Глава IV. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЫСТРОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАМОРАЖИВАНИЯ МЯСА И МЯСОПРОДУКТОВ

Охлаждение — это тепловой процесс, при котором продукт от­дает тепло в окружающую среду непосредственно или через раз­деляющую стенку, за которой находится хладоноситель, имею­щий температуру более низкую, чем у продукта.

Процесс охлаждения осуществляется путем теплопроводно­сти, конвекции и лучеиспускания, как обычный тепловой процесс.

Количество тепла, отдаваемое продуктом в окружающую сре­ду, равно теплу, теряемому путем теплоотдачи Q₁ и теплу, рас­ходуемому на испарение влаги в продукте Q₂.

Следовательно,

Q = Q₁ + Q₂. (III-42)

Численные значения этих составляющих уравнения характе­ризуются следующими данными:

кдж/кг, (III- 43)

где: F — поверхность продукта, м²;

G — масса продукта, кг;

a — коэффициент теплоотдачи в окружающую среду, кдж/(м²×ч×град};

Т— продолжительность теплообмена, ч;

t₁ — температура поверхности охлаждаемого продукта, °С;

t₂ — температура охлаждающей среды, °С.

Количество тепла, расходуемого на испарение влаги из про­дукта Q₂, находим по формуле

, (III-44)

где: s — коэффициент испарения, кг/(м²×ч×град);

i₁ — теплосодержание поверхности продукта при средней температуре, равной теплосодержанию воздуха, находя­щегося в состоянии насыщения, кдж/кг;

i₂ — теплосодержание охлаждающего воздуха с учетом его

относительной влажности, кдж/кг.

Интенсивность охлаждения зависит от физических свойств продукта, размеров поверхности тела, по которой происходит теплоотдача, способа и коэффициента теплопередачи, разности температур тела и окружающей среды.

Охлаждающей средой могут служить холодный воздух, рассол, ледяная вода, газ. Теплообмен между продуктом и окру­жающей средой зависит oт многих причин.

Для расчетов можно принимать следующие значения коэффи­циента теплоотдачи a.

Среда	a, кДж/(м2×ч×град)
Воздух в покое ………………………………………….	14-40
Воздух в движении …………………………………….	8,4+42
(здесь v скорость движения воздуха, м/сек)
Жидкость в покое ………………………………………	1250-2090
Жидкость в движении ………………………………….	8370-16700

При охлаждении продукта в жидкой среде процесс ускоряет­ся во много раз, однако при этом не представляется возможным регулировать влажность продукта.

При охлаждении продукта воздухом последний либо увлаж­няют, либо осушают, доводят до необходимой температуры, обес­печивающей соответствующую обработку продукта.

Продолжительность процесса охлаждения (интенсивность) также имеет большое значение. При быстром отнятии тепла и соответствующей влажности воздуха создается возможность обеспечить качественную термическую обработку поверхности мясных туш.

Охлаждению подвергают мясные туши крупного рогатого ско­та, свиней, овец и тушки птицы, а также субпродукты.

При замораживании мяса и мясопродуктов влага в продукте превращается в кристаллическое вещество при определенной предельной температуре переохлаждения.

По мере понижения температуры влага из мяса выморажива­ется, причем каждому значению температуры соответствует оп­ределенное количество вымораживаемой воды.

По Планку, при температуре — 62 -:- — 65° С в мышечной тка­ни мяса вымерзает вся вода, однако процесс замораживания со­стоит не только в вымораживании влаги, а связан с рядом других физических и химических изменений в мясе.

По мере увеличения количества замороженной влаги тепло­проводность продукта повышается и процесс охлаждения и за­мораживания ускоряется до тех пор, пока разность температур продукта и окружающей среды не уменьшится

Скорость замораживания зависит от размеров и формы про­дукта, от величины жировых прослоек в мясе, теплопроводности, разности температур. Замораживание может быть двухфазным и однофазным.

Двухфазное замораживание — процесс термической обработки мяса, при котором туши и отрубы сначала охлаждают до температуры 4⁰С в камерах охлаждения, а потом помещают в морозильные камеры и замораживают до температуры — 8⁰С при температуре воздуха в морозилках от — 18 до —25° С.

