Меню Рубрики

Установки для охлаждения и заморозки продуктов

Заморозка

Виды морозильного оборудования и способы замораживания продуктов.

Холодильное оборудование предназначено для охлаждения и хранения пищевых продуктов в соответствии технологическими нормативами и требованиями заказчика.

Оборудование для процессов замораживания обычно называется морозильным оборудованием.

По способам замораживания продуктов в зависимости от контакта с хладагентами можно разделить на 2 основные группы:

  • воздушное замораживание
  • с использованием охлаждающих средств

Воздушное замораживание это:

  • Морозильные камеры с естественной циркуляцией воздуха
  • Скороморозильные камеры (интенсивная скорость обдува воздухом)
  • Туннельные аппараты,
  • Конвейерные холодильные аппараты (с ленточным или спиральным конвейером)
  • Флюидизационные (в потоке холодного воздуха — в «кипящем слое»).

К замораживанию с использованием охлаждающих сред относятся:

  • Плиточные аппараты (горизонтальные и вертикальные)
  • Погружные аппараты (в охлаждающую жидкость погружают замораживаемый продукт),
  • Криогенные аппараты
  • Аппараты для замораживания жидких продуктов-фризеры.

Помимо этого существуют комбинированные способы замораживания продукции.

Замораживание продукции обычно делится на 3 этапа:

Первый этап — охлаждение, в это время продукт охлаждается в начально температуры 0 °С. Снижение температуры продукта здесь идет пропорционально количеству работы по отбору тепла.

Второй этап — подмораживание, происходит из жидкой фазы в твердую при температурах от 0 до −5 °С преодолевая криоскопическую точку. Максимальный отбор тепла у продукта, при этом температура продукта практически не снижается, и происходит кристаллизация 70% жидких фракций продукта.

Третий этап — домораживание продукта от −5 до −18 °С. Происходит окончательный переход оставшихся жидких фракций в твердые фракции

Обычная технология замораживания, осуществляется в низкотемпературных холодильных камерах, при температуре −18 ÷ −24 °С. Время заморозки составляет 2,5 часа и выше. При замораживании продукта главную роль имеет скорость процесса. Всем известна прямая зависимость качества продукта от скорости замораживания. Экспериментальные замеры свидетельствуют о влиянии скорости замораживания на размеры кристаллов льда, на структурные и ферментативные изменения в продуктах.

Заморозка шоковая представляет собой ускорение режимов охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов (см. рис. 1 кривая 2). Данное ускорение обеспечивается посредством увеличения скорости отбора тепла у продукта:

  • снижение в камере до −30 ÷ −35 °С;
  • увеличения скорости обдува продуктов воздухом.

При этом дальнейшее снижение температуры в камере приводит большим затратам мощности и усилениям деформациям продукта. Заморозка шоковая считается одним из самых лучших способов сохранения продуктов.

Воздушное замораживание

Наибольшее распространение имеет холодильное оборудование , где в камере продукт замораживается с помощью воздухом (воздушные морозильные аппараты).

Продукцию равномерно размещают в охлаждаемом объеме (на паллетах, стеллажах или подвесах) , чтоб она обдувались во всех сторон потоком воздуха. Циркуляцию воздуха камере обеспечивают вентиляторы воздухоохладителей.

Такой тип морозильной камеры работает циклами, загрузка и выгрузка продукта происходит вручную. Есть и более сложные варианты воздушных морозильных камер непрерывного действия. Такие камеры наиболее рационально использовать для замораживания продуктов больших размеров когда возрастает время процесса или где имеется большой объем продукции

В воздушных морозильных камерах существуют различные схемы движения воздуха. Наиболее часто используется горизонтальный обдув продукта, но иногда применяют вертикальную, для равномерного обдува всей продукции.

В камерах непрерывного действия направление обдува воздухом и направление перемещения продуктов могут быть встречными, параллельными или перекрестными. Встречные и перекрёстные конфигурации обычно для минимального нагрева охлаждающего воздуха в камере.

Способы размещения продукта и подачи относительно потока воздуха зависит от их размера, формы и упаковки.

Достоинства воздушных морозильных камер:

  • простота конструкции
  • минимальные стоимости оборудования
  • необходимость использования мощных вентиляторов, ограниченные размеры по длинам камеры
  • усушка неупакованной продукции или возможная деформация упакованной продукции
  • значительное время замораживания более габаритных продуктов

Морозильные камеры с естественным движением воздуха

Морозильная камера представляет собой теплоизолированное помещение, оборудованное статическими воздухоохладителями (испарителями без вентиляторов).

Такие камеры обычно используют для замораживания крупных продуктов, когда скорость замораживания ограничена толщиной продукта.

