Development of cryology in the Moscow Regional Branch of the International Academy of Refrigeration

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

A look back at the recently ended 20th century clearly reveals areas of science, technology, engineering, and human practice that are heavily dependent on cold and the development of low-temperature technology. These are the production, storage and transportation of food; the production, liquefaction, transportation and use of industrial and natural gases and air separation products; climate engineering and life support; medicine and ecology; a variety of fields of scientific inquiry and research in energy, electronics, physics, chemistry, metallurgy, transport engineering, aviation, space, biology and other fields. Today there is a huge and extremely important field of scientific, practical and commercial activities - cryology. The use of low temperatures in traditional and new fields of equipment and technology is constantly increasing. In Moscow alone there are more than 600 enterprises of this profile. Many of them, such as Cryogenmash, Geliymash, NIIkhimmash, VNIIkholodmash-Holding, VNIIkhimmash, Nauka, are widely known in the world. Now many new, young, but already reputable firms have emerged: Ostrov, Chrom, Cryoservice, Scaten, Aircool, Thermocool, Enei, Refco, Veza, Atek, Khimholodservis, Gazkholodtekhnika, Hamilton-Nauka, etc. This was greatly facilitated by the conditions of the domestic market and highly qualified personnel trained in the leading Moscow universities: Bauman Moscow State Technical University (Rector I.B. Fedorov), MPEI (Rector E.V. Ametistov), MSUIE (Rector M.B. Generalov), MSUPB (Rector I.A. Rogov). This article describes some developments carried out in the Moscow Regional Branch of IAR in recent years, which, in the author's opinion, are of significant importance.

Full Text

Фото

 

В ОАО «Криогенмаш» (генеральный директор Ю.В. Горбатский) создана воздухоразделительная установка (ВРУ) нового поколения КААр-30М, ее монтаж и ввод в эксплуатацию осуществлены на Новолипецком металлургическом комбинате. Производительность установки 34 тыс. Нм3/ч технического кислорода, 40 тыс. Нм3/ч азота и 1000 Нм3/ч аргона. Предусмотрено извлечение Кг-Хе, Ne-Не-смесей и жидкого кислорода. Осушка и очистка воздуха осуществляются в блоках комплексной очистки (БКО), выполненных по двухслойной схеме (цеолит NaX-Алюмогель). Предварительное охлаждение воздуха перед БКО до температуры 5 °С осуществляется пятью холодильными машинами с суммарной мощностью привода 1000 кВт. Идеология создания ВРУ такого класса начала формироваться в конце 80-х годов еще при жизни генерального конструктора В.П. Белякова.

В последнее десятилетие «Криогенмаш» создал типоразмерный ряд ВРУ малой и средней производительности с учетом спроса на российском рынке. Уже построены и работают на Московском нефтеперерабатывающем заводе, Ново-Уренгойском газохимическом комбинате, Бухарском нефтеперерабатывающем заводе и в других регионах установки ААж-0,65; ААж-1,2; ААж-5; ААж-7 (7 тыс. Hm3N2/ч). Разработана и построена система заправки кислородом (рис.1) для международного стартового комплекса морского базирования (SEA Launch). В Индию поставлена система обеспечения криогенного разгонного блока ISRO (Center SHAR). В числе небольших, но весьма принципиальных и важных разработок следует отметить создание трубопровода для жидкого гелия, характеристики которого оказались рекордно высокими по сравнению с подобными трубопроводами известных западных фирм.

 

Pис. 1. Система заправки кислородом для международного стартового комплекса морского базирования (ОАО «Криогенмаш»)

 

В соответствии с постановлением Правительства Москвы №787-РП от 08.08. 2000 г. в ОАО «Криогенмаш» в течение 2001 -2002 гг. создавались генератор озона и система охлаждения воды, входящие в состав озонаторной установки большой производительности (25...50 кг/ч озона) в модульно-контейнерном исполнении для систем централизованного водоснабжения Москвы. Этим количеством озона можно обработать более 500 тыс. м3 воды в сутки. В 2001 г. были спроектированы и изготовлены генератор озона (патент 2046753 РФ) и система охлаждения воды для него. В 2002 г. осуществлены монтаж оборудования и пуско-наладочные работы, которые позволили обеспечить проектные параметры по количеству генерируемого озона (50 кг/ч озона при работе на рабочем газе - кислороде и 25 кг/ч озона при работе на рабочем газе - воздухе) и по устойчивому получению температуры охлаждающей воды на уровне 5...6°С при переменной нагрузке генератора озона. Испытания показали целесообразность создания озонаторных установок в модульно-контейнерном исполнении полной заводской готовности (входящих в установку модулей) без необходимости строительства капитальных сооружений (за исключением контактных бассейнов-реакторов).

