CC BY
2Секция 4. НОВЫЕ ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК (664: 661.971.5):594.124
В.А. Иодис, И.П. Сарайкина
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: iodisva@mail.ru
ПОЛУЧЕНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СТВОРОК МИДИИ ТИХООКЕАНСКОЙ КАК ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ОПЕРАЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ БАД
В работе рассматриваются вопросы получения низкотемпературной углекислоты для измельчения створок мидии тихоокеанской как подготовительной операции в технологии биологически активных добавок (БАД). С учетом высокой стоимости низкотемпературной углекислоты проанализированы способы ее получения и предложен новый способ ее производства, позволяющий снизить удельную себестоимость углекислоты.
Ключевые слова: биологически активная добавка, мидия тихоокеанская, углекислый газ, жидкая углекислота.
V.A. Iodis, I.P. Saraykina
Kamchatka State Technical University,
Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: iodisva@mail.ru
OBTAINING LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE FOR GRINDING PACIFIC MUSSELS VALVES AS A PREPARATORY OPERATION IN BIOLOGICALLY ACTIVE ADDITIVE TECHNOLOGY
The paper deals with the issues of obtaining low-temperature carbon dioxide for grinding the valves of the Pacific mussel, as a preparatory operation in the technology of biologically active additives (BAA). Taking into account the high cost of low-temperature carbon dioxide, methods for its production are analyzed and a new method for its production is proposed, which makes it possible to reduce the specific cost of carbon dioxide.
Key words: biologically active additives, Pacific mussel, carbon dioxide, liquid carbon dioxide.
Пищевая промышленность РФ удовлетворяет потребности всего населения страны. Особенность данной отрасли состоит в том, что необходимо постоянно удовлетворять новые потребности - повышать качество продукции, расширять ассортимент. Одним из видов продукции являются БАД. Перспективное направление производства БАД - получение их из нерыбных объектов промысла, таких, например, как тихоокеанская мидия. Сами процессы в большинстве случаев трудоемкие, долговременные и затратные [1-10]. Однако в 2018 г. разработан и экспериментально проверен инновационный способ производства БАД, позволяющий получать биодобавку из створок мидии тихоокеанской без вышеперечисленных недостатков. Реализация способа состоит в конвекционной сушке раковин и в измельчении как потоком жидкой углекислоты под давлением, так и в измельчении с использованием механических дробилок при низких температурах (минус 60 ^ минус 70°С) [5, 10].
В разработанной технологии наибольшие затраты предусмотрены на использование хладагента - жидкой низкотемпературной углекислоты. Анализ существующих способов производства
углекислоты показал большое количество недостатков, а именно значительные капиталовложения и производственные расходы, в результате чего жидкий диоксид углерода имеет высокую удельную стоимость [11].
Способ получения низкотемпературной углекислоты
Для снижения затрат на производство углекислоты в 2019 г. разработан, а затем запатентован способ регенерации синтетического цеолита при производстве жидкой двуокиси углерода [12-19]. Изобретение предназначено для производства жидкой углекислоты или газообразного диоксида углерода. Суть способа сводится к использованию сжатого СО2 с линии его производства для регенерации синтетического цеолита, используемого для осушения СО2 перед сжатием в компрессоре. Это позволяет существенно экономить на электроэнергии и, как следствие, снизить затраты на производство как углекислоты, так и «сухого льда».
Однако при указанном выше способе [11] диоксид углерода после регенерации синтетического цеолита сбрасывается в атмосферу, что влечет увеличение удельных затрат на производство низкотемпературной углекислоты.
Данный недостаток [11] учтен в запатентованном способе [20], где данные потери отсутствуют, что в целом повышает производительность установки для получения жидкой углекислоты.
Схема работы установки получения жидкой углекислоты для производства БАД [15] представлена на рисунке.
Схема работы установки получения жидкой углекислоты для производства БАД Приведем примеры работы установки для получения углекислоты.
Пример 1. Из накопителя смесь водяных паров с природным СО2 через открытый кран 1 подается в осушитель № 1 (давление 0,15-0,17 МПа, температура 10-12°С), где осушается и при открытом кране 2 всасывается компрессором. В этот же момент осушитель № 2 находится на регенерации. Регенерация осушителя № 2 осуществляется парами СО2 при температуре *120°С с линии «компрессор - охладитель № 2». Сжатие паров углекислого газа происходит в две ступени, после каждой из которых предусмотрено охлаждение - до 15-18°С после охладителя № 1, до 50°С после охладителя № 2. После охладителя № 2 основной поток газообразного СО2 нагнетается в конденсатор, а часть потока (*2% от массового расхода) направляется на регенерацию адсорбента в осушителе № 2 (кран 3 открыт). После регенерации и остывания осушающего адсорбента в осушителе № 2 продолжительностью *3 часа его включают в работу, а работающий
до этого осушитель № 1 переключают на регенерацию (кран 7 открыт). Углекислый газ и пары воды из регенерируемого осушителя № 2 при давлении 0,17 МПа при открытом кране 6 поступают в охладитель № 3, где охлаждаются до температуры 50°С, и углекислый газ осушается. Далее при открытом кране 5 осушенный газ смешивается с газом после осушителя при температуре смеси 11°С и всасывается первой ступенью компрессора. После конденсатора жидкая низкотемпературная углекислота сливается в емкость для хранения, откуда подается на производство биологически активной добавки.