Продукт укладывается штабелями на полу, на стеллажах или подвешивают в камере. В отличие от заморозки шоковой, тут воздух циркулирует с минимальной скоростью.

Достоинства камер с естественной циркуляцией воздуха:

  • Универсальность;
  • простота конструкции;
  • небольшая скорость испарения влаги с поверхности;
  • небольшое потребление энергии.

Недостатки камер с естественной циркуляцией воздуха: большая продолжительность замораживания, обильное выделение клеточного, потеря в показателях физических, биохимических свойств и вкусовых качеств продукта (из-за образования больших кристаллов воды в продукте нарушается целостность мембран клеток), неоднородность температуры по камере

Скороморозильные камеры с интенсивным движением воздуха

Скороморозильные камеры предназначены для замораживания продуктов крупного и среднего размеров любой формы. Основным принципом шоковой заморозки является ускоренное преодоление всех этапов замораживания продукта

Продукт раскладывают на полках тележек или подвешивают так, чтобы он равномерно со всех сторон обдувался воздухом.

В камерах располагаются воздухоохладители с принудительным движением воздуха со от 3м/с. При этом для обеспечения правильной циркуляции воздуха необходимо организовывать направленное движение воздуха ,путем установки фальш-потолока или фальш-стен, который возвращает воздух забравший тепло от продукта обратно к испарителю для охлаждения, при этом не давая теплому и холодному потоку перемешиваться и сбивать скорость.

Достоинства:

  • Сохраняется структура тканей — кристаллы льда формируются меньших размеров и практически одновременно в клетке и межклеточных перегородках (клетки остаются неповрежденными)
  • За счет скорости замораживания сокращаются и периоды активности бактериологической среды
  • уменьшаются потери продукта в 2-3 раза;
  • сокращается время заморозки в 3-10 раз;
  • сокращаются производственные площади в 1,5-2 раза;
  • сокращается производственный персонал на 25-30 %;
  • сокращается срок окупаемости на 15-20 %;

Минусы — сложность организации большой скорости обдува при большом количестве продукта

Туннельные скороморозильные аппараты

В туннельных скороморозильных аппаратах имеется конвейерная система, которая обеспечивает движение по туннелю, автоматическую загрузку и разгрузку продукта. В этом случае воздух подается в охлаждаемый объем, в котором движется продукт.

Для одинаковой скорости замораживания продукт должен иметь одинаковые размеры и формы. При использовании в туннели разных лотков появляется возможность одновременного замораживания продуктов разных размеров.

Конвейерные морозильные аппараты

В конвейерных скороморозильных аппаратах продукты укладывают на ленту конвейера или в металлические лотки, продукт перемещается непрерывно или циклически с помощью конвейеров типа: ленточного, цепного, лоткового, и др., непрерывно или циклически.

Скорость движения конвейера регулируется в зависимости от вида и размера продукта.Конвейеры как правило располагаются друг над другом. Продукт подают на верхний конвейер, затем переводится на более нижний ярус, движущийся в обратном направлении, и т. д.

Толщина замораживаемых продуктов может достигать до 80 мм, а длина и ширина до 200×150 мм масса продукта может достигать до 1кг и время замораживания до 3 часов. Такие аппараты позволяют замораживать до 80% ассортимента продуктов, Также возможно замораживание растительных продуктов — грибов, клубники, персиков, абрикосов, и т,д;

Достоинства: гибкость в работе, компактность, высокий уровень автоматизации.

Спиральные скороморозильные аппараты

Спиральные аппараты — это разновидность конвейерных скороморозильных аппаратов , в которых лента по спирали вдоль вращающегося барабана опускается вниз (до 50 ярусов в высоту).

Организация воздушного потока в таком оборудовании может быть как горизонтальной так и вертикальной.

Спиральные аппараты подходят для заморозки штучной пищевой продукции: котлеты, пельмени, манты, блинчики, вторые блюда на подложке, рыбы, филе, крабовые палочки. Шоковая заморозка в спиральном скороморозильном аппарате сохраняет вкусовые качества, останавливает активность микрофлоры и предотвращает образование крупных кристаллов льда.

Спиральные скороморозильные аппараты по сравнению с туннельными аппаратами той же производительности более компактны ,при этом происходит экономия площади производства около 60%.

Плавное регулирование скорости движения ленты позволяет легко настраивать время замораживания для необходимых продуктов.

Достоинства: гибкость в работе, компактность, высокий уровень автоматизации.

Недостатки: сложность конструкции и технического обслуживания оборудования,

Флюидизационные морозильные аппараты

Применяют для замораживания продуктов подлежащих отдельному замораживанию друг от друга, которые могут смерзнуться вместе при замораживании. Это ягоды или кусочки овощей , фруктов, мелкие креветки).

