 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Охлаждение пищевых продуктов
Ханжаров Н.С., Абдижаппарова Б.Т., Габрильянц Э.А.
ПРОЦЕССЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЯ
ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Учебник
Шымкент, 2015
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.АУЭЗОВА
Ханжаров Н.С., Абдижаппарова Б.Т., Габрильянц Э.А
ПРОЦЕССЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЯ
ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
УЧЕБНИК
для магистрантов специальности
6M072800 - Технология перерабатывающих производств
Шымкент, 2015
УДК 664
ББК 36
Ханжаров Н.С., Абдижаппарова Б.Т., Габрильянц Э.А. Процессы, оборудование и сооружения для низкотемпературной обработки пищевых продуктов / Учебник. - Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет имени М. Ауэзова, 2015. - 284 с.
В учебнике произведено обобщение и систематизация литературных и справочных данных, нормативно-технической документации по низкотемпературной обработке пищевых продуктов. Рассматриваются основы расчета и подбора холодильного технологического оборудования, аппаратов холодильных машин и установок, теплотехнического расчета, проектирования и эксплуатации холодильников, используемых в пищевой промышленности. Материалы учебника позволят студентам и магистрантам расширить кругозор, привить навыки и развить инженерное мышление в области расчета, проектирования и эксплуатации холодильников пищевых производств, а также оптимизации режимов их работы при низкотемпературной обработке и хранении пищевых продуктов. Учебник предназначен для магистрантов специальности «Технология перерабатывающих производств».
Рецензенты:
Жидебаева А.Н., к.т.н., доцент, Казахский инженерно-педагогический университет дружбы народов;
Волненко А.Ф., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Технологические машины и оборудование» ЮКГУ им. М. Ауэзова;
Уразбаева К.А., к.х.н., доцент, зав. кафедрой «Пищевая инженерия» ЮКГУ им. М. Ауэзова.
Учебник рекомендован к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ им.М.Ауэзова, протокол №__ от «___»_______ 2015 г.
© Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауэзова
Содержание
ПРЕДИСЛОВИЕ......................................................................................................................... 11
1 Охлаждение пищевых продуктов........................................................................................... 12
1.1 Общие сведения..................................................................................................................... 12
1.2 Продукты растительного происхождения.......................................................................... 14
1.3 Рекомендуемые условия хранения овощей и фруктов..................................................... 16
1.4 Совместимость овощей и фруктов при хранении............................................................. 18
1.5 Продукты животного происхождения................................................................................ 18
1.5.1 Охлаждение мяса................................................................................................................ 18
1.5.2 Охлаждение птицы и яиц.................................................................................................. 21
1.5.3 Охлаждение молока и молочных продуктов................................................................... 22
1.5.4 Охлаждение рыбы.............................................................................................................. 23
2 Подмораживание продуктов................................................................................................... 24
3 Замораживание пищевых продуктов..................................................................................... 26
3.1 Общие сведения..................................................................................................................... 26
3.2 Продукты растительного происхождения.......................................................................... 29
3.3 Продукты животного происхождения................................................................................ 30
3.3.1 Замораживание мяса.......................................................................................................... 30
3.3.2 Замораживание птицы....................................................................................................... 32
3.3.3 Замораживание яиц............................................................................................................ 33
3.3.4 Замораживание рыбы......................................................................................................... 33
3.3.5 Замораживание молока и молочных продуктов............................................................. 35
4 Холодильное хранение пищевых продуктов........................................................................ 35
4.1 Общие сведения..................................................................................................................... 35
4.2 Продукты растительного происхождения.......................................................................... 37
4.3 Продукты животного происхождения................................................................................ 38
4.4 Охлаждающие приборы камер хранения............................................................................ 42
4.5 Сроки хранения продуктов.................................................................................................. 43
4.6 Режим воздуха в камерах хранения. ………………………….................. ……………….44
4.7 Хранение продуктов в холодильниках предприятий общественного питания и
магазинов.................................................................................................................................... 45
5 Усушка пищевых продуктов................................................................................................... 46
6 Размораживание и отепление пищевых продуктов............................................................. 47
6.1 Отепление охлажденных продуктов................................................................................... 47
