Оборудование для охлаждения и замораживания пищевых продуктов

Охлаждением называется процесс понижения температуры сырья или готовой продукции путем отвода от них теплоты. Технологические параметры этого процесса зависят от вида обрабатываемых пищевых продуктов и их свойств. Например, охлаждение мяса заключается в доведении его температуры до 4 °C. В этом случае оно выдерживает кратковременное хранение и сохраняет все питательные и вкусовые качества свежего продукта.

Подмороженным считается мясо температурой -2 °С, которая близка к криоскопической и позволяет при незначительном ухудшении качества по сравнению с охлажденным мясом в.

1,5… 2 раза увеличить срок его хранения. Обычно подмороженное мясо после кратковременного хранения или транспортировки используют для дальнейшей переработки на мясоперерабатывающих предприятиях.

Замораживание — один из наиболее распространенных методов консервирования мяса, позволяющий сохранить питательные и большую часть вкусовых качеств продукта в процессе его длительного хранения. Температура замороженного мяса -20 °С.

Цель охлаждения молока — ухудшение условий жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих его порчу, что, в свою очередь, увеличивает срок хранения данного продукта в свежем виде. Охлаждение молока до 4 °C в течение не более 40 мин после его получения увеличивает срок хранения без дополнительной обработки в 2,0…2,5 раза.

Холодильное оборудование, применяемое на перерабатывающих предприятиях, условно можно разделить на две большие группы — универсальное и специальное.

К универсальному, позволяющему охлаждать и хранить продукцию, относятся охладители резервуарного типа, холодильные шкафы и сборные холодильные камеры.

Группу специального оборудования составляют трубчатые и пластинчатые охладители, скороморозильные воздушные, морозильные плиточные аппараты и криогенные морозильные агрегаты. Это оборудование не предназначено для хранения продукции, а осуществляет только ее холодильную обработку.

По другой классификации оборудование и способы замораживания пищевых продуктов делят на три класса: с помощью хладагента, в жидкости и в воздухе. В зависимости от наличия промежуточного передатчика теплоты между продуктом и охлаждающей средой каждый из указанных классов, в свою очередь, делится на два подкласса: контактное и бесконтактное замораживание.

Резервуарные охладители относятся к универсальному оборудованию и служат для сбора, охлаждения и хранения молока. Широкое распространение они получили на фермах, а также на молокоперерабатывающих предприятиях малой и средней мощности.

Молоко в резервуарах-охладителях охлаждается двумя способами: непосредственно кипящим хладагентом и посредством промежуточного хладоносителя, т. е. воды от холодильной установки. Следует отметить, что в расчете на 1 л охлажденного молока в первом случае затрачивается почти в 3 раза меньше электроэнергии, чем во втором.

Резервуары с непосредственным охлаждением молока выпускаются со встроенным и автономным холодильным агрегатом. Автономным холодильным агрегатом, как правило, комплектуются резервуары большой вместимости (1000 л и больше), так как в этом случае для эффективной работы агрегата необходимо устанавливать вентиляционное оборудование или рекуператор теплоты.

Резервуар с непосредственным охлаждением молока состоит из ванны, в нижней части которой находится щелевой испаритель, мешалки с приводом, откидных крышек и фреоновых трубопроводов. Пространство между ванной и корпусом резервуара заполнено пенополиуретановой термоизоляцией, плотно прилегающей к резервуару и обшивке. Корпус резервуара отформован из неметаллического материала. Большие откидные крышки и небольшая высота обеспечивают удобство ручной промывки резервуара-охладителя.

Резервуары-охладители с промежуточным хладоносителем могут иметь змеевиковую, оросительную или рубашечную системы охлаждения. Первые две применяют в резервуарах специального назначения, предназначенных для приготовления молочных продуктов.

