Шоковая заморозка схема оборудования
В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта: от +20 до 0 °С, от 0 до -5 °С и от -5 до -18 °С (см. рис. 1, кривая 1).
На первом этапе происходит охлаждение продукта от +20 до 0 °С. Снижение температуры продукта здесь идет пропорционально количеству работы по отбору тепла.
На втором этапе происходит переход из жидкой фазы в твердую при температурах от 0 до -5 °С. Работа по отбору тепла у продукта весьма значительна, однако температура продукта практически не снижается, а происходит кристаллизация примерно 70% жидких фракций продукта, которую назовем подмораживанием.
На третьем — происходит домораживание при температурах продукта от -5 до -18 °С. Снижение температуры опять идет пропорционально выполняемой холодильной машиной работы [1].
Традиционная технология замораживания, реализованная в виде так называемых низкотемпературных холодильных камер , предполагает температуру в камере -18 ÷ -24 °С. Время заморозки в холодильных камерах составляет 2,5 часа и выше. При замораживании решающую роль приобретает скорость процесса. Установлена тесная связь качества продукта со скоростью замораживания. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии скорости замораживания на размер кристаллов льда, на структурные и ферментативные изменения в продуктах. Идея технологии шоковой заморозки состоит в форсировании режимов охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов (см. рис. 1 кривая 2). Данное форсирование обеспечивается двумя средствами увеличения скорости отбора тепла у продукта: снижение температуры среды до -30 ÷ -35 °С; ускоренным движением хладоносителя (в роли которого в камере выступает воздух), что обеспечивается вентилированием испарителя и соответственно интенсивным обдувом продукта. Нужно отметить, что дальнейшее снижение температуры приводит к неоправданным затратам мощности и повышенным деформациям продукта, неравномерность процесса становится слишком велика.
По сравнению с традиционным способом замораживания на стеллажах в холодильных камерах, преимущества применения скороморозильных аппаратов состоят в следующем:
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 %;
Рассмотрим один из практических результатов применения технологии шоковой заморозки.
Общее время замораживания. Если при традиционной технологии общее время замораживания для пельменей и котлет составляет 2,5 часа, то при быстрой заморозке оно равно
20-35 мин., что дает значительный экономический эффект. Время прохождения второго этапа снижается с 1 часа до 15 минут.
Высокая скорость охлаждения, обеспечиваемая шоковой температурой в камере (-30 ÷ -35) °С и интенсивным обдувом продукта, позволяет форсированно пройти переход из жидкой фазы в твердую. При этом кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и межклеточных перегородках (клетки остаются неповрежденными). Вследствие этого, практически неизменной, и лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей свежего продукта.
Отсутствие какой бы то ни было термической и химической обработки (за исключением бланширования и обработки аскорбиновой кислотой, предусмотренных по технологии для некоторых видов овощей и фруктов) и, в следствие этого, неизменность типов белков делают быстрое замораживание способом, абсолютно не ухудшающим экологическую чистоту и биохимию продукта.
За счет скорости замораживания сокращаются и периоды активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют разные (в том числе и ниже 0 °С) температурные зоны жизнедеятельности. При медленной заморозке в продукте появляются и остаются следы жизнедеятельности каждого из этих типов бактерий. При шоковой заморозке ряд типов не успевает развиться.
Потери массы продукта, образующиеся в результате испарения жидкости (усушки) при замораживании, составляют в обычном режиме до 5-10 % (в зависимости от температуры в камере и замораживаемого продукта). Форсированный режим заморозки сокращает потери массы до 0,8 %, что также дает значительный экономический эффект.
Из-за предотвращения высыхания при быстрой заморозке, ароматические и питательные вещества не успевают выйти из продукта, что сохраняет его качества. Пищевая ценность и вкусовые качества остаются неизменными.
Срок хранения быстрозамороженных продуктов выше, чем продуктов замороженных в обычных камерах. Быстрозамороженные продукты лучше сохраняют свои качества при длительном хранении, чем свежие. Таким образом, технология шоковой заморозки обеспечивает сохранность качества свежего продукта, и делает это лучше других способов заготовки и хранения.
Быстрозамороженные продукты, полуфабрикаты и готовые блюда пользуются популярностью во всем мире. Их потребление в таких странах как Великобритания, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Швеция, Швейцария, США и Япония составляет от 40 до 100 кг в год на человека. Причем ежегодно их производство в этих странах увеличивается на 5-7 %.
В мировой практике ассортимент продуктов консервируемых быстрым замораживанием, чрезвычайно широк. Причем каждая страна производит, прежде всего, продукты специфичные для данного района, климата, традиций.