Таким образом, в России впервые создана крупная озонаторная установка с использованием лучших отечественных разработок. В ее создании участвовали: ГУП «Московский институт теплотехники», ГУП «Всероссийский электротехнический институт», НПО «Автоматика» (Екатеринбург). В процессе разработки генератора озона с пластинчатыми электродами решены многие научно-технические задачи. На рис. 2 и 3 показаны общий вид генератора озона в контейнере и электродный блок генератора. Следует отметить, что первая небольшая озонаторная установка для бассейна спортивного комплекса была спроектирована, изготовлена и введена в эксплуатацию в МГТУ им. Н.Э. Баумана в середине 90-х годов XX в.

 

Рис. 2. Генератор озона в контейнере (ОАО «Криогенмаш»)

 

Рис. 3. Электродный блок генератора озона (ОАО «Криогенмаш»)

 

Коллективом ОАО «Гелиймаш» (генеральный директор В.Н. Удут) в последнем десятилетии существенно модифицированы ожижители гелия, водорода, метана и созданы специальные установки для тонкой очистки этих газов. Все ожижители имеют высокоэффективные турбодетандеры, в том числе и парожидкостные, разработанные и выпускаемые «Гелиймашем». Наряду с турбодетандерами значительно улучшены характеристики витых теплообменных аппаратов с проволочным оребрением трубок, что позволило создать и предложить покупателям перечень разнообразных криогенных установок. К примеру, производительность гелиевых ожижителей составляет от 40 до 700 л/ч жидкого гелия.

Криогенное гелиевое оборудование было изготовлено для уникального ускорителя - нуклотрона в ОИЯИ (г. Дубна) со сверхпроводящими обмотками магнитов, предназначенного для получения тяжелых ядер и многозарядных ионов. В системе криогенного обеспечения нуклотрона впервые были реализованы новые идеи. Криостатирование сотен сверхпроводящих магнитов было осуществлено параллельной подачей гелия, что обеспечило быстрое охлаждение всей системы. Криостатирование осуществлялось двухфазным потоком гелия. Впервые был введен в эксплуатацию парожидкостный турбодетандер. Эта работа выполнена «Гелиймашем» в сотрудничестве с криогенщиками лаборатории высоких энергий ОИЯИ (руководитель Н.Н. Агапов).

Особо нужно отметить создание водородных турбодетандеров, реализованное в середине 90-х годов, еще при генеральном директоре И.А. Давыденкове и главном конструкторе Г.А. Пересторонине. Столь эффективные и надежные водородные турбодетандеры были созданы в мировой практике криогенного машиностроения впервые и получили самую высокую оценку зарубежных специалистов. На рис. 4 показаны смонтированные блоки с водородными турбодетандерами и водородный турбодетандер.

 

Рис. 4. Готовые блоки с водородными турбодетандерами (а) и водородный турбодетандер (б) (ОАО «Гелиймаш»)

 

В «Гелиймаше» модернизированы воздухоразделительные установки СКДС-100 и ТКДС-100 в контейнерном исполнении производительностью около 100 кг/ч жидкого кислорода или азота. Существенно улучшены характеристики сосудов для хранения жидких криопродуктов, консервации крови и костного мозга. Для быстрого охлаждения и замораживания продуктов питания и их перевозки в изотермических камерах созданы специальные установки с распылением жидкого азота.