Для охлаждения молока наибольшее распространение получили резервуары-охладители с рубашечной системой охлаждения типа РПО вместимостью 1600 и 2500 л. Принцип их работы заключается в подаче охлажденной с помощью холодильной установки воды в рубашечную систему резервуара при одновременном перемешивании молока мешалкой лопастного типа.

Закрытые охладители бывают двух типов: трубчатые и пластинчатые. Эти охладители по конструкции практически не отличаются от аналогичных аппаратов для подогрева молока и его пастеризации. При этом охладители трубчатого типа могут иметь две секции: охлаждения холодной водой и охлаждения рассолом.

Охладитель пластинчатого типа представляет собой теплообменный аппарат, рабочая поверхность которого выполнена из отдельных параллельно сомкнутых пластин. Он состоит из главной стойки с верхней и нижней горизонтальными штангами, нажимной плиты и гайки. На верхней штанге подвешены теплообменные рабочие пластины с рифленой поверхностью. Между ними благодаря резиновым прокладкам образуются каналы, по которым протекают охлаждаемый продукт и хладоноситель. Все пластины сжимаются нажимной плитой и нажимными гайками.

К основным параметрам, характеризующим пластинчатый охладитель, относятся тип и число теплообменных пластин. Размеры, форма и профили их поверхностей разнообразны.

Охладители производительностью до 1000л/ч оснащены пластинами с площадью поверхности 0,043 м², производительностью.

3000…5000 л/ч — пластинами площадью 0,145 и 0,2 м², охладители производительностью 10 000 л/ч и больше комплектуются пластинами площадью 0,43 м². В зависимости от производительности охладителя и числа секций в нем (одна или две) в аппарате может быть от 28 до 88 пластин и больше.

Для аппаратов, применяемых в молочной промышленности и сельском хозяйстве, выпускаются теплообменные пластины ленточно-поточного и сетчато-поточного типов. Первый характеризуется тем, что создаваемый между ними поток жидкости подобен волнистой гофрированной ленте. При использовании пластин второго типа поток жидкости разветвляется на смыкающиеся и расходящиеся потоки. Это связано с огибанием жидкостью опорных точек, которые образуются в результате взаимного пересечения наклонных гофр, расположенных по ширине подобно сетке.

Пластины второго типа отличаются более высоким сопротивлением проталкиванию теплообменивающихся сред, однако обладают лучшими теплотехническими показателями, чем ленточнопоточные. В большинстве пластинчатых охладителей зарубежного производства применяются только пластины сетчато-поточного типа, причем с еще более сложной конфигурацией сетки.

Холодильные шкафы на малых перерабатывающих предприятиях используют для кратковременного хранения сырья и готовой продукции.

Промышленность выпускает среднетемпературные (тип ШХ) и низкотемпературные (тип ШН) холодильные шкафы, основные технические данные которых приведены в табл. 8.13.

Холодильные шкафы (рис. 8.50) состоят из корпуса и машинного отделения. Корпус собран из панелей, выполненных в виде металлических рам, облицованных с внутренней стороны листами из алюминиевого сплава, а с наружной — стальными, лицевая сторона которых окрашена в белый цвет. Пространство между обшивками заполнено теплоизоляцией — пенополистиролом. В более совершенных конструкциях шкафов (ШХ-1,40 и ШН-1,0) это пространство залито пенополиуретаном.

Рис. 8.50. СреднетемпературныЙ шкаф ШХ-1, 40К:

7 —поддон сбора талой воды; 2—корпус шкафа; 3 — поддон воздухоохладителя; 4 — трубка отвода талой воды; 5— плита теплоизолированная; 6 — вентиль терморегулирующий; 7—холодильный агрегат; 8— щит управления и сигнализации; 9— лампа сигнальная; 10—термометр манометрический; //—шит электрооборудования; 12— воздухоохладитель; 13— опорные скобы для функциональных емкостей; 14— емкости; 75—дверь; 16— уплотнение дверей

Плотность прилегания дверей обеспечивается поливинилхлоридной прокладкой, магнитной вставкой и специальным замком, запирающимся на ключ.

