ОЛРЕФ | Промышленное холодильное оборудование

Винтовые полугерметичные компрессоры Bitzer

 Холодильные технологии

 Слово технология определяется как совокупность методов, приемов обработки, изготовления, изменения состава, формы сырья, материалов, полуфабрикатов, осуществляемых в процессе производства, получения заданного продукта.

 Холодильные технологии – прикладная область знаний, имеющая дело с разнообразными и чрезвычайно сложными объектами и процессами. Поэтому она пользуется данными и приемами большого числа наук. Сюда входят некоторые разделы биологии растений и животных, микробиология, биохимия, неорганическая, органическая, физическая и коллоидная химия, ряд разделов термодинамики и других дисциплин физического цикла. Состав этого комплекса определяется распространенностью холодильных технологий в различных сферах человеческой деятельности.

 Так холодильные технологии находят распространение:

  • В химической и нефтехимической промышленности. Здесь холодильные технологии применяются для производства газов (получение азота, кислорода, аргона из воздуха, газов пиролиза и крекинга нефти, углекислого газа, хлора, аммиака и др.). Находят применение при производстве искусственного волокна, пластмасс, при производстве искусственного каучука, минеральных солей и смазочных масел. Применяются при хранении ряда продуктов химической промышленности.
  • В строительстве холодильные технологии применяют при сооружении шахт, туннелей, плотин, при укреплении фундаментов в случаях работ в водоносных грунтах. При этом работы ведутся с замораживанием грунтов. Применяются для охлаждения бетона при укладке для повышения прочности особо ответственных конструкций.
  • В машиностроении при выполнении неподвижных посадок деталей, при обработке вязких материалов, при выполнении глубоких вытяжек и при гибке труб, а так же при изготовлении особо точного измерительного инструмента.
  • В опреснительных установках для получения пресной воды.
  • В ледогенераторах для получения пищевого льда.
  • В спорте для получения искусственного льда ледовых площадок и дорожек. 
  • В медицине в криохирургии и криотерапии.
  • В сельском хозяйстве при холодильной обработке и хранении семян некоторых растений.

 Отдельно следует отметить холодильные технологии пищевых продуктов. Во-первых, эти технологии являются самым крупным потребителем холода, во-вторых, процессы и объекты пищевых холодильных технологий отличаются наибольшей сложностью и разнообразием.

 Общей организационной задачей холодильных технологий пищевых продуктов является создание непрерывной холодильной цепи сопровождения продуктов от заготовителя до стола потребителя. В этой цепи, в каждом её звене, холодильные машины должны поддерживать оптимальные температурные режимы обработки и хранения пищевых продуктов.

 Холодильные технологии пищевых продуктов условно можно разделить на две группы:

  • переработка и производство пищевых продуктов (сюда относятся такие технологии, как производство готовых замороженных блюд и полуфабрикатов, молочных продуктов, мороженого, пива и т.д.). Эти технологии представлены главным образом в первом звене холодильной цепи.
  • холодильная обработка и хранение пищевых продуктов.

 Холодильные технологии первой группы требуют, как правило, значительных мощностей холодильного оборудования и относительно небольших объёмов холодильных камер. Вторая группа напротив требует большие объёмы камер и относительно небольшие мощности холодильного оборудования. Для холодильных технологий первой группы главной задачей является изучение и разработка технологических процессов получения высококачественной пищевой продукции, в том числе и новых её видов.

 Холодильные технологии второй группы связаны с длительным хранением пищевых продуктов, во время которого в них, как в живых (плодах), так и в неживых происходят многочисленные и очень сложные процессы. Это ферментативные реакции, процессы, связанные с наличием в продуктах микроорганизмов и др. Консервирование холодом основано на том, что при понижении температуры значительно снижаются жизнедеятельность микроорганизмов и активность тканевых ферментов, что приводит к замедлению естественно протекающих в продуктах реакций (автолиз мяса, дыхание, созревание плодов) и реакций, вызываемых деятельностью микроорганизмов.

 Скоропортящиеся продукты – продукты, качество которых относительно быстро ухудшается – изменяются присущие свежим продуктам вкус, запах, консистенция и цвет. К ним относятся мясо и мясопродукты, рыба и морепродукты, яйца, масло, животные и растительные жиры, молочные продукты, свежие овощи и др.

 Качество пищевого продукта – это совокупность органолептических свойств и пищевой ценности продукта.

 Органолептические свойства – то, что воспринимается органами чувств человека (вкус, запах и т.д.). 40% всех пищевых продуктов (ПП) являются скоропортящимися.

 Качество продуктов ухудшается в результате протекания в них биохимических, микробиологических, химических, физических процессов.

 Задачей холодильных технологий является изучение этих процессов с физических, химических и биологических позиций.

 Многие явления, происходящие в пищевых продуктах, могут быть определены как теплофизические. Это законы изменения температуры и теплофизических показателей при охлаждении и замораживании. Изучение теплофизических процессов еще одна задача холодильных технологий пищевых продуктов.

 К основным процессам холодильной обработки относятся: охлаждение, переохлаждение, замораживание, размораживание, отепление.

 Охлаждение – процесс понижения температуры от исходного уровня – tнач до заданной, но не ниже криоскопической tкр, с целью замедления микробиологических и биохимических процессов.

 Переохлаждение – процесс понижения температуры продукта ниже 0 ºC до криоскопической температуры или несколько ниже, без возникновения кристаллов льда в основном объёме продукта. Для каждого вида пищевого продукта предельное переохлаждение имеет конкретное значение, например, для мяса, птицы, рыбы – 5 ºС.

 Продукты в охлажденном или переохлажденном виде сохраняют высокие вкусовые свойства и пищевые достоинства. Однако сроки хранения охлажденных или переохлажденных продуктов относительно невелики. Так для мяса, рыбы и птицы обычно не превышают 1…2 недель.

 Многие продукты (сыр, яйца, ряд растительных продуктов) могут быть подвергнуты только охлаждению и хранению только в охлажденном виде.

 Охлаждение может производиться в воздухе, жидкой среде или дробленым водным льдом.

 Охлаждение в воздухе выполняют в холодильных камерах с принудительной циркуляцией воздуха или в специальных охладительных технологических аппаратах, конструкция которых зависит от вида продукта.

 Охлаждение в жидкой среде может осуществляться погружением или орошением. Преимущества этого способа по отношению к воздушному охлаждению более интенсивный теплоотвод от продукта при охлаждении. В качестве жидкой среды применятся ледяная вода (вода с температурой 0…+2 °С) или водные растворы хлористого натрия, хлористого кальция, этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина. Следует отметить, что не все продукты могут быть подвергнуты охлаждению в жидкой среде, однако для определенных продуктов могут быть получены прекрасные результаты. Так, например, при охлаждении птицы в ледяной воде происходит улучшение её товарного вида, увеличение массы на 2…3%, за счёт поглощения воды тушками, что в дальнейшем снижает усушку при её хранении.

 Охлаждению в дробленом льду подвергается главным образом рыба.

 Подмораживание – процесс, сопровождающийся частичной кристаллизацией воды в поверхностном слое продукта. Основная масса продукта находится в переохлажденном состоянии. Продолжительность хранения продуктов в подмороженном виде увеличивается в 2…2,5 раза по сравнению с охлажденными.

 Замораживание – отвод теплоты от продуктов с понижением температуры ниже криоскопической при кристаллизации большей части воды, содержащейся в продуктах. Это предопределяет их сохранность при длительном холодильном хранении.

 Домораживание – понижение температуры до заданного уровня при отводе теплоты от частично замороженного продукта.

 Замораживание продуктов обеспечивает максимальные сроки хранения пищевых продуктов по отношению к другим видам холодильной обработки продуктов. Однако для большинства продуктов замораживание заметно ухудшает их пищевую ценность и органолептические свойства. Поэтому многие продукты, например, мясо, рыбу, замораживают и хранят в замороженном виде с целью дальнейшей переработки.

 Замораживание в зависимости от вида продукта и применяемого технологического оборудования может быть одностадийным и многостадийным (число стадий, как правило, не более двух).

 Замораживание и подмораживание производят в воздухе, в среде низкотемпературной жидкости и непосредственным контактом с холодной поверхностью охлаждающего прибора.

 Замораживание и подмораживание в воздухе производят в морозильных камерах с принудительной циркуляцией воздуха. Процессы отличаются только продолжительностью и величиной температуры продукта в конце холодильной обработки. Замораживание производят также в специальных морозилках, например туннельного типа. Замораживание малых форм растительных продуктов (ягод, зеленого горошка, овощных смесей) производят в специальных морозилках во флюидизационном (псевдокипящем) слое.

 Замораживание и подмораживание в среде низкотемпературной жидкости осуществляется погружением в водные растворы хлористого натрия, хлористого кальция, этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина.

 Замораживание контактным способом осуществляют в специальных скороморозильных аппаратах роторного или конвейерного типа.

 Отепление – подвод теплоты к охлажденным продуктам с повышением их температуры до температуры окружающей среды или несколько ниже.

 Размораживание – подвод теплоты к продуктам в целях декристаллизации содержащегося в них льда. В конце процесса температура в толще продукта составляет 0 ºС и выше, кристаллы льда плавятся, ткани поглощают влагу. Цель размораживания – максимальное поглощение влаги тканями и полное восстановление первоначальных свойств продуктов.

 Особенности технологий и конструкции технологического оборудования для холодильной обработки пищевых продуктов весьма разнообразны и зависят от вида продукта, предполагаемых сроков его хранения и характера дальнейшего использования: переработки или реализации.

 Основным процессам холодильной обработки сопутствует ряд вспомогательных процессов, которые имеют своей целью увеличение продолжительности хранения пищевых продуктов, снижение потерь качества продукта или повышение температурного уровня хранения. Это ультрафиолетовое облучение, обладающее антибактериальным действием, озонирование, ионизирующее облучение (γ-лучи, рентгеновские лучи) – для обеззараживания тары, помещений холодильных камер и уничтожения микрофлоры продуктов. Это создание и применение пищевых покрытий – ледяной глазури, способствующей увеличению продолжительности хранения пищевых продуктов. Сюда относится и применение регулируемых или модифицированных газовых сред, а так же применение антибиотиков для подавления развития бактерий.