Плиткові морозильні апарати

Для заморожування різних харчових продуктів у блоках застосовуються плиткові апарати.

У порівнянні з повітряними при рівній продуктивності вони займають у 1,5 рази менше площі, питома витрата енергії в цих апаратах на 25-30% нижча.

Основним робочим органом плиткових апаратів є морозильні плити, що виготовляються з алюмінію і мають усередині канал для проходження холодо- агенту.

Кожна морозильна плита з'єднується гнучкими шлангами з нагнітальним і колекторами холодильної установки, що відсмоктує. Морозильні плити з циркулюючим у них холодоагентом притискаються до продукту (тиск 5-100 кПа), що в упакованому або не упакованому вигляді поміщений у блоки-форми (окантовки), і тим самим забезпечують ефективний теплообмін продукту й охолодної поверхні апарата.

Відсутність проміжного холодоносія, гарний контакт продукту з морозильною плитою, компактність апарата дозволяють інтенсифікувати процес заморожування м'яса в блоках у плиткових апаратах у порівнянні з заморожуванням у повітряних у 2-3 рази.

Товщина блоків, що заморожуються, 65-100 мм. Маса їх може змінюватися в широких межах — від 0,2 до 12 кг. Звичайне заморожування ведуть при температурі холодоагенту в морозильних плитах -35...-40°С.

У залежності від розташування морозильних плит розрізняють горизонтально-плиткові, вертикально-плиткові і роторні апарати.

На підприємствах м'ясної і молочної промисловості широке розповсюдження одержали морозильні лінії ФБМ-1 і ФБМ-2 з мембранними апаратами і автоматизовані роторні морозильні апарати MAP, AP-СА й УРМА.

За принципом роботи мембранні морозильні апарати не відрізняються від вертикально-плиткових, а за ефективністю поступаються роторним.

У роторних апаратах блоки продукту заморожують у двох - або трьох плиткових автономних секціях, що радіально кріпляться до горизонтально розташованого вала, утворити в такий спосіб ротор. Пустотілий вал останнього також використовується для подачі холодоагенту або холодоносія в морозильні плити і відводу його від них. Оскільки роторні апарати мають значний гідравлічний опір, холодоагент подається в апарат звичайно циркуляційним насосом.

Відмінною рисою роторних апаратів є їхній циклічний принцип роботи, тобто в той час як одна морозильна секція розвантажується і завантажується, в інших йде процес заморожування.

Автоматизований роторний льодогенератор АРСА-10 (рис. 5) подібно апаратам MAP складається зі звареної станини, ротора, утвореного двоплитковими морозильними секціями і завантажувально-розвантажувальними пристроями. Система керування гідроелектрична, тобто всі операції (за винятком укладання продукту в окантовці) автоматизовані.

Працює апарат таким способом: на позиції завантаження в міжплиточний простір морозильної секції завантажуються по дві окантовки з продуктом (чотири осередки-блоки масою 10-12 кг кожна). При цьому в кожен осередок закладається парафінований пергаментний папір або полімерна плівка для запобігання проморожування продукту до морозильних плит.

Процес заморожування здійснюється за три неповних обороти ротора, після чого продукт вивантажується в прийомний лоток і транспортується до місця зберігання.

В апаратах АРСА-3-15 і УРМА (рис. 6) блоки заморожуються в трьох плиткових автономних секціях, що утворені середньою нерухомою, жорстко зв'язаною з дисками вала ротора, і двома крайніми рухливими плитами.

Універсальний роторний морозильний апарат УРМА може застосовуватися для заморожування різноманітних харчових продуктів і являє собою комплекс автоматизованих завантажувально-розвантажувального пристроїв і роторного морозильного апарату.

Заморожування в УРМА здійснюється за програмою, що враховує вид продукту, товщину блоку, температуру і вид холодоагенту.

Рис. 5. Автоматизований роторний морозильний апарат:

1 – станина; 2 – ротор; 3 – морозильна плита; 4 – пристрою для розкриття плит; 5 – завантажувальний пристрій; 6 – розвантажувальний пристрій; 7 – лоток прийому заморожених блоків; 8 – привод ротора.

Рис. 6. Триплиточна морозильна секція;

I – морозильні плити; 2 – канали для проходження холодоагенту в плитах; 3 – конектор холодоагентів; 4 – пружина: 5 – палець; 6 – напрямні плит.

Криогенні морозильні агрегати і лінії.

Низькі температури, необхідні для заморожування харчових продуктів, отримують у результаті кипіння холодоагентів (аміак, хладони) або криогенних рідин (рідкі азот або повітря, вуглекислота).

Криогенні рідини — це однократно використовувані холодоносії, тому що одержувані в морозильних апаратах пари цих рідин технічно важко й економічно недоцільно скраплювати безпосередньо на переробному підприємстві для повторного використання. Тому продукти їхньої обробки викидаються в атмосферу.

У залежності від типу апарата криогенні агрегати і лінії поділяються на дві групи. У першій з них оброблюваний в апараті продукт у процесі теплообміну безпосередньо контактує з криогенною рідиною. В апаратах другої групи теплообмін між продуктом і криогенною рідиною здійснюється через елементи, що мають додатковий термічний опір (упакування продукту, металеву поверхню блоку-форми або транспортуючого конвеєра). У свою чергу апарати обох груп, у залежності від умов теплообміну продукту з холодоносієм, поділяються на апарати заморожування киплячої (криогенні рідини і хладон) і не киплячої (сольові розчини) холодоносіями.

Рідинноазотні лінії швидкого заморожування харчових продуктів складаються з щита керування, ємності для зберігання рідкого азоту, модуля упакування заморожених продуктів і криогенного морозильного апарата.

Апарат (рис 7) являє собою теплоізольований короб, у якому розміщені вантажний конвеєр, вентилятори, розпилювальний пристрій і транспортери навантаження і вивантаження продукту. За ходом руху продукту він розбитий на три зони. Перша призначена для попереднього охолодження продукту (до -1...-5°С) парами холодоагенту, що надходять з наступних зон. Для інтенсифікації теплообміну в цій зоні завдяки установці вентиляторів третя швидкість руху пар доведена до 20-30 м/с.

Рис. 7. Схема апарата з розпиленням рідкого азоту:

1 – зона попереднього охолодження продукту; II – зона зрошення; III – зона вирівнювання температури продукту: 1 – блок продукту; 2 – трубопровід відводу газоподібного азоту; 3 – вентилятор; 4 – трубопровід подачі рідкого азоту; 5 – розпилювальний пристрій; 6 – вантажний конвеєр; 7 – теплоізольований короб.

У середній зоні продукт зрошується з розпилювального пристрою (розпилювальних сопів) і заморожується до кінцевої температури (-20...-30°С).

В останній зоні апарата залишки рідкого азоту випаровуються з поверхні продукту, і його температурне поле вирівнюється. У цій зоні також установлені вентилятори.

Продуктивність ліній по м'ясу 100-200 кг/год і залежить від її габаритних розмірів. Питома витрата рідкого азоту й електроенергії на I кг замороженого продукту відповідно 0,8-1,2 кг і 0,035-0,08 кВт. У залежності від годинної продуктивності маса обладнання ліній від 1000 до 2000 кг.

У даний час усе більше поширення одержують хладонові морозильні апарати, у яких як холодоагент використовується хладон, очищений від вільного фтору і не робить негативної дії на харчові продукти.

Схема роботи такого апарата приведена на рис. 8 Хладоновий апарат складається з теплоізольованого короба, конденсатора, що зрошує пристрій, вантажного конвеєра, системи відводу і подачі рідкого холодоагенту, а також завантажувального і розвантажувального транспортерів.

Рис. 8. Схема хладонового морозильного апарата:

1 – транспортер завантаження; 2 – трубопровід подачі рідкого хладона; 3 – теплоізольований короб; 4 – конденсатор; 5 – вантажний конвеєр; 6 – пристрій, що зрошує; 7 – транспортер вивантаження продукту; 8 – блок продукту, що заморожується; 9 – піддон; 10 – насос.

Продукт транспортером подається в зону охолодження, потім надходить у зону заморожування на вантажному конвеєрі під дією рідкого хладона, який розпорошується пристроєм, що зрошує. При вивантаженні заморожений продукт попадає в зону вирівнювання температур і вивантажується для подальшої обробки і зберігання. Над вантажним конвеєром змонтований конденсатор, призначений для конденсації пари хладона й охолоджуваний холодильною установкою.

Апарат компактний, простий у монтажі, утрати маси продукту, що заморожується, мінімальні. У хладонових апаратах холодоагент використовується багаторазово, однак при їх експлуатації необхідно стежити за герметичністю системи і регулярно додавати в неї рідкий хладон.