Solution pour un contrôle du vide de haute précision dans le processus de décongélation sous vide

Avec le développement économique et l'amélioration du niveau de vie, l'attention se porte de plus en plus sur les avancées technologiques dans le domaine de la production, du stockage, du transport et de la transformation des aliments. La décongélation sous vide, et notamment la technologie de décongélation par sublimation-réhydratation sous vide qui en découle, fait partie de ces nouvelles technologies de transformation alimentaire.

La technologie de décongélation sous vide exploite les différences de pression et d'ébullition de l'eau. La vapeur d'eau produite lors de l'ébullition dans une chambre à vide se condense en gouttelettes à la surface des aliments congelés, à une température plus basse. La chaleur latente libérée lors de cette condensation est absorbée par les aliments, ce qui entraîne une élévation de leur température et leur décongélation.

Comparée aux autres méthodes de décongélation, la décongélation sous vide présente l'avantage d'une décongélation rapide, uniforme et à basse température. De plus, les produits congelés se trouvent dans un environnement sous vide et pauvre en oxygène pendant le processus de décongélation, ce qui permet d'inhiber efficacement l'oxydation des aliments et la prolifération de certains micro-organismes aérobies, et de réduire ainsi la perte de qualité.

Grâce aux progrès technologiques, une nouvelle méthode de décongélation sous vide a vu le jour : la méthode de décongélation par sublimation-réhydratation sous vide. Son principal avantage réside dans sa capacité à être étendue à la décongélation d’autres aliments surgelés tels que les fruits, les légumes, les plats cuisinés et les produits aquatiques.

En résumé, l'un des avantages importants des méthodes de décongélation sous vide et de décongélation par sublimation-réhydratation sous vide est que les paramètres de décongélation (température et vide) peuvent être optimisés en fonction des caractéristiques des produits congelés et de la consommation d'énergie, afin d'atteindre le meilleur état de décongélation.

Afin de résoudre le problème de l'impossibilité de programmer et de contrôler automatiquement et précisément le degré de vide dans le processus de congélation sous vide, une solution spécifique est proposée dans cet article.

Le principe de base de cette solution repose sur l'utilisationdu régulateur de pression proportionnel Kao Lu pour ajuster le débit d'air d'admission en fonction des différents réglages de pression de vide, selon une méthode d'équilibrage dynamique. On obtient ainsi le niveau de vide nécessaire à la décongélation de divers produits surgelés, quel que soit le réglage. Un contrôle précis du programme est effectué à des points fixes, ce qui élargit le champ d'application de la technologie de décongélation sous vide et garantit sa qualité.

2. Principe de la méthode d'équilibre dynamique pour le contrôle de la pression du vide

Dans le processus de contrôle de la pression sous vide, la méthode de contrôle de précision la plus courante est la méthode d'équilibre dynamique, comme le montre la figure 3, son principe de base est basé sur l'équilibre dynamique entre le flux d'admission et le flux d'échappement, permettant ainsi un réglage précis des différents paramètres de contrôle de la pression sous vide.



(Schéma illustrant le principe de la méthode d'équilibre dynamique pour le contrôle de la pression du vide)

3. Solution

Le système de contrôle du vide fonctionne selon le principe suivant : le régulateur de pression de vide à deux canaux compare le signal provenant du manomètre à vide à la valeur de consigne ou au programme défini. Le régulateur utilise un algorithme PID pour calculer et générer le signal de commande en fonction de la différence obtenue après comparaison. Ce signal pilotele régulateur de pression proportionnel Kao Lu, qui ajuste dynamiquement le débit d'air d'admission ou d'échappement. Ainsi, le niveau de vide dans la chambre à vide varie, et la valeur mesurée par le manomètre à vide se rapproche instantanément du point de consigne pour un contrôle automatique. La description de chaque composant du système de contrôle du vide est présentée ci-dessous :

(1) Bien que la jauge à vide existante puisse être utilisée, afin d'assurer la précision du contrôle du degré de vide, il est recommandé d'adopter une jauge à vide à capacité à couche mince de haute précision, et sa précision de mesure à n'importe quel degré de vide peut être meilleure que 0,3 %.

De plus, pour la décongélation sous vide de divers produits surgelés, il est nécessaire de contrôler le niveau de vide sur une large plage. Il est donc recommandé d'utiliser deux vacuomètres capacitifs de plages différentes. Les plages recommandées pour ces deux vacuomètres sont de 1 Torr et 10 Torr.

(2) Le système de contrôle du niveau de vide utilisele régulateur de pression proportionnel Kao Lu pour ajuster respectivement les débits d'admission et d'échappement.Ce régulateur, associé à deux vacuomètres à gammes haute et basse, permet d'atteindre une précision de contrôle supérieure à 1 % sur toute la plage de vide. De plus, afin de garantir la précision du contrôle et la stabilité du vide,le régulateur de pression proportionnel Kao Lu doit répondre à des exigences spécifiques en matière de taux de fuite et de temps de réponse.

(3) Un autre instrument clé du système de contrôle du vide est un régulateur de pression de vide à deux canaux de haute précision. Son canal de contrôle PID bidirectionnel indépendant forme un canal de contrôle du vide poussé avec un manomètre à vide de 1 Torr et une vanne à aiguille électrique, ainsi qu'un canal de contrôle du vide poussé avec un manomètre à vide de 10 Torr. Il forme un canal de contrôle du vide poussé avec une vanne à bille électrique. Chaque canal indépendant est doté d'un convertisseur analogique-numérique 24 bits, d'un convertisseur numérique-analogique 16 bits et d'une précision de sortie minimale de 0,01 %, ce qui garantit un contrôle précis de la pression de vide.

De plus, ce contrôleur possède une fonction d'auto-réglage des paramètres PID, permettant une sélection rapide et optimale de ces paramètres. Il est équipé d'une interface de communication RS485 standard et d'un logiciel, facilitant ainsi la communication avec l'ordinateur hôte et son utilisation pour le paramétrage, le fonctionnement et l'acquisition, l'affichage, le stockage et la récupération des variables de processus.

En résumé, la solution de contrôle du degré de vide proposée dans cet article répond parfaitement à toutes les exigences en matière de contrôle automatique et précis du degré de vide dans le processus de décongélation sous vide, et convient parfaitement à la recherche sur le processus de décongélation sous vide en laboratoire et aux équipements de décongélation sous vide destinés au traitement d'un grand nombre de produits congelés.

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