Обладнання для охолодження та заморожування харчових продуктів

Охолодження – процес зниження температури харчових виробництв (але не нижче кріоскопічної) з метою затримання біохімічних процесів та розвиток мікроорганізмів. Це один з основних методів холодильного консервування продуктів без зміни їх структурного стану.

За принципом перенесення теплоти способи охолодження поділяються на три групи:

• шляхом конвекції (охолодження продуктів вповітрі, запакованих в непроникні штучні або природні оболонки, а також в рідких середовищах);

• в результаті фазових перетворень (інтенсивне випаровування частини води, що міститься в продукті, при його вакуумуванні);

• змішаним теплообміном (передача теплоти здійснюється конвекцією, радіацією та за рахунок теплообміну при випаровуванні вологи з поверхні продукту).

Заморожування – процес зниження температури нижче криоскопічної на 10 ÷ 30⁰С, що супроводжується переходом майже всієї кількості води в лід.

Способи заморожування (контактні та безконтактні) поділяються на три групи:

• заморожування в киплячому хладоагенті;

• заморожування в рідинах як проміжних холодоносіях;

• заморожування в повітрі як проміжному холодоносії.

В основу класифікації апаратів для охолодження та заморожування харчових середовищ покладені наступні ознаки: призначення циклу холодильної установки, способи отримання хоолоду, кількість ступенів охолодження, вид та число робочих речовин, температурний рівень охолодження, холодопродуктивність тощо.

Зазвичай холодильні установки та охолоджувачі класифікують на: безперервної та періодичної дії, відкриті та закриті, плоскі та круглі, трубчаті та пластичні, однорядні та багаторядні (пакетні), односекційні та багатосекційні, прямотічні та протитічні. Серед апаратів для охолодження харчових середовищ найбільшого використання набули охолоджувачі відкритого (зрошувальні та резервуарні) та закритого (трубчасті та пластинчасті) типів.

Для охолоджування м’яса, м’ясопродуктів, птиці, риби, масла, сиру, фруктів тощо використовують камери або тунелі.

Камери охолодження можуть бути циклічної та безперервної дії. Вони представляють собою теплоізольовані приміщення оснащені підвісними конвеєрами, приборами охолодження та системами повітрерозподілення

Камери заморожування можуть бути з природньою та примусовою циркуляцією повітря, тупіковими та прохідними, періодичної та безперевної дії. Вони оснащені підвісними шляхами або піддонами, охолоджуючими батареями, повітроохолоджувачами та спеціальними системами повітророзподілення.

Морозильні камери можуть бути повітряними, плиточними та контактними. Повітряні морозильні апарати представляють собою теплоізольовані тунелі, всередині яких розміщені охолоджувальні батареї, вентилятори та транспортуючі засоби. Плиточні морозильні апарати призначені для заморожування упакованих продуктів. Заморожування в контактних апаратах здійснюють методом зрошування або занурення.

Для заморожування харчових середовищ також використовують фризери, льодогенератори, побутові холодильники та морозильники, а також установки криогеного заморожування.

Трубчатий охолоджувач П8-ОУВ/2 /рис. 5 дод. 26/ призначений для охолодження молока в закритому потоці після секції пастеризації або секції регенрації пластинчатих теплообмінників або після трубчатих пастеризаторів.

Установка складається з верхнього 1 та нижнього 2 циліндрів, змонтованих один над одним на загальній рамі 3. За конструкцією циліндри не відрізняються від циліндрів трубчатих пастеризаторів. Різниця в тому, що замість теплоносія подається хладоносій: в нижньому циліндрі хладоносієм служить холодна вода, у верхньому – розсіл. Молоко послідовно проходить крізь всі трубки нижнього циліндра, потім верхнього.

Пластинчаста охолоджуюча установка АОЗ-У6 /рис. 6 дод. 26/ призначена для охолодження сусла перед бродінням та пива перед розливом. Установка складається з власне охолоджувача 1, пульта керування 2, регулюючого клапана 5 на розсольному трубопроводі та теплопередаючих пластин 3, виготовлених з нержавіючої сталі.

Частина теплообмінника, що охолоджується одним теплоносієм та складається з одного або декількох пакетів, представляє собою секцію. Пластини розбиті на дві секції, відокремлені одна від одної спеціальною плитою 6. Залежно від наявності та розташування наскрізних отворів в кутах пластин в секціях створюється пакети пластин з одним направленням потоку рідини. Пластини притискаються до стійки 4 за допомогою плити 7 та притискаючих пристроїв 8 на направляючих.

Гаряче сусло з відстійного апарату насосом нагнутається в першу секцію, де охолоджується холодною водою з 70 до 25⁰С. із секції водяного охолодження сусло поступає у другу секцію, де охолоджується розсолом до 6 ÷ 7⁰С та виводиться з апарату. Сусло рухається двома паралельними потоками між стійкою та пластинами. Охолоджуюча рідина двома паралельними потоками рухається назустріч суслу між пластинами. Якщо за один прохід між пластинами сусло не встигає охолодитись до певної температури, то його пропускають через слідуючу групу пластин цього ж теплообмінника.

Охолодження м’яса та м’ясопродуктів в повітрі здійснюється як одностадійним способом (при постійному режимі протягом всього процесу охолодження 30 ÷ 36 год при температурі повітря близько 0⁰С, відності вогості 87÷ 97% та швидкості руху 0,15 ÷ 0,25 м/с), так і двох- трьохстадійним способами.

Технологія заморожування м’яса передбачає два способи: двохфазний, коли заморожується попередньо охолоджене м’ясо, та однофазний, коли заморожується парне, невистигнувше м’ясо. В апаратах інтенсивного заморожування температура повітря підтримується в межах –30 ÷ - 40⁰С при швидкості руху навколо туші 2,0 ÷ 3,0 м/с. Тривалість заморожування в таких умовах – 16 ÷ 24 ч, при усушуванні – 1,5 %.

Камери охолодження з поперечним рухом повітря або з продуванням повітря зверху донизу призначені для охолодження м’яса та можуть бути циклічної (періодичної) або безперервної дії. Місткість камер циклічної дії розраховують не більш ніж на півзмінну продуктивність цеху первинної переробки худоби, а безперервної – на всю переробку м’яса за зміну.

Камера охолодження з поперечним рухом повітря /рис. 1 дод.27/ складається з повітреохолоджувача 1, перегородок 2, охолоджуємих півтуш м’яса, що переміщуються за допомогою підвісного шляху 4 (стрілки показують напрям руху повітря).

Камера охолодження з продування повітря зверху вниз /рис. 2 дод.27/ всключає в себе повітроохолоджувач 1, вентилятор 2, фальш-стелю 4 та туші 5, що охолоджуються за допомогою підвісного шляху 3.

На підвісні шляхи камер охолодження м’со завантажують за допомогою конвеєра або вручну, одночасно сортуючи його за категоріями угодованості та маси. Розміщують туші з інтервалами на рамах в 30÷50 мм. На ділянці підвісного шляху довжиною 1 м розміщують 2÷3 яловичих або 3÷4 свинячих напівтуші. Великі туші розміщують в зоні з найнижчою температурою та найбільш інтенсивним рухом повітря.

Камери заморожування забезпечують заморожування м’яса та м’ясопродуктів та складаються з батарей та повітроохолоджувачів та можуть бути з вимушеним або природнім рухом повітря. Камери з вимушеним рухом повітря оснащують повітроохолоджувачами, а іноді батареями разом з різними системами повітророзподілення, а камери з природнім рухом повітря – пристінними, міжрядними тощо радіаційними батареями.

Обладнання камери заморожування тунельного типу з поперечним рухом повітря /рис. 3 дод.27/ складається з повітроохолоджувачів 1 з направляючими апаратами 6, розташованими над стелею та підвісними шляхами 5, закріпленими на підвісах 2. Охолоджене в повітроохолоджувачах повітря направляється в камеру через нагнітаючі отвори в фальш-стелі, омиває туші м’яса, та тепле повітря через всасуючі отвори знову направляється на охолодження в повітроохолоджувач.

В морозильній камері тунельного типу з міжрядними батареями /рис. 4 дод. 27/ розміщено чотири тунелі, в кожному з яких є один підвісний шлях для підвішування та переміщення м'яса. Вздовж стін кожного тунеля встановлені пристінні ребристі батареї 6. Нагнітаюче вентилятором 3 повітря по каналу, утвореному стелею та перекриттям камери, через нагнітаючий отвір 1 направляється в перший тунель, в якому, рухаючись зверху донизу, омиває заморожені півтуші. Через отвір 5 в нижній частині перегородки 2 першого тунелю повітря попадає в другий тунель, в якому він циркулює вже знизу уверх. Далі повітря через отвори перегородки переходить в третій тунель, опускається вниз та направляється в четвертий тунель, з якого засмоктується вентиляторами через всмоктуючий отвір 4 та знову направляється в перший тунель. Наближення в таких камерах тепловідвідних приборів поверхні продукту дає можливість використовувати не тільки конвективний, але й радіаційний теплообмін, що скорочує тривалість заморожування та зменшує усушування.

Камери тупикового типу із стелею /рис. 5 дод. 27/ має повітроохолоджувач з всмоктуючим отвором біля підлоги камери. Охолоджене повітря викидається з повітроохолоджувача вентилятором 1 в простір між перекриттям та стелею камери, що знаходиться на рівні каркаса підвісних шляхів. У вантажний об’єм камери заморожування повітря поступає через щілинні сопла 2 по обидві сторони ниток підвісних шляхів 3.