6.2 Размораживание продуктов................................................................................................. 48
6.2.1 Размораживание пищевых продуктов в воздухе............................................................ 48
6.2.2 Размораживание в паровоздушной смеси....................................................................... 49
6.2.3 Размораживание в жидкости............................................................................................. 49
6.2.4 Размораживание в электрическом поле........................................................................... 50
7 Снабжение холодом процессов низкотемпературной обработки пищевых продуктов... 51
7.1 Диаграммы холодильных агентов....................................................................................... 51
7.2. Основные холодильные агенты.......................................................................................... 55
7.3 Принципиальная схема паровой холодильной машины и ее изображение
в диаграмме.................................................................................................................................. 58
7.4 Схема холодильной машины с регенеративным теплообменником и её изображение в диаграмме i — lgP....................................................................................................................................................... 62
7.5 Схемы двухступенчатых холодильных машин и их изображения в диаграмме i — lgP 63
7.6 Значение диаграммы холодильных агентов для анализа работы холодильной
установки и ее обслуживания.................................................................................................... 69
8 Классификация холодильников.............................................................................................. 72
9 Общий порядок проектирования холодильников................................................................ 74
9.1 Общие положения................................................................................................................. 74
9.2 Технико-экономическое обоснование................................................................................ 75
9.3 Задание проектной организации на проектирование холодильного предприятия....... 75
9.4 Организация и порядок проектирования........................................................................... 76
10 Состав проектов холодильников в системе высшего образования................................. 78
11 Задание на проект холодильника......................................................................................... 79
12 Технико-экономическое обоснование проекта................................................................... 79
13 Выбор ассортимента продуктов......................................................................................... 79
14 Выбор технологической схемы производства.................................................................... 80
15 Выбор типа холодильника и состава охлаждаемых помещений...................................... 80
15.1 Общие положения.............................................................................................................. 80
15.2 Особенности проектирования различных типов холодильников............................. 83
16 Выбор расчетных параметров............................................................................................... 88
17 Составление планировки холодильника............................................................................. 89
18 Компоновка комплекса холодильника................................................................................ 92
19 Составление генерального плана предприятия, в состав которого входит
холодильник................................................................................................................................. 97
19.1 Основные положения......................................................................................................... 97
19.2 Объекты генерального плана........................................................................................... 100
19.2.1 Производственный корпус - проектируемое здание.................................................. 100
19.2.2 Сырьевая площадка........................................................................................................ 102
19.2.3 Дефростерное отделение............................................................................................... 103
19.2.4 Материальный склад...................................................................................................... 103
19.2.5 Цеховая лаборатория...................................................................................................... 103
19.2.6 Склад готовой продукции............................................................................................. 104
19.2.7 Автоклавное отделение................................................................................................. 104
19.2.8 Бытовые помещения...................................................................................................... 105
19.2.9 Склад стеклянной тары.................................................................................................. 105
19.2.10 Склад металлической тары.......................................................................................... 106
19.2.11 Ремонтные мастерские................................................................................................. 106
19.2.12 Цехи и склады деревянной тары................................................................................ 106
19.2.13 Заводоуправление........................................................................................................ 107
19.2.14 Автомобильные весы................................................................................................... 107
20 Конструктивные элементы зданий холодильников......................................................... 107
20.1 Конструктивные элементы производственных зданий................................................ 107
20.2 Особенности проектирования конструктивных.
