Искусственное охлаждение ниже о

Искусственное получение температуры ниже 0 возможно двумя методами—охлаждением безмашинным и машинным.

Безмашинное охлаждение лёдо-соляным способом более совершенно, чем просто ледяное. Применяя различные смеси льда и разных солей, можно получить температуру ниже 0 без помощи машин.

85 Способы консервирования мяса, мясопродуктов и их экспертиза

Температура таяния лёдо-соляной смеси зависит от процента содержа­ния в ней соли и вида последней. Так, при употреблении хлористого натрия могут быть получены термические режимы:

Содер­жание сухой соли в смеси (в %)	2	3	5	8	10	14	16 18		22	24	33
Темпе­ратура	— 1,1	-2,0	-3,0	—4,9	— 7,5	-9,0	-10,5	-12,1	— 15,2	— 16,9	—20,0

От дальнейшего прибавления соли температура плавления смеси уже не понижается.

Смеси хлористого кальция и магния со льдом дают более низкую темпе­ратуру; так, 4 весовые части хлористого кальция и 3 части толчёного льда дают смесь, имеющую температуру плавления—42^е.

Для промышленных целей обычно употребляют КаС1 как дешёвую и везде имеющуюся соль. Для получения более полного эффекта необхо­димо, чтобы соль и лёд соприкасались между собой на возможно большей площади; с этой целью лёд предварительно измельчают. Способностью смеси льда с солью поглощать тепло пользуются для охлаждения складов.

Чаще всего применяются следующие системы лёдо-соляного охлаж­дения.

Рис. 30. Схема установок лёдо-соляного охлаждения:

1—система Филатова: а—отверстия для зегругки льда и соли; б-—отводы для талой воды; е—при­стенные коробки из волбистсго металла с ледо-соляней смесью. 2—система Клеймёнова: г—соле-коыцентратор; д—труба с концентрированным рассолом: е-—камера хранения; ж—ванна со льдом и рассолом; г—перелив рассола; и-—змеевик, охлаждающий камеру.

Охлаждение системы Филатова. Эта система (рис. 30, 1) очень проста. В охлаждаемом помещении устанавливают металлические вертикальные узкие ящики-танки, загружаемые сверху, через потолок, смесью льда с солью. В дне ящиков находятся отверстия с проведёнными от них жолобами для стока рассола, получающегося при таянии льда.

По этому принципу очень часто устраивают небольшие морозилки для замораживания рыбы, битой птицы, небольшие холодильные склады для

86 Ветсанэкспертиза продуктов убоя скота с основами технологии

молочных продуктов и т. д. Все изотермические вагоны, так же как и комнат­ные ледники, охлаждаются по этому способу. При хорошей изоляции поме­щения и правильном уходе за танками зарядку их производят через 2—3 дня.

Самотёчная система (рис. 30, 2) применяется для охлаждения до темпе­ратуры ниже 0 складочных помещений среднего объёма. Здание холодиль­ника сооружают в 2—3 этажа; в верхнем устанавливают бак со змеевиком и подъёмник для льда и соли. Змеевик своими нижним и верхним концами соединяют с системой труб, расположенных в охлаждаемых помещениях (в нижних этажах). Таким образом, получается замкнутая система труб, меньшая часть которой в виде змеевика проходит через бак на верхнем этаже, а большая часть располагается в охлаждаемых складах. Систему труб наполняют насыщенным рассолом, замерзающим при —20°, а в нижний бак (ж) загружают смесь соли и льда в нужной пропорции. Рассол, пройдя солеконцентратор (г), уплотняется, становится тяжелее и движется в ниж­ний бак; там он снижает концентрацию, становится легче и поднимается вверх, к солеконцентратору. Циркуляция рассола происходит до тех пор, пока в баке не растает вся лёдо-соляная смесь. В камерах хранения темпе­ратура бывает более высокая, чем температура рассола в трубах, что видно из следующей таблицы.

Температура рассола . . 0 —3° —6° —11° —13^о

Температура камеры. . . +3° +0,5° —2° — 6° — 8°

В одноэтажном здании рассол приводится в движение при помощи нагнетательного насоса.

Из отечественных систем самотёчного охлаждения заслуживает внима­ния ледник Клеймёнова. Эта система характеризуется довольно сильной естественной циркуляцией рассола в охлаждающей камере снизу вверх (в направлении стрелок, см. рис. 30, 2).

Общий недостаток самотёчных систем лёдо-соляного охлаждения — невозможность регулирования циркуляции, вентиляции и влажности воздуха.