МГТУ им. Н.Э. Баумана (ректор И.Б. Федоров) совместно с Одесской государственной академией холода (ректор В.В. Притула), предприятиями «Хром» (генеральный директор М.Ю. Савинов), «Айс-блик» и «Олеом» (технический директор В.Л. Бондаренко) разработаны новые технологии и установки по разделению смесей криптона-ксенона и неона- гелия с извлечением продуктов высокой чистоты (99,9999%). Потребность внутреннего рынка в этих газах полностью удовлетворена. Для увеличения коэффициента извлечения неона впервые применены волновые криогенераторы (ВКГ). Технологии широко используются и способствуют увеличению мирового производства редких газов (рис. 5).

 

Рис. 5. Мировое производство инертных газов (тыс.м3/год): – – – по технологии «МГТУ-ОГАХ»

 

Комплекс работ по созданию медицинской КРИО-СВЧ-аппаратуры и технологии для применения в детской хирургии также выполнен в МГТУ им. Н.Э. Баумана при участии специалистов в области медицинского приборостроения и медицины. Разработанные аппаратура и технологии позволяют эффективно, практически бесследно, удалять опухоли (гемангиомы) у детей. Об актуальности проблемы говорит тот факт, что ежегодно только в Москве по этому поводу обращаются в медицинские учреждения более 16 тыс. пациентов. В случае использования КРИО-СВЧ-метода усиливается криодеструкция при предварительном прогреве опухоли токами СВЧ, благодаря чему вода выходит из больных клеток через мембраны в межклеточное пространство и, расширяясь при замораживании, существенно снижает кровоток в опухоли. При этом резко увеличивается глубина промерзания опухоли (в 50 раз по объему). Разработаны теоретические основы, методы расчета и проектирования КРИО-СВЧ-аппаратуры, которые обеспечивают оптимальные режимы проведения операций с учетом характеристик и вида опухоли. Результаты этих работ в перспективе могут быть использованы не только в медицинской технике, бесскальпельной хирургии, но и в сельском хозяйстве, космонавтике, пищевой промышленности и др.

В числе разработок МГТУ им. Н.Э. Баумана следует отметить СВЧ-системы для диагностики криогенных и некриогенных двухфазных и однофазных потоков. Системы позволяют контролировать массовые расходы, содержание паровой и жидкой фаз, скорости скольжения фаз, концентрации примесей и другие параметры. Такие системы необходимы при заправке криогенным топливом самолетов и автомобилей, при криостатировании сверхпроводящих обмоток крупных электромагнитов. В частности, СВЧ-системы использовали в международном эксперименте по программе «QUELL» в Швейцарии. Выполнены фундаментальные исследования процессов тепломассообмена при конденсации и кипении криопродуктов в высокоэффективных аппаратах нового поколения. Разработана безмасляная технология изготовления структурных насадок для насадочных ректификационных колонн.

В 1998 - 1999 гг. разработан, создан и испытан микроожижитель на базе машины Стирлинга производительностью 30...50 г/ч жидкого кислорода или азота.

В Московском медицинском центре «Медкрионика» (главный врач И.С. Чернышов) для лечения наружных и внутренних заболеваний в последние годы широко используются различные криопроцедуры. Здесь создана надежная и полностью безопасная установка, получившая название «криосауна» (рис. 6). Применение низких температур открывает новые возможности для лечения и профилактики таких серьезных заболеваний, как инфаркты, инсульты, стрессы, кожные заболевания и др.

 

Рис. 6. Криосауна Московского медицинского центра «Медкрионика»

 

В Учебно-научном центре «Крио- консул» при МГТУ им. Н. Э. Баумана разработана криовзрывная технология переработки старых автопокрышек. Эта технология реализуется с помощью взрывоциркулятора, представляющего собой бронекамеру с внешним трубопроводом, которые образуют закольцованную систему, звуко- и газоизолированную от окружающей среды. Под действием взрыва охлажденные покрышки разрушаются, в тракте закольцовки осуществляется круговое многократное движение (циркуляция) потока с ударными волнами и фрагментами разрушенных покрышек. В результате этого процесса образуется резиновая крошка с размером фракций от 0,1 до 10 мм. Покрышки перед взрывоциркулятором можно охлаждать различными способами, но наиболее экономически целесообразным является использование воздушных турбохолодильных машин типа ВХМ, выпускаемых АО «Турбохолод» (генеральный директор В.А. Хетагуров).