За последние годы особенно интенсивно вырабатываются быстрозамороженные:
плоды, ягоды, овощи, бахчевые, зелень и комбинации из них;
готовые первые и вторые блюда, пироги, булочно-кондитерские изделия;
полуфабрикаты (мясные, рыбные и др.), типа антрекотов, бифштексов, гамбургеров, котлет, палочек, сосисок, пельменей и вареников;
десерты, соки, пудинги, желе, мороженное и т.п.
В чем же привлекательность быстрозамороженных продуктов:
продукт почти полностью свободен от несъедобных включений;
по существу, «безотходен» (кроме упаковки);
практически не отличается от свежего — сохраняет все исходные, натуральные свойства;
по своей сути диетичен, кондиционен;
расфасован, дозирован, порционирован (это удобно для любого потребителя);
быстрозамороженный продукт стратегичен (для торговли, общественного питания, конечного потребителя);
не требует внимания при хранении, и всегда готов к употреблению;
требует минимального времени (минуты) и труда для его приготовления.
Технология шоковой заморозки открывает совершенно новые возможности. Она выводит бизнес на более высокую ступень его развития. Быстрая заморозка позволяет отсрочить реализацию сельскохозяйственной продукции во времени и перенести место реализации в пространстве. Это своего рода транспорт, расширяющий сферу сбыта продукции не только регионом, где ее выращивают и сезоном сбора, но и другими регионами и сезонами. Это транспорт из лета в зиму, с поля на стол. Например, для хозяйств это возможность часть своей продукции заморозить и реализовать ее непосредственно потребителю по боле высокой цене, чем свежую, в любом месте и в любое время.
В России рынок быстрозамороженных продуктов изначально был ориентирован в основном на импортную продукцию. Сейчас приоритеты смещаются в сторону продукции отечественного производства. Хотя доля импорта свежезамороженной плодоовощной продукции по-прежнему велика. По различным данным на долю импорта в России приходится около 40-60% овощей и фруктов. При этом весьма значительная часть ввозимой продукции поступает в страну нелегально. По различным подсчетам за последние пять-шесть лет доля импортных овощей выросла примерно в два — два с половиной раза. По данным ФТС РФ, в структуре «белого» импорта овощей наибольшую долю занимают лук (38 %) и томаты (27 %). Доля других овощей относительно невысока: корнеплодов — 4 %, капусты — 12 %, прочих овощей — 9 %. Согласно подсчетам «Финам Менеджмент», весь российский рынок фруктов по итогам 2007 г. составил около $15-20 млрд. На долю импорта приходится по разным подсчетам от 60 до 80 % [2].
Неоспоримые преимущества технологии шоковой заморозки позволяют окупить разумные затраты на скороморозильное оборудование в достаточно короткие сроки. Кроме того, технология шоковой заморозки становится своего рода стандартом для производителей и потребителей замороженной продукции, без которой затруднен ее сбыт.
Для изготовления (заморозки) быстрозамороженных продуктов, полуфабрикатов и готовых блюд применяются следующие типы оборудования: 
флюидизационные скороморозильные аппараты предназначены в основном для замораживания мелкоштучного либо измельченного плодоовощного сырья — плодов (слива, персик, абрикос), ягод (клубника, смородина, клюква, черника), овощных рагу и суповых смесей (свекла, морковь, кабачки, сладкий перец, капуста), картофеля фри. Возможно замораживание грибов (целиком или кусочками), а также мелкой рыбы и креветок. Этот класс аппаратов обеспечивает самую высокую (среди воздушных) скорость замораживания, минимальную усушку и сохраняет высокое качество продуктов. После замораживания продукт сохраняет исходную рассыпчатую структуру и прекрасно фасуется; 
конвейерные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания мясных, рыбных, молочных, мучных полуфабрикатов и готовых блюд — блинов, слоеного теста, выпечки, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок, вареников и пельменей, равиоли и т.д. Толщина замораживаемых изделий может составлять до 25 мм, а длина и ширина до 100 х 100 мм. Эти аппараты позволяют замораживать до 80% ассортимента продуктов, традиционно замораживаемых на импортных спиральных скороморозильных аппаратах. Возможно также замораживание продуктов растительной группы — грибов, клубники, персиков, абрикосов; 
люлечные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания фасованных полуфабрикатов из птицы, мяса и рыбы — биточков, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок (в том числе в вакуумной упаковке), кондитерских изделий, а также различных гарниров и готовых вторых блюд. Толщина замораживаемых изделий может составлять до 80 мм, а длина и ширина до 200 х 150 мм. Масса одного изделия (порции) может достигать 1 кг, а время замораживания до 2,5 часов. 