Пример 2. Смесь водяных паров с природным СО2 обработана по примеру 1, но смесь охлаждают в охладителе № 3 до температуры 30°С, и углекислый газ осушается. Далее при открытом кране 5 осушенный газ смешивается с газом после осушителя при температуре смеси 10,5°С и всасывается первой ступенью компрессора.
Пример 3. Смесь водяных паров с природным СО2 обработана по примерам 1 и 2, но смесь охлаждают в охладителе № 3 до температуры 12°С, и углекислый газ осушается. Далее при открытом кране 5 осушенный газ смешивается с углекислым газом после осушителя при температуре смеси 10°С и всасывается первой ступенью компрессора. Однако охлаждение влажного углекислого газа в охладителе № 3 до температуры 12°С возможно при большом расходе охлаждающей среды, что приведет к росту капиталовложений и производственных расходов.
С учетом высокой стоимости низкотемпературной углекислоты проанализированы способы получения данного хладагента и предложен новый способ ее производства, позволяющий снизить удельную себестоимость углекислоты. Получаемый хладагент будет использоваться для измельчения створок мидии тихоокеанской как подготовительной операции в технологии БАД. Удельная себестоимость снизится вследствие увеличения производительности установки из-за отсутствия потерь углекислого газа в процессе регенерации, в то же время затраты на производство останутся на прежнем уровне.
Литература
1. Способ производства кормовой добавки из мидий: Авторское свидетельство СССР № 935062 / В.М. Ковбасенко, Ю.Б. Крук, А.Е. Пайдай, В.А. Семенец. - 1982. - Бюл. № 22.
2. Алексанян Р.П. Способ приготовления корма для птиц: Авторское свидетельство СССР № 1561945. - 1990. - Бюл. № 17.
3. Кормовая добавка для коров: Авторское свидетельство СССР № 1479050 / В.М. Ковбасенко, В.С. Барабаш, С.Я. Гуркало. - 1991. - Бюл. № 3.
4. Способ получения биологически активной добавки к пище из растительного сырья (варианты): Патент РФ № 2176894 / А.Е. Груздева, Е.В. Потемкина, Н.В. Гришатова. - 2001.
5. Груздева А.Е. Способ получения биокорректоров из натурального сырья: Патент РФ № 239929. - 2010.
6. Щербаков В.Н., Иодис В.А. Передвижные углекислотные комплексы для получения биологически активных добавок из створок мидии тихоокеанской // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй междунар. науч.-техн. конф. / Отв. за вып. О.А. Белов. - Петропавловск-Камчатский, 2020. - С. 210-213.
7. Иодис В.А., Балыкова Л.И., Жуков С.А. Передвижной азотный скороморозильный комплекс для производства варено-мороженой мидии на базе судна МРТК типа «Балтика» // Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана: Материалы II Междунар. науч.-практ. конф. В 2 ч. - Владивосток, 2012. - С. 197-201.
8. Иодис В.А., Балыкова Л.И. Мобильная холодильная цепь переработки двухстворчатых моллюсков // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2012. -№ 21.- С. 10-14.
9. Иодис В.А. Передвижные азотные скороморозильные комплексы для переработки моллюсков // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. В 2 ч. / Отв. за вып. О.А. Белов. - Петропавловск-Камчатский, 2019.- С. 77-81.
10. Ипаткин П.В., Иодис В.А. Получение биологически активных добавок из створок мидии тихоокеанской с использованием холодильного потенциала твердой углекислоты // Техническая
эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй междунар. науч.-техн. конф. / Отв. за вып. О.А. Белов. - Петропавловск-Камчатский, 2020. - С. 189-191.
11. Иодис В.А. Анализ существующих установок сжижения диоксида углерода из подземных источников // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). - С. 87-91.
12. Способ регенерации синтетического цеолита при производстве жидкой двуокиси углерода высшего сорта из подземных источников: Патент РФ № 2690468 / Р.И. Пашкевич, В.А. Ио-дис. - 2019.
13. Иодис В.А. Выбор цикла работы установки получения жидкой двуокиси углерода высшего сорта из подземных источников // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). - С. 92-96.
14. Иодис В.А., Пашкевич Р.И. Схема работы установки сжижения углекислого газа, добываемого на месторождениях углекислых минеральных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). - С. 97-104.
15. Иодис В.А., Пашкевич Р.И. Оборудование установки получения жидкой углекислоты из подземных источников // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). - С. 105-116.
16. Пашкевич Р.И., Иодис В.А. Автоматизация установки получения жидкого диоксида углерода высшего сорта из подземных источников // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). - С. 117-125.
17. Пашкевич Р.И., Иодис В.А. Расчет и проектирование адсорбера для осушения потока природного углекислого газа месторождений углекислых минеральных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). -С.126-131.
18. Пашкевич Р.И., Иодис В.А. Анализ способов регенерации адсорбентов для осушения диоксида углерода // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). - С. 132-137.
19. Пашкевич Р.И., Иодис В.А. Способ регенерации синтетического цеолита при производстве жидкой двуокиси углерода высшего сорта из подземных источников // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № 12 (спец. вып. 59). -С.138-143.
20. Способ осушения углекислого газа после регенерации синтетического цеолита при производстве жидкой двуокиси углерода высшего сорта из подземных источников: Патент РФ № 2717063 / В.А. Иодис. - 2020.