элементов холодильников………………………………………………... ………………….119
21 Расчет изоляционных ограждений холодильника............................................................ 123
21.1 Общие положения по проектированию теплоизоляции
и пароизоляции ограждающих конструкций......................................................................... 123
21.2 Теплоизоляционные материалы...................................................................................... 128
21.3 Паро-гидроизоляционные материалы............................................................................. 127
21.4 Расчет изоляционных ограждений.................................................................................. 127
21.4.1 Определение требуемого сопротивления теплопередаче.......................................... 127
21.4.2 Расчет изоляционных ограждений............................................................................... 130
21.5 Защита грунтов оснований зданий холодильников от промерзания......................... 131
21.5.1. Общие положения......................................................................................................... 131
21.5.2. Система электрического обогрева грунта.................................................................. 132
22 Теплотехнический расчет охлаждаемых помещений холодильника............................ 134
22.1 Общие рекомендации....................................................................................................... 134
22.2 Теплопритоки через ограждения холодильника............................................................ 135
22.3. Теплопритоки при термообработке грузов................................................................... 139
22.4 Теплопритоки при вентиляции охлаждаемых помещений.......................................... 139
22.5 Эксплуатационные теплопритоки.................................................................................. 140
22.6 Теплопритоки при дыхании овощей и фруктов............................................................ 141
23. Определение тепловой нагрузки на камерное оборудование и компрессор. Выбор расчетного режима холодильной установки............................................................................................................ 142
23.1 Определение тепловой нагрузки на камерное оборудование
и компрессор………………….................................................................................................. 142
23.2 Выбор расчетного режима холодильной установки..................................................... 143
24 Выбор способа охлаждения холодильника и схемы холодильной установки………………………………………………................. …………………………..146
24.1 Общие сведения................................................................................................................. 146
24.2 Системы охлаждения и схемы холодильных установок различных типов
холодильников........................................................................................................................... 149
25 Расчет и подбор холодильного оборудования и магистральных трубопроводов......... 153
25.1 Подбор камерного оборудования.................................................................................... 153
25.2 Расчет и подбор конденсаторов....................................................................................... 156
25.3 Расчет и подбор испарителей.......................................................................................... 158
25.4 Расчет и подбор трубопроводов...................................................................................... 159
25.5 Расчет и подбор морозильных агрегатов........................................................................ 160
25.6 Расчет и подбор циркуляционных аммиачных насосов............................................... 160
25.7 Расчет и подбор промежуточных сосудов...................................................................... 161
25.8 Расчет и подбор отделителей жидкости......................................................................... 161
25.9 Расчет и подбор ресиверов............................................................................................... 162
25.10 Расчет и подбор маслоотделителей............................................................................... 163
25.11 Расчет и подбор маслособирателей............................................................................... 164
25.12 Подбор насоса для воды или рассола............................................................................ 165
25.13 Подбор насоса для холодильного агента..................................................................... 166
25.14 Расчет воздуховодов....................................................................................................... 166
25.15 Подбор вентилятора........................................................................................................ 167
25.16 Расчет и подбор градирни............................................................................................ 169
26 Расчет основных теплообменных аппаратов.................................................................... 169
26.1 Расчет конденсатора холодильной установки.............................................................. 169
26.1.1 Тепловой расчет конденсатора.................................................................................... 171
26.1.2 Конструктивный расчет конденсатора....................................................................... 172
26.2 Расчет воздухоохладителя холодильной установки..................................................... 172
26.2.1 Тепловой расчет воздухоохладителя........................................................................... 172
26.2.2 Конструктивный расчет воздухоохладителя.............................................................. 175
27 Проектирование машинного отделения и конденсаторной площадки.......................... 175
28 Эксплуатация холодильной установки............................................................................ 179
29 Эксплуатация холодильника.............................................................................................. 181
30 Вопросы безопасности жизнедеятельности...................................................................... 182
30.1 Характеристика степени совершенства технологического процесса......................... 183
30.2 Анализ потенциальных опасностей и вредностей производства................................ 183
30.2.1 Краткое описание особенностей схемы производства.............................................. 183
30.2.2 Анализ возможных мест утечки веществ и характеристика этих веществ……………………………………............... …………………………………………183
30.3 Вопросы безопасности жизнедеятельности при объемно – планировочных решениях зданий и сооружений, расположении цехов на генеральном плане................................................... 184
30.4 Производственная санитария........................................................................................... 186
