РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ  ОБРАБОТКИ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА  С ВОЗМОЖНОСТЬЮ РЕЦИРКУЛЯЦИИ: TTNXHG

Евгений Николаевич  Неверов; Павел Сергеевич  Коротких; Алёна Константиновна  Горелкина; Ирина Вадимовна  Тимощук

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2025.04.044

Авторы

Евгений Николаевич Неверов Кемеровский государственный университет
Павел Сергеевич Коротких Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-4546-0276
Алёна Константиновна Горелкина Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-3782-2521
Ирина Вадимовна Тимощук Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-1349-2812

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.04.044%20

Ключевые слова:

диоксид углерода, холодильная установка, R744, замораживание мяса, мясо индейки, транскритический режим, рециркуляция хладагента, пищевая промышленность.

Аннотация

В статье представлена разработка и экспериментальная апробация холодильной установки для обработки мяса индейки диоксидом углерода с возможностью рециркуляции хладагента. Актуальность исследования обусловлена необходимостью внедрения экологически безопасных холодильных технологий, способных заменить фторсодержащие хладагенты и снизить углеродный след предприятий пищевой промышленности. Использование CO₂ (R744) позволяет обеспечить высокую холодопроизводительность при одновременном снижении негативного воздействия на окружающую среду. В работе рассмотрены особенности применения субкритических и транскритических режимов работы холодильных систем на CO₂, выполнен анализ их энергетической эффективности и эксплуатационных характеристик. Разработана конструкция вакуумной холодильной камеры с прямым контактом углекислоты с продуктом, включающая систему вакуумирования, автоматизированные двери, конвейер и систему принудительной циркуляции газовой среды. На основе расчёта теплопритоков и подбора оборудования предложена схема трёхступенчатой холодильной установки, обеспечивающей эффективное охлаждение и замораживание мяса индейки. Экспериментальные испытания подтвердили возможность интенсификации теплообмена, сокращения времени охлаждения и повышения качества готовой продукции. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения разработанной установки на предприятиях птицеперерабатывающей отрасли.

Библиографические ссылки

Исследование параметров процесса теплообмена при сублимации диоксида углерода / Е.Н. Неверов, И.А. Короткий, И.Б. Плотников, П.С. Коротких, А.А. Кожаев //Вестник КрасГАУ. 2020. - № 6 (159). С. 215-222.

Grujić S, Grujčić M. Factors affecting consumer preference for healthy diet and functional foods. Foods and Raw Materials. 2023;11(2):259–271. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2023-2-576

Технико-экономический анализ промышленных установок для производства сухого льда/ В.А. Иодис, И.П. Са-райкина, Д.А. Шмелёв // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития 2022. № 3. С. 97-100.

Турбодетандерная установка на диоксиде углерода с производством жидкой и газообразной углекислоты / А.В. Овсянник // Энергетика. Известия высших учебных заведе-ний и энергетических объединений СНГ. 2019. С. 77-87.

Перспективы использования озонобезопасного хладагента CO2 в промышленной холодильной технике / С.В. Старовойтов, А.Н. Сысоев // Энергетика транспорта. Актуальные проблемы и задачи. 2021. № 4. С. 73-79.

Shelepov VG, Uglov VA, Boroday EV, Poznyakovsky VM. Chemical composition of indigenous raw meats. Foods and Raw Materials. 2019;7(2):412–418. DOI: http://doi.org/10.21603/2308-4057-2019-2-412-418.

Конверсия фосфогипса в условиях SC-CO2 / Токпаев Р., Хаваза Т., Ибраимов З., Кишибаев К., Атчабарова А., Абдимомын С., Наурызбаев М. // Журнал утилизации CO2. 2022. 63.

Гидрирование диоксида углерода с усилением сорбции до метанола: проектирование и оптимизация процесса. / Максимов П., Ниеминен Х., Лаари А. и Койранен Т.// Химическая инженерия. 2022. 252.

Tosato G. et al. Field data of CO2 integrated refrigeration, heating and cooling systems for supermarkets //Proceedings of the 14th IIR-Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants. IIR, 2020.

Minetto S. et al. Not-in-kind approach to remote moni-toring in CO2 refrigeration systems //Proceedings of the 25th IIR International Congress of Refrigeration, Montréal, QC, Canada. 2019. С. 24-30.

Tosato G. et al. Field assessment of the performance of a state-of-the-art CO2 integrated system for supermarket with distributed HVAC terminals in the shopping area //Proceedings of the 6th IIR Conference on Sustainability and the Cold Chain, Nantes, France. 2020. С. 26-28.

Panão M. R. O., Franco P. A. G., Costa J. J. Effect of atomizer geometry on particle formation in dry-ice sprays //International Journal of Multiphase Flow. 2020. Т. 130. С. 103358.

Saggin R.F., Prado N., dos Santos M.M., Balbinot-Alfaro E. Air chilling of Turkey carcasses: process efficiency and impact in the meat quality traits // Journal of Food Science and Tech-nology. 2022. 59(9). DOI:10.1007/s13197-022-05391-7

Aygün N.K., Kandiller L., Bulut Ö. Analysis of a Turkey Meat Production Agri-Chain: A Simulation Study. In: Durakbasa, N.M., Gençyılmaz, M.G. (eds) Industrial Engineering in the Industry 4.0 Era. ISPR 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. (2024. https://doi.org/10.1007/978-3-031-53991-6_39.

Локтионов Д.Г. Авторефрижераторные установ-ки на диоксиде углерода // Научное и техническое обеспечение холодильной промышленности. 2021. С. 92-95.

Неверов Е.Н., Короткий И.А., Плотников И.Б., Коротких П.С., Кожаев А.А. Исследование параметров процесса теплообмена при сублимации диоксида углерода / // Вестник КрасГАУ. 2020. № 6 (159). С. 215-222.

Greencorn M., Jackson S.D., Hargreaves J.S.J., Datta S. Thermodynamic limitations to direct CO2 utilisation within a small-scale integrated biomass power cycle // Energy Conversion and Management. 2022. 269(3):116144. DOI:10.1016/j.enconman.2022.116144

Soloshenko VA, Mager SN. Quality management in animal farming. Foods and Raw Materials. 2024;12(2):420–421. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2024-2-618

Tokpayev R., Khavaza T., Kishibayev K.K., Ibraimov Z. Phosphogypsum conversion under conditions of SC-CO2 // Journal of CO2 Utilization. 2022. 63(September):12. DOI:10.1016/j.jcou.2022.102120

Rogalev, A., Rogalev, N., Kindra, V., Komarov, I., & Zlyvko, O. Research and Development of the Oxy-Fuel Combustion Power Cycles with CO2 Recirculation. Energies. 2021. 14(10), 2927. doi:10.3390/en14102927

Maksimov P., Nieminen H., Laari A., Koiranen T. Sorp-tion enhanced carbon dioxide hydrogenation to methanol: Process design and optimization // Chemical Engineering Science. 2022. 252(23):117498. DOI:10.1016/j.ces.2022.117498

Panão, M. R. O., Franco, P. A. G., & Costa, J. J. Effect of Atomizer Geometry on Particle Formation in Dry-Ice Sprays. International Journal of Multiphase Flow. 2020. 103358. doi:10.1016/j.ijmultiphaseflo.