Учебно-методический комплекс дисциплины «Технологическое оборудование для тепловой и холодильной обработки пищевых продуктов» (стр. 15 )

Лекция 11. Оборудования для замораживания пищевых продуктов

Замораживание  пищевых продуктов применяется в следующих случаях:

с целью обеспечения продолжительного хранения и сохранения в максимальной степени  питательной ценности; с целью получения специфических пищевых продуктов (мороженого, замороженных кремов и т. д.); замораживание как подготовкапродуктов к сублимационной сушке; замораживание жидких продуктов с целью их концентрации, т. е. осуществление  криоконцентрации фруктовых и овощных соков, виноградного и пивного сусла, уксуса, вина, кофе, получение питьевой воды из морской воды и т. д. замораживание воды с целью получения льда, используемого для различных технологических целей, например добавка льда в мясной фарш при куттеровании.

Замораживание пищевых продуктов  в воздушной среде – наиболее старый и наиболее распространенный метод. Холодный воздух является естественной охлаждающей средой.

При этом довольно плохие теплофизические свойства воздуха компенсируются высокими рабочими скоростями.

Кроме того, проведение процесса замораживания можно интенсифицировать путем создания псевдоожиженного «кипящего»  взвешенного  слоя.

Процесс замораживания  пищевых продуктов  россыпью в среде псевдоожиженного слоя  называется флюидизацией.

В настоящее время замораживание в псевдоожиженном слое является одним из самых перспективных промышленных методов замораживания пищевых продуктов россыпью.

«Кипящий», взвешенный  слой образуется при определенной скорости воздуха и давлении восходящего холодного воздушного потока. Эти скорости и давление подбирается опытным путем.

Флюидизационные аппараты условно делятся на две группы:

аппараты, работающие полностью на принципе псевдоожижения (флюидизации, где воздушный поток пронизывает целиком слой продукта, а также играет роль воздушной подушки для передвижения продукта по камере; аппараты, в которых частично используется принцип псевдоожиения, продукт пронизывается воздушным потоком и перемещается с помощью транспортера.

Флюидизационные аппараты  применяется для замораживания влажных  мелкоштучных продуктов, продуктов с нежной консистенцией и продуктов, которые могут слипнуться при замерзании, таких как:

ягоды; кусочки фруктов и овощей, например, горох и пр.; мелкие креветки; рыба и др.

Иными словами, флюидизационные скороморозильные аппараты применяются для тех продуктов, которые должны быть подвергнуты индивидуальной быстрой заморозке.

Высокая эффективность аппаратов, обусловлена, прежде всего, коэффициентом теплоотдачи материала от 75 до 186 Вт/м2К.

На рис. 8.22 показана конструкция флюидизационного аппарата АЗФ-1 (Болгария). Он предназначен для замораживания различных овощей и фруктов россыпью

Это позволяет использовать аппарат круглый год. Причем в зимний период можно использовать его для производства полуфабриката жареного картофеля.

При необходимости аппарат можно применять и для замораживания упакованной продукции уложенной на стеллажные тележки в секции 2 аппарата.

Характерной особенностью аппарата АЗФ-1 является то, сто флюидизационная камера 1 выполнена из трех перфорированных решеток, расположенных одна над другой

В зависимости от размеров замораживаемые продукты проходят только через верхнюю решетку или через все три решетки.

Движение  по всем трем решеткам осуществляется путем открытия двухпозиционного клапана 9, расположенного в конце верхней и средней решеткок

Скорость движения продукта по длине решетки регулируется наклоном клапанов жалюзийных блоков 6, расположенных под решетками.

Перед тем как попасть во флюидизационную камеру 1, продукты охлаждаются на питающем ленточном транспортере 8.

В начальной части верхней решетки при помощи вентилятора 7 создается большая скорость воздушного потока.

Воздухонапорная система аппарата ФЗФ-1 выполнена из шести вентиляторов 3, расположенных под воздухоохладителями 4.

Воздухоохладители 4 изготовлены из оребренных труб с шагом ребра, убывающим по направлению движения воздуха

Очистка воздухоотделителей от инея осуществляется горячим паром и орошением водой при помощи устройства 5.

Средняя производительность аппарата 1 т/час, температура воздуха в нем от – 27 до – 35 0С.

Продолжительность замораживания можно регулировать от 3 до 30 мин при помощи жалюзийного блока 6.

Подобные флюидизационные аппараты выпускают многие промышленно развитые страны. В СНГ российскаякомпании ФЕАМ занимается проектированием и выпуском профессионального холодильного оборудования.

Это компания  выпускает довольно эффективные, и максимально производительные флюидизационные аппараты.

Наибольшее распространение они получили на предприятиях пищевой промышленности, а также в сетях общественного питания.

Эти аппараты дают возможность замораживания продукта с максимальным сохранением его качеств.

Рис. Флюидидизационный аппарат  ФЕАМ

Оборудование отличается компактными размерами и позволяет довольно быстро автоматизировать его работу.

Предназначенные для замораживания мелкоштучных продуктов, флюидизационный аппарат обеспечивают значительную потерю массы продукта из-за процессов испарения.

Флюидизационный аппарат обеспечивают непрерывное движение каждой частицы продукта во взвешенном состоянии. Это  достигается посредством подачи охлажденного воздуха через специальные змеевики испарителя и через слой продукта.

Скорость движения частиц принимается такой, чтобы они поднимались и могли удерживаться во взвешенном состоянии. Чтобы получить флюидизационный слой, выбирают продукты небольших размеров, имеющие сферическую форму или форму, приближенную к ней.

Рис. Блок воздухоохладителей аппаратов ФЕАМ

В морозильном аппарате продукт располагается и транспортируется исключительно в потоке воздуха в лотке со специальным перфорированным дном или на сетчатой ленте конвейера.

Транспортировка замораживаемого продукта в лотке обеспечивается благодаря вибрации или наклону лотка. За счет того что продукт находится во взвешенном состоянии, продукт в слое распределяется максимально равномерно, а также исключается слипание и смерзание его частиц.

Это справедливо даже для продуктов, которые поступают в аппарат во влажном состоянии. Благодаря такой технологии обработки теплопередача с поверхности продукта становится максимальной.

Что касается продолжительности замораживания различных видов продуктов, то она определяется моделью флюидизационного блока  холодильного оборудования, а также скоростью подачи продукта и воздуха. Принимается во внимание  толщина и объем слоя, ограниченный по высоте.

Некоторые модели флюидизационного оборудования позволяют осуществлять во флюидизационном слое лишь подмораживание поверхностного слоя продукта, а его окончательное замораживание происходит при перемещении продукта на другой лентеустройства в режиме воздушного замораживания.

Лекция 12 Аппараты для нагревания продуктов в консервной промышленности

Жидкие и полужидкие продукты (такие как: дробленые томаты, томатную пасту, фруктовый сок) в консервной промышленности  подогревают в поверхностных теплообменных аппаратах.

Подогрев таких продуктов необходим:

для облегчения  отделения  кожицы с томатов, прекращения жизнедеятельности микроорганизмов передрасфасовкой в тару, коагуляции белковых веществ, и в ряде случаев для интенсификации последующего технологического процесса.

Факторы влияющие на интенсивность теплообмена

Количество тепла, переданного от теплоносителя к продукту через 1 м2 площади за 1 с, или  интенсивность теплообмена  зависит для данного продукта

от  разности температур теплоносителя и продукта и термических сопротивлений теплопередаче

Однако разность температур можно увеличивать до определенного предела. 

Экспериментально установлено, что нагары образуются, если температура поверхности стенки выше 105 0С. Поэтому в ряде случаев температура теплоносителя не превышает  100  0С, т. е. вместо пара  предпочтительно  использовать горячую воду

Наибольшими термическими сопротивлениями при подогреве пищевых продуктов являются:

сопротивления от стенки к продукту (1/?2); и термическое сопротивление пригара (?2/?2).

Чтобы уменьшить эти самые большие термические сопротивления  в подогревателях необходимо:

увеличить скорости движения продукта,  прибегнуть к перемешиванию, приять меры предотвращающие образование пригара.

Двутельные (двустенные)  опрокидывающие  котлы консервной промышленности состоят из двух полостей:

открытой (закрываемой съемной крышкой).в которой помещают продукт, подвергающийся нагреванию; закрытой герметически, являющейся паровой теплообменной рубашкой (камерой).

Поверхностью нагрева является та часть паровой камеры, которая соприкасается с продуктом.

Наружная поверхность  котла не участвует в полезном теплообмене.  Однако она имеет высокую температуру.

Поэтому для уменьшения потерь тепла в окружающую среду наружную поверхность котла следует покрывать изоляционным материалом.

Подвод пара в паровую камеру (рубашку) и отвод из нее конденсата в опрокидывающихся  котлах, а иногда и  в  стационарных производят  через полые  цапфы, на которых укреплена емкость.

Цапфы соединены с паропроводами при помощи сальниковых уплотнений. Для отвода конденсата внутри паровой камеры (рубашки) установлена изогнутая трубка.

Один конец  ее соединен с опорным патрубком,  а другой  находится в самой низкой части паровой рубашки.

В нижней части паровой камеры имеется продувочный краник для отвода скопляющегося воздуха и остатков конденсата.

Во избежание разбрызгивания  продукта при кипении на емкости установлен козырек.