30.4.1 Метрологические условия воздушной среды производственных помещений....... 186
30.4.2 Производственное освещение...................................................................................... 187
30.4.3 Производственный шум................................................................................................ 189
30.4.4 Производственные вибрации....................................................................................... 190
30.4.5 Санитарно – бытовое и медицинское обслуживание............................................... 191
30.4.6 Средства индивидуальной защиты.............................................................................. 191
30.5 Безопасность ведения технологического процесса....................................................... 191
30.5.1 Электробезопасность..................................................................................................... 191
30.5.2 Противопожарные требования..................................................................................... 192
30.6 Вопросы гражданской обороны...................................................................................... 196
30.6.1 Мероприятия по защите работающего персонала
при чрезвычайных ситуациях.................................................................................................. 196
30.6.2 Вопросы охраны окружающей среды.......................................................................... 198
30.6.3 Мероприятия по защите окружающей среды при утечках и аварийном выбросе аммиака 199
31 Вопросы энергетики............................................................................................................ 200
31.1 Определение расчетных нагрузок................................................................................... 200
31.1.1 Светотехнический расчет освещения.......................................................................... 200
31.1.2 Расчет силовой нагрузки.............................................................................................. 201
31.2 Подбор компенсаторов реактивной мощности и трансформаторов.......................... 201
31.2.1 Подбор компенсаторов реактивной мощности........................................................... 201
31.2.2 Подбор трансформаторов.............................................................................................. 202
32 Вопросы экономики............................................................................................................. 202
32.1 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений...................................... 202
32.1.1 Расчет сметной стоимости строительства зданий и амортизационные отчисления 203
32.1.2 Расчет капитальных затрат на оборудование и амортизационные отчисления...... 203
32.2 Расчет численности рабочих и фонда заработной платы............................................. 204
32.2.1 Определение числа бригад............................................................................................ 204
32.2.2 Определение баланса рабочего времени рабочего..................................................... 208
32.2.3 Расчет численности рабочих......................................................................................... 208
32.2.4 Расчет фонда заработной платы.................................................................................... 209
32.2.5 Общепроизводственные расходы................................................................................. 210
32.3 Проектная калькуляция себестоимости.......................................................................... 211
32.4 Экономическая эффективность проектируемого объекта............................................ 212
33 Вопросы автоматизации производства.............................................................................. 213
33.1 Постановка задачи автоматизации холодильной установки........................................ 213
33.2 Выбор и обоснование параметров контроля, регулирования
и сигнализации…………………………………………………………………….................. 214
33.3 Выбор и обоснование технических средств автоматизации........................................ 215
Список литературы................................................................................................................... 216
ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................ 219
Приложение 1. Расчетные параметры наружного воздуха................................................... 219
Приложение 2. Укрупненные нормы складирования сырья и тары................................... 220
Приложение 3. Насыпная масса плодов и овощей................................................................ 223
Приложение 4. Расчетные удельные нагрузки от продуктов............................................... 223
Приложение 5. Норма загрузки 1м3 грузового объема камер хранения и коэффициенты пересчета в условный груз (указана масса брутто).................................................................................... 225
Приложение 6. Средние нормы укладки консервной продукции....................................... 226
Приложение 7. Расчетные параметры продукта и воздуха в камере распределительных холодильников..................................................................................................................................................... 227
Приложение 8. Расчетные параметры продукта и воздуха в камерах
торговых холодильников........................................................................................................ 228
Приложение 9. Расчетные параметры продукта и воздуха в камерах
холодильников мясокомбината.............................................................................................. 228
Приложение 10. Температурно-влажностный режим охлаждаемых помещений
различного назначения............................................................................................................ 229
Приложение 11. Температурно-влажностные режимы хранения картофеля, плодов и овощей 230
Приложение 12. Режим и сроки хранения плодов, винограда и овощей в охлаждаемых сооружениях с регулируемой газовой средой.................................................................................................. 232
Приложение 13. Расчетные технологические данные охлаждения и хранения
молочных продуктов................................................................................................................ 233
Приложение 14. Нормы расхода бочковой тары на 1 т соленых овощей и квашеной
капусты...................................................................................................................................... 236
Приложение 15. Тара для упаковки сушеных фруктов и овощей....................................... 236
Приложение 16. Бочки деревянные........................................................................................ 237
Приложение 17. Полиэтиленовые вкладыши для деревянной тары................................... 237
Приложение 18. Ящики из гофрированного картона и полимерные многооборотные для упаковки готовой продукции.................................................................................................................................. 237
Приложение 19. Ящики дощатые для упаковки готовой продукции................................. 239
Приложение 20. Техническая характеристика тары для транспортировки овощей и
фруктов...................................................................................................................................... 240
Приложение 21. Техническая характеристика поддонов ящичных для плодоовощного
сырья.......................................................................................................................................... 241
Приложение 22. Тара стеклянная............................................................................................ 242
Приложение 23. Расчетные значения грузового штабеля..................................................... 242
Приложение 24. Перечень инвентаря лаборатории.............................................................. 243
Приложение 25. Состав помещений и площади производственных………………
лабораторий………………………………………………………………………................... 244
Приложение 26. Геометрические параметры объектов бытовых помещений................... 244
Приложение 27. Технические характеристики изолированных дверей
для холодильных камер............................................................................................................ 245
Примечание: Технические характеристики изолированных дверей для холодильных
камер приведены по ТУ 13-313-80........................................................................................ 245
Приложение 28. Основные свойства теплоизоляционных материалов для строительных конструкций зданий холодильников.............................................................................................................. 246
Приложение 29. Материалы для паро-гидроизоляции ограждающих конструкций холодильников 250
Приложение 30. Теплофизические свойства материалов..................................................... 253
Приложение 31. Расчетные (нормативные) значения коэффициентов теплопередачи ограждений холодильников........................................................................................................................... 254
Приложение 32. Теплотехнические показатели конструкций и материалов согласно
СНиП 11.3-79 М. 1986 (условия эксплуатации Б-влажные)............................................. 255
Приложение 33. Технические характеристики греющих проводов и кабелей.................. 257
Приложение 34. Расчетные значения DtС для наружных стен........................................... 258
Приложение 35. Удельные энтальпии продуктов (кДж/кг)................................................. 259
Приложение 36. Тепловыделения фруктов и овощей при дыхании................................... 261
Приложение 37. Удельные теплопритоки при открывании дверей, Вт/м2........................ 262
Приложение 38. Состав зданий и сооружений комплексов по переработке картофеля,
плодов и овощей....................................................................................................................... 262
Приложение 39. Состав помещений холодильников для картофеля, плодов и овощей... 263
Приложение 40. Характеристики батарей.............................................................................. 265
Приложение 41. Коэффициенты теплопередачи батарей..................................................... 266
Приложение 42. Характеристики воздухоохладителей подвесного типа.......................... 267
Приложение 43. Характеристики постаментных воздухоохладителей............................. 268
Приложение 44. Характеристика труб в зависимости от параметров среды..................... 269
Приложение 45. Сортамент стальных бесшовных и медных труб,
применяемых для аммиачных и хладоновых установок...................................................... 271
Приложение 46. Затраты труда на производство различных видов консервов................. 272
Приложение 47. Технические характеристики центробежных вентиляторов. Ц4-70.... 272
Приложение 48. Характеристики осевых вентиляторов...................................................... 273
Приложение 49. Ориентировочные сроки, методы охлаждения, рекомендуемые условия хранения овощей (после сбора урожая)................................................................................................................. 274
Приложение 50. Ориентировочные сроки, методы охлаждения, рекомендуемые условия хранения фруктов и ягод (после сбора урожая)..................................................................................................... 277
Приложение 51. Перекрестное влияние продуктов.............................................................. 280
Приложение 52. Группы совместимости овощей и фруктов при хранении...................... 281
ПРЕДИСЛОВИЕ
Необходимость обобщения в одной книге основ расчета процессов охлаждения, замораживания и холодильного хранения пищевых продуктов, проектирования и эксплуатации предприятий по низкотемпературной обработке пищевых продуктов и, в том числе, холодильников специализированных предприятий назрела давно. И хотя имеются многочисленные нормы технологической обработки пищевых продуктов, нормы технологического проектирования, СНиПы все они носят общий характер и не обобщают опыт расчета процессов термообработки и опыт проектирования холодильников. В предлагаемом учебнике производится обобщение и систематизация литературных, справочных, и нормативно-технических данных по низкотемпературной обработке пищевых продуктов, расчету и проектированию холодильников, используемых в пищевой отрасли.
Для удобства пользования в учебнике изложены общие теоретические положения по способам охлаждения камер холодильников, процессам термообработки пищевых продуктов, а также положения по охлаждаемым сооружениям, порядок и особенности их проектирования, включая особенности проектирования этих сооружений в учебных целях в системе высшего и послевузовского образования. Содержание учебника охватывает вопросы теоретических основ низкотемпературной обработки пищевых продуктов, систем охлаждения камер различных типов холодильников, схем холодильных установок, теплотехнического расчета охлаждаемых помещений, определения тепловой нагрузки на камерное оборудование и холодильную установку, а также основные этапы проектирования холодильников. При этом акцент делается на объемно–планировочные решения холодильников на основе технологических расчетов пищевых предприятий и подбора теплообменных аппаратов, используемых для получения низкопотенциальной теплоты в системе этих сооружений. В учебнике также освещены вопросы проектирования других вспомогательных и инженерных сооружений. Использование материалов учебника позволит студентам и магистрантам расширить кругозор, привить навыки и развить инженерное мышление в области низкотемпературной технологии пищевых производств.
