УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТУЗЛУКА

Установка относится к технологическим агрегатам непрерывного действия и может быть использована как на береговых рыбообрабатывающих предприятиях, так и на судах промыслового флота для выпуска консервов, соленой и вяленой рыбы, пресервов, икры лососевых, тресковых и других пород рыб. Установка предназначена для получения тузлука - насыщенного раствора поваренной соли, концентрацией 25% (плотность - 1,19), используемого при посоле продукта тузлучным способом. Сущность процесса посола, как способа консервирования, заключается в насыщении воды, содержащейся в продукте, солью, при этом подавляются жизнеспособность микроорганизмов и действие ферментов, предотвращается или замедляется порча продукта.
Технологический процесс приготовления тузлука для посола морепродуктов, особенно на рыбопромысловых судах и плавучих рыбоконсервных заводах, имеет свои характерные особенности. Они заключаются в том, что в период рыбопромысловой путины, когда нагрузка на работу обслуживающего персонала и машин технологической линии значительно возрастает, последние должны работать с максимальной производительностью в экономичном режиме, обеспечивая необходимое качество продукции, без поломок и с минимальными затратами ручного труда. При этом в конструкции машин и установок должна быть учтена особенность влияния на их работу морской качки при неблагоприятных погодных условиях.
С учетом вышеизложенных обстоятельств и потребовалась разработка специальной установки для приготовления тузлука, что и было реализовано в заявленной полезной модели.
Существующие конструкции установок подобного типа для приготовления тузлука имеют различные варианты технической реализации, однако основными их элементами являются: солеконцентратор, емкость для приема тузлука, циркуляционный насос, устройство для фильтрации тузлука, технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой, приборами управления и контроля за работой установки.
Известна установка типа «ТС-400» для приготовления тузлука (далее -установка), предназначенная для посола преимущественно горбуши и лосося, конструкции хабаровского завода «Дальреммаш», устанавливаемая на судах типа БАТМ и в рыборазделочных цехах береговых предприятий, содержащая солеконцентратор, емкость для приема тузлука, циркуляционный насос, устройство для фильтрации тузлука, технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой, приборами управления и контроля (лист технической информации №12-80, серия 80.29.12, Хабаровский центр научно-технической информации, рис.1, принципиальная схема установки «ТС-400», г.Хабаровск, 1980 г.).
Характеризуя указанный тип установки, следует отметить сложность и несовершенство ее конструкции, большую металлоемкость, относительно
малую производительность при больших удельных энергозатратах, сложность эксплуатации.
Конструктивно установка состоит из сварной рамы, на которой смонтирован солеконцентратор, котел для нагрева солевого раствора до температуры 107-110°С с последующим его кипячением в течении 10 минут, охладитель тузлука, емкость для приема тузлука после охлаждения и другое оборудование. Кипячение солевого раствора производится для обеззараживания тузлука, при этом в качестве нагревателя используется дизельная горелка. При производительности 400 литров тузлука в час, расход солярки составляет 8 л/час, а охлаждающей воды (до 15°С) - 2000 литров. Котел установки имеет достаточно сложную и громоздкую конструкцию (жаровая и дымоотводящая труба, нагнетательный вентилятор на форсунке, расходной топливный бачек и пр.), что усложняет эксплуатацию и увеличивает массу установки (670 кг). Оператор, работающий на такой установке, должен иметь специальную подготовку и достаточные навыки по ее обслуживанию. Кроме этого, проведение ремонтных работ (особенно в судовых условиях во время путины), представляется весьма проблематичным.
Наиболее близкой по совокупности признаков, технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению, является установка для приготовления тузлука конструкции КБ предприятия «Архангельскрыбпром» БПО «Севрыба», установленная на плавбазе «Алексей Кузнецов» (Реферативная информация, серия: «Обработка рыбы и морепродуктов», выпуск 4, раздел: «Рыбное хозяйство», стр.9-11, технологическая схема установки, Москва, ВНИИЭРХ, Министерство рыбного хозяйства, 1989 г.), содержащая солеконцентратор, емкость для приема тузлука, циркуляционный насос, устройство для фильтрации тузлука, технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой, приборами управления и контроля за работой установки.
Однако, данная установка имеет ряд существенных недостатков конструктивного и эксплуатационного характера. К ним относятся:
сложность конструкции и эксплуатации, низкая производительность (450 л/час), относительно большие удельные энергозатраты, связанные с необходимостью водоподготовки путем кипячения воды с последующим ее охлаждением, невозможность объективно контролировать процессы фильтрации, расхода и плотности тузлука, значительная доля ручного труда при обслуживании установки.
Конструктивно солеконцентратор установки состоит из двух цилиндрических емкостей, объединенных в один технологический блок посредством системы трубопроводов и трубопроводной арматуры. Прокипяченная и остуженная до необходимой температуры вода, заливается в одну из емкостей, куда постепенно засыпается поваренная соль (на 100 л воды - 36 кг соли). Включается циркуляционный насос и смесь начинает циркулировать по замкнутому циклу (емкость - насос) до получения тузлука необходимой плотности (Р=1,19), после чего тузлук сливается в приемную
емкость. Затем аналогичная операция начинает производиться со второй емкостью солеконцентратора. При такой технологии оператору, обслуживающему установку, приходится тратить достаточно большое количество времени, переключаясь попеременно на работу то с одной, то с другой емкостью соленоконцентратора. Кроме этого в установке отсутствует система рециркуляции тузлука, поэтому в случаях значительного засорения циркуляционной системы, соленоконцентратора или «забивки» фильтрующего устройства, тузлук сливается в канализацию. Вода, циркулирующая в баках соленоконцентратора, подается в их рабочие полости посредством обыкновенной трубы, изогнутой по радиусу, что придает потоку раствора вращательные движения, при этом нерастворенные кристаллы соли отбрасываются на периферию (к стенке баков), увеличивая тем самым время растворения соли и, как следствие, уменьшая производительность установки. Несовершенство конструктивного характера заключается еще и в том, что в этой установке имеется всего одно устройство для фильтрации тузлука на две емкости солеконцентратора. Поэтому во время чистки фильтра приходится отключать всю установку, что так же сказывается отрицательно на ее производительность.
3
Низкая производительность при относительно больших удельных энергозатратах обусловлена еще и тем обстоятельством, что водоподготовка пресной воды и стерилизация приготовляемого тузлука (для уничтожения в нем гнилостной микрофлоры) осуществляется «горячим» способом - путем кипячения с последующим охлаждением до температуры 10-12°С. Большая доля ручного труда, а также сложность контролирования технологического процесса и качество тузлука в значительной степени обусловлены тем, что работа и управление такими операциями как проверка плотности раствора поваренной соли (г/см) и измерение текущего расхода раствора с заданной плотностью (л/час), осуществляется не в автоматическом режиме, а вручную со значительными погрешностями, что особенно нежелательно при приготовлении тузлука для посола икры ценных пород рыб.
В конечном счете, вышеперечисленные недостатки прототипа отрицательно сказываются на производительность установки, ухудшают качественные показатели тузлука, увеличивают его себестоимость, повышают долю ручного труда при обслуживании, значительно сокращают коэффициент использования оборудования.
Задача полезной модели - усовершенствование конструкции установки, повышение производительности и улучшение качественных характеристик, снижение удельных энергозатратах, обеспечение оптимального режима технологического процесса, сокращение доли ручного труда.
Поставленная задача реализуется тем, что в известной установке для приготовления тузлука, содержащей солеконцентратор, емкость для приема тузлука, циркуляционный насос, устройство для фильтрации тузлука, технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой, приборами управления и контроля за работой установки, согласно заявленного технического решения имеется замкнутая система рециркуляции тузлука,
снабженная рециркуляционными емкостью и насосом (насос обратной промывки), при этом рециркуляционная емкость смонтирована совместно с солеконцентратором посредством общей разделительной стенки и сообщается с рабочей полостью солеконцентратора через перепускные отверстия в верхней части разделительной стенки и проточный датчик контроля плотности солевого раствора (ареометр). Устройство для фильтрации тузлука кроме предварительного фильтра («грубой» очистки) включает в себя обеззараживающий фильтрующий аппарат (стерилизатор), состоящий из цилиндрических разделительных ультрафильтрационных модулей на полых волокнах, смонтированных на вертикальной стойке посредством верхнего и нижнего коллекторов фильтрата (фильтрат -отфильтрованный и простериализованный тузлук). Вышеупомянутые модули изготовляются научно-производственным кооперативом «Биотест» (г.Кириши, Ленинградской обл.) под названием «Аппарат разделительный ультрафильтрационный на полых волокнах» и используется в заявленной полезной модели как примененное покупное комплектующее изделие, использование которого дает положительный эффект.
3
Кроме этого, в трубопроводной системе подачи пресной воды в солеконцентратор последовательно вмонтирован проточный аппарат трубного типа, внутри которого установлена (с возможностью омывания водой) бактерицидная лампа ультрафиолетового облучения, при этом подача воды в солеконцентратор производится через перфорированный коллектор, смонтированный в нижней зоне его рабочей полости. Наличие в системе рециркуляции тузлука электромагнитного клапана, позволяет в автоматическом режиме регулировать работу рециркуляционного насоса, который включается и выключается по сигналу таймера через заданный промежуток времени, а в трубопроводную систему подачи отфильтрованного тузлука в приемную емкость последовательно вмонтирован проточный ротаметр, оттарированный на текущий (в режиме реального времени) расход раствора поваренной соли (тузлука) плотностью 1,2 г/см в пределах 200-1200 л/час.
Отличительные признаки: наличие системы рециркуляции приготовляемого тузлука с рециркуляционной емкостью и автономным насосом позволяет интенсифицировать процесс приготовления тузлука, увеличивая тем самым производительность установки. Циркуляционная емкость, в которую через отверстие в стенке (сопряженной с солеконцентратором) и проточный ареометр поступает насыщенный раствор соли, выполняет функцию промежуточного бака, в которой постепенно поступает неочищенный тузлук заданной плотности. На фильтрацию этот тузлук поступает не из солеконцентратора (как в прототипе), а из циркуляционной емкости. Это, в свою очередь, позволяет не приостанавливать процесс приготовления тузлука, подавая порционно в солеконцентратор необходимое количество пресной воды и поваренной соли, ориентируясь на показания приборов.
Использование в устройстве для фильтрации тузлука обеззараживающего аппарата, имеющего в своем составе ультрафильтрационные модули на полых волокнах, позволяет производить стерилизацию и фильтрацию приготовляемого тузлука на молекулярном уровне. Принцип работы модулей основан на разделении высокомолекулярных растворов и коллоидных систем методом ультрафильтрации. Такое устройство позволяет приготовлять тузлук «холодным» способом - без применения громоздких и энергоемких агрегатов для кипячения воды и тузлука с последующим их охлаждением. Очистка такого фильтрующего устройства сведена до минимума - загрязнения, накопившиеся на поверхности фильтрующих волокон, смываются обратным потоком фильтрата и аппарат восстанавливает свою проницаемость. Установленный в трубопроводной системе подачи пресной воды в солеконцентратор аппарат с бактерицидной лампой ультрафиолетового облучения, обеспечивает гарантируемую стерилизацию пресной воды, если по каким-либо причинам она прошла некачественную водоподготовку или в ней оказалась вредоносная микрофлора. Конструкция водяного коллектора, смонтированного в нижней зоне солеконцентратора из трубы с отверстиями, позволяет струям воды, выходящим из этих отверстий, создавать эффект турбулизации солевого раствора равномерно по всему объему солеконцентратора, что ускоряет процесс растворения поваренной соли и увеличивает производительность установки. Наличие в трубопроводной системе тузлука электромагнитного клапана, а в системе подачи тузлука в приемную емкость проточного ротаметра, позволяет оптимизировать режим технологического процесса и сократить долю ручного труда при обслуживании установки.
Заявленная установка была реализована в конкретном варианте, изображенном на чертежах (фиг.1 и фиг.2).
На фиг.1 изображена установка для приготовления тузлука, принципиальная схема с ее основными составляющими узлами и деталями.
На фиг.2 изображена та же установка, общий вид.
Обозначения позиций и деталей на обеих фигурах чертежей идентичны.
3
3
Установка для приготовления тузлука содержит солеконцентратора 1, на смежной стенке 2 которой смонтирована рециркуляционная емкость 3. В верхней части солеконцентратор имеет загрузочный бункер 4 и сито 5 (металлическая сетка с ячейками 5×5 мм), а в нижней - трубный коллектор 6 (D=60 мм), перфорированный отверстиями диаметром 4 мм по всей его длине. Рабочие полости солеконцентратора 1 и рециркуляционной емкости 3 сообщаются через перепускные отверстия 7 (D=8 мм), расположенные в верхней части разделительной (смежной) стенки 2 и проточный датчик контроля плотности солевого раствора (ареометр) 8 с плавающим поплавком 9, воздействующим на контактную систему электрической цепи управления установки («включено-выключено», на чертеже не изображено). Поплавковый ареометр 8 фиксирует в режиме реального времени верхние (1,2 г/см) и нижние (1,19 г/см) предельные показатели плотности раствора и подает соответствующие сигналы в цепь управления. Установка снабжена
системой рециркуляции раствора поваренной соли, позволяющей многократно прокачивать раствор по замкнутому циклу с одновременной его фильтрацией и перепуском определенной части отфильтрованного раствора в приемную емкость очищенного тузлука. Система рециркуляции включает в себя: рециркуляционную емкость 3, всасывающий трубопровод 10, насос 11 с обводным вентилем 12, нагнетательный трубопровод 13, устройство для фильтрации тузлука, включающее фильтры предварительной очистки 14 и обеззараживающий фильтрующий аппарат, состоящий из разделительных ультрафильтрационных модулей на полых волокнах 15, смонтированных на вертикальной стойке 16 (показана на фиг.2) посредством верхнего 17 и нижнего 18 коллекторов фильтрата и напорного трубопровода 19 с подпорным вентилем 20 и электромагнитным клапаном 21. Солеконцентратор 1, рециркуляционная емкость 3, нагнетательный трубопровод 13 и другие элементы установки снабжены вентилями 22 для слива в канализационную систему (или в специальные емкости) солевых осадков и грязи после их промывки и ополаскивания. Каждый из модулей 15 имеет свой автономный вентиль 23, что позволяет отключить при необходимости (ремонт, очистка, замена и т.д.) любой из модулей, не отключая весь аппарат. Трубопроводная система подачи пресной воды в рабочую полость солеконцентратора 1 включает в себя всасывающий патрубок 24, идущий от резервуара с водой (на чертежах не изображен), центробежный насос 25, нагнетательный патрубок 26 с вентилем 27 и обратным клапаном 28, фильтр 29, проточный аппарат 30 с бактерицидной лампой ультрафиолетового облучения 31 и перфорированный коллектор 6. Емкость 32 (для приема очищенного тузлука) посредством трубопровода 33 и обратного клапана 34 соединена с всасывающим патрубком центробежного насоса 35, нагнетательный патрубок которого соединен посредством трубопровода 36 и обратного клапана 37 с нижним коллектором 18 фильтрующего аппарата. Верхний коллектор 17 посредством трубопровода 38 (линия фильтрата) и обратного клапана 39, проточного ротаметра 40 и электромагнитного клапана 41 соединен с приемным патрубком 42 емкости 32. Внутри емкости 32 смонтировано устройство для ограничения предельного уровня, поступающего в емкость тузлука, которое состоит из поплавка 43 и контактного устройства 44, от которого подается сигнал на закрытие или открытие электромагнитного клапана 41. Емкость 32 имеет разгрузочный патрубок 45 с вентилем 46 для подачи приготовленного чистого тузлука заданной плотности в посольную ванну, где производят мокрый посол морепродуктов. Установка имеет пульт управления 47 (см. фиг.2), а на технологических трубопроводах смонтированы манометры 48 и термометры 49.
Установка для приготовления тузлука работает следующим образом. В солеконцентратор 1 через загрузочный бункер 4 и сито 5 подается соль тонкого помола, которая заполняет рабочую полость солеконцентратора на 75% ее объема (800 кг), после чего открываются вентиль 27 и клапан 28 на трубопроводной системе пресной воды 26 и включается насос 29. Под
3
3
3
3
3
давлением 2-3 атм пресная вода, проходя через фильтр 29 и проточный аппарат 30 с бактерицидной лампой ультрафиолетового облучения 31, поступает в перфорированный трубный коллектор 6 в виде фонтанирующих струй, равномерно проходящих через слой соли, активизируя процесс растворения. При прохождении через проточный аппарат 30, вода обеззараживается от вредоносной микрофлоры, а затем насыщается солью, образуя солевой раствор определенной концентрации (плотности), который через отверстия 7 в стенке 2 и через датчик контроля плотности 8 непрерывно поступает (перетекает) в рециркуляционный бак 3. Плотность раствора поваренной соли по нормативам должна быть не ниже 1,19 г/см и не выше 1,2 г/см и контролируется в автоматическом режиме проточным датчиком 8. В зависимости от плотности раствора поплавок 9, расположенный внутри датчика 8 всплывает или опускается, замыкая или размыкая соответствующие электрические контакты внутри датчика (на схеме не изображены), соответственно включая или выключая систему сигнализации, а затем насосы 11 и 25. При увеличении плотности раствора свыше 1,2 г/см контакты датчика замыкаются и в электрическую цепь управления подается звуковой и световой сигнал, насос 11 автоматически отключается, а насос 25 включается, закачивая пресную воду (и разбавляя соответственно раствор) в солеконцентратор 1 до тех пор, пока плотность солевого раствора достигнет необходимой величины (1,19 г/см). Если плотность раствора уменьшается ниже 1,19 г/см, поплавок опускается и размыкает электрические контакты цепи управления, отключая насосы 11 и 25, после чего в солеконцентратор мерными емкостями подается необходимое количество поваренной соли. После этого включается насос 25 и пресная вода подается в солеконцентратор 1. Когда концентрация солевого раствора достигнет заданного уровня, срабатывает контактное устройство датчика 8 и включается насос 11, который отсасывает солевой раствор («грязный» тузлук) из рециркуляционной емкости 3 и через фильтр предварительной очистки 14, обеззараживающие фильтрующие модули 15 посредством клапанов 39 и 47 и ротаметра 40 по технологическому трубопроводу 38 закачивает чистый тузлук в приемную емкость 32. Фильтрация тузлука, проходящего через ультрафильтрационный аппарат, осуществляется в разделительных модулях 15, каждый из которых представляет собой пучок параллельно уложенных полых волокон (помещенных в прозрачный цилиндрический корпус), изготовленных по нанотехнологии (на чертеже не показано). Принцип работы таких модулей основан на разделении высокомолекулярных растворов и коллоидных систем методом ультрафильтрации, причем движущей силой переноса веществ через полое волокно является перепад давления по обе стороны волокна. Фильтрация тузлука, прошедшего через такой модуль, производится на молекулярном уровне, где практически осуществляется его полная стерилизация, пройдя которую (по лабораторным показателям) не требуется кипячения ни пресной воды, подающей для растворения соли в солеконцентратор, ни произведенного тузлука.
Уровень чистого тузлука в приемной емкости 32регулируется поплавком 43 с контактным устройством 44. При избытке тузлука поплавок поднимается, размыкая соответствующий контакт и через цепь управления на электромагнитный клапан 41 подается сигнал, при этом насос 11 отключается, а электромагнитный клапан 41 перекрывается.
Некоторая часть солевого раствора (20-25%), прокачиваемая насосом 11, непрерывно циркулирует по замкнутому циклу: рециркулярная емкость -насос- фильтрующее устройство-рециркуляционная емкость. Величина напора солевого раствора регулируется вентилем 20 и электромагнитным клапаном 21, установленными на технологическом трубопроводе 19 рециркуляционной системы и контролируется по манометру 48. В процессе очистки тузлука через определенный промежуток времени поваренная соль адсорбируется на поверхности полых волокон в разделительных модулях 15 фильтрующего устройства, что приводит к падению производительности установки. Для промывки мембран в волокнах разделительных модулей в процессе работы предусмотрен насос обратной промывки 35, который включается автоматически по сигналу таймера через заданные промежутки времени. В этот момент происходит сброс давление в рециркуляционной системе (линия концентрата) за счет полного открытия электромагнитного клапана 21, а в систему фильтрата (на схеме фиг.1 изображено пунктиром, трубопровод 36) под давлением подается очищенный тузлук. Загрязнения, накопившиеся на поверхности фильтрующих элементов 15 смываются обратным потоком фильтра в рециркуляционную емкость 3 и аппарат восстанавливает свою проницаемость. В процессе промывки обратные клапана 37 и39 автоматически закрываются. Степень загрязнения фильтров 14 и 29 контролируется по манометрам 48. Контроль количества приготовленного чистого тузлука заданной плотности, а следовательно и производительность установки, осуществляется визуально оператором установки (в режиме реального времени) по показанию ротаметра 40.
После окончания работ (производственной смены) все трубопроводные системы и аппараты промываются теплой водой, а смывы удаляются через сливные вентили 22 в канализацию или специальную утилизационную емкость.