一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统，包括依次连接的压缩机、冷冻干燥机、空气缓冲罐、氧氮分离装置和氮气缓冲罐，压缩机与冷冻干燥机之间设置有管道过滤器，冷冻干燥机与空气缓冲罐之间设置有空气除油器，氧氮分离装置与氮气缓冲罐之间依次设置除尘器和灭菌装置；所述氧氮分离装置包括吸附塔A和吸附塔B，吸附塔A和吸附塔B交替循环工作将净化后压缩空气进行吸氧产氮，使系统连续生产高品质氮气，不工作时的吸附塔A或者吸附塔B内的碳分子筛层在对方刚刚工作时快速进行降压再生；本实用新型专利技术能制取出纯净的高纯度氮气，为食品提供安全有效的保鲜气氛。

A pressure swing adsorption carbon molecular sieve nitrogen production system for food preservation

The utility model discloses a pressure swing adsorption carbon molecular sieve nitrogen production system for food preservation, which comprises a compressor, a freeze dryer, an air buffer tank, an oxygen and nitrogen separating device and a nitrogen buffer tank connected sequentially, a pipeline filter is arranged between the compressor and the freeze dryer, and a freeze dryer and an air buffer tank are arranged between the compressor and the freeze dryer. An air deoiler, a dust collector and a sterilizing device are arranged between an oxygen-nitrogen separating device and a nitrogen buffer tank in turn; the oxygen-nitrogen separating device comprises an adsorption tower A and an adsorption tower B, and an adsorption tower A and an adsorption tower B are alternately circulated to absorb oxygen and produce nitrogen from the purified compressed air so that the system can continuously produce high-quality nitrogen gas without working. The carbon molecular sieve layer in the adsorption tower A or the adsorption tower B is quickly regenerated by reducing pressure when the other side just works; the utility model can produce pure high purity nitrogen gas, and provide safe and effective fresh-keeping atmosphere for food.

【技术实现步骤摘要】
一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统
本技术涉及制氮
，具体涉及一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统。
技术介绍
现在氮气在食品保鲜上的应用越来越广泛，是因为氮气是一种很不活泼的物质,在常温、常压下绝大多数物质都不会与它发生反应，采用氮气隔离氧气来调节食品的存在气氛，可以减慢氧化作用，使食品的新陈代谢和呼吸等活动停止，同时大部分微生物也失去了生存的环境。现有制氮方式主要有三种，即深冷空分法、分子筛空分法和膜空分法，其中深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，其设备复杂、占地面积大，基建费用较高，一次性投资较多，运行成本较高，产气慢；膜空分法虽适宜中、小型氮气用户，但是与相同规格的分子筛空分法的设备相比价格要高出15%以上；而分子筛空分法的工艺流程简单、自动化程度高、产气快、能耗低，其次制取的氮气纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置的适应性较强。目前采用的变压吸附碳分子筛制氮是以干净的压缩空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理，使充满微孔的碳分子筛对气体分子有选择性的吸附来获得氮气，分子筛吸附饱和后，要进行下一次工作需把分子筛孔穴内的氧分子排放出去，排氧分子时，碳分子筛层的压力通过均压后由0.3～0.6MPa降到常压，碳分子筛孔穴内的氧气分压力大于外部氧气分压力，氧气从孔穴内向外流动，就从分子筛孔穴内把吸附的氧分子释放出来。虽然现有的制氮系统可为食品保鲜提供氮气气氛，但由于压缩空气进入碳分子筛分布的吸附塔时，气流高速冲击且分布不均匀，碳分子筛容易跳动甚至粉化，使得吸附效果快速变差，吸附效率不高，碳分子筛的使用寿命缩短，同时也会影响到制取的氮气纯度，更最重要的是食品保鲜使用氮气不同于工业，其需要更加纯净的氮气，以使食品免受厌氧细菌的侵害和粉尘的污染。因此，研制开发一种提供纯净氮气且可延长碳分子筛使用寿命的食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统是客观需要的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种提供纯净氮气且可延长碳分子筛使用寿命的食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统。本技术的目的是这样实现的，本技术包括依次连接的压缩机、冷冻干燥机、空气缓冲罐、氧氮分离装置和氮气缓冲罐，压缩机与冷冻干燥机之间设置有管道过滤器，冷冻干燥机与空气缓冲罐之间设置有空气除油器，氧氮分离装置与氮气缓冲罐之间依次设置除尘器和灭菌装置；所述氧氮分离装置包括吸附塔A和吸附塔B，吸附塔A和吸附塔B的上部通过进气管连接，进气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的进气管与空气缓冲罐连通，吸附塔A和吸附塔B的中部设置有碳分子筛层，吸附塔A和吸附塔B的下端通过出气管连接，出气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的出气管与除尘器连通，且出气管与除尘器连通处还连接有排气管，排气管上设置有排气阀，排气管端部连接有消音器。进一步的，吸附塔A和吸附塔B结构完全相同，大小也相同；吸附塔A包括上封头、筒体和下封头，碳分子筛层设置在筒体内，碳分子筛层上方的筒体内壁上安装有均布板，均布板上加工有若干通气孔，均布板与碳分子筛层之间的筒体外壁上设置有均布管，均布管的一端与进气管相连，另一端穿过均布板与上封头内壁相对，下封头的下端设置有出气口，出气口与出气管相连。所述碳分子筛层设置在筒体内壁上的上压板和下压板之间，碳分子筛层包括碳分子筛筒和碳分子筛颗粒，碳分子筛筒的上端开口下端封口，碳分子筛筒的上端与上压板连接，碳分子筛筒的外壁上加工有若干矩形缺口，碳分子筛颗粒分布在由上压板、下压板、碳分子筛筒外壁及筒体内壁形成的空腔里；上压板加工为圆环形的，上压板的内侧与碳分子筛筒的顶端通过螺栓连接，而上压板外侧通过筒体内壁上的卡条固定；下压板设置为圆形，其边缘与筒体的内壁固定连接，下压板上加工有若干通孔。本技术通过在系统中增设灭菌装置和除尘器，使系统制取出纯净的高纯度氮气，同时对系统中吸附塔进行改进，改变压缩空气进气方式，使气流冲击减小，碳分子筛则不易跳动和粉化，碳分子筛的使用寿命延长，除尘器的工作负荷也相应减小，配合吸附塔内设置特殊结构的碳分子筛，使压缩空气在吸附塔内的流程变长，进一步增大了碳分子筛与压缩空气的接触面积，从而使吸附塔吸收效果好，持续吸收时间长，为食品提供安全有效的保鲜气氛。附图说明图1为本技术整体结构示意图；图2为吸附塔A6的结构示意图。图中：1-压缩机，2-管道过滤器，3-冷冻干燥机，4-空气除油器，5-空气缓冲罐，6-吸附塔A，61-上封头，62-均布板，63-均布管，64-筒体，641-卡条，65-碳分子筛筒，66-矩形缺口，67-碳分子筛颗粒，68-下封头，69-出气口，7-吸附塔B，8-除尘器，9-灭菌装置，10-氮气缓冲罐，11-消音器，12-排气阀。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明，但不以任何方式对本技术加以限制，基于本技术教导所作的任何变更或改进，均属于本技术的保护范围。如图1所示，本技术包括依次连接的压缩机1、冷冻干燥机3、空气缓冲罐5、氧氮分离装置和氮气缓冲罐10，压缩机1与冷冻干燥机3之间设置有管道过滤器2，冷冻干燥机3与空气缓冲罐5之间设置有空气除油器4，氧氮分离装置与氮气缓冲罐10之间依次设置除尘器8和灭菌装置9；所述氧氮分离装置包括吸附塔A6和吸附塔B7，吸附塔A6和吸附塔B7的上部通过进气管连接，进气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的进气管与空气缓冲罐5连通，吸附塔A6和吸附塔B7的中间设置有碳分子筛层，吸附塔A6和吸附塔B7的下端通过出气管连接，出气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的出气管与除尘器8连通，且出气管与除尘器8连通处还连接有排气管，排气管上设置有排气阀12，排气管端部连接有消音器11；系统中增设除尘器8和灭菌装置9，使系统制取出氮气更加纯净，更符合食品安全的要求，同时氮气纯度也能达到相应的要求。吸附塔A6和吸附塔B7结构完全相同，大小也相同；吸附塔A6包括上封头61、筒体64和下封头68，碳分子筛层设置在筒体64内，碳分子筛层上方的筒体64内壁上安装有均布板62，均布板62上加工有若干通气孔，均布板62与碳分子筛层之间的筒体64外壁上设置有均布管63，均布管63的一端与进气管相连，另一端穿过均布板62并与上封头61内壁相对，下封头68的下端设置有出气口69，出气口69与出气管相连；由于压缩空气进入吸附塔A6和吸附塔B7后首先与上封头61内壁接触，再回流至均布板62，通过均布板62上的通气孔进入到碳分子筛层进行氧的吸附，然后从下封头68底部流出，其不同于常规制氮系统的下进上出的传统形式，增加了压缩空气在吸附塔A6和吸附塔B7内的流程，同时使得压缩空气气流冲击减小，碳分子筛层则不易跳动和粉化，碳分子筛层的使用寿命延长，除尘器8的工作负荷也相应减小。所述碳分子筛层设置在筒体64内壁上的上压板和下压板之间，碳分子筛层包括碳分子筛筒65和碳分子筛颗粒67，碳分子筛筒65的上端开口下端封口，碳分子筛筒65的上端与上压板连接，碳分子筛筒65的外壁上加工有若干矩形缺口66，碳分子筛颗粒67分布在由上压板、下压板、碳分子筛筒65外壁及筒体64内壁形成的空腔里；上压板加工为圆环形，上压板的内侧与碳分子筛筒65的顶端通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统，包括依次连接的压缩机（1）、冷冻干燥机（3）、空气缓冲罐（5）、氧氮分离装置和氮气缓冲罐（10），其特征在于：所述压缩机（1）与冷冻干燥机（3）之间设置有管道过滤器（2），所述冷冻干燥机（3）与空气缓冲罐（5）之间设置有空气除油器（4），所述氧氮分离装置与氮气缓冲罐（10）之间依次设置除尘器（8）和灭菌装置（9）；所述氧氮分离装置包括吸附塔A（6）和吸附塔B（7），吸附塔A（6）和吸附塔B（7）的上部通过进气管连接，进气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的进气管与空气缓冲罐（5）连通，吸附塔A（6）和吸附塔B（7）的内部设置有碳分子筛层，吸附塔A（6）和吸附塔B（7）的下端通过出气管连接，出气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的出气管与除尘器（8）连通，且出气管与除尘器（8）连通处还连接有排气管，排气管上设置有排气阀（12），排气管端部连接有消音器（11）。

【技术特征摘要】
1.一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统，包括依次连接的压缩机（1）、冷冻干燥机（3）、空气缓冲罐（5）、氧氮分离装置和氮气缓冲罐（10），其特征在于：所述压缩机（1）与冷冻干燥机（3）之间设置有管道过滤器（2），所述冷冻干燥机（3）与空气缓冲罐（5）之间设置有空气除油器（4），所述氧氮分离装置与氮气缓冲罐（10）之间依次设置除尘器（8）和灭菌装置（9）；所述氧氮分离装置包括吸附塔A（6）和吸附塔B（7），吸附塔A（6）和吸附塔B（7）的上部通过进气管连接，进气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的进气管与空气缓冲罐（5）连通，吸附塔A（6）和吸附塔B（7）的内部设置有碳分子筛层，吸附塔A（6）和吸附塔B（7）的下端通过出气管连接，出气管上设置有两个切换阀，两个切换阀中间的出气管与除尘器（8）连通，且出气管与除尘器（8）连通处还连接有排气管，排气管上设置有排气阀（12），排气管端部连接有消音器（11）。2.根据权利要求1所述的一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统，其特征在于：所述吸附塔A（6）和吸附塔B（7）结构完全相同，大小也相同。3.根据权利要求1或者2所述的一种食品保鲜用变压吸附碳分子筛制氮系统，其特征在于：所述吸附塔A（6）包括上封头（61）、筒体（64）和下封头（68），所述碳分子筛层设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡美轩，何建芳，
申请(专利权)人：曲靖市吉庆园食品有限公司，
类型：新型
国别省市：云南,53