число раз уменьшается относительная влажность вентилирующего воздуха). Далее воздух охлаждается в процессе 12 (d=const) до достижения состояния, характеризуемого величиной j = 1,0 . Дальнейшее охлаждение до заданного влагосодержания dx проходит по линии(Р=Р х; j = 1 ). Далее воздух поступает в объем хранимой продукции, где должны поддерживаться заданные параметры хранения Pх, t x и j x . Как видно из 1d-диаграммы при необходимости хранить продукцию в условиях j x < 1 известный способ не обеспечивает требуемую относительную влажность среды в объеме хранимой продукции, что может привести к быстрой потере качества хранимой продукции, снижению сроков ее хранения, увеличению потерь 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 соответствующе го калорифера), при этом повышаются затраты энергоресурсов, так как воздух необходимо подогреть от состояния, описываемого точкой·3, до состояния, описываемого точкой 0 - заданный режим хранения. Таким образом, известный способ гипобарического хранения не обеспечивает оптимальных параметров хранения и характеризуется повышенными эксплуатационными расходами. Известно устройство для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, преимущественно цветочного среза, содержащее 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 [2]. Недостатком известного технического решения является невозможность проведения осушки воздуха при влагосодержании окружающей среды выше влагосодержания заданного условиями хранения при j x < 1 . В этом случае процесс охлаждения (осушки) воздуха также протекает по линии 1-2-3 (фиг. 1) и заданные условия хранения, описываемые точкой 0, не достигаются. Получение параметров, заданных точкой 0, требуют дополнительных эксплуатационных расходов. Конструкция известного технического решения включает охладители воздуха, работающие при атмосферном и пониженном давлениях, что усложняет конструкцию и приводит к повышенным капитальным и эксплуатационным затратам. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа и устройства для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции за счет снижения энергетических затрат и эксплуатационных расходов. Поставленная задача решается тем, что в способе гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, предусматривающем размещение ее в камере, предварительную обработку воздуха, включающего понижение его давления, охлаждение, снижение влагосодержания и подачу в камеру, согласно изобретению 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 повторно снижают давление воздуха до условий гипобарического хранения. Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, содержащем 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, согласно изобретению оно снабжено дополнительным вентилем перепада давления, установленным на линии подачи воздуха между охладителем и камерой хранения. 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 j x . Понижение давления до значения Рп, определяемого давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютного влагосодержания в условиях гипобарического давления, позволяет провести последующую осушк у воздуха (процесс 20) по пограничной кривой (Р=Рп и jn = 1 ), что не только просто реализуется в практике, но и позволяет с наименьшими энергетическими затратами достичь значения температуры воздуха, равного t x. Понижение давления от значения Рп к значению абсолютного хранения Ρx, при состоянии, характеризующимся точкой 0, позволяет при tx=const и Px=const достигнуть заданной величины j x . Отмеченная последовательность в подготовке воздуха позволяет провести ее с наименьшими возможными энергетическими затратами. Так как процессы управляются по температуре и давлению, то для реализации предлагаемого способа потребуются простые системы управления до достижения заданных параметров Ρx, t x и j x ´ (j x < 1) . Достижению положительного эффекта также способствует возможность достижения условий в объеме хранимой продукции с j x < 1, что невозможно получить при известном способе гипобарического хранения. Стабильное получение и поддержание при предлагаемом способе хранения заданных параметров хранения Ρx, t x и j x (при j x < 1) позволяет создать оптимальные условия 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. Существенные отличительные признаки заявляемого способа - первоначальное понижение давления свежего воздуха от а тмосферного до давления, определяемого давлением насыщенных водяных паров при заданных температуре и абсолютном влаго-содержании в условиях гипобарического хранения, охлаждение воздуха при этом промежуточном давлении до температуры tx; понижение давления от промежуточного давления до заданного давления хранения позволяют достичь положительный результат. При предлагаемом устройстве для осуществления способа гипобарического хранения достижение преимущества обеспечивается исходя из следующего. В отличии от прототипа процесс тепловой обработки воздуха проводят в одном теплообменном аппарате - охладителе. В результате этого упрощается конструкция устройства, снижаются капитальные затраты на изготовление устройства, улучшаются массогабаритные размеры. Устройство понижения давления, размещенное на линии подачи воздуха после охладителя перед камерой хранения дает возможность реализовать подготовку свежего воздуха, его тепловлажностную обработку в одном теплообменном аппарате, именно в охладителе. Предлагаемое устройство обеспечивает подготовку свежего воздуха перед камерой хранения с заданными параметрами Ρx, t x и j x , и, что самое главное, может обеспечить j x dx, Это охва тывает случаи хранения сельскохозяйственной продукции в наихудший период для хранения - летний, в том числе характеризующийся высокими положительными температурами и относительными влажностями атмосферного воздуха. На фиг. 2 представлена схематически 1d-диаграмма влажного воздуха для пониженных давлений с нанесением процессов обработки свежего воздуха, поступающего к сельскохозяйственной продукции при ее хранении в гипобарических условиях, а на фиг. 3 - схема устройства для осуществления гипобарического способа хранения сельскохозяйственной продукции. Способ гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции реализуется следующим образом. В гипобарическое охлаждаемое хранилище загружается сельскохозяйственная продукция. Хранилище герметизируется и устанавливаются заданные параметры хранения (абсолютное давление Ρx и температура t x). С достижением заданного давления хранения Ρx осуществляется подача свежего воздуха, необходимого для поддержания жизнедеятельности хранимой продукции. Нагнетание воздуха происходит постоянно 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 влагосодержа-нии воздуха и условия х гипобарического хранения. Этот процесс реализуется на 1dдиаграмме влажного воздуха практически в точке 1. Далее воздух о хлаждают в процессе 120. Точка 0 характеризует условия хранения сельскохозяйственной продукции в ги-побарическом хранилище. Ее положение на пограничной кривой с параметрами Р п и jn = 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 2-0 (при j n = 1 = const ) воздух охлаждается с конденсацией влаги при пониженном давлении Рп(1 атм>Рп>Рх). При достижении воздухом при давлении Рп состояния, описываемого точкой 0, 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 в условиях гипобарического хранения, включающую линию подачи воздуха 2 с последовательно установленными на ней вентилем перепада давления 3 и охладителем 4 и вакуумный насос 5. На линии подачи воздуха 2 между охладителем 4 и охлаждаемой камерой хранения 1 расположено устройство, установлен дополнительный вентиль перепада давления 6. Устройство работает следующим образом. В охлаждаемой камере хранения 1 устанавливается заданный температурный режим хранения (tх). В камеру хранения 1 загружается сельскохозяйственная продукция. Камера 1 герметизируется и включается вакуумный насос 5. В камере 1 устанавливается заданное абсолютное давление хранения Pх. Затем с помощью вентиля перепада давления 3 и дополнительного вентиля переда давления 6 обеспечивают приток свежего воздуха в камеру 1 для поддержания жизнедеятельности сельскохозяйственной продукции. На вентиле перепада давления 3 реализуется процесс понижения давления в точке 1, фиг. 2. В охладителе 4 воздух о хлаждается согласно процесса 1-2 - 0, фиг. 2. В дополнительном вентиле перепада давления 6 протекает процесс понижения давления от значения Рп до величины Ρx (процесс в точке 0, фиг. 2). 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 Ρx также поддерживается на заданном уровне известными способами, в частности управлением работой вакуумного насоса с помощью системы автоматики, включающей электроконтактные вакуумметры. Существенным преимуществом предлагаемого технического решения является возможность хранения продукции при вла-госодержаниях атмосферного воздуха d a: больших значениях dx применительно к условиям пониженного давления с любым значением j x . При этом в процессе подачи воздуха к продукции изменяется только давление и температура воздуха, необходимого для поддержания жизнедеятельности продукции, управление процессом осуществляется по температуре и давлению, а вместе с тем достигается заданное значение относительной влажности воздуха j x . Непосредственное управление по величине j отсутствует, что существенно упрощает проведение подготовки свежего воздуха. Предлагаемое техническое решение характеризуется пониженными эксплуатационными расходами и малыми капитальными затратами, отличается простотой конструкции и хорошими массогабаритными показателями.