Однофазное замораживание — это процесс, при котором парное мясо и субпродукты направляют сразу на замороз­ку, минуя предварительное охлаждение.

При охлаждении и замораживании мяса и мясопродуктов среда не должна оказывать вредного влияния на продукт, тепло о г продукта желательно отводить быстро и равномерно со всех сторон, скорость процесса не должна влиять на качество продук­та, охлаждающие аппараты должны быть простыми и надежны­ми в эксплуатации.

Замораживание можно осуществлять в воздухе, рассоле или при помощи хладоносителей (аммиак, фреон, рассол), циркули­рующих в металлических плитах. Наиболее распространенным является замораживание в воздухе — шкафах, камерах, тунне­лях, с применением принудительной циркуляции воздуха.

Для получения искусственного холода применяют различное холодильное оборудование — компрессоры, конденсаторы, испа­рители, воздухоохладители, кондиционеры и другие аппараты, образующие вместе с коммуникациями (трубопроводами) и ар­матурой холодильные установки разной производительности и назначения.

Устройство холодильного оборудования, принципы его работы п эксплуатации описаны и изучаются в специальном курсе. В на­стоящей главе рассматриваются только некоторые машины и ап­параты для холодильной технологической обработки мяса и мя­сопродуктов, применяемые на предприятиях мясной промышлен­ности.

Аппарат для изготовления чешуйчатого льда АИЛ-200. Аппа­рат (рис. 169) служит для непрерывного изготовления льда в ви­де чешуек или снега, путем замораживания воды на вращаю­щийся барабан, охлаждаемый внутри испаряющимся аммиаком.

Изготовляемый лед применяется для охлаждения фарша при его куттеровании при выработке колбасных изделий, поэтому ап­парат устанавливают в колбасных цехах мясокомбинатов.

Основным рабочим органом аппарата является барабан 1 диаметром 700 мм и длиной 800 мм, полый внутри, шлифован­ный снаружи, укрепленный на валу 2, который вращается в двух выносных подшипниках 3.

Барабан приводится во вращение от электродвигателя 4 мощ­ностью 2,8 кВт и числом оборотов 950 в минуту через червячный редуктор 5 и пару цилиндрических шестерен.

Число оборотов барабана 8,5 в минуту. Внутрь барабана по трубопроводу 8 подают жидкий аммиак от холодильной установ­ка Аммиак испаряется внутри барабана при температуре —23°С и охлаждает поверхность барабана. Под барабаном находится ванна, в которую подается вода температурой 10⁰С. При непрерывном вращении барабана стенка его смачивается слоем воды, которая быстро замерзает. На другой стороне барабана установ­лен пластинчатый нож 9, плотно прижатый к его поверхности при помощи установочных болтов 10 и соскребывает чешуйчатый лед (снег), который падает в корыто 12.

Рис. 169. Аппарат для изготовления чешуйчатого льда АИЛ-200:

1 — барабан; 2 — вал барабана; 3 — подшипники вала; 4 — электродвигатель; 5 — червячный редуктор; 6 — ванна для воды; 7 — трубопровод для паров аммиака; 8 — трубопровод аммиака; 9 — пластинчатый нож; 10 — установочный болт; 11 — трубо­провод горячей воды; 12 — корыто.

Испарившийся аммиак отсасывается из барабана по трубо­проводу 7. Для оттаивания аппарата при его очистке и промывке к трубопроводу для подачи аммиака 8 присоединен трубопровод с горячей водой 11, имеющий запорный вентиль. Температура льда, снимаемого с барабана от —5 до — 8° С.

Производительность аппарата зависит от температуры испа­рения аммиака. При температуре поступающей воды 10°С и температуре испарения аммиака — 33° С производительность ап­парата достигает 330 кг/ч; при температуре испарения — 23° С производительность составляет 225 кг/ч. Средний расход холода в аппарате составляет 40 000 ккал/ч.

На предприятиях мясной промышленности применяется боль­шое количество различных скороморозильных аппаратов для за­мораживания мяса, субпродуктов, мясных блоков и отрубов.

Скороморозильный конвейерный аппарат ГКА-2.Аппарат (рис. 170) представляет собой изолированною камеру 2, предназ­наченную для непрерывного замораживания мясных продуктов в потоке холодного воздуха. В верхней части камеры расположен грузовой отсек, в котором производится замораживание продукта, состоящий из 14 рядом полок 6 с каретками 7, на которые устанавливают противни с замораживаемым продуктом.

Под ним установлены охлаждающие батареи общей поверх­ностью охлаждения 1025 м². Для циркуляции воздуха в аппарате установлен вентилятор 3 производительностью 7,7 м³/сек, приво­димый в движение от электродвигателя 1 мощностью 10 кет и числом оборотов 970 в минуту. Температура воздуха в аппарате составляет —35° С, скорость движения воздуха над продуктом 7 м/сек.

Рис. 170. Скороморозильный аппарат ГКА-2¹

1 — электродвигатель; 2 — камера морозилки; 3 — вентилятор; 4 — охлаждающие батареи; 5 — щебенки; 6 — полки; 7 — каретки; 8 — загрузочное окно; 9 — подъемный винт; 10 — выгрузное окно.

Противни с продуктом загружают через окно 8, находящееся в правом верхнем углу камеры, куда противни подаются при помощи подъемных винтов 9. В верхнем положении каретка с противнями принудительно вводится в аппарат. Дальнейшее перемещение кареток в зигзагообразном направлении сверху вниз совершается автоматически при помощи специальных гре­бенок 5 с зубцами.

Гребенки 5 расположены по бокам грузового отсека и при помощи специального механизма совершают движения в гори­зонтальной и вертикальной плоскостях, благодаря чему каретки с противнями опускаются на каждый последующий ряд по вер­тикали и продвигаются по горизонтали. Гребенки 5 движутся синхронно. В то время как левая гребенка принимает очередную каретку, отходит с ней в сторону, опускает ее на один ряд и вдвигает каретку в следующий ряд, правая гребенка стоит на месте и принимает каретку на свои зубцы. Затем движение повторяется в обратном порядке. в самом нижнем ряду каретка выгружается через окно 10, и таким образом работа происходит непрерывно.

производительность аппарата при температуре кипения аммиака — 40⁰С составляет 10—12 тысяч блыд кулинарных изделий в смену, 20 т мяса или рыбы в сутки (кусками 50—70 мм).

Одновременно в аппарат помещается 216 противней общая площадь противней 86 м² Габариты аппарата 2400 х 7300 х 3100 мм

Рис. 171 Роторный блочно морозильный агрегат МА-10:

1 - ротор; 2 – храповый механизм; 3 – гибкий шланг; 4, 6, 9 - гидроцилиндры; 5 – загрузочное устройство; 7 – вал; 8 – механизм подачи бумаги; 10 — кулачковый вал; 11 — толкатель.

Роторный блочно-морозильный агрегат МА-10. Агрегат (рис. 171) предназначен для непрерывной механизированной за­морозки блоков из говядины, мяса птицы, рыбы, субпродуктов в пакетах из парафинированной бумаги или без них. Размер бло­ков 380 X 380 X 75 мм.

Агрегат представляет собой ротор 1. состоящий из радиально расположенных на вату 27 комплектов блок-форм каждая блок-форма состоит из двух половин (полуформ), которые мо гут раскрываться при помощи специального механизма на 30 мм, и плотно прижатых в рабочем положении при помощи пружин.

Каждая блок-форма имеет 4 гнезда для замораживания блоков (по длине ротора) Хладагент (аммиак или хлористый кальций) подводится с торца вала и через коллекторы в систе­му гибких шлангов 3 поступает в пустотелые стенки блок-форм, а отводится с другой стороны ротора. Поворот ротора 1 осуще­ствляется периодически при помощи храпового механизма 2, приводимого в движение от гидроцилиндра 4.

Загрузочное устройство 5 состоит из кассеты на 4 гнезда с поршнями, составляющими заднюю стенку кассеты и соединен­ных общей траверзой Кассеты и поршни, независимо одни от других, получают поступательно возвратное движение в гори­зонтальной плоскости от гидроцилиндров 6. Над загрузочным столом находится механизм для подачи упаковочной парафини­рованной бумаги. Механизм состоит из вала с бобинами 7, ва­ликами для подачи бумаги 5 и ножевой головки, служащей для отрезания бумаги на величину блока.

Под столом расположен разгрузочный механизм, состоящий из приводного гидроцилиндра 9, кулачкового распределительно­го вата 10, толкателей 11 и ножей для центрирования блоков Все механизмы смонтированы на общей раме Ротор ограж­ден кожухом сварной конструкции и снаружи изолирован. Для удобства обслуживания машины имеется площадка, огражден­ная перилами.

Агрегат работает следующим образом Продукт, подлежа­щий замораживанию, подают на загрузочный стол и распреде­ляют равномерным слоем в гнезда кассеты, после чего включа­ют гицроцилиндры 6.

Кассеты с поршнями движутся вперед и входят в раскрытую блок форму, находящуюся против сто та загрузки Ротор в это время не движется При этом слой бумаги покрывает кассету и продукт снизу и сверху, после чего бумага отрезается при по­мощи ножевой головки Затем кассета отходит назад, а поршни продолжают немного подпрессовывать продукт в гнездо блок-формы Одновременно загружаются и формуются четыре бло­ка После этого поршни также отходят назад, а блок-форма плотно закрывается с помощью пружин.

Затем автоматически приводится в движение кулачково-распределительный вал 10, специальные клинья раскрывают другую блок форму, находящуюся под загрузочным стоном, ножи устанавливают замороженный блок по центру, и он под дейст­вием толкателя 11 и собственного веса выпадает из блок-формы на транспортер отбора блоков. Ножи и клинья отходят, толкатель возвращается в прежнее положение, блок-форма закры­вается при помощи сжимающих пружин, начинается поворот ротора при помощи храпового механизма 2.

Ротор поворачивается через три блока на четвертый так, что разгруженный блок становится под новую загрузку, а загруженная блок-форма начинает цикл замораживания, который продолжается в течение 27 описанных циклов загрузки и вы­грузки. За это время блок форма совершает три полных оборо­та и в конце четвертого попадает под разгрузку. Весь цикл за­грузки и разгрузки форм и поворачивания ротора совершается синхронно и автоматически, рабочий, стоящий на площадке, обеспечивает лишь загрузку продукта в гнезда кассет и следит за работой аппарата, управление которой производится при по­мощи электрогидравлической системы.

Производительность аппарата при непрерывной работе и температуре хладагента — 28° С составляет 10 т/сутки заморо­женных блоков.

Длительность замораживания (до средней температуры бло­ка — 18° С и в центре блока до —8° С) составляет 2,3 ч Вес бло­ка 10 кг Мощность электродвигателя агрегата 1,7 кВт. Агрега­ты можно комплектовать по нескольку штук в поточную линию.

Аппарат для заморозки пельменей типа СМА-1.Аппарат (рис 172) представляет собой разборную изолированную каме­ру 1 размерами 3100 х 2000 х 1650 мм, в которой смонтирован цепной роликовый конвейер 2, имеющий через каждые 40 мм длины проволочные лопасти 3. Под конвейером расположена приводная станция 4, состоящая из электродвигателя мощ­ностью 0,6 кВт, червячного редуктора, вариатора скоростей, а также цепной передачи, приводящей в движение звездочку кон­вейера.

Вдоль конвейера, вплотную к нему, установлены с обоих сто­рон испарители 5, выполненные из медных ореберных труб диаметром 16 мм.

Для подачи воздуха служит центробежный вентилятор о ш па ЭВР-2 производительностью 1500 м³/ч, приводимый в движе­ние от другого электродвигателя мощностью 1,7 кВт. От вентилятора ведут воздуховоды 7, расположенные перпендикулярно к испарителям и конвейеру так, что воздух продувается через испаритель, охлаждается и, двигаясь через конвейер, делает три полных оборота.

Рис 172 Аппарат для заморозки пельменей СМА-1:

1 — камера заморозки; 2 — роликовый конвейер; 3 — лопасти конвейера; 4 — приводная станция; 5 — испаритель; 6 — центробежный вентилятор; 7 — воздуховод; 8 — выгрузное окно; 9 — разгрузочное окно; 10 — водосток, 11 — разгрузочное устройство.

Испарители-воздухоохладители закрыты кожухами и имеют поддоны для сбора воды, образующейся при оттаивании снего­вой шубы при помощи специальных отепляющих устройств. Вода удаляется через водостоки 10 Температура воздуха для за­мораживания пельменей составляет —30° С, скорость движения воздуха над продуктом 1,6 м/сек. Испарители охлаждаются от фреонового компрессора, температура испарения фреона — 45⁰С , производительность компрессора 12 тыс ккал/ч.

Пельмени загружают через окно 8 вместе с лотками, на ко­торых они были отштампованы. Лотки принимают вертикальное положение и продвигаются при помощи проволочных лопастей конвейера, делают полный оборот вокруг конвейера и выгружаются через окно 9.

Скорость конвейера регулируют при помощи вариатора так, что пельмени находятся в аппарате 25—30 мин. При этом пель­мени замораживаются до —14° С. Одновременно на конвейере находится 125 лотков с пельменями. При прохождении по ниж­ней ветви конвейера лотки с пельменями удерживаются остано­вами, укрепленными на лопастях конвейера. В конце конвейера установлено разгрузочное устройство 11, при помощи которого лоток направляется в разгрузочное отверстие 9.

В аппарате установлено блокирующее устройство и световой сигнализатор, оповещающий о неисправной работе механизмов Температура в камере контролируется при помощи однопозиционного термостата, а работа двухступенчатого фреонового аг­регата ФДС-1М автоматически регулируется приборами (реле давления на линии всасывания холодильного агента). Для от­таивания испарителей установлены соленоидные вентили. Ап­парат отличается простотой конструкции, обслуживается одним человеком.

Производительность аппарата составляет 80 кг/ч, расход электроэнергии на 1 т пельменей 20,6 кВт×ч, естественная убыль продукта 0,8%.

Рис 173 Мембранный агрегат ФБМ:

1 — питатель; 2 - загрузочный ковш; 3 — мембранное морозильное устройство; 4 - изоляционный слой.

Мембранный аппарат ФБМ. Агрегат (рис. 173) системы Шеффера для замораживания мяса в блоках применяется в цехах выработки мясных и субпродуктовых блоков. Агрегат состоит из питателя 1 с загрузочным ковшом 2 и мембранного морозиль­ного устройства 3, закрытого снаружи термоизоляционным сло­ем 4, Питатель представляет собой систему металлических форм, скрепленных между собой каркасом, открытых сверху и снизу.

Размер сечения металлической формы 100 х 190 мм. Перед началом загрузки снизу на формы надевают бумажные парафи­нированные пакеты. Питатель поднимают (рис. 173 а), надева­ют пакеты, после чего опускают в мембранное морозильное ус­тройство (рис. 173 6) так, что каждый пакет входит в соответ­ствующее ему гнездо морозильной камеры.

Затем из ковша 2 емкостью 350 кг выгружают продукт, под­лежащий заморозке (мясо кусками, субпродукты, рыбу и пр.), и заполняют вручную все формы, слегка подпрессовывая про­дукт руками. При помощи подъемного устройства поднимают питатель, а бумажные мешки с продуктом остаются в гнездах морозильной камеры.

Конструкция мембранной морозильной камеры позволяет при подаче в нее холодного рассола хлористого кальция с температурой – 25⁰С замораживать блоки в течение 4 ч. При этом стальные стенки гнезд, прикрепленные к резиновым манжетам, под давлением рассола 0,2 кг/см² раздвигаются по типу мембра­ны и плотно сжимают блок, обеспечивая достаточно хорошую контактную теплопередачу. Во время замораживания аппарат закрывают сверху резиновой крышкой для изолирования от ок­ружающего воздуха. После окончания процесса замораживания прекращают подачу рассола, стенки гнезд сжимаются, заморо­женные блоки в пакетах освобождаются и вместе с дном каме­ры опускаются, откуда направляются в холодильник.

В каждой морозильной камере 48 гнезд (ячеек) высотой 380 мм.Суточная производительность одного мембранного ап­парата 2000 кг.

При необходимости повышения производительности можно соединить несколько мембранных аппаратов в одну поточную линию заморозки блоков. В мясной и птицеперерабатывающей промышленности еще применяется большое количество различ­ных по конструкции морозильных камер и аппаратов, представ­ляющих собой закрытые шкафы, изолированные снаружи, в ко­торых замораживание производится обычным путем при помо­щи холодильной установки, смонтированной в одном блоке с камерой

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: