Вакуумная система вакуумного охладителя для пищевых продуктов является двухступенчатой: на первой ступени водокольцевой насос охлаждает приготовленную при 90°C пищу примерно до 50°C, а на второй ступени холодильная система и пластинчато-роторный насос доводят продукт до целевой температуры 0–10°C. Разделение процесса на две ступени не является избыточным — нагрузка по водяному пару в диапазоне 90°C огромна, и прямая подача в пластинчато-роторный насос привела бы к эмульгированию масла; водокольцевой насос выдерживает высокую температуру и водяной пар и идеально подходит для первой ступени. Рассмотрим проект Yuanxian CVF-1000 в Индонезии: 1000 кг тушёного мяса охлаждается с 90°C до 10°C, полный цикл укладывается в 20 минут, что достигается с помощью водокольцевого насоса производительностью 300 м³/ч для черновой откачки плюс пластинчато-роторного насоса производительностью 300 м³/ч для чистовой откачки.
Почему один тип насоса не справляется со всей задачей
Сначала развеем заблуждение: больше насосов — не значит лучше; разные насосы ведут себя по-разному.
Пластинчато-роторный насос достигает высокого предельного вакуума и может откачать камеру ниже 600 Па, но он relies on oil for sealing and lubrication. Вакуумный охладитель для пищевых продуктов загружается при 80–90°C, поэтому всё, что отводится на первой ступени, представляет собой горячий водяной пар. Водяной пар, попадая в пластинчато-роторный насос, конденсируется в воду при охлаждении, смешивается с маслом насоса, и масло эмульгируется и выходит из строя, после чего срок службы насоса резко падает. Это фундаментальная причина, по которой вакуумная система вакуумного охладителя для пищевых продуктов отличается от системы предварительного охладителя для плодоовощной продукции: плодоовощная продукция загружается всего при 25–30°C, поэтому нагрузка по водяному пару значительно меньше, и пластинчато-роторный насос может обеспечить весь цикл, тогда как приготовленная пища загружается при 90°C, поэтому на первой ступени необходимо использовать насос, устойчивый к водяному пару.
Водокольцевой насос работает за счёт того, что рабочее колесо создаёт водяное кольцо, поэтому вода сама является рабочей средой, и водяной пар, попадающий в насос, вообще не создаёт проблем.
[ "Он переносит высокую температуру и высокую влажность и перемещает большой объём газа, но его предельный вакуум достигает лишь около 3000–4000 Pa, что не позволяет достичь 600 Pa, необходимых пищевому вакуумному охладителю.\nОдин не может выполнить первую ступень, а другой не может достичь конечного давления, поэтому работа разделена: водокольцевой насос для первой ступени, пластинчато-роторный насос для второй.
\n\n
Как разделён двухступенчатый процесс
\n| Ступень | Вакуумный насос | Холодильная система | Диапазон температур | Что он делает |
|---|---|---|---|---|
| Первая ступень | Водокольцевой насос работает отдельно | Выключена или на низкой нагрузке | 90°C → 50°C | Быстрая черновая откачка, которая отводит большой объём горячего водяного пара, чтобы продукт быстро прошёл опасный температурный диапазон |
| Вторая ступень | Пластинчато-роторный насос продолжает откачку | Запускаются компрессор + влагоотделитель | 50°C → 0–10°C | Влагоотделитель конденсирует пар, чтобы снизить нагрузку на насос, пластинчато-роторный насос откачивает ниже 600 Pa, и испарительное охлаждение продолжает снижение температуры |
Ключ ко второй ступени — влагоотделитель. Холодильная система подаёт охлаждение к влагоотделителю, температура испарения которого составляет -10°C до -5°C, конденсируя пар, испарённый из продукта, в иней или воду, в то время как пластинчато-роторный насос обрабатывает только оставшийся неконденсируемый газ. Это резко сокращает количество водяного пара, достигающего пластинчато-роторного насоса, держит риск эмульгирования масла под контролем и позволяет сроку службы насоса оставаться на проектном уровне.
\nИменно поэтому холодильная система обязательна для всей машины: без влагоотделителя, конденсирующего водяной пар, пластинчато-роторный насос быстро выйдет из строя, и вакуум не будет достигнут. " ] [ "Утверждения, распространяемые в интернете, что «для вакуумного охлаждения пищевых продуктов не нужна холодильная система, достаточно одного вакуумного насоса», неверны.
\n\n
Энергетический баланс двухступенчатой работы
\nВодокольцевой насос на первой ступени откачивает горячий водяной пар, скрытая теплота парообразования которого отводится напрямую — фактически бесплатное предварительное охлаждение. В индонезийском проекте установленная мощность составляет 11 кВт для водокольцевого насоса плюс 7,5 кВт для пластинчато-роторного насоса, а с холодильной системой полный цикл занимает 20 минут. По сравнению с принудительной работой только пластинчато-роторного насоса в течение всего цикла, водокольцевой насос первой ступени отводит большую часть нагрузки по водяному пару, поэтому пластинчато-роторный насос и влагоотделитель выполняют меньший объём работы, и межсервисный интервал насоса возвращается к норме.
\nДля пищевого предприятия этот расчёт касается срока службы насоса и простоев, а не только электроэнергии. Каждый случай эмульгирования означает замену масла и ремонт, полдня простоя и остановленную производственную линию.
\n\n
Три вопроса, которые следует задать при выборе оборудования
\n- \n
- Какова температура загрузки? Загрузка выше 85°C требует водокольцевого насоса на первой ступени, иначе пластинчато-роторный насос подвергается высокому риску эмульгирования. \n
- Каковы площадь влагоотделителя и температура испарения? Температура испарения от -10°C до -5°C является стандартным диапазоном; ниже него энергопотребление компрессора резко возрастает, а выше него эффективность конденсации падает. \n
- Является ли вакуумный насос второй ступени пластинчато-роторным или насосом Рутса? Для целевого давления 600 Па пластинчато-роторный насос является стандартной конфигурацией; насосы Рутса встречались в старых конструкциях, но не дают ничего эффективного. \n
Если вы анализируете этап охлаждения на пищевом предприятии, сравните параметры на страницах моделей вакуумного охладителя пищевых продуктов, а затем задайте поставщику три вопроса выше.
\n\n
Часто задаваемые вопросы
\nВ: Сколько времени экономит двухступенчатое охлаждение на вакуумном охладителе пищевых продуктов?
О: Возьмём 1000 кг тушёного мяса от 90°C до 10°C: цикл индонезийского проекта составляет 20 минут или менее. Обычной холодильной камере для такой же партии требуется несколько часов, а интенсивному охладителю — около 90 минут."
] [
"Вакуумное испарительное охлаждение и вынужденная конвекция — это разные принципы, и разница во времени составляет порядок величины.
Вопрос: Будет ли водокольцевой насос заносить воду в камеру?
Ответ: Нет. Рабочая вода циркулирует внутри корпуса насоса и отделена от вакуумной камеры водоотделителем, поэтому со стороны камеры сохраняется чистая вакуумная среда.
Вопрос: Какова скорость потери веса?
Ответ: Типичная потеря веса при охлаждении с 90°C до 10°C составляет около 5%, регулируемый диапазон — 3–5%. Хлебобулочные изделия имеют низкое содержание влаги (15–45%), и 0,5–2% является нормой. Потеря веса определяется уровнем вакуума и скоростью охлаждения, а не является фиксированной.
Вопрос: Требует ли влагоотделитель размораживания?
Ответ: Циклы вакуумного охлаждения короткие (15–30 минут), и горячая стадия следующего цикла расплавляет иней от предыдущего цикла, поэтому отдельная процедура размораживания не требуется. Если время обработки увеличивается, сначала проверьте вакуумную камеру на утечки — повреждённые уплотнители двери, уплотнения клапанов, которые больше не прилегают, и утечки в сварных швах являются тремя наиболее распространёнными причинами.