поставка, монтаж и наладка
холодильного оборудования

homeНазадВперёдДобавить в избранное
тел.: +7 (495) 66-298-77 info@technoblock-msk.ru  

Новости:

Обновление раздела ”Специальные предложения”

2017-06-29 - Обновление позиций и цен в разделе "Специальные предложения". > Подробнее >>

Новые модели моноблоков

2017-06-21 - Представляем Вашему вниманию новые модели моноблоков, в том числе промышленные моноблоки, в разделе "холодильные моноблоки". > Подробнее >>

Новые сплит-системы

2017-06-21 - Представляем новые сплит-системы серий: CS, HT, HD в разделе "холодильные сплит-системы". > Подробнее >>

Новые серии LS и LB

2013-08-05 - Представляем Вашему вниманию новые серии оборудования: Коммерческие сплит-системы "напольного" монтажа серии LS. > Подробнее >>

Выставка ”CHILLVENTA RUSSIA 2012”

2012-01-18 - Уважаемые клиенты и партнеры! Приглашаем Вас посетить специализированную выставку "CHILLVENTA RUSSIA 2012", которая пройдет с 07 по 09 февраля 2012 года в выставочном комплексе "Крокус Экспо" (ст. > Подробнее >>

Все новости


 

Полезная информация по холодильным технологиям

Методика замораживания

Одним из направлений деятельности фирмы «Техноблок МСК» является организация холодильной обработки пищевых продуктов на промышленных и торговых предприятиях на базе холодильного оборудования фирмы «Technoblock», Италия.

Оборудование фирмы «Technoblock» в виде моноблоков, библоков и многокомпрессорных станций функционирует на перерабатывающих предприятиях и складах по всей России: ЗАО «Московский мясоперерабатывающий завод «Коломенское», ООО ТП «Мортадель», Московская обл., Нижневартовском мясокомбинате, Тамбовском мясокомбинате, ОАО «Мясокомбинат «Краснодарский», хладокомбинате «Западный», г.Одинцово, ООО «Интеррыбпродукт», г.Москва, ОАО «Иркутский масложиркомбинат», Таганском плодоовощном объединении, г.Москва, компании «Второй дом» (продовольственные базы), г.Москва, АО «Вятский торговый дом», г.Киров и многих других объектах.

Приобретенный опыт показывает, что вопрос организации холодильной обработки должен рассматриваться комплексно с использованием системного подхода и метода сравнительного анализа.

Примером такого подхода может служить процесс замораживания, некоторые аспекты моделирования которого рассмотрены ниже.

Одним из самых распространенных и выгодных способов консервирования как с позиции энергоемкости, так и с позиции сохранения исходных свойств является консервирование с помощью искусственного холода. Для длительного консервирования сырья многие предприятия применяют замораживание.

Замораживанием принято называть процесс понижения температуры продукта или сырья ниже криоскопической. При замораживании около 85% воды должно превратиться в лед. Только в этом случае продукт можно считать замороженным.

Замораживание осуществляют с целью:

1.консервирования и длительного хранения продукта;

2.придания продукту специфических потребительских свойств (мороженое, пельмени, вареники и др.);

3.реализации технологического процесса (например, сублимационная сушка).

Замораживание можно осуществлять различными способами и на разном оборудовании. Условно основные способы замораживания разделяют на следующие: в воздушной среде; кондуктивным способом; криогенное замораживание; в жидких хладоносителях.

Достоинства и недостатки каждого способа подробно описаны в специальной литературе, но недостаточно четко сформулированы критерии их применимости.

На наш взгляд, исходными и доступными критериями выбора способа замораживания твердообразных пищевых продуктов (мясопродукты, птица, полуфабрикаты, рыба и др.) при известной производительности являются два взаимосвязанных параметра: время процесса и толщина продукта (характерный линейный размер). Толщина продукта при заданных режимах определяет скорость процесса, от которой в свою очередь зависит продолжительность процесса заморозки.

В связи с этим, на наш взгляд, с практической точки зрения полезной является классификация способов заморозки по продолжительности процесса заморозки, в основе которой лежит обобщенный опыт фирмы «Техноблок МСК»:

  • способы со временем процесса замораживания τ ≤ 2,5 часов;
  • способы со временем процесса замораживания 2,5 ≤ τ ≤ 5 часов;
  • способы со временем процесса замораживания τ > 5 часов.

Не следует забывать, что от реального времени процесса заморозки зависит требуемая холодопроизводительность оборудования, а значит и его стоимость.

Первая группа способов обеспечивает так называемую «шоковую» заморозку и реализуется в высокоинтенсивном оборудовании при толщине продукта не более 60-80 мм. Данное оборудование позволяет значительно увеличить производительность труда и сохранить нативные свойства сырья. К такому наиболее широко применяемому оборудованию относятся конвейерные аппараты, спиральные скороморозильные агрегаты, аппараты флюидизационного типа и оборудование контактной заморозки (плиточные и роторные аппараты). В этих аппаратах для увеличения скорости замораживания максимально используются преимущества взаимной скорости перемещения рабочих сред относительно друг друга, температурного градиента, коэффициента теплоотдачи, увеличения поверхности контакта рабочих сред за счет дробления общей массы продукта и повышения качества контакта за счет более плотного примыкания.

При толщине продукта более 80 мм резко увеличивается время заморозки, которое равно времени пребывания продукта в аппарате, что ведет к увеличению размеров оборудования и делает реализацию процесса на нем экономически невыгодным.

Применение высокоинтенсивного морозильного оборудования должно быть разумно не только с позиции его стоимости, но и технологически обосновано с позиции качества получаемого сырья. Имеются исследования ученых, которые показывают, что некоторые виды сырья при быстром замораживании теряют в качестве. Особенно это относится к цельномышечному сырью животного происхождения (говядина, баранина). Высокая скорость заморозки приводит к резкому сокращению мышц и как следствие к потери нежности и сочности размороженного сырья. Увеличение производственной мощности предприятий работающих на таком сырье при сохранении требуемого качества может быть достигнуто только за счет увеличения холодильных площадей.

Третья группа способов, как правило, реализуется в холодильных камерах с воздушным холодильным оборудованием. Преимуществом камерного способа заморозки за счет менее интенсивных процессов является его относительно не высокая стоимость.

Наименее определенной с точки зрения реализации является вторая промежуточная группа способов замораживания. Теоретически они могут быть реализованы как на оборудовании первой группы, так и третьей. Но в любом случае это оборудование не является для них экономически целесообразным в силу выхода его за рамки стандартного ряда (конвейер требуется больших габаритов, а при камерной заморозки необходима большая движущая сила процесса). Рациональным выходом из этой ситуации является, на наш взгляд, переход в первую или третью группу способов (например, за счет соответствующей подготовки сырья и изменения режимов обработки).

Таким образом, фактор времени во многом определяет эффективность организации процесса замораживания: как его технико-экономические показатели, так и качество сырья, а его нахождение является актуальной инженерной задачей.

Очевидно, что выбор способа замораживания на основе предложенных критериев базируется на целом комплексе параметров: теплофизических и физико-химических свойствах продукта, его агрегатном состоянии, форме, технологических требований к температуре и др., которые по возможности должны быть учтены в инженерной методике расчета. На самом деле учесть все эти параметры в одной модели, описывающей холодильный процесс, в настоящее время не удается. В связи с этим приходится делать выбор в пользу той модели, которая наиболее проста и адекватна реальному процессу.

Большинство расчетов холодильных процессов фирмы проводят по уравнению балансовых соотношений:

Q = [G x C x (Tн – To) + Gкр. х R + G x Co x (To – Tк) + Qп ] /τ (1)

Qобщая тепловая нагрузка холодильной камеры, Вт;

Gколичество сырья, подвергаемое заморозке, кг;

С – средняя теплоемкость сырья в диапазоне изменяющихся температур, Дж/кг °С;

Тн- начальная температура сырья, °С;

Тк- конечная температура сырья, °С;

То – криоскопическая температура, °С.

Rтеплота фазового перехода, Дж/кг;

Gкр. – количество воды, кристаллизующейся в процессе замораживания, кг;

Со – теплоемкость сырья в диапазоне минусовых температур после завершения процесса кристаллизации воды, Дж/кг °С;

Qп – потери тепла от диффузии, оборудования, освещения, работающего персонала и др., Дж.

τ - время процесса заморозки, сек.

Данная модель имеет большие преимущества. Она проста и удобна в инженерных расчетах, но не учитывает кинетические закономерности процесса замораживания, т.е. изменения температуры продукта во времени и температурные распределения по толщине продукта во времени, не позволяет проследить скорость процесса теплообмена. Все это может приводить к серьезным погрешностям в результатах расчета и выбора холодильного оборудования, так как временем часто приходится задаваться без учета реальной скорости процесса. Чтобы этого избежать, необходимо в расчете одновременно с уравнением балансовых соотношений использовать одну из известных кинетических моделей процесса.

Замораживание пищевых продуктов характеризуется неравномерным температурным полем. Это создает определенные трудности в расчете продолжительности замораживания. Международный институт холода рекомендует для приближенного расчета общего времени замораживания применять упрощенные уравнения, в которых используются только значения первоначальной и конечной энтальпии, т.е. величины, которые могут быть определены достаточно точно. Этому требованию соответствует известное уравнение Р.Планка, позволяющее определить продолжительность замораживания с учетом формы тела [ 2 ]:

 

τ = (Δi/2Δt ) ρ (δ/Aα + δ2 λ) ( 2 )

 

Δiразность энтальпий продукта между начальной tн и конечной tк среднеобъемными температурами, Дж/кг К;

Δtразность температур между криоскопической температурой продукта и средней температурой охлаждающей среды, К;

ρ - плотность замороженного продукта, кг/м3;

δ - характерный линейный размер тела, м;

α - коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к охлаждаемой среде, Вт/(м2 К);

λ - коэффициент теплопроводности продукта в замороженном состоянии, Вт/(м К);

А и В – коэффициенты, зависящие от формы замораживаемого тела.

 

Уравнение Планка описывает только процесс изотермической кристаллизации, тем самым в значительной степени идеализируя процесс замораживания. Ценность формулы Планка состоит в простоте схемы ее построения, а корректировка с помощью эмпирических коэффициентов позволяет использовать ее для инженерных расчетов. Примером дальнейшего уточнения формулы Планка для конкретных случаев являются выражения, предложенные Д.Г.Рютовым и И.Г.Алямовским [ 3 ].

Обе модели ( 1 ) и ( 2 ) дополняя друг друга, имеют право и на самостоятельное существование. Практика показывает, что модель балансовых соотношений наиболее плодотворно работает при описании процессов замораживания в камерах с помощью холодного воздуха при длительности не менее 6-8 часов. При меньшем времени замораживания модель может давать большие погрешности. Чтобы этого не было необходим контроль с помощью кинетической модели, которая покажет правомерность выбранной скорости замораживания при данных режимах с учетом размера продукта и его свойств.

На рис. 1,2,3 приведены результаты расчета процесса заморозки пищевого сырья по уравнению ( 2 ). Полученные графики позволяют оценить время заморозки (до -18°С в центре продукта) в зависимости от температуры хладоносителя и толщины продукта и тем самым определить рациональный способ заморозки и его предполагаемые режимы.

Реальные режимы замораживания пищевых продуктов позволяют специалистам фирмы «Техноблок МСК» оценивать степень адекватности используемых моделей действительному процессу. В случае необходимости в модель могут быть внесены соответствующие поправки.

Обратная связь с предприятиями, где установлено оборудование фирмы «Technoblock» является неотъемлемым звеном в процессе совершенствования холодильной обработки пищевых продуктов.



Все статьи

© 2007 Technoblock-MSK - поставка, монтаж и наладка холодильного оборудования.
+7 (495) 66-298-77 info@technoblock-msk.ru Москва, Юго-Восточный округ, ул. Угрешская, дом 2Б, строение 2.