МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механизации переработки сельскохозяйственной продукции

Тема: Процесс шоковой заморозки продуктов и аппараты для его реализации

Выполнил: Воробьёв Ф.Н.

____________________

Проверил: Преподаватель Лобанов В. И.

_____________________

Барнаул 2015 год

Содержание

Y

Введение 3

1 Классификация процесса и выбор оптимального 4

2 Описание выбранного способа 9

3 Классификация и анализ аппаратов для реализации выбранного процесса 16

4 Описание выбранного аппарата с внесением конструктивного изменения 28

29

При проведенном исследовании Горизонтально-плиточного аппарата шоковой заморозки ДПП-033-3Ш были выявлены некоторые недостатки. Например, при вынимании мяса из ящиков рабочие тратят слишком много времени и сил, так как мясо прилипает ко дну ящика. Данную проблему можно решить следующим образом – дно ящика сделать рифленым, тем самым: 37

- обеспечатся меньшие энергозатраты на заморозку мяса; 37

- сокращение трудозатрат на выемку мяса; 37

Заключение: 37

Список использованной литературы. 38

Введение

Шоковая заморозка-процесс замораживания продукции, происходящих в специальных термоизоляционных камерах с толщиной стенок, варьируемой в зависимости от заданных рабочих температур [1].

Камера шоковой заморозки предполагает наличие воздухоохладителей (испарителей), с помощью которых осуществляется отвод тепла от замораживаемого продукта. В некоторых схемах непрерывность процесса перемещения продукции в замкнутом объеме обеспечивается установленным в нутрии камеры транспортёром. Все элементы в комплексе образуют систему, в которой созданы идеальные условия идеальные условия для такой операции, как глубокая заморозка. При минимальных временных затратах оборудования шоковой заморозки обеспечивает максимальную эффективность процесса, а конечная продукция сохраняет естественный вкус, аромат и цвет исходного материала.

Еще одной причиной применения шоковой заморозки является ее общее время замораживания. Так, для обычной технологии период замораживания котлет и пельменей составляет 2,5 часа, притом, как для быстрого замораживания достаточно 20…35 минут. Без лишних математических вычислений видно явное экономическое преимущество. Прохождение второго периода замораживания уменьшается с 1 часа до 15 минут. 

Продукты подвергают замораживанию для увеличения сроков хранения или получения продуктов с новыми вкусовыми качествами. Замораживание используют и как составной элемент некоторых технологических процессов. Наибольшее распространение замораживание получило как подготовительный процесс для длительного хранения продуктов [2].

1 Классификация процесса и выбор оптимального

На данный момент существует несколько типов морозильных аппаратов, которые по методу работы можно разделить на следующие группы:

- воздушный морозильный аппарат;

- аппарат для контактного замораживания;

- аппарат для замораживания продуктов хладоносителями;

- аппарат для без контактного замораживания.

Замораживание воздушным потоком

Большое распространение получило холодильное оборудование, в котором продукт замораживается с помощью воздуха. Продукты размещают в охлаждаемом объеме так, чтобы они обдувались циркулирующим потоком воздуха. Циркуляция воздуха в холодильной камере обеспечивается вентиляторами воздухоохладителя. Воздушные морозильные аппараты периодического действия работают циклами, с загрузкой и разгрузкой замораживаемого продукта вручную. К ним относятся холодильные камеры и туннели. В воздушных морозильных аппаратах применяют различные схемы движения воздуха и замораживаемого продукта. Обычно используют горизонтальную подачу воздуха на продукт, но в ряде случаев применяют вертикальную, чтобы создать одинаковые условия для обдува продукта.

В холодильном оборудовании непрерывного действия потоки воздуха и направление перемещения продуктов могут быть параллельными, встречными или перекрестными. Две последние конфигурации чаще применяются в тех случаях, когда нагрев охлаждающего воздуха должен быть минимальным. Способ размещения продукта и его подачи относительно воздушного потока зависит от их размера, формы и упаковки. Могут использоваться поддоны, люльки, тележки, крюки, конвейеры и т.п. В воздушных морозильных аппаратах можно замораживать продукты различного типа, размера, формы и в разнообразной упаковке.

Основные достоинства такого морозильного оборудования заключаются в их простоте и гибкости, а также в том, что воздух - естественная для продуктов среда. Их недостатком является необходимость использования мощных вентиляторов, поскольку воздух имеет небольшую теплоемкость.

Кроме того, воздух поглощает влагу, испаряющуюся с поверхности продукта, что приводит к существенной потере массы замораживаемых неупакованных продуктов; также возможна деформация упакованных продуктов. Важной проблемой воздушного холодильного оборудования является необходимость периодического размораживания испарителей. Этот процесс не только снижает производительность оборудования, но и создает опасность роста микрофлоры.

Контактное замораживание

К данной группе шоковой скороморозильной техники относятся горизонтальные и вертикальные (в зависимости от расположения плит) скороморозильные плиточные аппараты контактной заморозки. Предназначены для замораживания, в основном, рыбной и мясной продукции в блоках заданных линейных размеров.

Высокая производительность и качество замораживания достигаются благодаря прямому контакту продукта с металлическими штампованными рабочими пластинами, внутри которых непосредственно происходит кипение хладоагента.

Замораживаемый продукт формируется в блоки посредством блок-форм с крышками. Загрузка продукта в блок-формы осуществляется с небольшим избытком, что позволяет при сжатии рабочих пластин аппарата получить некоторую подпрессовку продукта в форме и обеспечить наилучшие условия для замораживания. Требуемый зазор между рабочими пластинами, подпрессовка блок-форм осуществляется гидравлической установкой аппарата. Размер рабочих пластин аппаратов позволяет оптимально разместить блоки отечественного и европейского стандарта. При температуре загружаемого продукта 15 °С и температуре в центре блока выгружаемого продукта минус 18 °С диапазон производительности данных аппаратов составляет 5…15 тонн/сутки.

По конструкции плиточные аппараты отличаются по расположению плит: вертикальные или горизонтальные, так же по наличию встроенной холодильной машины или выносной машины, а так же по схемам хладоснабжения. Замораживание хладоносителями

Конструкция аппаратов замораживания продуктов хладоносителями проста, они интенсивны и обладают мало металлоемкостью и энергоемкостью. Так как в аппарате нет летучей среды, отсутствует и необходимость в герметизации грузового отсека, что упрощает загрузку продуктом и разгрузку аппарата.

Аппараты для замораживания продуктов хладоно­сителями, применяют для холодильной обработки рыбы, перца, баклажанов, а также мелкоштучных продуктов. Аппарат для замораживания мелкоштучных продуктов (фрикадельки или пельмени) хладоносителем состоит из изолированного контура, ванны с хладоносителем, вращающихся перфо­рированных лопастей, загрузочной воронки, вибрирую­щего сита, оросителя, электропривода.

Крышка изолированного контура изготовлена съемной для санитарной обработки грузового отсека аппарата. В грузовом отсеке аппарата находится панна с хладоносителем (раствор хлористого натрия), который подается в ванну через пустотелый вал с закрепленны­ми вращающимися перфорированными лопастями. При замораживании продукта он нагревает хладоноситель. Из ванны отепленный хладоноситель удаляется через специальный сливной патрубок. Движение хладоносителя в аппарате и трубопроводах, соединяющих аппарат с испарителем, производится насосом.

В грузовой отсек аппарата продукт попадает через загрузочную воронку и удаляется из него вращающими­ся перфорированными лопастями. Вибрирующее сито и ороситель, через который на продукт подается вода, предназначены для удаления жидкого хладоносителя с замороженного продукта. Время пребывания продукта в аппарате зависит от частоты вращения перфориро­ванных лопастей, которое с помощью привода (обычно вариатора скоростей или сменных шестерней) изменяет­ся от 0,005 до 0,05 с минус 1.

Через загрузочную воронку замораживаемый про­дукт попадает в грузовой отсек аппарата. Вращающие­ся перфорированные лопасти перемещают продукт в ванне с хладоносителем. Продукт, погруженный в хо­лодный хладоноситель, замораживается и поступает на вибрирующее сито. Для удаления пленки хладоносите­ля площадь поверхности продукта орошается водой, по­даваемой оросителем. Замороженный продукт направ­ляется к транспортеру разгрузки, который направляет его на расфасовку и последующую упаковку.

Конструкция аппарата проста и надежна в работе. Применение в качестве хладоносителя раствора хло­ристого натрия не позволяет уменьшить температуру теплоотводящей среды ниже минус 20 °С, что является при­чиной повышенной продолжительности замораживания мелкоштучных продуктов в аппарате.

Бесконтактное замораживание

Аппараты бесконтактного замораживания: плиточные морозильные аппараты предназначены для замораживания различных пищевых продуктов в блоках: мяса, субпродуктов, рыбного филе и фарша, творога в блоках и брикетах мелкой расфасовки, овощных и фруктовых пюре.

Продукты, замороженные в плиточных морозильных аппаратах, имеют правильную форму и легко упаковываются. При транспортировке и хранении таких продуктов эффективно используется грузовой объем транспортных средств и камер хранения стационарных холодильников.

В плиточных морозильных аппаратах упакованный или неупакованный продукт замораживается, находясь в контакте с подвижными морозильными плитами. Морозильные плиты, перемещаемые гидравлическим или электрическим приводом, плотно (с давлением 10...100 кПа) прижимаются к продукту, что обеспечивает формовку и подпрессовку продукта, его хороший тепловой контакт с площадью поверхности морозильных плит. Плиты аппарата охлаждаются кипящим холодильным агентом (испарительная система) или хладоносителем, охлажденным в испарителе.

Аппараты могут обслуживаться индивидуальными или центральными холодильными установками. Отсутствие промежуточной воздушной среды в плиточных морозильных аппаратах позволяет уменьшить перепад температур и интенсифицировать теплообмен между замораживаемым продуктом и холодильным агентом (хладоносителем), а также отказаться от громоздких и металлоемких воздухоохладителей и энергоемких вентиляторов. Поэтому плиточные морозильные аппараты интенсивны, компактны и экономичны. По сравнению с воздушными морозильными аппаратами, съем замороженного продукта с 1 м² площади пола, занимаемой плиточными морозильными аппаратами, примерно в 1,5…2 раза больше, а энергетические затраты и масса этих аппаратов на 30...40% меньше.

В зависимости от расположения морозильных плит и их конструкции аппараты бывают горизонтально-плиточные (аппараты с горизонтальным расположением плит), вертикально-плиточные (аппараты с вертикальным расположением плит), роторные (аппараты с радиальным расположением плит), а также аппараты барабанного типа.

Горизонтально-плиточный аппарат с ручной загрузкой и выгрузкой продукта состоит из изолированного контура, морозильных плит, съемных щитов, двухслойной шторы, гидравлических цилиндров, предназначенных для перемещения морозильных плит.

Мы считаем, что наиболее эффективным способом является контактное замораживание:

- эксплуатационные расходы - контактное замораживание требует меньшего энергопотребления, чем для систем «только интенсивным воздушным потоком», которые оборудуются вентиляторами большой мощности. Потребление пленки минимально (порядка 0,004 Евро на килограмм замороженного продукта ).

- замораживание имеет место при температуре, почти равной температуре хладагента, а не при той, которая на несколько градусов выше, как в случае применения систем с интенсивным воздушным потоком.

- чистота – поскольку полиэтиленовая пленка высокой плотности для транспортировки продукта используется только один раз, то гарантирует 100% соблюдение гигиенических норм. Плиты, через которые проходит хладагент, изготовляют из нержавеющей стали (для CFH) или алюминиевого сплава.

- система подмораживания поверхности продукта устраняет потери из-за стекания влаги благодаря тому, что при контакте с морозильной плитой нижняя поверхность продукта «схватывается». Потери из-за дегидратации уменьшается вплоть до 50%, поскольку почти половина поверхности продукта замораживается за счет контакта. (Подобная экономия обычно больше чем достаточна для компенсации затрат, связанных с потреблением пленки).

- циклы работы – система подмораживания поверхности продукта (CFH) может непрерывно работать в течение нескольких дней без дефростации поскольку морозильная плита постоянно очищается движущейся пленкой. Система полного замораживания обычно будет работать в течение 2 смен (16 часов), прежде чем понадобиться дефростация испарения [3].