Важным условием является непрерывное движение каждой единицы продукта во взвешенном состоянии. Воздух нагнетается вентиляторами в испарители, потом поступает через лотки, вверх проходя через слой продукта и приподнимая, удерживая его во взвешенном састоянии..

Продукт в флюидизационном аппарате перемещается в потоке воздуха в лотке с перфорированным дном и/или на сетчатой ленте конвейера. Перемещение продукта в лотке осуществляется за счет наклона и/или вибрации лотка.

Продолжительность замораживания продукта зависит от размеров и характеристик продукта , определяется скоростью подачи продукта и высотой слоя, который имеет ограничения.

В некоторых типах флюидизационных аппаратах происходит только подмораживание в воздушном слое, а дальнейшее его замораживание на ленте или конвейере путем обычного воздушного замораживания.

Достоинства

  • получаем замороженный продукт высокого качества,
  • компактность установки
  • большая степень автоматизации
  • замораживания только мелкоштучных продуктов
  • значительная потеря массы продукта вследствие испарения
  • высокие расходы на электроэнергию необходимую для работы вентиляторов.

Не воздушные охлаждающие средства

Плиточные морозильные аппараты

Плиточный морозильный аппараты состоит параллельных металлических плит, охлаждаемых хладагентом, между которыми находится продукт.

Мясная или рыбная продукция может быть заморожена в блок только в том случае, если морозильные плиты в ходе технологического процесса будут очень плотно к ней прилегать, поскольку это обеспечит использование максимально возможной площади теплообмена. Для того чтобы этого достичь, в горизонтальных и вертикальных скороморозильных аппаратах используется система гидравлики, с помощью которой продукция слегка подпресовывается и прижимается к морозильным плитам.

Читайте также:  Установка климатическая для пекарни

Плиточные аппараты бывают горизонтальные и вертикальные.

В горизонтальном плиточном аппарате продукт, продукт в коробках формах одинаковой толщины, загружают в пространство между приподнятыми плитами. После загрузки всего аппарата плиты опускаются, незначительно деформируя продукт, и начинается режим замораживания.

Недостатки: низкий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ.

В вертикальном плиточном аппарате замораживают неупакованные легко деформируемые продукты (рыба, мясо, пюре-образные массы). Продукт закладывают, засыпают или заливают сверху в полости между плитами, установленными на расстоянии, равном толщине блока. Блоки между плитами формируются непосредственно в момент загрузки продукта под действием силы тяжести. Для удаления блоков после замораживания плиты нагревают, раздвигают, и блоки продукта выталкиваются на разгрузочный конвейер.

Достоинства:

  • высокая скорость замораживания;
  • продукты имеют постоянные форму и размер, легкость упаковывания и складирования в штабели
  • энергопотребление меньше, чем в воздушных холодильных аппаратах (отсутствием вентиляторов и более высокой температурой кипения).
  • большие капитальные затраты,
  • жесткие требования к форме и размеру продуктов.

Погружные морозильные аппараты (иммерсионные)

В этом аппарате хладагент непосредственно контактирует с пищевым продуктом и, создавая наилучшие условия для теплообмена между поверхностью продукта и хладагентом.

Достоинства

  • Высокая скорость замораживания по сравнению с плиточными и воздушными скороморозильными аппаратами
  • Низкий уровень потерь в процессе замораживания и оттаивания.

Иммерсионные аппараты предназначены для замораживания продуктов, погруженных в жидкость. В качестве хладагента используют однокомпонентные водные растворы (обычно хлористого натрия) и двухкомпонентные, содержащие хлористый натрий и хлористый кальций.

Хладоноситель охлаждается в испарителе, Испаритель может находиться в корпусе аппарата или отдельно

Заморозка или охлаждение продукта может происходить орошением продуктов. При этом продукт герметично упаковывают, исключая контакта с хладоносителем.

Достоинства

  • Можно замораживать штучный продукт любой формы и большей толщины (крупнокусковое мясо, птицу, рыбу).
  • вероятность проникновения хладагента в продукт

Фризеры (барабанные морозильные аппараты).

Существует специальное холодильное оборудование, предназначенное для замораживания жидких и пастообразных продуктов. Слой продукта замораживается на внешней или внутренней цилиндрической поверхности теплообменника-испарителя и непрерывно срезается ножами.

Для замораживания полуфабрикатов с влажной поверхностью, паштетов или пастообразных продуктов используют барабанные морозильные аппараты, замораживание происходит на внешней стороне охлаждаемого барабана. За один оборот барабана продукт замораживается и срезается ножом в верхней точке, после этого попадая на разгрузочный конвейер.

Криогенные морозильные аппараты

Криогенное замораживание может осуществляться погружным способом или разбрызгиванием на продукт в морозильных аппаратах камерного или туннельного типа.

Криогенное холодильное оборудование предназначено для замораживания продуктов при непосредственном контакте с веществами, которые изменяют свое фазовое состояние (кипят, сублимируют) при криогенной температуре.

Для криогенного замораживания применяют также спирально-ленточные холодильные установки. Процесс регулируется с помощью изменения объема подачи жидкого хладагента и скорости движения конвейера.

Распространенные криогенные вещества — это жидкие азот N2 и диоксид углерода CO2, безопасны при непосредственном контакте с пищевыми продуктами и инертны к конструкциям и металлам.

Раньше для замораживания использовались хладагенты (например, R12, R22), очищенные от нежелательных примесей. Благодаря низкой температуре кипения криогенных веществ при атмосферном давлении минус 196°С для жидкого N2 и минус 79 °С для жидкого CO2, достигается большая разность температур и вследствие этого высокая интенсивность теплопередачи от поверхности продукта.

В криогенных морозильных аппаратах замораживают продукты небольшой толщины, чтобы термическое сопротивление продукта меньше влияло на интенсивность его замораживания. В современных аппаратах продукт замораживают в два этапа: первый этап посредством газообразного азота, второй этап с помощью жидкого это позволяет значительно уменьшить расход азота необходимого на охлаждения продукта.

Аппараты применяют для замораживания многих видов продукта (мясо, птица, рыба, овощи, готовые блюда). При подаче жидкого CO2 в охлаждаемый объем образуются пар и твердая фаза в виде снега, которая осаждается и накапливается на поверхности продукта и внутренней поверхности конструкции.

Плотный слой снегообразного CO2 на поверхности продукта нежелателен, так как на границе контакта образуется газообразная прослойка, уменьшающая интенсивность теплопередачи. Поэтому в таких аппаратах продукт обычно замораживают при температурах выше минус 78 °С.

Для получения равномерного температурного поля продукт и криогенное вещество движутся в противоток, а температура выпускаемого в атмосферу газа поддерживается относительно высокой (от минус 50 до 0 °С).

Обычно жидкие N2 и CO2 транспортируют и хранят в сосудах при избыточном давлении. Чтобы сократить потерю хладагента при хранении, надо уменьшить теплоприток путем теплоизоляции и (или) охлаждения сосуда с криогенным веществом, с помощью холодильной установки.

При хранении жидкого азота суточные потери могут составлять до 1% от общего объема. Поскольку жидкий CO2 можно хранить при более высокой температуре, чем азот, то с помощью холодильной установки можно полностью исключить потерю CO2.

Достоинства:

  • высокая скорость замораживания;
  • небольшие потери массы
  • высокое качество замороженного продукта;
  • простоту конструкции и эксплуатации; компактность;
  • низкие капитальные затраты и энергопотребление;
  • возможность быстрого монтажа и ввода в эксплуатацию.

Недостаток — затраты криогенные вещества.

Для сокращения потерь криогенного вещества применяют комбинированное замораживание продукта — сначала криогенным веществом, затем замораживанием воздухом.

Криогенным веществом за минимальное время замораживается поверхностный слой продукта, что обеспечивает минимальную потерю влаги и обеспечивает жесткость структуры продукта. Процесс замораживания завершается в аппарате с интенсивным движением воздуха.

Комбинированный процесс замораживания обеспечивает на первом этапе высокое качество продукта при небольшом расходе криогенного вещества, на втором небольшие эксплуатационные затраты.

источник

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°С. 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 °С 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.

Читайте также:  Установка проставок для увеличения клиренса отзывы

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 м 2 , производительностью

3000. 5000 л/ч — пластинами площадью 0,145 и 0,2 м 2 , охладители производительностью 10 000 л/ч и больше комплектуются пластинами площадью 0,43 м 2 . 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.

Температура воздуха в шкафу, *С

Охлаждаемый объем, м 3 Площадь поверхности, м 2 :

Марка холодильного агрегата

Расположение холодильного агрегата относительно охлаждаемой камеры

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 м 3 . 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 х 700 х 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 низко- и среднетемпературных камер

Температура в камере, в С Число:

Площадь поверхности полок, м 2

Суммарная холодопроизво- дительность машин, кВт

Количество потребляемой электроэнергии в сутки при температуре внешней среды 26 *С, кВт • ч, не более

Высота с учетом машинного

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 х 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.

Читайте также:  Установка расширительного бачка с клапаном

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 х 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 низко- и 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 ореб- ренных 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

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 блок- формами 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 °С 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

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 двух- или 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

источник