Использованная литература включает справочную литературу и нормативную документацию, которые могут быть полезны для более глубокого освоения изучаемого раздела, а также использоваться в ходе выполнения учебных, проектных и самостоятельных работ обучающихся.
Учебник предназначен для магистрантов, обучающихся по специальностям пищевого направления. Также он может быть рекомендован в качестве вспомогательной учебной литературы для студентов и магистрантов ряда других специальностей бакалавриата и магистратуры, в которых предусматривается изучение основ технологии производств, потребителей искусственного холода.
Охлаждение пищевых продуктов
Общие сведения
Способы замораживания подразделяются в соответствии с источником получения холода, видом охлаждающей среды, характером теплообмена между продуктом и хладагентом. По источнику получения холода способы замораживания подразделяются на замораживание естественным и искусственным холодом. Замораживание естественным холодом пищевого сырья и продуктов применяется в зимний период в районах с суровым климатом.
По виду охлаждающей среды способы замораживания подразделяются на замораживание воздушное, в контакте с металлическими поверхностями, жидкостное, льдосолевое, в кипящих хладагентах.
По характеру теплообмена между продуктом и холодильным агентом способы замораживания делятся на замораживание в воздухе как промежуточном теплоносителе (контактное или бесконтактное); в жидкости как промежуточном теплоносителе (контактное или бесконтактное); в кипящем хладагенте (контактное или бесконтактное). При контактном замораживании продукт непосредственно соприкасается с охлаждающей средой, а при бесконтактном — между продуктом и охлаждающей средой устанавливается перегородка.
Морозильные аппараты подразделяются на следующие основные типы: с интенсивным движением воздуха; многоплиточные; контактные, в которых продукты замораживают при непосредственном контакте с жидким хладоносителем или холодильным агентом. Основными критериями при оценке способов замораживания являются качество получаемой продукции, техническое совершенство и экономичность.
Существующие способы замораживания наряду с достоинствами имеют некоторые недостатки. Интенсивное замораживание продукта в холодном воздухе позволяет получать продукт высокого качества. Однако при этом значителен расход холода, велики его потери в окружающую среду. При замораживании продуктов в потоке холодного воздуха с их поверхности интенсивно испаряется вода, вследствие чего водяной пар осаждается на холодной поверхности приборов охлаждения в виде инея, а, следовательно, теплообмен между воздухом и охлаждающей средой в батареях или воздухоохладителях ухудшается. Морозильные аппараты с интенсивным движением воздуха различаются между собой способом укладки продукта (в формах, упаковке, поштучно, россыпью и т. д.), а также конструктивным оформлением системы транспортировки продукта через морозильное отделение (на тележках, ленточном, сетчатом или цепном конвейере, гравитационные и т. д.). Из аппаратов с интенсивным движением воздуха в отдельную группу выделены аппараты для замораживания мелкоштучных продуктов в слое, использующих метод флюидизации. Метод замораживания продуктов в холодном воздухе применяют в основном при замораживании рыбы, мяса в тушах, полутушах и четвертинах, готовых кулинарных изделий, а также мелких продуктов (ягоды, пельмени и др.) во взвешенном состоянии (флюидизация). Кроме того, этот метод применяют для замораживания таких продуктов, как мелкокусковое мясо в блоках, субпродукты, филе, фарш, творог, масло, когда они упакованы или находятся в закрытых металлических формах. Замораживание в плиточных аппаратах экономически более выгодно, чем воздушное, но при обычных температурных режимах замораживания (—30...—40 °С) происходит примерзание продукта к охлаждающим плитам. Продукт необходимо предварительно обертывать полимерной пленкой или специальной бумагой.
Многоплиточные морозильные аппараты различаются расположением блоков продукта и способом его загрузки. В жидких средах продукт замораживается быстро. Этот способ замораживания требует расхода электроэнергии на 20... 30 % меньше по сравнению с воздушным способом.
При замораживании пищевых продуктов в жидких хладоносителях в качестве теплоотводящей среды применяют в основном водные растворы солей хлорида Na, хлорида кальция, пропилен- и этиленгликоля. Замораживание продукта без упаковки в растворе поваренной соли наряду с некоторыми преимуществами (ускорение процесса замораживания и отсутствие усушки) имеет и ряд недостатков: проникновение соли в продукт, изменение цвета и ухудшение товарного вида, потеря экстрактивных веществ, переходящих в рассол.
В качестве теплоотводящей среды также используются жидкий азот и диоксид углерода. Замораживание в кипящих хладагентах происходит очень быстро, качество замороженной продукции высокое. Наиболее широко применяют для этих целей жидкий азот, который является инертным веществом по отношению к замораживаемым продуктам и имеет низкую температуру кипения при атмосферном давлении (—195,8 °С). Контактное замораживание в жидком азоте характеризуется большой скоростью процесса, простотой технологии и обслуживания технологического оборудования, возможностью организации непрерывного производства. Кроме того, для реализации этого метода замораживания не требуется больших производственных площадей. Однако, эта охлаждающая среда экономически себя оправдывает при замораживании пищевых продуктов высокой стоимости, небольших размеров и малой толщины (готовые мясные блюда, пельмени, ягоды и др.). Продукты относительно большой толщины замораживать в среде жидкого азота нельзя из-за появления механических повреждений, вызываемых температурными напряжениями по объему продукта в результате больших температурных перепадов. Замораживание в жидкой среде продукта в упаковке (погружной метод) практикуется довольно широко. В качестве упаковки используют полимерную пленку, в которой продукты замораживают, хранят и отправляют к потребителю. Этот метод целесообразно применять для замораживания пищевых продуктов, имеющих неправильную геометрическую форму (например, тушки птицы). Погружной метод позволяет интенсифицировать процесс замораживания, механизировать и автоматизировать процесс холодильной обработки продуктов. При этом практически отсутствует усушка продукта, не ухудшается его товарный вид.
При охлаждении от продуктов отводится теплота, вследствие чего их температура снижается. Продукты можно охлаждать до температуры начала замерзания. Количество теплоты, отводимой от продукта при охлаждении, зависит от его теплоемкости, а также от разности температур продукта в начале и в конце охлаждения.
Продолжительность охлаждения зависит от ряда факторов, но, прежде всего от теплопроводности самого продукта. Пищевые продукты обычно имеют малую теплопроводность и поэтому охлаждаются медленно — несколько часов и даже суток.
При охлаждении происходит усушка продуктов (потеря влаги). Снизить и даже предотвратить усушку можно, применяя способы, которые характеризуются отсутствием или незначительными потерями влаги продуктом во время охлаждения. К этим способам можно отнести охлаждение в воздухе продуктов, упакованных в влагонепроницаемые искусственные или естественные оболочки, а также охлаждение в жидкой среде. Охлаждение продуктов (в оболочках и неупакованных) в жидких средах перспективно, так как вследствие интенсификации теплообмена сокращается продолжительность процесса и отсутствует усушка. Контактное охлаждение в жидкой среде (при отсутствии покрытий) имеет недостатки: частичное экстрагирование составных частей продукта, поглощение поверхностными слоями некоторого количества охлаждающей жидкости. Вместе с тем при охлаждении во влагонепроницаемой упаковке требуются дополнительные затраты на упаковку продукта. В жидкой среде охлаждают некоторые овощи. Иногда этим способом пользуются для частичного понижения температуры продукта.
За последние десятилетия в промышленности стали применять новый метод холодильной обработки скоропортящихся пищевых продуктов в тех случаях, когда требуется сохранять их более продолжительное время, чем охлажденные, и менее чем замороженные. Это метод охлаждения продуктов при близкриоскопических температурах. Вода в продуктах содержит растворенные соли и поэтому замерзает не при 0 °С, а при температуре, которая на несколько градусов ниже температуры замерзания воды[1-4, 14-18, 20-23, 25, 26- 31].
Экспериментальными исследованиями и промышленной проверкой доказано, что близкриоскопические температуры замедляют биохимические процессы, происходящие в продуктах растительного происхождения. Конечно, указанный метод не может быть применен ко всем продуктам растительного происхождения. Разнообразие этих продуктов и их специфические особенности следует учитывать при выборе режимов холодильной обработки.
Поиск по сайту: