11.4. Морозильные установки

Для замораживания гидробионтов применяют холодильные ка­меры и морозильные установки. Холодильная камера представля­ет собой изолированную и герметичную камеру, внутри которой установлены охлаждающие приборы, выполненные в виде батарей и воздухоохладителей.

Морозильная установка состоит из аппарата для заморажива­ния, оборудования и средств механизации и автоматизации, взаи­мосвязанных между собой. Аппарат для замораживания — это уст­ройство, в котором осуществляется собственно процесс заморажи­вания.

Морозильные установки по принципу холодообеспечения под­разделяют на установки с машинной системой холодообеспече­ния (воздушные, с использованием хладоносителя, плиточные) и с безмашинной проточной системой холодообеспечения (крио­генные); по принципу организации процесса они бывают пери­одического, прерывистого и непрерывного действия; по способу замораживания — контактные [воздушные, криогенные, жидко­стные (рассольные)], бесконтактные (плиточные) и комбиниро­ванные; по конструктивному признаку — шкафные, камерные, туннельные (горизонтальные, спиральные), плиточные (верти­кальные, горизонтальные, спиральные); в зависимости от типа транспортных средств, используемых в зоне замораживания, — те-лежечные, конвейерные, гравитационные (проталкивающие), контейнерные, барабанные, флюидизационные; по виду заморо-

женного продукта — установки для штучного и блочного замора­живания; по способу механизации — немеханизированные и меха­низированные.

В установках с машинной системой холодообеспечения рабо­чим телом служит хладагент, который используется по замкнутому циклу, а в установках с безмашинной проточной системой рабочее тело — криоагент — используется одноразово и, отработав, выбра­сывается в атмосферу.

Воздушные морозильные установки бывают с принудительной и без принудительной циркуляции воздуха при замораживании. Широкое распространение получили установки туннельного типа. В зависимости от числа туннелей установки бывают одно-, двух-, трех- и четырехтуннельные с ленточными и спиральными конвей­ерами.

В туннельной морозильной установке (рис. 11.4, а) продукт укла­дывают на противни и загружают в тележки, которые одна за дру­гой подают в туннель по направляющему рельсу. По окончании замораживания тележки с продуктом выталкивают из туннеля с помощью гидравлической системы передвижения. Замороженный продукт выгружают из тележек, которые снова направляют на заг­рузку.

В туннельной морозильной установке (рис. 11.4, б) продукт по­дают на ленту верхнего конвейера, который перемешает его к противоположному концу туннеля. Отсюда по желобу продукт поступает на ленту среднего конвейера, которая вновь проходит через зону замораживания назад на выход. Затем замораживае­мый продукт попадает на ленту нижнего конвейера и опять проходит через зону замораживания туннеля к выходному же­лобу.

Воздушные морозильные установки спирального типа по кон­струкции мало чем отличаются друг от друга. Основное отличие заключается в организации направления потока охлаждающего воздуха. Производительность таких установок зависит в основном от числа витков спирального ленточного конвейера.

Воздушные морозильные установки спирального типа в зави­симости от размера замораживаемого продукта и вида конвейера подразделяют на установки: с цепным конвейером для заморажи­вания блочных продуктов с параллельной и диагональной подвес­кой блок-форм, зацеплением блок-форм с цепью конвейера; со спиральным конвейером дли замораживания блоков и мелкоштуч­ных продуктов любой формы; для замораживания расфасованных продуктов. Особенность морозильных установок со спиральным конвейером заключается в том, что для уменьшения габаритных размеров установки конвейеру придают сложную пространствен­ную конфигурацию, например конструкция установки включает барабан, вокруг которого перемещается в виде спирали ленточный конвейер.

В конструкции морозильной установки спирального типа (рис. 11.5) применена конвейерная лента, элементы которой об­ладают относительной подвижностью в горизонтальной плоско­сти.

Продукт подают на загрузочный конвейер установки, который транспортирует его в зону замораживания. В теплоизолированной камере конвейерная лента движется по спирали снизу вверх вок­руг вертикального вращающегося барабана. В верхней части бара­бана конвейерная лента выходит наружу для снятия замороженно­го продукта. Затем она через натяжную станцию и направляющие ролики проходит устройство для автоматизированной санитарной мойки и сушки и возвращается к загрузочной стороне морозиль­ной установки.

Для замораживания мелкого сырья (креветок, шпрот) приме­няют воздушные морозильные установки, которые замораживают продукт в плотном взвешенном воздушном (псевдоожиженном) слое, толщину которого регулируют в зависимости от размера и теплофизических характеристик продукта.

По конструкции морозильная установка с псевдоожиженным слоем (рис. 11.6) состоит из изолированного контура, в котором расположены воздухоохладители, чаще с центробежными венти­ляторами.

Продукт располагаю! на решетке или поддоне с перфориро­ванным дном. Охлажденный в воздухоохладителе воздух подают под решетку или снизу перфорированного поддон?. Воздух одно­временно служит охлаждающей и замораживающей средой. Каж­дая единица замораживаемого продукта находится в непрерывном движении. Большая поверхность соприкосновения продукта с хо­лодным воздухом способствует быстрому замораживанию, про­должительность которого составляет 36...72 с.

В плиточных морозильных установках продукт замораживается между плитами, охлаждаемыми хладагентом. Плиточные установ­ки бывают с вертикальным, горизонтальным и радиальным распо­ложением плит, между которыми размещают замораживаемый продукт.