Машинное охлаждение осуществляется в системах, в которых в качестве холодопроизводящего фактора используются: 1) испарение жидкостей, пре­вращающихся в газ при низкой температуре, 2) расширение сжатых газов, 3) поглощение газов жидкостями.

Холодильные машины, в зависимости от принципа их работы, под­разделяются на компрессорные (или компрессионные), вакуумные и абсорбционные. Вторые и третьи в СССР почти не применяются, первые же распро­странены повсеместно.

Принцип работы компрессорных машин. Пары или газы жидкостей хладоагента, кипящих при температуре ниже температуры замерзания воды, сжимаются в поршневом цилиндре—компрессоре. При этом выделяется большое количество тепла. Горячие сгу­щённые пары или газ хладоагента направляются под давлением в водяной холодильник где вода, омывающая трубы с горячими парами хладоагента, отнимает от них тепло, бла­годаря чему пары конденсируются в жидкость; эта часть холодильной установки назы­вается конденсатором. Отсюда жидкость хладоагента направляется в сборный сосуд— ресивер, из которого она с помощью особого распределительного вентиля поступает в трубы испарения. При отрицательном давлении в них происходит быстрое испарение жидкости с поглощением большого количества тепла, т. е. охлаждение. Эта часть системы называется рефрижератором, или испарителем.

Образовавшийся холод используется для охлаждения помещений. Холодные пары, отняв от окружающей среды часть тепла, но имеющие всё-таки температуру ниже 0, поступают опять в тот же компрессор, здесь снова сжимаются, нагреваются, направ­ляются в конденсатор и т. д. Получается замкнутая система, в которой циркулирует один и тот же хладоагент. Схема этой системы изображена на рисунке 31.

87 Способы консервирования мяса, мясопродуктов и их экспертиза

Из описания схемы видно, что в конденсаторе у хладоагента должно быть отнято столько калорий тепла, на сколько он согрелся при охлаждении продуктов, плюс тепло, получающееся от трения в компрессоре.

В качестве холодильных агентов применяют: аммиак (NН₃), сернистый ангидрид (S0₂), угольный ангидрид (С0₂), хлорметил (СН₃Сl), хлорэтилен (С₂Н₅Сl) и многие другие. Чаще употребляются NН₃, С0₂, S0₂. Последний очень ядовит, и при содержании в воздухе 0,004—0,005% S0₂ наступает лёгкое отравление человека, а при 0,2—0,3%—смертельное. Лёгкое отрав­ление наступает от примеси к воздуху аммиака в количестве 0,02—0,04%, смертельное — при 2 — 3%. В СССР применяются почти исклю­чительно аммиачные системы компрессорных машин. Темпера­тура испарения жидкого аммиа­ка—50° при давлении 0,42 атм или —33,5° при нормальном дав­лении.

Способы передачи холода. Холод, получающийся в рефрижераторе, передаётся в камеры хранения тремя способами.

Первый способ. В рефри-жераторе охлаждается со­левой рассол, который насосом нагнетается по трубам в камеры хране­ния. Здесь рассол отдаёт свой холод хранящимся продуктам, нагревается и возвращается в рефрижератор для нового охлаждения. Для приготов­ления рассола применяют NaCl, CaCl_2, MgCl_2.

Это так называемая рассольная система охлаждения. Температура замерза-ния (криогидратная точка) разных рассолов не одинакова (см. табл. 9).

Раствор соли	Температура замерзания в градусах	Плотность в градусах	Процент соли в растворе
NaCl………………………... MgCl2………………………. CaCl…………………………	- 21,2 - 33,6 - 55,0	21,1 22,5 32,2	22,4 20,6 29,9

Для охлаждения пользуются рассолом такой крепости, которая при требуемой для работы температуре не вызывает замерзания рассола.

Второй способ, при котором охлаждённый воздух распреде­ляется по деревянным каналам в камеры хранения, называется воздушным.

Третий способ. В камеры хранения проведены трубы, в кото­рых происходит испарение хладоагента, т. е. сюда переносится рефрижера­тор. Это система охлаждения непосредственным испарением. Применяется она для получения наиболее низких температур. Компрессоры предста­вляют собой мощные поршневые цилиндры; их устанавливают в особом одноэтажном здании. Конденсаторы устраивают различных систем, из кото­рых обычно используют оросительные; в этом случае трубы для паров хла­доагента располагают в одной вертикальной плоскости и сверху орошают стекающей водой; трубы помещают в особом лёгком строении или на крыше.

Сборный сосуд для жидкого хладоагента (ресивер) и распределитель­ные вентили устанавливают в здании холодильника. Рефрижераторы для

89 Способы консервирования мяса, мясопродуктов и их экспертиза

рассола, так же как и воздухоохладители, располагают, смотря по надобности, в особых отделениях разных этажей холодильника или же непосредственно в камерах хранения.

Все приведённые методы передачи холода в камеры хранения применяются одновременно на одном и том же холодильнике. Дело в том, что для каждого производственного процесса, для хранения каждого вида товара требуется определённая оптимальная температура. Это разнообразие требований, предъявляемых промышленностью к температурным условиям производства и хранения, и заставляет прибегать к различным способам передачи холода.

Охлаждение воздуха имеет большое санитарное значение: при охлаждении воздух осушается, так как из него выпадают пары воды, частицы которой увлекают из воздуха

Рис. 34. Воздухоохладитель-рашиг

1—труба, подводящая охлаж-дённый рас­сол; 2—труба, уда-ляющая согретый рас­сол; 3—слой фарфоровых колец; 4—вен тилятор, прогоняющий воздух из холодильной камеры через слой колец; 5—воздушная труба, разносящая по холодиль-

нику охлаждённый и очищен-ный воздух.

пылинки и микрофлору. Наиболее полно очистка воздуха про-

исходит с помощью воздухоохладителей – рашигов.

Охлаждение воздуха производится разнообразными способами. В камерах хранения часто устанавливают для цели воздухоохладители, представляющие собой небольшую камеру с охлаждающими трубами (сухой воздухоохладитель) или камеру, в которой охлаждённый рассол льётся в виде дождя или ниспадающего каскада (мокрый воздухоохладитель). В обоих случаях через систему труб или через текущий рассол продувается воздух.

Из мокрых воздухоохладителей большим распространением поль-зуются рашиги (рис. 34) - железные резервуары, заполненные фарфоровыми кольцами 25 x 25 мм. Сверху кольца орошаются охлаждённым рассолом, а снизу через кольца продувается воздух. Иногда воздухоохладители устраивают внутри самой камеры хранения; такую конструкцию имеют спрейдеки (рис. 35) (мокрые воздухоохладители) и юниткулеры (рис. 36) (сухие воздухоохладители).

Рис. 35. Схема охлаждения горизонтальными спрейдеками. Стрелки показывают движение воздуха: наверху—охлаж­дённого рассолом, внизу—согретого мясом.

На мясокомбинатах камеры для остывания парного мяса часто охлаждаются горизонтальными или вертикальными спрейдеками* следующего устройства.

* Название происходит от слов: «спрей» - струя и «дека» - плоскость.

90 Ветсанэкспертиза продуктов убоя скота с основами технологии

Над подвесными путями устанавливают слегка наклонные деревян­ные поддоны, не доходящие до стен. К приподнятой стороне поддона под­ведена труба с охлаждённым рассолом и здесь же устроены разбрызгива­тели (сопла—см. рис. 35), распыляющие охлаждённый рассол под давле­нием выше одной атмосферы в направлении к противоположной стороне поддона. Распылённый рассол охлаждает воздух и приводит его в камере в усиленное движение. Отработанный рассол поступает снова в рефрижера­тор. Опыт показал, что эта система несовершенна: в камере создаётся большая влажность, что вредно отражается на мясе и гигиене хране­ния его.

Спрейдеки с сухими воздухоохладителями более гигиеничны: они отли­чаются от мокрых спрейдеков тем, что воздух пропускается над деками через сухие воздухоохладители.

Юниткулеры—небольшие сухие воздухоохладители, обслуживающие одну камеру. Если вместо охлаждённого рассола в трубы юниткулера направить горячую воду, то он может служить и для отепления камеры и медленного размораживания мяса (дефростации).

Рис. 36. Схема охлаждения камеры юниткулерами.

Охлаждение твёрдой углекислотой и аккумуляторами холода. Для охлаждения небольших помещений, например магазинных шкафов и даже железнодорожных вагонов, используют твёрдую углекислоту (С0₂), назы­ваемую сухим льдом. Углекислота при испарении на воздухе понижает температуру до —78,9°.

Твёрдая углекислота испаряется, не образуя жидкости. Газ С0₂ является средой, в которой прекращается кислородный обмен; в ней аэроб­ные микроорганизмы приостанавливают свою вегетацию, и в атмосфере С0₂ порча продуктов несколько задерживается.

Существуют конструкций изотермических вагонов, охлаждаемых твёр­дой С0₂. Зарядка вагона 1 300 кг сухого льда обеспечивает поддержание в нём равномерной температуры в течение 10 дней.

На небольших холодильных установках часто используют аккумуля­торы холода—герметически закрывающиеся сосуды с замороженными растворами различных солей (зероторы). Можно составить рассол определённой плотности из различных солей, который замерзает при желатель­ной температуре. Охлаждённый до температуры ниже точки замерзания рассола зеротор является аккумулятором холода и служит для охлаждения небольших установок (магазинных шкафов). Этот тип холодильных уста­новок очень удобен, прост в обращении и не образует сырости. Использо­ванный зеротор отправляют на холодильник для замораживания, а вместо него вставляют новый.

91 Способы консервирования мяса, мясопродуктов и их экспертиза

Влажность, циркуляция воздуха и вентиляция в холодильных камерах.

На состояние и качество хранящихся в холодильнике скоропортящихся продуктов оказывает влияние состояние воздуха в камерах, а именно степень его относительной влажности, скорость движения и чистота.

Влажность воздуха. Степень относительной влажности воздуха помещения и поверхности мяса сильно сказывается на сохраняе­мости мяса и его санитарных качествах.

Для роста микроорганизмов необходим определённый минимум влаж­ности воздуха и поверхности продукта, на которой они растут. Чем выше относительная влажность воздуха камер хранения мяса, тем его поверх­ность влажнее и тем обильнее на нём растут микроорганизмы.

Вторым фактором, способствующим росту микробов, является темпе­ратура, причём при понижении температуры воздуха можно повысить отно­сительную влажность без опасения усилить рост микробов. При 4° при снижении относительной влажности со 100 до 75% срок хранения мяса удваивается; при температуре 2° и 0 с уменьшением влажности воздуха со 100 до 75% этот срок увеличивается во много раз. Микробы приблизи­тельно с одинаковой скоростью развиваются при: 1) 0° и 90% влажности, .2) при 2° и 81% влажности и 3) при 4° и 70% влажности.

В настоящее время стремятся поддерживать в камерах охлаждения температуру около 0, не опасаясь повышения влажности воздуха до 80—85%, так как поддержание низкой влажности в камерах хранения стоит дороже, чем снижение температуры даже на 2°; кроме того, при низкой относитель­ной влажности происходит большая усушка мяса. Относительную влажность выше 90% считают опасной при продолжительном хранении охлаж­дённого мяса даже при температуре 0.

Циркуляция и вентиляция воздуха. Одинаковые влажность и температура воздуха во всех местах загруженной холодильной камеры достигаются в результате постоянной циркуляции воздуха и обно­вления его через вентиляцию. Под первым термином понимают перемещение одного и того же воздуха в одной камере или последовательно в нескольких камерах. При вентиляции воздух проходит ряд камер, а затем пропускается через воздухоохладители и снова направляется в помещение.

Большинство продуктов в процессе хранения выделяет газы, которые необходимо своевременно удалять из камеры путём замены в ней воздуха на наружный охлаждённый воздух. Для каждого вида хранимых продук­тов и для различных операций в отделах холодильного цеха установлены оптимальные величины циркуляции и вентиляции воздуха.

Новые системы охлаждения большей частью оборудованы приспо­соблениями только для одной циркуляции воздуха внутри камеры, без вентиляции.

При прохождении через охладители различных систем воздух очищается, причём пыль с микробами захватывается рассолом или осаждается вместе с конденсирующимися парами воды на трубах вместе с инеем. Так, воздух, проходя через воздухоохладитель-рашиг, очищается от 78% спор плесеней, а воздух камеры после работы этого аппарата в течение 5 часов освобож­дается от микрофлоры на 75%.

Для очищения воздуха, поступающего при вентиляции снаружи, часто •сильно загрязнённого микрофлорой, предложен ряд приборов: матерчатые, водяные и химические фильтры, но все они мало удовлетворительны в работе. Лучшим является фильтр, устроенный по типу рашига, с фарфоровыми кольцами, овлажняемыми висциновым маслом. Это масло отличается боль­шой вязкостью, отсутствием запаха и нелетучестью. При прохождении воздуха через фарфоровые кольца пыль и микробы пристают к маслу. В этом фильтре задерживается от 40 до 80% микроорганизмов воздуха.

92 Ветсанэкспертиза продуктов убоя скота с основами технологии