Охлаждаемый объем освещается лампой накаливания, которая автоматически включается при открывании двери шкафа и выключается при ее закрывании.

В большинстве холодильных шкафов машинное отделение расположено над охлаждаемым объемом. Все узлы холодильной машины установлены на теплоизолированной плите. На верхней ее поверхности размещены холодильный агрегат с фильтром-осушителем, теплообменник, терморегулирующий вентиль и шкаф электрооборудования, на нижней — воздухоохладитель, лампа освещения и микропереключатель.

В холодильных шкафах ШХ-1,40 и ШН-1,0 продукт охлаждается благодаря активному перемещению холодного воздуха, подаваемого вентилятором воздухоохладителя.

В холодильных шкафах с испарителем теплоноситель перемещается за счет разности плотностей холодного и теплого воздуха.

Управление холодильным шкафом в режимах охлаждения и оттаивания испарителя осуществляется автоматически.

Сборные холодильные камеры служат для кратковременного хранения охлажденных (тип КХС) или длительного хранения замороженных (тип КХН) продуктов. Конструктивно они бывают трех типов: щитовые, панельные и блочные. Камеры щитового типа собирают из отдельных щитов (стеновых, напольных и потолочных).

Камеры панельного типа имеют унифицированные стеновые плоские панели, угловые и Т-образные элементы для перегородок, что позволяет собирать их с внутренним объемом от 6 до 300 м³. Камеры этого типа наиболее перспективные, так как их панели имеют заливную теплоизоляцию, удобны для транспортирования и оборудованы встроенными узлами для стыковки, что упрощает их сборку.

Камеры блочного типа состоят из готовых блоков (стеновых П-образных, машинного и т. д.). Они поставляются потребителю вместе с холодильным агрегатом, полностью готовым к работе. Однако неудобство транспортирования отдельных блоков этих камер ограничивает их применение.

Для мясоперерабатывающих предприятий малой и средней мощности выпускаются низкотемпературные камеры КХН-1−8,0 и КХН-1−8,0К панельного типа.

В камере КХН-1−8,0 замороженные продукты хранят на полках-решетках, а мясные туши подвешивают на крюки. Полки-решетки можно регулировать по высоте.

В камере КХН-1−8.0К продукты хранят в передвижных контейнерах (размерами 800×700×1700 мм) с колесами.

Камера КХН-1−8,0 (рис. 8.51) собрана из панелей, которые соединены между собой эксцентриковыми стяжками. Для достижения плотного прилегания панелей друг к другу применено соединение типа шип — паз.

Дверь, подвешенная на самозакрывающихся петлях, представляет собой теплоизолированную пенополиуретаном панель с закрепленным по периметру уплотнителем. К дверному проему она прижимается специальным запором, который закрывается снаружи ключом и открывается без ключа изнутри. На панели двери установлен щит управления, на котором расположены выключатель освещения в камере и манометрический термометр для контроля за температурой в камере.

На потолочных панелях в передней части камеры размещены две блочные низкотемпературные машины МХНК-630 полной заводской готовности. Они снабжены системами автоматического оттаивания испарителя и выпаривания воды, образующейся при таянии снеговой шубы. В потолочных панелях имеются отверстия, обеспечивающие циркуляцию воздуха через воздухоохладители, расположенные над этими отверстиями. Воздухоохладитель герметично закрыт теплоизолированным коробом. Вентилятор воздухоохладителя отключается автоматически микровыключателем при открывании двери.

В передней части камеры над дверью установлен шкаф электрооборудования, в котором размещены приборы автоматики управ;

Рис. 8.51. Сборная низкотемпературная камера КХН-1−8,0:

о —разрез; в—вид спереди; / — панель пола; 2— панель боковая; 3— замок двери; /—дверь; 5— светильник; б—панель двери; 7—шкаф электрооборудования; 8—терморегулирующий вентиль; 9— холодильный агрегат; 10— воздухоохладитель; // — короб; 12—отражатель; 13— труба; 14— крюк; 15— панель потолка; 16 — решетка-полка; /7—ограждение холодильного агрегата; 18— шит управления ления, пускозащитная аппаратура и другие элементы электрической схемы машины.

Конструкция среднетемпературных камер КХС-1−8,0 и КХС-1−8,0К аналогична конструкции низкотемпературных. В их состав входит блочная холодильная машина МХК-1000, работающая на R12. Основные технические данные сборных холодильных камер панельного типа приведены в табл. 8.14.

8.14. Основные технические данные сборных низкои среднетемпературных камер типов КХН и КХС.

В зависимости от условий теплоотвода и конструкций холодильных камер различают трубчатое, воздушное и смешанное охлаждение.

При трубчатом охлаждении в камерах устанавливают батареи, в которые подается хладоноситель (водный раствор хлорида натрия или хлорида кальция) или хладагент.

Если охлаждение воздуха происходит вследствие кипения холодильного агента в батареях, расположенных непосредственно в охлаждаемой камере, то такой способ охлаждения называется непосредственным охлаждением, а оборудование для его реализации — батареями непосредственного охлаждения.

При этом способе, получившем в последнее время преимущественное распространение по сравнению с рассольным, воздух циркулирует со скоростью 0,05…0,15 м/с благодаря разности плотностей теплого воздуха у поверхности охлаждаемого продукта и холодного у поверхности приборов охлаждения.

Воздушное охлаждение камер осуществляется воздухом, предварительно охлажденным в теплообменном аппарате — воздухоохладителе. Холодный воздух из воздухоохладителя нагнетается вентилятором в камеру и, соприкасаясь с охлаждаемым продуктом, увлажняется и нагревается.

В воздухоохладителе воздух, охлаждаясь и осушаясь, отдает теплоту кипящему холодильному агенту. В случае необходимости вентиляции холодильной камеры в воздухоохладитель поступает наружный воздух. При воздушном охлаждении воздух перемещается принудительно со скоростью 5…10 м/с.

Смешанное охлаждение представляет собой совокупность трубчатого и воздушного охлаждения и в современном холодильном оборудовании почти не применяется.

По сравнению с трубчатым воздушное охлаждение имеет некоторые преимущества: более равномерное распределение температуры и влажности воздуха по объему камеры; более интенсивное охлаждение и замораживание продукта вследствие увеличения скорости перемещения воздуха; возможность вентилирования камеры и регулирования влажности воздуха, что необходимо при хранении многих продуктов. Его недостатки — более высокие затраты на оборудование и электроэнергию, а также повышенная усушка хранимого продукта при длительном нахождении его в камере без упаковки.

При трубчатом охлаждении холодильных камер их основным оборудованием являются батареи. Их изготовляют из горячекатаных бесшовных стальных труб диаметром 38×2,5 мм, оребренных стальной лентой. В камерах, комплектуемых холодильными машинами холодопроизводительностью 3,5… 10,5 кВт, батареи изготовляют из медных труб диаметром 16, 18 и 20 мм толщиной 1 мм. Для предохранения от контактной коррозии трубы цинкуют и хромируют гальваническим способом.

Ребра охлаждения прямоугольной или трапецеидальной формы изготовляют из алюминиевой ленты АД-1Н толщиной 0,5 мм и латунной Л62-Т-0,4 толщиной 0,4 мм с шагом 8…15 мм.

Основным элементом воздушного охлаждения холодильных камер являются воздухоохладители. В них воздух охлаждается, отдавая теплоту холодильному агенту через стенки труб, собранных в виде змеевиковых или коллекторных секций. Такие воздухоохладители называются сухими и наиболее распространены в соврем менных системах охлаждения холодильных камер. и Воздух через воздухоохладитель нагнетается осевыми или центробежными вентиляторами.

Все элементы воздухоохладителя смонтированы в металлическом кожухе.

Воздухоохладители можно подвешивать к потолку камеры (потолочные подвесные), устанавливать в камере на полу или располагать вне камеры.

Для изготовления секций в воздухоохладителях используют трубы 25×0,5 мм с плоскими ребрами.

Для оттаивания снеговой шубы в воздухоохладителях используются электронагреватели или горячие пары аммиака.

Воздухоохладители холодильных машин МХНК-630 или МХК-1000, которыми комплектуют сборные низкои среднетемпературные камеры, состоят из испарителя, вентиляторного узла, диффузора, поддона для сбора и отвода талой воды при оттаивании испарителя и опорной рамы. Воздухоохладитель машины МХНХ-630 снабжен также змеевиком обогрева поддона. Испаритель включает в себя три соединенные между собой секции. Секция испарителя представляет собой пучок медных трубок диаметром 12 мм, расположенных в шахматном порядке, с насаженными на них с шагом 4,5 мм алюминиевыми ребрами.

Вентиляторный узел выполнен в виде электродвигателя с надетой на его вал трехлопастной крыльчаткой типа К-95 диаметром 250 мм.

Воздушные морозильные аппараты из аппаратов, в которых в качестве теплоотводящей среды используют газ (диоксид углерода, воздух), получили наибольшее распространение. Они состоят из грузового отсека, в котором размещается замораживаемый продукт, и воздухоохладителей. Последние в зависимости от конструкции аппарата могут находиться рядом с грузовым отсеком, под ним или над ним.

Секции воздухоохладителей изготовляют из гладких или оребренных труб, в которых кипит хладагент (чаще всего аммиак), циркулирующий с помощью насоса или за счет разности давлений конденсации и кипения (в аппаратах с малым гидравлическим сопротивлением). В зависимости от способа замораживания продуктов и типа перемещающих их средств воздушные скороморозильные аппараты делятся на тележечные, конвейерные и гравитационные.

Скороморозильный аппарат туннельного типа АСМТ (рис. 8.52) состоит из морозильной камеры, испарителей, вентиляторов воздухоохладителя и тележек.

Предназначенные для замораживания продукты укладывают в лотки (ящики), устанавливают на тележки и помещают в морозильную камеру перпендикулярно потоку холодного воздуха.

Рис. 8.S2. Скороморозильный аппарат туннельного типа АСМТ:

а — общий вид; б — схема: 1 — тележка; 2— вентилятор; 3 — испаритель; 4 — морозильная камера Проходя через ребристо-трубные испарители, воздух охлаждается до —35 'С. Циркуляция его осуществляется осевыми вентиляторами. В конструкции аппарата применены модульные трехслойные теплоизоляционные панели, которые соединены друг с другом по типу шип — паз.

Продолжительность замораживания продукта до -18 °С (при начальной температуре 20 °С) 3,5…4 ч. Число тележек (от 3 до 6) зависит от длины камеры (2600, 3800, 4400 и 5600 мм).

Скороморозильные аппараты АСМТ работают циклически — рабочий цикл замораживания чередуется с подготовительным, при котором в трубы воздухоохладителя насосом подается горячая вода для снятия с них снеговой шубы. Образовавшаяся при этом вода поступает в специальный поддон.

Скороморозильные аппараты тележечного типа в конструктивном плане почти не отличаются от сборных низкотемпературных камер. Наиболее существенное отличие — использование более мощных холодильных систем, укомплектованных, как правило, автономным холодильным агрегатом. При этом последний работает только на аммиаке.

Недостатки аппаратов тележечного типа и сборных камер также одинаковы: плохо используется длина аппарата, значительные затраты ручного труда при погрузочно-разгрузочных операциях.

Конвейерные морозильные аппараты позволяют в определенной степени избавиться от указанных недостатков. Они состоят из грузового отсека и воздухоохладителей. Последние располагают таким образом, чтобы обеспечить эффективное охлаждение перемещаемого конвейером продукта.

По виду конвейера морозильные аппараты этого типа подразделяют на аппараты с цепным (зигзагообразным или спиралеобразным) и ленточным конвейером.

Морозильные аппараты с ленточным конвейером обычно применяют для замораживания фасованных продуктов.

Морозильные аппараты со спиральным конвейером часто используют для охлаждения мяса и рыбы. Ими оснащены суда-рефрижераторы.

Зарубежные фирмы также выпускают морозильные аппараты со спиральным конвейером. Несмотря на сложную пространственную конструкцию спирального конвейера, аппараты этого типа имеют меньшие габариты и большую производительность по сравнению с другими.

Скороморозильный универсальный аппарат Я10-ФАУ (рис. 8.53) состоит из морозильной камеры, воздухоохладителя, конвейера, транспортера, их общего привода и лотка.

Цепной конвейер и транспортер работают от одного многоскоростного привода. Продукт загружают на одну из двух поверхностей рабочего органа конвейера, которые периодически меняются по мере движения вдоль аппарата. Воздух вентилятором подается на трубчатый испаритель и охлажденный до —30…—35 °С обдувает движущийся продукт. В конце процесса замораживания он поступает на нижний транспортер и по разгрузочному лотку удаляется из аппарата. Продолжительность нахождения замораживаемого продукта в аппарате регулируется скоростью движения конвейера и составляет 0,8…3,5 ч.

В качестве хладагента в аппарате Я10-ФАУ используют аммиак, циркулирующий в охладительной системе с помощью насоса.

Конструкция аппарата позволяет поставлять его укрупненными узлами, что значительно сокращает время монтажных работ. Производительность его при охлаждении мяса 500… 1000, при замораживании — 300…500 кг/ч.

Рис. 8.53. Скороморозильный универсальный аппарат Я10-ФАУ:

Л— морозильная камера; 2— воздухоохладитель; 3—транспортер; 4 — конвейер; J — привод; 6—лонж Гравитационные морозильные аппараты применяют для замораживания продуктов животного и растительного происхождения в блок-формах или коробках. Их отличительная особенность по сравнению с другими воздушными морозильными аппаратами заключается в способе перемещения блок-форм с замораживаемыми продуктами в грузовом отсеке. Последние устанавливают на специальную каретку, представляющую собой сваренную из угловой стали раму с роликами (подшипниками) на торцах. Внутри аппарата каретка проталкивается гидравлическим или электрическим приводом по горизонтально расположенным направляющим (рельсам). В конце каждого ряда направляющих каретка с блокформами выдвигается на специальные механизмы (гребенки) и под действием собственной силы тяжести опускается до уровня следующих направляющих. Длина, а также число рядов направляющих по высоте аппарата определяют его производительность. Суточная производительность скороморозильного гравитационного конвейерного аппарата ГКА-4 с числом направляющих 12, 10 и 8 соответственно 21,5, 18,2 и 14 т. При этом мясо с начальной температурой 18 °C охлаждается до —18 °С.

Отсутствие тяговых цепей, направляющих звездочек и натяжных механизмов в гравитационных аппаратах делает их более экономичными с точки зрения удельных затрат металла и электроэнергии по сравнению с конвейерными.

Плиточные аппараты применяют для замораживания различных пищевых продуктов в блоках. По сравнению с воздушными при одинаковой производительности они занимают в 1,5 раза меньше площади, удельный расход энергии в этих аппаратах на.

25…30% ниже.

Основным рабочим органом плиточных аппаратов являются морозильные плиты, изготовляемые из алюминия и имеющие внутри канал для прохождения хладагента.

Каждая морозильная плита соединена гибкими шлангами с нагнетательным и отсасывающим коллекторами холодильной установки. Морозильные плиты с циркулирующим в них хладагентом прижимаются к продукту (давление 5…100 кПа), который в упакованном или неупакованном виде помещен в блок-формы (окантовки), и тем самым обеспечивают эффективный теплообмен между продуктом и охлаждающей поверхностью аппарата.

Отсутствие промежуточного хладоносителя, хороший контакт продукта с морозильной плитой, компактность аппарата позволяют интенсифицировать процесс замораживания мяса в блоках в плиточных аппаратах по сравнению с замораживанием в воздушных в 2…3 раза. Толщина замораживаемых блоков 65…100 мм. Массу их можно изменять в широких пределах — от 0,2 до 12 кг. Обычно температура хладагента в морозильных плитах составляет —35…-40 *С.

В зависимости от расположения морозильных плит различают горизонтально-плиточные, вертикально-плиточные и роторные аппараты.

На предприятиях мясной и молочной промышленности широкое распространение получили морозильные линии ФБМ-1 и ФБМ-2 с мембранными аппаратами и автоматизированные роторные морозильные аппараты МАР, АРСА и УРМА.

По принципу работы мембранные морозильные аппараты не отличаются от вертикально-плиточных, а по эффективности уступают роторным.

В роторных аппаратах блоки продукта замораживают в двухили трехплиточных автономных секциях, которые радиально прикреплены к горизонтально расположенному валу, образуя таким образом ротор. Пустотелый вал последнего также используется для подачи хладагента или хладоносителя в морозильные плиты и отвода его от них. Поскольку роторные аппараты имеют значительное гидравлическое сопротивление, хладагент подается в аппарат обычно циркуляционным насосом.

Отличительная особенность роторных аппаратов — цикличность работы, т. е. в то время как одна морозильная секция разгружается и загружается, в остальных происходит замораживание.

На основе базовой модели аппарата МАР-8А разработаны роторные аппараты МАР-8АМ, АРСА-10, АРСА-3−15, УРМА (табл. 8.15).

8.15. Основные технические данные роторных аппаратов.

Автоматизированный роторный морозильный аппарат АРСА-10.

(рис. 8.54) подобно аппаратам МАР состоит из сварной станины, ротора, образованного двухплиточными морозильными секциями.

Рис. 8.54. Автоматизированный роторный морозильный аппарат АРСА-10:

/—станина; 2— ротор; 3— морозильная плита; 4 — устройство для раскрытия плит; 5— загрузочное устройство; 6— разгрузочное устройство; 7—лоток приема замороженных блоков;

8— привод ротора и загрузочно-разгрузочных устройств. Система управления гидроэлектрическая, т. е. все операции (за исключением укладки продукта в окантовки) автоматизированы.

Аппарат работает следующим образом. На позиции загрузки в межплиточное пространство морозильной секции загружают по две окантовки с продуктом (четыре ячейки-блока массой 10…12 кг каждая). При этом в каждую ячейку закладывают парафинированную пергаментную бумагу или полимерную пленку для предотвращения примораживания продукта к морозильным плитам. Замораживание осуществляется за три неполных оборота ротора, после чего продукт выгружается в приемный лоток и транспортируется к месту хранения.

В аппаратах АРСА-3−15 и УРМА (рис. 8.55) блоки замораживаются в трехплиточных автономных секциях, которые образованы средней неподвижной плитой, жестко связанной с дисками вала ротора, и двумя крайними подвижными плитами.

Универсальный роторный морозильный аппарат УРМА, предназначенный для замораживания разнообразных пищевых продуктов, представляет собой комплекс из автоматизированных загрузочно-разгрузочного устройства и роторного морозильного аппарата.

Замораживание в УРМА осуществляется по программе, которая учитывает вид продукта, толщину блока, температуру и вид хладагента.

Рис. 8.55. Трехплиточная морозильная секция:

1 — морозильные плиты; 2— каналы для прохождения хладагента в плитах; 3— коллектор хладагента; 4 — пружина; 5— палеи; 6— направляющие плит Низкие температуры, необходимые для замораживания пищевых продуктов, получают в результате кипения хладагентов (аммиак, фреоны) или криогенных жидкостей (жидкие азот или воздух, углекислота).

Криогенные жидкости — это однократно используемые хладоносители, так как получаемые в морозильных аппаратах пары этих жидкостей технически трудно и экономически нецелесообразно сжижать непосредственно на перерабатывающем предприятии для повторного использования, поэтому продукты их обработки выбрасываются в атмосферу.

Криогенные агрегаты и линии в зависимости от типа аппарата делятся на две группы. В первой из них обрабатываемый в аппарате продукт в процессе теплообмена непосредственно контактирует с криогенной жидкостью. В аппаратах второй группы теплообмен между продуктом и криогенной жидкостью осуществляется через элементы с дополнительным термическим сопротивлением (упаковку, металлическую поверхность блок-формы или транспортирующего конвейера).

В свою очередь, аппараты обеих групп, в зависимости от условий теплообмена продукта с хладоносителем, делятся на аппараты замораживания кипящим (криогенные жидкости и фреон) и некипящим (солевые растворы) хладоносителем.

Жидкоазотные линии быстрого замораживания пищевых продуктов состоят из щита управления, емкости для хранения жидкого азота, модуля упаковки замороженных продуктов и криогенного морозильного аппарата.

Аппарат с распылением жидкого азота (рис. 8.56) представляет собой теплоизолированный короб, в котором размещены грузовой конвейер, вентиляторы, распылительное устройство и транспортеры погрузки и выгрузки продукта. По ходу движения продукта аппарат разделен на три зоны. Первая предназначена для предварительного охлаждения продукта (до — 1…—5 °С) парами хладагента, поступающими из последующих зон. Для интенсификации.

Рис. 8.56. Схема аппарата с распылением жидкого азота:

/—зона предварительного охлаждения продукта; //—зона орошения; ///—зона выравнивания температуры продукта: / — блок продукта; 2—трубопровод отвода газообразного азота; 3 — вентилятор; 4—трубопровод подачи жидкого азота; 5—распылительное устройство; 6— грузовой конвейер; 7—теплоизолированный короб теплообмена в этой зоне благодаря установке вентиляторов скорость движения паров достигает 20…30 м/с.

В средней зоне продукт орошается из распылительного устройства (распылительных сопел) и замораживается до конечной температуры (-20…-30 °С).

В последней зоне аппарата остатки жидкого азота испаряются с поверхности продукта, и его температурное поле выравнивается. В этой зоне также установлены вентиляторы.

Производительность линий по мясу 100…200 кг/ч и зависит от ее габаритных размеров. Удельный расход жидкого азота и электроэнергии на 1 кг замороженного продукта соответственно 0,8… 1,2 кг и 0,035…0,08 кВт. В зависимости от часовой производительности масса оборудования линий составляет 1000…2000 кг.

В настоящее время все большее распространение получают хладоновые морозильные аппараты, в которых в качестве хладагента используется фреон, очищенный от свободного фтора и не оказывающий отрицательного влияния на пищевые продукты.

Хладоновый морозильный аппарат (рис. 8.57) состоит из теплоизолированного короба, конденсатора, орошающего устройства, грузового конвейера, системы отвода и подачи жидкого хладагента, а также загрузочного и разгрузочного транспортеров.

Продукт транспортером подается в зону охлаждения, затем на грузовом конвейере поступает в зону замораживания, где обрабатывается жидким фреоном, распыляемым орошающим устройством. При выгрузке замороженный продукт попадает в зону выравнивания температур и поступает на дальнейшую обработку и хранение. Над грузовым конвейером смонтирован конденсатор, предназначенный для конденсации паров фреона.

Аппарат компактен, прост в монтаже, потери массы замораживаемого продукта минимальны. В хладоновых аппаратах хладагент используется многократно, однако при их эксплуатации необходимо следить за герметичностью системы и регулярно добавлять в нее жидкий фреон.