спиральные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания порционных блюд из мяса, рыбы, плодов, овощей, а также полуфабрикатов в панировке.
Источник
Камера шоковой заморозки: конструкция, принцип работы, обслуживание
Смотрите также
Промышленные холодильные установки и камеры шоковой заморозки – это машины, которые отличаются высоким рабочим ресурсом, большими объемами, и предназначены для интенсивной эксплуатации.
Наиболее производительная техника используется на крупных предприятиях пищевой промышленности и общественного питания. В них обеспечивается заморозка и хранения рыбы, полуфабрикатов, мяса, фруктов, грибов, ягод, овощей, мороженого, а также готовых к употреблению полуфабрикатов.
Устройство камеры шоковой заморозки
Камера шоковой заморозки – это стационарное оборудование, основная функция которого заключается в быстрой и равномерной заморозке различных продуктов питания. Технология, реализуемая данным видом оборудования, позволяет сохранять структуру продуктов без каких-либо потерь влаги, благодаря чему сохраняется вкус и цвет изделий.
В камерах шоковой заморозки обеспечивает не только длительная сохранность свежести продуктов без их порчи и гниения, но и безопасная транспортировка.
Основу таких камер составляют пенополиуретановые панели, толщина которых составляет от 12 до 15 см. Они составляют основу каркаса оборудования: стен, пола, потолка и дверей.
Внутри находится компрессор, который обеспечивает низкую температуру до -40 °C, воздухоохладитель, конденсатор, щит для управления процессом.
Существует два вида камер: промышленные и коммерческие. Первые могут быть тупиковыми или тоннельными. Они рассчитаны на большой объем продукции. Изнутри стены таких камер выполняются из оцинкованной стали высокого качества и окрашиваются порошковой краской для достижения наивысших антикоррозионных показателей.
В комплектацию также входят герметичные двери, система освещения, слив для оттаивания и мойки. Для удобства доставки и вывоза тележек с продуктами многие конструкции оборудованы пандусом.
Процесс шоковой заморозки происходит в 3 этапа:
Охлаждение с +20 °C до 0 °C
Подмораживание до -5 °C
Домораживание до -18 °C
В отличие от обычных морозильных устройств камеры шоковой заморозки могут охлаждать горячие продукты и блюда, температура которых может быть до +90 °C.
Мощные фронтальные потоки воздуха, идущие из воздухоохладителей, максимально ускоряют все этапы шоковой заморозки.
Например, для заморозки котлет или пельменей в обычной морозильной камере потребуется порядка 2,5 часов. Шоковая заморозка позволяет сократить это время до 20-35 минут. Помимо этого, благодаря этой технологии обеспечивается равномерная заморозка по всей поверхности и глубине продуктов.
Виды камер и принцип их работы
По принципу работы выделяют следующие виды камер шоковой заморозки:
Для бесконтактной заморозки
Для контактной заморозки
Наибольшее распространение на предприятиях, специализирующихся на выпуске различной замороженной продукции, используются флюидизационные и воздушные камеры, особенно воздушные аппараты туннельного типа, которые схожи с низкотемпературными холодильными камерами по конструкции.
В конвейерных камерах замораживаются мелкие рассыпные продукты: пельмени, овощи, зеленый горошек, кукуруза и т.п. Чаще всего для этих целей используются установки спирального типа. Благодаря такой конструкции камера имеет меньший размер не теряя в производительности.
Флоидизационные аппараты шоковой заморозки работают следующим образом. В них продукты подвешиваются и охлаждаются при помощи потока холодного воздуха, выходящего через специальную решетку. Такие устройства используются для заморозки мелкоштучных продуктов, а сам процесс занимает от 8 до 15 минут.
Барабанные установки, роторные и плиточные аппараты относятся к бесконтактным. Они используются на предприятиях по переработке мяса и рыбы. В плиточных камерах производят заморозку творога, фарша, мяса, рыбы в небольшой фасовке.
В контактных камерах используются криогенные жидкости, очищенный фреон и углекислоты, которые служат для отвода тепла. Соответственно такое оборудование бывает криогенным, фреоновым и углекислотным.
Основное преимущество криогенных камер состоит в высокой производительности, компактности и простоте конструкции. Но в таких устройствах существует риск нарушения структуры замороженных продуктов.
Во фреоновых камерах продукты и хладагент контактируют напрямую, но, так как фреон подвергается предварительной очистке, он не отравляет продукцию. После операции заморозки вещество при помощи конденсатора попадает в испаритель и используется повторно.
