一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统及工艺方法技术方案

本发明专利技术提供一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统及工艺方法，工艺系统包括空气压缩机、吸附系统、开关阀、节流阀、透平膨胀机、冷却器、低温换热器、气液分离器、储罐、海鲜深冷速冻箱、加热器；工艺方法是先将空气进行压缩，再除去空气中水分、二氧化碳等杂质，再将空气压缩降温成液体空气来深冷速冻海鲜；本发明专利技术用空气以代替液氮的使用，不仅降低海鲜深冷速冻的成本，而且避免液氮的泄漏对生命造成危害和对财产造成损失。

A process system and process method for deep freezing of seafood with air

The present invention provides a system for processing seafood cryogenic freezing use of air and its process method, process system includes air compressor, adsorption system, on-off valve, throttle valve, turbo expander, cooler, low temperature heat exchanger, a gas-liquid separator, storage tank, cryogenic tank, frozen seafood heater; process method is to compress air then, the removal of water, carbon dioxide and other impurities in the air, then the air is compressed into liquid cooling air to cryogenic frozen seafood; the invention uses air to replace liquid nitrogen, not only reduce the cost of cryogenic frozen seafood, but also avoid the harm caused by the leakage of liquid nitrogen and cause loss of property of life.

【技术实现步骤摘要】
一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统及工艺方法
本专利技术涉及一种利用空气进行海鲜深冷速冻的方法，尤其是一种将空气进行压缩冷却、净化处理和低温液化变成液体，然后为海鲜进行深冷速冻的方法，属于海鲜加工

技术介绍
目前，一般采用液氮进行海鲜深冷速冻。液氮是液态的氮气，在常压下液体温度为-196℃，是惰性的，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃的。在工业中，液氮一般来自炼钢厂、煤化工装置配套的空分装置。空分装置不仅系统复杂，投资高，而且一般位于偏远的化工园区。海鲜一般要求在沿海就近处理，能够保持海鲜的品质与口感。液氮采用槽车进行长距离运输与配送，氮气蒸发损失大，导致液氮采购成本增大；液氮使用后的低温气体无法回收利用，直接放空，造成冷量的损失与资源的浪费，从而致使利用液氮进行海鲜深冷速冻成本的居高不下。同时，液氮的使用需要下游用户配置独立的液氮储罐进行储存，液氮在运输与储存过程中，如果发生泄露，容易造成局部缺氧窒息环境，对生命财产造成极大危害。公开日为2004年10月6日，公开号为CN1533717A的中国专利，公开了一种利用液氮进行食品加工的方法，其具体操作是：首先将液氮通入速冻槽内和食品充分接触，使得食品在瞬间完成冷冻，然后再将冷冻后气化了的氮气通入箱式干燥机内，使得果蔬在无氧条件下进行脱水干燥，采用该方法能瞬间完成食品的冷冻，其工艺简单，但是加工成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统及工艺方法，用空气以代替液氮的使用，不仅降低海鲜深冷速冻的成本，而且避免液氮的泄漏对生命造成危害和对财产造成损失。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统，包括空气压缩机、吸附系统、一号和二号开关阀、第一至第七节流阀、透平膨胀机、冷却器、低温换热器、气液分离器、储罐、海鲜深冷速冻箱、加热器，所述透平膨胀机分为透平膨胀机增压端和透平膨胀机膨胀端，所述吸附系统由数个并列的吸附塔组成；所述吸附塔的进口与吸附塔进口管道连接，吸附塔的出口与吸附塔出口管道连接，所述吸附塔进口管道与吸附塔出口管道均设有一号开关阀；所述吸附系统的进口由并列的吸附塔进口管道组成，所述吸附系统的出口由并列的吸附塔出口管道组成；所述吸附塔均设有放空装置；所述空气压缩机的出口通过管道与吸附系统的进口连接；所述吸附系统的出口通过管道与透平膨胀机增压端的进口连接；所述透平膨胀机增压端的出口通过管道与冷却器的进口连接；所述冷却器的出口通过管道与低温换热器的物料进口连接；所述低温换热器的物料出口通过管道与气液分离器的进口连接，管道上设有第一节流阀；所述气液分离器的底部出口通过管道与低温换热器的一号冷源进口连接；所述气液分离器的底部出口通过管道与海鲜深冷速冻箱的冷源进口连接，管道上设有第二节流阀；所述气液分离器的底部出口通过管道与储罐的进口连接，管道上设有第三节流阀；所述低温换热器的一号冷源出口通过管道与透平膨胀机膨胀端的进口连接；所述透平膨胀机膨胀端的出口通过管道与低温换热器的二号冷源进口连接；所述气液分离器的顶部出口通过管道与低温换热器的二号冷源进口连接，管道上设有第四节流阀；所述海鲜深冷速冻箱的冷源出口通过管道与低温换热器的二号冷源出口连接，管道上设有第五节流阀；所述低温换热器的二号冷源出口通过管道与空气压缩机的进口连接，管道上设有第六节流阀；所述低温换热器的二号冷源出口通过管道与加热器的进口连接，管道上设有第七节流阀；所述加热器的出口通过管道与吸附塔的出口连接，管道上设有二号开关阀。进一步的，所述吸附系统由两个吸附塔并列组成。进一步的，所述吸附塔中填充有吸附剂，所述吸附剂包括活性氧化铝和改型13X分子筛；所述低温换热器为铝制板翅式换热器。进一步的，所述海鲜深冷速冻箱的冷源进口通过盘管与海鲜深冷速冻箱的冷源出口连接。一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺方法，包括以下步骤：步骤一、空气的压缩和冷却将空气经过空气压缩机压缩与冷却后，提高了空气的压力，降低了空气的温度；步骤二、空气的净化数个并列的吸附塔，经过对应的输入开关阀和输出开关阀的切换，使得一部分吸附塔处于吸附阶段、另一部分吸附塔处于加热再生阶段，将步骤二中的空气输入处于吸附阶段的吸附塔中，脱除空气中的水、二氧化碳和其他有害杂质；步骤三、空气经过低温液化工序冷却成液体空气净化后的空气首先经过透平膨胀机增压端，提高空气压力，增压后的空气经过冷却器降低温度后进入低温换热器，在低温换热器内降温液化，然后进入气液分离器中分出液体空气和气体空气，气液分离器的底部出口的液体空气分为三股，第一股液体空气回低温换热器为空气的液化提供冷源，复温的空气从低温换热器中部抽出，然后进入透平膨胀机膨胀端进行膨胀降温，降温后的空气从低温换热器低温端进入，为空气的降温与液化提供冷量；第二股液体空气去海鲜深冷速冻箱，为海鲜速冻提供冷源；第三股液体空气进入储罐中储存；步骤四、利用液体空气进行海鲜深冷速冻步骤三的液体空气通过调节阀控制液体空气的压力与温度去海鲜深冷速箱，为海鲜的深冷速冻提供超低温冷源，蒸发后的低温空气通过调节阀控制出口压力，然后去低温换热器中部与膨胀后的低压空气混合，混合后的空气在低温换热器回收低温空气中残余冷量；海鲜深冷速冻箱消耗的液体空气量根据海鲜处理量、出速冻箱的空气温度进行调节，多余的液体空气进入储罐进行储存；步骤五、低压空气的循环利用从低温换热器出来的低压空气分为二股，一股低压空气经过加热器加热后去吸附塔作为再生气对吸附剂进行加热再生；另一股低压空气去空气压缩机的进口处，实现空气的循环利用。进一步的，所述空气经过空气压缩机增压冷却，其中空气压缩机的出口处空气的压力控制在1.0—1.3MPa、温度控制在40℃。进一步的，所述低温换热器的物料出口处空气通过调节阀降压降温后，温度为-170℃—-175℃、压力为0.6—0.7MPa。进一步的，所述透平膨胀机膨胀端的出口处空气压力为0.025—0.050MPa。进一步的，所述海鲜深冷速冻箱的出口处空气通过节流阀控制空气压力为0.02—0.05MPa。进一步的，所述液体空气储罐采用低温真空绝热带压储罐，设计温度为-196℃，设计压力为0.8MPa。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）本专利技术直接利用空气进行海鲜深冷速冻，代替液氮的使用，降低海鲜深冷速冻的生产成本；采用空气自增压膨胀制冷，生产液体空气，不仅取消独立的制冷系统，而且代替配置低温精馏塔的空分装置，大大降低了液体空气的投资与生产成本。本专利技术将海鲜深冷速冻箱内蒸发的空气去低温换热器回收冷能，复温后气体去净化工序作为高效吸附剂的再生气，从而降低了空气进行降温液化的成本。（2）本专利技术的净化后的空气首先经过透平膨胀机增压端增压、冷却后去低温换热器，通过提高液化压力能够有效降低液化成本。本专利技术的降温后的液体空气分为3股，第一股返回低温换热器为空气的液化提供冷源，然后从低温换热器中部侧抽，然后去透平膨胀机膨胀端膨胀制冷，膨胀后的低温气体去低温换热器，为空气的冷却提供冷源；第二股液体空气去海鲜深冷速冻箱为海鲜深冷速冻提供冷源；第三股去液体储罐进行储存备用。（3）本专利技术的海鲜速冻箱出来的蒸发气体与膨胀后的气体在低温换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统，其特征在于：包括空气压缩机、吸附系统、一号和二号开关阀、第一至第七节流阀、透平膨胀机、冷却器、低温换热器、气液分离器、储罐、海鲜深冷速冻箱、加热器，所述透平膨胀机分为透平膨胀机增压端和透平膨胀机膨胀端，所述吸附系统由数个并列的吸附塔组成；所述吸附塔的进口与吸附塔进口管道连接，吸附塔的出口与吸附塔出口管道连接，所述吸附塔进口管道与吸附塔出口管道均设有一号开关阀；所述吸附系统的进口由并列的吸附塔进口管道组成，所述吸附系统的出口由并列的吸附塔出口管道组成；所述吸附塔均设有放空装置；所述空气压缩机的出口通过管道与吸附系统的进口连接；所述吸附系统的出口通过管道与透平膨胀机增压端的进口连接；所述透平膨胀机增压端的出口通过管道与冷却器的进口连接；所述冷却器的出口通过管道与低温换热器的物料进口连接；所述低温换热器的物料出口通过管道与气液分离器的进口连接，管道上设有第一节流阀；所述气液分离器的底部出口通过管道与低温换热器的一号冷源进口连接；所述气液分离器的底部出口通过管道与海鲜深冷速冻箱的冷源进口连接，管道上设有第二节流阀；所述气液分离器的底部出口通过管道与储罐的进口连接，管道上设有第三节流阀；所述低温换热器的一号冷源出口通过管道与透平膨胀机膨胀端的进口连接；所述透平膨胀机膨胀端的出口通过管道与低温换热器的二号冷源进口连接；所述气液分离器的顶部出口通过管道与低温换热器的二号冷源进口连接，管道上设有第四节流阀；所述海鲜深冷速冻箱的冷源出口通过管道与低温换热器的二号冷源出口连接，管道上设有第五节流阀；所述低温换热器的二号冷源出口通过管道与空气压缩机的进口连接，管道上设有第六节流阀；所述低温换热器的二号冷源出口通过管道与加热器的进口连接，管道上设有第七节流阀；所述加热器的出口通过管道与吸附塔的出口连接，管道上设有二号开关阀。...

【技术特征摘要】
1.一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统，其特征在于：包括空气压缩机、吸附系统、一号和二号开关阀、第一至第七节流阀、透平膨胀机、冷却器、低温换热器、气液分离器、储罐、海鲜深冷速冻箱、加热器，所述透平膨胀机分为透平膨胀机增压端和透平膨胀机膨胀端，所述吸附系统由数个并列的吸附塔组成；所述吸附塔的进口与吸附塔进口管道连接，吸附塔的出口与吸附塔出口管道连接，所述吸附塔进口管道与吸附塔出口管道均设有一号开关阀；所述吸附系统的进口由并列的吸附塔进口管道组成，所述吸附系统的出口由并列的吸附塔出口管道组成；所述吸附塔均设有放空装置；所述空气压缩机的出口通过管道与吸附系统的进口连接；所述吸附系统的出口通过管道与透平膨胀机增压端的进口连接；所述透平膨胀机增压端的出口通过管道与冷却器的进口连接；所述冷却器的出口通过管道与低温换热器的物料进口连接；所述低温换热器的物料出口通过管道与气液分离器的进口连接，管道上设有第一节流阀；所述气液分离器的底部出口通过管道与低温换热器的一号冷源进口连接；所述气液分离器的底部出口通过管道与海鲜深冷速冻箱的冷源进口连接，管道上设有第二节流阀；所述气液分离器的底部出口通过管道与储罐的进口连接，管道上设有第三节流阀；所述低温换热器的一号冷源出口通过管道与透平膨胀机膨胀端的进口连接；所述透平膨胀机膨胀端的出口通过管道与低温换热器的二号冷源进口连接；所述气液分离器的顶部出口通过管道与低温换热器的二号冷源进口连接，管道上设有第四节流阀；所述海鲜深冷速冻箱的冷源出口通过管道与低温换热器的二号冷源出口连接，管道上设有第五节流阀；所述低温换热器的二号冷源出口通过管道与空气压缩机的进口连接，管道上设有第六节流阀；所述低温换热器的二号冷源出口通过管道与加热器的进口连接，管道上设有第七节流阀；所述加热器的出口通过管道与吸附塔的出口连接，管道上设有二号开关阀。2.根据权利要求1所述的利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统，其特征在于：所述吸附系统由两个吸附塔并列组成。3.根据权利要求1所述的利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统，其特征在于：所述吸附塔中填充有吸附剂，所述吸附剂包括活性氧化铝和改型13X分子筛；所述低温换热器为铝制板翅式换热器。4.根据权利要求1所述的利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统，其特征在于：所述海鲜深冷速冻箱的冷源进口通过盘管与海鲜深冷速冻箱的冷源出口连接。5.一种利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺方法，采用权利要求1-4任一权利要求所述的利用空气进行海鲜深冷速冻的工艺系统进行，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、空气的压缩和冷却将...

【专利技术属性】
技术研发人员：范庆虎，王亮，王金宏，康保和，周洪达，
申请(专利权)人：杭州宏盛中弘新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33