Горизонтальная плиточная установка (рис. 11.7) выполнена в виде термоизолированного прямоугольного корпуса, внутри кото­рого расположены подвижные горизонтальные теплообменные плиты. В противоположных по диагонали углах корпуса размеще­ны два вертикальных гилроцилиндра, в верхней части связанных диагональной траверсой, которая через нагрузочную раму переда­ет усилие на теплообменные плиты. В двух углах корпуса располо­жены два вертикальных коллектора для подвода хладагента к пли­там и отвода от них. С широкой боковой стороны установки рас­положен загрузочный проем, который закрывается двухслойной шторой.

Замораживаемую рыбу укладывают в блок-формы и загружаю! между плитами. На время загрузки плиты раздвигают, после ее окончания их сдвигают, и начинается замораживание с подирес-совыванием. Загружают и выгружают продукт вручную.

Установки для рассольного замораживания бывают погружного, оросительного и оросите.тьно-погружного типов. Продукт при за­мораживании может быть неподвижным или подвижным. Движе­ние продукта обеспечивается либо конвейером, либо гидродина­мическим потоком рассола.

В установке погружного типа с неподвижным продуктом (рис. 11.8) его загружают в корзины, которые опускают в резерву­ар с хладоносителем. Рассол охлажтают змеевиком, в котором ки­пит хладагент.

Установка погружного типа (рис. 11.9) для замораживания про­дукта в гидродинамическом потоке хладоносптеля представляет со бой теплоизолированную ванну длиной 10 м и шириной 1 м. В ван­не расположены два ряда форсунок, через которые подается жид­кий хладоноситель. Один ряд форсунок расположен под крышкой, другой — над дном.

Продукт поступает на входное отверстие ванны, откуда попада­ет в зону действия форсунок и начинает перемещаться вдоль ван­ны вместе с рассолом. Перемещаясь, продукт замораживается. За­мороженный продукт выгружается на противоположном конце.

ванны разгрузочным конвейером. Производительность этой мо­розильной установки до 1000 кг/ч.

Корпус морозильной установки ороситвльно-погружного типа (рис. 11.10) служит несущим элементом и состоит из ванны, ос­нования, боковых и торцевых щитов каркасной конструкции, полости которых заполнены теплоизоляцией. Сверху корпус-закрыт крышкой, в которой смонтирован коллектор с форсун­ками. Внутри корпуса движется цепной конвейер, на полотне которого закреплены решетчатые корзины высотой 240 мм с продуктом.

При работе конвейера продукт в корзинах вводится внутрь ван ны, проходит под форсунками коллектора, орошается хладоноси телем, затем погружается под уровень хладоносителя, непрерывно

циркулирующего через ванну. После выхода из ванны продукт по лотку направляют на дальнейшую обработку или хранение.

К недостаткам установок для рассольного замораживания от­носятся коррозия металлических чаете!!, ценообразование, нерав­номерность замораживания отдельных экземпляров рыб и их де­формация при смерзании.

В криогенных морозильных установках продукт замораживается в результате контакта с распыленным жидким или газообразным криоагентом. Например, жидкий азот хранят в герметичных емко­стях при давлении 1.6 • KP Па. Его вводят в туннельный аппарат в виде аэрозоля после дросселирования до 10⁵ Па. При этом давле­нии он достигает температуры —196 °С. Испаряясь, криоагент на­гревается до —20 °С. Холодопроизводительность жидкого азота 380 кДж/кг.

Главное преимущество криогенных морозильных установок — непосредственный контакт источника холода с продуктом. Это предотвращает потери криоагента при прохождении сети цирку­ляции, что необходимо в холодильной машинной системе, сокра­щает потери массы продукта за счет усушки, сохраняет качество и товарный вид продукта.

Замораживание криогенным способом сокращает продолжи­тельность и повышает скорость процесса. Однако увеличение скорости может служить и недостатком процесса, так как из-за резкого переохлаждения поверхностных слоев возникают внут­ренние напряжения, приводящие к нарушению структуры про­дукта. Для исключения этого явления криогенное заморажива­ние продукта проводят с использованием многозонного принци­па, чаще всего трехзонного. Такой принцип организации процесса позволяет использовать пары, криоагента после его ис­парения в зоне замораживания (2-я зона) для предварительного охлаждения (1-я зона) и выравнивания температуры по толщине продукта (3-я зона).

Многозонные криогенные морозильные установки относятся к установкам туннельного типа с горизонтальным или спиральным конвейером. Производительность таких установок 150... 1500 кг/ч, длина туннеля изменяется в пределах 7... 15 м, расход жидкого азо­та для замораживания 1 кг продукта составляет 1,2...1.5 кг, темпе­ратура выходящих паров азота —50...—70 °С.

Установка туннельного типа с трехзонной проточной системой (рис. 11.11) состоит из термоизолированного короба с циркуляци­онными вентиляторами и механизмом подъема, конвейера с при­водом, системы форсунок и трубопроводов для подачи жидкого азота в рабочую камеру установки, пульта управления и конт­рольно-измерительных приборов.

Продукт перемещается либо на сетчатом конвейере, либо на конвейере со сплошной лентой из нержавеющей стали. Короб поднимают для обеспечения доступа к конвейеру и его санитар­ной обработки. Установка питается жидким азотом от специаль­ной цистерны.

Туннельные криогенные морозильные установки могут постав­ляться в модульном исполнении. Модульные установки благодаря мобильности криогенной системы позволяют обрабатывать гидро-биоиты в месте их добычи.

ной ленты конвейера, который транспортирует продукт от секции загрузки к секции выгрузки. Производительность уста­новки увеличивают добавлением одного или двух модулей, ко­торые помещают между секциями загрузки и выгрузки. Для уменьшения расхода криоагента в установке организуют высокоскоростной поток газообразного азота температурой -150 "С.

Основной недостаток криогенных морозильных установок зак­лючается в одноразовом использовании дорогого криоагента.