Углекислотные камеры обладают низкой энергоемкостью и высокой производительностью. Так как в них не задействованы летучие среды необходимость в идеальной герметичности грузового отсека отпадает, благодаря чему выгрузка и загрузка продуктов, подлежащих заморозки, более удобна.
Сервисные материалы для обслуживания
Условия эксплуатации камер шоковой заморозки предполагают низкие температуры до -40 °C. В данном случае применение традиционных смазочных материалов нецелесообразно, так как они густеют, кристаллизуются, перестают выполнять свои функции и препятствуют нормальной работе оборудования, увеличивая интенсивность износа.
Следующее ограничение связано с требованиями безопасности. Так как некоторые точки смазки могут контактировать с продуктами питания, существует риск попадания технического состава в пищу. Поэтому для обслуживания таких узлов следует использовать специальные морозостойкие смазки, которые обладают пищевым допуском.
Еще несколько лет назад подобные материалы были представлены исключительно импортной продукцией. Сегодня их производство осуществляется и в нашей стране. Российские пищевые смазки по качеству и характеристикам не уступают зарубежным, их стоимость гораздо ниже, а сроки поставки стабильные и минимальные.
Одной из компаний, выпускающей подобные смазочные материалы, является «Эффективный Элемент». Продукция EFELE отвечает международным стандартам качества и безопасности, обладает высокими характеристиками и доступной ценой.
Для обслуживания узлов камер шоковой заморозки в ассортименте материалов EFELE есть синтетические пластичные смазки и масла. Большинство из них имеет пищевой допуск NSF H1, который подтверждает безопасность этих составов.
Материалы EFELE обеспечивают необходимый комплекс эксплуатационных свойств и отлично подходят для обслуживания узлов и механизмов, работающих при низких температурах.
Масла и смазки EFELE отличаются:
Широким диапазоном рабочих температур
Наличием пищевого допуска NSF (у большинства из материалов)
Совместимостью с неметаллическими основаниями
Устойчивостью к воздействию воды
Высокими антикоррозионными свойствами
Какие узлы нужно смазывать?
Опорные подшипники барабана в барабанных установках бесконтактного типа
Данные узлы работают при низких скоростях, высоких нагрузках и температурах до -40 °C.
Синтетическая смазка на основе алюминиевого комплексного мыла EFELE SG-391 с пищевым допуском H1 решает проблему замерзания смазочного материала в подшипниках. Она устойчива к смыванию водой и чистящими средствами, обладает большим рабочим ресурсом. Диапазон ее рабочих температур составляет от -40 до +160 °C.
Для узлов оборудования, которые не имеют контакта с продуктами питания, можно использовать морозостойкую смазку на основе сульфоната кальция EFELE SG-321. Он не имеет пищевого допуска, но у нее очень высокая водостойкость и несущая способность.
Подшипники качения конвейера в конвейерных камерах воздушного типа
Данные подшипники работают под воздействием низких температур, высоких нагрузок и скоростей. Помимо этого их часто подвергают технологической мойке с применением воды и различных моющих средств. В подобных условиях обычные смазки замерзают, загустевают и вымываются, что резко снижает ресурс подшипников.
Данную проблему полностью решает применение смазки EFELE SG-392 на основе ПАО-масла и комплексного сульфонат кальциевого мыла. Она имеет пищевой допуск NSF H1, устойчива к вымыванию химическими средствами и водой, обладает большим ресурсом, отличными антикоррозионными свойствами. Диапазон рабочих температур материала составляет от -45 до +170 °C.
Подшипники качения турбин
Данные подшипники работают при низких температурах и высоких скоростях вращения. Они не имеют контакта с пищевой продукцией, поэтому здесь допускается использование непищевых морозостойких смазок.
Для обслуживания этих узлов предназначена высокоскоростная морозостойкая смазка EFELE SG-311, изготовленная на основе ПАО-масла и литиевого мыла. Она обладает отличными антикоррозионными свойствами и длительным сроком службы.
Редукторы камер шоковой заморозки
Для обслуживания этих узлов лучшим решением будет применение морозостойких ПАО-масел EFELE SO-853, 883, 885 и 887. Они содержат комплекс специальных присадок, которые наделяют эти материалы высокими противоизносными свойствами. Масла EFELE также подходят для обслуживания транспортировочных и приводных цепных передач.
Благодаря применению смазочных материалов EFELE в камерах шоковой заморозки снижает затраты на сервисные продукты, увеличивает интервалы между обслуживанием и уменьшает номенклатуру используемых средств.
Присоединяйтесь
© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.
Источник