Правительством Москвы была поставлена задача по созданию системы для улавливания паров бензина на автозаправочных станциях, которые пока выбрасываются в атмосферу. Фирма «Криосервис» (генеральный директор А.Б. Ленский) ввела недавно в опытную эксплуатацию такую систему, работающую на жидком азоте.

Значительной проблемой является замена некоторых хладагентов экологически безопасными, имеющими нулевые потенциалы ODP и GWP. Одним из таких перспективных хладагентов является диметиловый эфир (ДМЭ) СН3- О - СН3. В МГТУ им. Н.Э. Баумана в лаборатории малых холодильных машин имени проф. А.С. Нуждина построена диаграмма состояний ДМЭ и проведены испытания бытовых холодильников (морозильников) «Стинол-106», заправленных диметиловым эфиром. Экспериментальные данные подтверждают эффективность ДМЭ как хладагента (рис. 7). Необходимо иметь в виду, что ДМЭ может использоваться и как компонент дизельного топлива. В этом случае открывается широкая перспектива применения ДМЭ на холодильном дизельном транспорте и в системах кондиционирования многих видов транспортных средств.

 

Рис. 7. Суточный расход электроэнергии морозильной камеры «Стинол-106» (при температуре - 24°С) на ДМЭ и R12 при различной температуре окружающего воздуха

 

Один из вариантов холодильной установки для термокузова зиловского «Бычка» разработан в МГТУ им. Н.Э. Баумана (рис. 8).

 

Рис. 8. Компоновка дизельного авторефрижератора (ЗИЛ «Бычок»), использующего ДМЭ в качестве топлива и хладагента (МГТУ им. Н. Э. Баумана): 1 — двигатель автомобиля; 2 — компрессор; 3 — вентилятор и конденсатор: 4 — вентилятор и воздухоохладитель; 5 — аккумулятор автомобиля; 6 — бак с ДМЭ; 7 — бак с ДТ; 8 — ТИР; 9 — система топливного дизеля

 

Из приведенных примеров ясно, что решение многих экологических проблем такого мегаполиса, каким является Москва, невозможно без применения методов криологии, и успех здесь в значительной мере определяется конструктивной, масштабной и дальновидной позицией мэра Москвы Ю.М. Лужкова.

Ряд новых разработок выполнен в ОАО «ВНИИхолодмаш-Холдинг» (генеральный директор О.М. Таганцев).

Предприятием проведена большая работа по переводу оборудования на экологически безопасные хладагенты. Создан новый специальный компрессор СК-16 холодопроизводительностью 16 кВт (при температуре кипения -15°С). Разработан ряд бессальниковых винтовых компрессоров серии ВБ. Созданы опытные турбокомпрессоры для установок холодопроизводительностью от 20 до 630 кВт при различных температурах кипения, ряд теплонасосных агрегатов на базе новых винтовых компрессоров и гамма судовых холодильных машин 1МХМВ250 (рис. 9), ЗМХМВ290 и др.

 

Рис. 9. Новая судовая холодильная машина 1МХМВ250 (ОАО «ВНИИхолодмаш-Холдинг»)


Для систем кондиционирования предложены оригинальные холодильные установки. Продолжаются работы по совершенствованию абсорбционных бромисто-литиевых машин холодильной мощностью до 6 тыс. кВт, разрабатываются многофункциональные системы управления.

В ФГУП «ВНИИхиммаш» (генеральный директор А.А. Макаров) осуществляются доводочные испытания жидкостных ракетных двигателей КБ «Энергомаш», КБ «Химмаш», КБ «Химавтоматика», которые экспортируются за рубеж. Кроме того, фирмы Франции, Китая, Индии, США, Кореи и других стран отрабатывают на стендовой базе предприятия свои образцы ракетно-космической техники. Во ВНИИхиммаше организовано производство всех криогенных компонентов, включая кислород, водород и неон. Проводятся исследования рабочих процессов в двигателях.

Московскими фирмами «Турборефрижераторы» (директор А.Ш. Кобулашвили) и «Скаген» (директор В.М. Гнилицкий) на базе воздушных циклов созданы скороморозильные аппараты для замораживания рыбы и рыбопродуктов (рис. 10), которые прошли промышленные испытания. Аппараты обеспечивают уникальное качество продукции, поскольку начальная температура холодного воздуха в камере составляла -100...-120°С. Эту технологию следует рекомендовать для более широкого применения. Практически она оказалась в 5-6 раз более экономичной по сравнению с системами, работающими на жидком азоте, и в 1,5-2 раза более экономичной (вследствие увеличения скорости замораживания) по сравнению с фреоновыми скороморозильными установками.

 

Рис. 10. Скороморозильный аппарат на базе турбовоздушной холодильной машины (фирмы «Турборефрижератор» и «Скаген»)

 

Активно работает ЗАО «Остров» (генеральный директор Е.К. Уразов). Компания была создана в 1994 г. Сегодня «Остров» - это более 10 тыс. м2 производственных площадей, проектно-конструкторское бюро, оснащенное современными системами автоматизированного проектирования (AutoCAD 2002, Pro Engineer Wildfire), собственная испытательная база для отработки производимых систем и проверки характеристик закупаемых и изготовляемых компонентов. Стабильную и устойчивую работу предприятия обеспечивают более 500 сотрудников головного офиса и 11 технико-коммерческих центров по всей стране. Компанией разработан типовой ряд транспортных установок и систем кондиционирования воздуха холодопроизводительностью от 2 до 30 кВт для кабин машинистов локомотивов и электропоездов, пассажирских железнодорожных вагонов и вагонов-ресторанов. В настоящее время большинство новых отечественных пассажирских вагонов оснащено серийно выпускаемыми в ЗАО «Остров» установками кондиционирования воздуха УКВ-31 холодопроизводительностью 28 кВт (рис. 11).

 

Рис. 11. Железнодорожный кондиционер (ЗАО «Остров»)

 

Начато серийное производство установок УКВ-4,5 холодопроизводительностью 4,5 кВт для кабин машинистов электропоездов. Проходят комплексные испытания в составе вагонов-ресторанов системы кондиционирования воздуха СКВ-26 холодопроизводительностью 26 кВт. Для дооснащения вагонов типа RIC, проходящих капитально-восстановительный ремонт, разработана, изготовлена и передана для испытаний установка кондиционирования воздуха УКВ-31-РИЦ холодопроизводительностью 22 кВт.

Разработан ряд коммерческих и промышленных холодильных установок и систем холодопроизводительностью от 3 кВт до 3 МВт. С использованием лучших отечественных и зарубежных комплектующих изделий ведется серийное производство холодильной техники, отвечающей самым высоким мировым стандартам. Применяемые технологии сборки и заводских испытаний в ряде случаев лучше технологий, используемых на аналогичных зарубежных предприятиях.

Объем выпуска холодильных агрегатов и систем различной производительности для использования в области средних (+5...-5°С) и низких (-18...-40°С) температур уже превышает 2000 ед. в год.

В Московском энергетическом институте (ректор Е.В. Аметистов) впервые разработан единый универсальный модульный алгоритм, позволяющий проводить анализ сложных вакуумных систем с учетом одновременного размещения в моделируемой структуре множественных распределенных источников и стоков газа различных типов, наличия в моделируемой системе сильных температурных перекосов и нестационарно протекающих процессов, а также взаимного влияния этих факторов друг на друга. С использованием данного алгоритма впервые решен ряд актуальных практических и исследовательских задач. В частности, выполнены комплексный анализ системы откачивания продуктов реакции термоядерного синтеза, анализ влияния микроструктуры (шероховатость, зернистость) реальной поверхности на ее интегральные характеристики и другие проблемы. Впервые разработан и реализован универсальный программный комплекс, позволяющий проектировщику без специальной подготовки самостоятельно проводить комплексный анализ сложных криовакуумных систем. Созданный программный комплекс имеет модульную конструкцию практически с неограниченными возможностями дополнения. Разработана методика расчета характеристик устройств селективного откачивания с учетом влияния образующегося криослоя. Полученный алгоритм позволяет моделировать помимо криослоев формирование различных покрытий в области высокого вакуума. Осуществлены моделирование и анализ структуры криослоя на микроуровне с использованием элементов фрактальной геометрии. Для криовакуумной техники фрактальный рост имеет большое значение при изучении процесса десублимации парогазовой фазы на твердых телах (криопанели насосов и ловушек, криогенные трубопроводы). Образующийся криослой может существенно изменять режим работы этих установок, нарушая их расчетное функционирование.

С использованием методов зондовой микроскопии выполнен цикл исследований по влиянию тритированной атмосферы на топографию поверхности активированных углей, используемых в качестве сорбентов в установках управляемого термоядерного синтеза.

В Московском государственном университете инженерной экологии - МГУИЭ (ректор М.Б. Генералов) ведутся исследовательские работы по созданию теплонасосных установок (ТНУ), работающих на диоксиде углерода (СО2, R744) в качестве рабочего вещества. Это природное, безопасное и дешевое рабочее вещество обладает рядом уникальных свойств, которые могут быть использованы при создании высокоэффективных тепловых насосов (TH), а именно:

  • высокие коэффициенты преобразования достигаются при оптимальном использовании высокотемпературных процессов термодинамического цикла в надкритической области для нагрева теплоносителя;
  • низкий объемный расход диоксида углерода на единицу тепловой энергии (кДж/м3) и высокие коэффициенты теплоотдачи в основных теплообменных аппаратах способствуют снижению массы и габаритных размеров оборудования. Эти факторы позволяют создавать TH теплопроизводительностью 50 МВт и более в одном агрегате;
  • малое отношение давлений в термодинамическом цикле теплового насоса, работающего на СО2, создает благоприятные условия для эффективной работы компрессоров (особенно центробежных, в крупных TH);
  • возможность использования в ТНУ большой единичной мощности вместо дросселя расширительной машины (детандера) дополнительно повышает их энергетическую эффективность.

К настоящему времени разработана теоретическая часть расчета сверхкритических циклов и теплообменных аппаратов. Создан и исследован макетный образец ТНУ на R744, разработана техническая документация опытного образца ТНУ тепловой мощностью 20 кВт для теплоснабжения и горячего водоснабжения индивидуального дома, который будет изготовлен и испытан в текущем году. Начата разработка эскизного проекта ТНУ тепловой мощностью 50 МВт.

Создан макетный образец теплового насоса тепловой мощностью около 6 кВт, характеристики которого исследованы при работе на R22. В этой машине использованы теплообменные аппараты оригинальной конструкции с трубками, оребренными по технологии, предложенной в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Совместно с сертификационным центром «НАСТХОЛ» создано испытательное стендовое оборудование и проведено исследование систем охлаждения двухкамерного бытового холодильника на различных хладагентах. Подтверждено значительное повышение энергетической эффективности бытовых холодильников при использовании зеотропных смесевых хладагентов с высокой неизотермичностью процессов фазовых превращений.

Разрабатываются системы вакуумно-испарительного охлаждения с применением воды в качестве рабочего вещества и вакуумной генерации водного льда. Создан вакуумноиспарительный молокоохладитель для молочных ферм, охлаждающий от 30 до 4 °С до 300 л/ч молока.

Совместно с ЗАО «Химсинтез» (г. Красноармейск) получен новый экологически чистый хладоноситель «Экофрост», способный выполнять свои функции в диапазоне температур +45...-90°С. Он представляет собой смесь кислородсодержащих органических веществ с добавлением антикоррозионного ингибитора. «Экофрост» превосходит по своим потребительским свойствам традиционные хладоносители, имеет сертификат качества и гигиены. Налажен его промышленный выпуск.

Проводятся исследования по использованию воздуха в качестве рабочего вещества в компрессорнодетандерных системах теплохолодоснабжения. Созданы две машины (рис. 12), работающие от пневмосети давлением 4 бар, вырабатывающие холодный воздух с температурой -40°С (60 и 120 Нм3/ч) и горячий воздух с температурой 75 °С (60 и 120 Нм3/ч), холодопроизводительностью 1,25 (2,5) кВт, теплопроизводительностью 1,1 (2,4) кВт. В агрегате детандер-тормозная воздуходувка применены газодинамические подшипники. Высокая чистота воздушных потоков позволяет использовать машину в пищевой промышленности, медицине и системах жизнеобеспечения.

 

Рис. 12. Воздушная машина для систем теплохолодоснабжения

 

Разработана установка сжижения природного газа (УСПГ) производительностью 12 т/сут с привязкой к газораспределительной станции (ГРС) и использованием энергии сжатого газа в магистральном трубопроводе.

Проведены экспериментальные исследования криогранулирования микробиологических жидкофазных систем и разработаны физические и математические модели процесса.

В Московском государственном университете прикладной биотехнологии (ректор И.А. Рогов) выполнен ряд интересных работ в области холодильной техники и технологий. Исследованы процессы инееобразования в электроконвективном воздушном потоке в широком диапазоне значений относительной влажности среды, холодильной обработки сырья биологического происхождения (мясопродукты, фрукты) с помощью электроконвекции; процесс теплообмена в воздушных конденсаторах в электроконвективной среде. Разработана криогенная система холодоснабжения газообразным азотом для холодильной обработки пищевых продуктов, реализованная в азотном туннельном скороморозильном аппарате АСТА-30 (рис. 13). Уже выпущена промышленная партия таких аппаратов.

 

Рис. 13. Азотный туннельный скороморозильный аппарат ACTА-30

 

Во Всероссийском научно-исследовательском институте холодильной промышленности в последние годы выполнен комплекс исследований и разработаны ресурсосберегающие пищевые и холодильные технологии обработки, хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов при условии сохранения их качества в регламентируемый период. Среди них:

•    Технология холодильного консервирования и хранения мяса птицы с применением антимикробных пищевых покрытий на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ). Сроки хранения мяса птицы в охлажденном состоянии увеличиваются в 2-2,5 раза, потери сокращаются на 35-40% по сравнению с существующими способами холодильной обработки и хранения неупакованной птицы.

•    Технология размораживания мяса, нивелирующая влияние процессов окоченение - оттаивание на качественные показатели мясного сырья. Для отепления блоков из парного жилованного мяса предложен двухстадийный процесс размораживания, обеспечивающий увеличение срока хранения размороженного мяса в 2-3 раза, сокращение потерь от вытекания сока на 1,5-2% и снижение расхода энергии до 30%.

Технология холодильного консервирования мяса, предназначенного для производства сырокопченых колбас, в парном состоянии с применением электростимуляции.

Созданы технология и технические средства быстрого замораживания готовых блюд, полуфабрикатов, изделий из теста. Технология внедрена более чем на 10 предприятиях РФ.

Разработаны научные основы стабилизации биотехнологических свойств дрожжей и структурно-механических показателей дрожжевого теста при замораживании, а также технология производства замороженных изделий из дрожжевого теста различной степени готовности для предприятий общественного питания, которая внедрена в системе «Русское бистро».

Претворяя в практику одобренную МАХ стратегию применения в отечественных холодильных установках природных холодильных агентов и повышения уровня безопасности холодильных систем, ВНИХИ подготовил рекомендации по применению на предприятиях АПК холодильных установок с дозированной и малой заправкой аммиаком. Совместно с ВНИИхолодмашем, Гипрохолодом и другими организациями разработаны и изданы новые Правила проектирования и безопасной эксплуатации аммиачных и фреоновых холодильных установок.

В последние годы широкое распространение получило строительство спортивных сооружений с искусственным ледовым покрытием для хоккейных полей, конькобежных дорожек, лыжных трасс и др. С целью комплексного решения вопросов проектирования, строительства, обеспечения оборудованием таких сооружений и проведения монтажных и наладочных работ в 2001 г. ВНИИХИ при участии Холодильного инженерного центра и Химхолодсервиса создан консорциум «Искусственный лед», Россия.

Наиболее значимые результаты совместной деятельности предприятий консорциума - это ледовые поля Дворца спорта и Малой спортивной арены Олимпийского комплекса «Лужники» в Москве, Дворца спорта «Юбилейный» в Твери. Созданы ледовое поле и система его холодоснабжения для стадиона «Зоркий» в подмосковном Красногорске. В настоящее время консорциумом ведется реконструкция комплекса спортивных сооружений Дворца спорта «Сокольники».

***

Несмотря на то, что в Московском регионе выполняется ряд важных, востребованных работ, переход к рыночной экономике был не безболезненным. Мы многое потеряли, в том числе и опытных специалистов всех профилей, особенно на крупных предприятиях. Потеряны многие важные зарубежные рынки, в то время, когда наш собственный рынок активно используют иностранные фирмы. В некоторых областях криологии это естественно и допустимо. Но Россия должна оставаться независимой в развитии стратегически важных областей нашей науки, и особенно в криогенике! Здесь нужны государственный подход и прямая поддержка крупных предприятий и национальных проектов.

Для расширения и усиления нашего присутствия на рынке необходимы новые идеи, технологии и инженерные решения и особенно высокое качество изделий. По моему убеждению, альтернативы этому нет. Выходу на новые рынки, несомненно, будет способствовать и образование единого экономического пространства Россией, Украиной, Белоруссией и Казахстаном. Однако без серьезных научных исследований и соответствующей подготовки высококвалифицированных специалистов в ведущих вузах эта задача неразрешима.

Опыт ушедшего десятилетия показал, что идея почетного академика основателя МАХ, д-ра техн. наук, профессора Игоря Игнатьевича Орехова об организации Международной академии холода оказалась результативной. Думаю, что в будущем ее роль в развитии криологии будет, несомненно, усиливаться.

В заключение хочется поблагодарить моих коллег: профессоров А. В. Буторину, Б.С. Бабакина, Б.А. Иванова, И.М. Калниня, С. Б. Нестерова, Н.А. Афанасьева, Ф.М. Позвонкова, Е.Г. Савельева, А.И. Смородина, О.М. Таганцева за дискуссию и помощь в подготовке материалов для этой публикации.

×

About the authors

A. M. Arkharov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com

Academician of IAR, Doctor of Technical Sciences, Professor, Honored Worker of Science and Technology of the Russian Federation, Chairman of the Moscow Regional Branch of IAR, Honorary Member of the International Institute of Refrigeration, Head of the Department of N.E. Bauman Moscow State Technical University

Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Photo

Download (462KB)
3. Fig. 1. Oxygen refueling system for the international sea-based launch complex (JSC "Cryogenmash")

Download (1MB)
4. Fig. 2. Ozone generator in a container (JSC "Cryogenmash")

Download (987KB)
5. Fig. 3. Electrode unit of ozone generator (JSC "Cryogenmash")

Download (1MB)
6. Fig. 4. Prefabricated units with hydrogen turbine expanders (a) and hydrogen turbine expander (b) (JSC Geliymash)

Download (2MB)
7. Fig. 5. World production of inert gases (thousand m3/year): - - - - by "MGTU-OGAH" technology

Download (1MB)
8. Fig. 6. Cryosauna of Moscow Medical Center "Medkryonika

Download (987KB)
9. Fig. 7. Daily power consumption of the "Stinol-106" freezer (at the temperature of -24°С) by DME and R12 at different ambient air temperature

Download (1MB)
10. Fig. 8. Layout of a diesel refrigeration truck (ZIL "Bychok"), using DME as fuel and refrigerant (Bauman Moscow State Technical University): 1 - car engine; 2 - compressor; 3 - fan and condenser; 4 - fan and air cooler; 5 - car accumulator; 6 - tank with DME; 7 - tank with diesel fuel; 8 - TIR; 9 - fuel diesel system

Download (1MB)
11. Fig. 9. New ship refrigerating machine 1MHMV250 (JSC VNIIholodmash-Holding)

Download (989KB)
12. Fig. 10. Freezer based on turbo-air refrigerating machine (companies "Turbo Refrigerator" and "Skagen")

Download (1000KB)
13. Fig. 11. Railroad conditioner (Ostrov JSC)

Download (493KB)
14. Fig. 12. Air machine for heating and cooling systems

Download (1MB)
15. Fig. 13. ASTA-30 nitrogen tunnel fast freezer

Download (701KB)

Copyright (c) 2003 Arkharov A.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies