Холодильная техника и технология

Содержание: 

1. Холодильные камеры и шкафы. Принцип работы, назначение.
2. Применение низких температур при переработке и хранении пищевых продуктов. Производство готовых замороженных блюд.
3. Подобрать хладагент для бытового холодильника и обосновать свой выбор.

Список используемой литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1. Холодильные камеры  и шкафы. Принцип  работы, назначение.  

   Контроль  за температурно-влажностным режимом  хранения продуктов в охлаждаемых  камерах, складских помещениях, хранилищах для овощей, фруктов и т.д. производится ежедневно с помощью термометров и психрометров, установленных на видном месте, удаленных от дверей и испарителей (гл.6  Санитарных правил  № 2.3.6.1066-01).          

   Проверка  температуры воздуха внутри холодильников, холодильных камер, охлаждаемых витрин, другого холодильного оборудования проводится ежедневно в рамках программы производственного контроля. 

   Все холодильные установки в организациях торговли оснащаются термометрами для  контроля температурного режима хранения пищевых продуктов. Использование ртутных термометров для контроля работы холодильного оборудования не допускается. Охлаждаемые камеры рекомендуется оборудовать термореле и (или) системами автоматического регулирования и регистрации температурно-влажностного режима

   Холодильные камеры

    
 Холодильные камеры представляют собой  сборно-разборные конструкции из  теплоизолированных панелей и предназначены для охлаждения и хранения свежих и охлажденных продуктов при температурах от 0°С до +10°С.  

   Холодильные камеры по назначению подразделяют на:

• среднетемпературные,
• низкотемпературные
• камеры для быстрого замораживания.

Температурные режимы в торговых холодильных камерах  не совпадают с режимами в торговых холодильных шкафах. 
Среднетемпературные камеры предназначены для продолжительного хранения охлажденных продуктов при температурах от –5 до +5°С.  Низкотемпературные камеры предназначены для длительного хранения замороженных продуктов при температурах от -15 до -25°С. 
 Камеры для быстрого замораживания ("шоковой заморозки") имеют температуры не выше –35С и рекомендуются для сохранения гастрономических, вкусовых и питательных качеств продуктов. 
    Наиболее современным методом создания надежной и высокоэффективной теплоизоляции холодильных камер является использование трехслойных сэндвич-панелей с утеплителем в виде пенополиуретана, залитого под давлением. Полиуретан легок, отличается прочностью, термостойкостью, стабильностью формы и отличными теплоизоляционными свойствами. Кроме того, пенополиуретан обладает  высокой стойкостью к воздействию воды, что выгодно отличает его, например, от минеральной ваты. Главная опасность применения минеральной ваты для теплоизоляции холодильных камер заключается в ее гигроскопичности, а при насыщении теплоизоляции водой теплопроводность значительно возрастает, вплоть до полной потери теплоизоляционных свойств. Поскольку обеспечить полную защиту минераловатной изоляции от влаги, особенно в холодильных камерах (большая разность наружной и внутренней температур), практически невозможно, то насыщение ее влагой неизбежно. Поэтому срок службы минераловатной теплоизоляции невелик и во многих случаях не превышает двух–трех лет. Напротив, пенополиуретан благодаря своему  химическому составу и закрытой пористой структуре имеет  незначительное влагопоглощение (до 0,2% по объему при влажности воздуха до 100%), что гарантирует сохранение высоких теплоизоляционных свойств в условиях повышенной влажности. 
Трехслойные пенополиуретановые сэндвич–панели обладают, кроме того, достаточной несущей способностью и широко применяются при сооружении, как небольших холодильных камер, так и крупных холодильных складов.  
   Габариты стандартных холодильных камер изменяются с шагом 300 мм по длине и ширине, с шагом 100 мм — по высоте. Объемы камер могут быть от 3 м3 и выше. Максимальная длина панелей 6,4 м. Если габариты холодильной камеры превышают максимальную длину панелей, то внутри или снаружи камеры монтируется несущий каркас из специальных профилей. Возможно также крепление панелей к стенам и элементам  каркаса  здания. 
В качестве стандартной облицовки наружной и внутренней поверхностей панели большинство российских и зарубежных изготовителей используют горячеоцинкованный стальной лист толщиной 0,5–0,6 мм с разнообразными лакокрасочными, либо полимерными покрытиями, безопасными для продуктов. Панели пола выполнены, как правило, с поверхностью в виде рифленой листовой нержавеющей стали, листового алюминия, оцинкованного стального листа со специальным нескользящим пластиковым покрытием. Если в холодильной камере предполагается использовать тележки для перемещения грузов, то необходимы панели пола усиленной конструкции, либо специальное напольное покрытие. Среднетемпературные камеры с температурами выше 0° С могут быть без панелей пола, что заметно сокращает их стоимость. 
Соединение панелей при сборке в зависимости от конструкции осуществляется двумя основными способами: традиционное соединение "шип–паз" с использованием монтажной пены, силиконовых герметиков, эластичных уплотнителей и крепежных уголков, а также более современное и технологичное — посредством встроенных эксцентриковых крючковых замков. Второй способ обеспечивает целый ряд преимуществ: отличную механическую прочность, жесткость, равномерное и плотное примыкание панелей, возможность монтажа изнутри камеры без применения специального инструмента, что позволяет собирать камеру вплотную к стене помещения. Кроме того, "замковый" способ соединения панелей делает возможной неоднократную сборку–разборку камеры без повреждения крепежных элементов, что особенно важно для тех предприятий торговли и общественного питания, которые арендуют помещения. 
Сборные холодильные камеры из сэндвич–панелей большинство изготовителей комплектуют распашными либо, при необходимости, откатными дверями различных типоразмеров с электрообогревом проема и компенсационным клапаном для низкотемпературных режимов. По заказу в дверной проем может быть установлен ленточный занавес из ПВХ пленки, значительно снижающий теплопритоки в камеру при открывании двери. Как правило, изготовители либо поставщики комплектных сборных холодильных камер предлагают в комплекте с камерами стеллажное и каркасно–крюковое оборудование.

   Холодильные шкафы

   Холодильные шкафы предназначены для хранения и экспонирования продуктов в  магазинах и на предприятиях общепита. 
   По температурам хранения холодильные шкафы подразделяют на 4 группы:

• среднетемпературные,
• низкотемпературные,
• морозильные для ("шоковой/ударной заморозки")
• комбинированные
• холодильно-морозильные.

Среднетемпературные шкафы используют для кратковременного хранения при температурах от -3 до +10С предварительно охлажденных скоропортящихся продуктов. 
В большинстве моделей среднетемпературных шкафов обеспечиваются только положительные температуры хранения. Поэтому они не пригодны для продолжительного хранения продуктов в условиях сохранения свежести. Шкафы с положительными температурными режимами применяют для гастрономических продуктов, напитков, кондитерских изделий, фруктов и овощей. 
Низкотемпературные (морозильные) шкафы предназначены для хранения и торговли замороженными продуктами и полуфабрикатами. Разные модели могут иметь различные рабочие температуры (до -24С) в зависимости от назначения шкафа и марки изготовителя. Оборудование с рабочими температурами выше -18С не пригодно для и длительного хранения замороженных продуктов. 
   Шкафы для быстрого охлаждения и замораживания используют в предприятиях общественного питания при приготовлении большого количества блюд на банкетах. 
Комбинированные шкафы с двумя изолированными камерами предназначены для хранения свежих и замороженных продуктов. Температуры хранения предварительно охлажденных продуктов от -2 до +8 С, замороженных от -18 до -22С. 
Комбинированный шкаф занимает меньше места в помещении, чем два отдельных шкафа с такими же объемами для хранения охлажденных и замороженных продуктов. 
  Холодильные шкафы могут отличаться по объему:  маленькие шкафы - до 100 литров, средние до 700 литров, а также большие  шкафы от 700 до 1400 литров. 
     Холодильные шкафы отличаются по материалу корпуса. Он может быть из нержавеющей стали или из покрашенной оцинкованной стали. Нержавеющий корпус, как правило, оправдан на предприятиях питания, а в торговле в основном используются более дешевые – белые холодильные шкафы. 
Холодильные шкафы могут также различаться конструкцией дверей. 
Они могут быть распашные или купе. Двери–купе актуальны для эргономики торговых точек. 
Дверцы холодильных шкафов могут быть стеклянными и глухими. Модели с прозрачными дверьми и яркой подсветкой предназначены для демонстрации и торговли продуктами, а также служат украшением торгового помещения. Модели с глухими дверцами дешевле по цене. 
Холодильные камеры могут быть одно- и двухдверными. 
Двери холодильных шкафов могут располагаться вертикально или горизонтально. При горизонтальном расположении двери могут открываться как в распашном шкафу или сдвигаться как в купе. 
     На многих моделях установлены доводчики закрывания дверей, предусмотрена возможность изменения направления открывания дверей и запирания на ключ. 
   В комплекты принадлежностей холодильных шкафов входят регулируемые полки (отличаются материалами и конструкцией), вешалки, лотки, гастроемкости разных размеров и другие аксессуары. Полки могут быть установлены горизонтально или под углом. Наклонные полки предпочтительнее для хранения напитков в бутылках. 
Количество принадлежностей зависит от класса комфортности и размеров шкафов. 
 

      2. Применение низких температур при переработке и хранении пищевых продуктов.   

      Основными пищевыми продуктами, хранящимися в  холодильниках, являются: мясо и мясные продукты, птица, рыба и рыбные продукты, масло животное и пищевые жиры, некоторые молочные продукты (сыр, творог, сметана, сливки, молочные консервы), плоды и частично ягоды и овощи. Эти продукты скоропортящиеся, так как наличие в них большого количества воды, а также органических соединений создает благоприятные условия для развития и жизнедеятельности различных микроорганизмов.

      Одновременно  с микроорганизмами в процессах  разложения пищевых скоропортящихся продуктов активно участвуют и ферменты самих продуктов. Следовательно, причиной порчи пищевых продуктов являются микробиальные и биохимические факторы.

      При благоприятных для микрофлоры и  ферментов условиях (повышенная температура  и повышенная влажность воздуха) биохимические процессы приводят к  глубоким изменениям органических соединений пищевых продуктов.

      В гнилостном разложении продуктов принимают  участие некоторые микрококки, бактерии из группы протея и кишечной палочки, а также другие формы аэробных и анаэробных микроорганизмов. Одни микроорганизмы в условиях повышенной температуры вырабатывают ферменты типа трипсина и расщепляют белковую молекулу, другие могут расщеплять лишь продукты гидролиза белков - пептоны и аминокислоты.

      Процесс гидролиза жиров, в котором также  активно участвуют ферменты, вырабатываемые растительными, животными и бактериальными клетками, обычно сопровождается выделением свободных жирных кислот. Окисление жиров является следствием физико-химических факторов и приводит к их осаливанию и прогорканию; окислению жиров предшествует их гидролитическое расщепление.

      Разложение  углеводов происходит при участии  ферментов, вырабатываемых различными микроорганизмами. Этот процесс может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При разложении углеводов в аэробных условиях происходят энергичные окислительные процессы, которые приводят к образованию углекислоты и воды. В анаэробных условиях разложение углеводов идет значительно медленнее, причем в органических веществах протекают различные виды брожения, сопровождающиеся возникновением разнообразных продуктов. В обоих случаях процессы протекают экзотермически, т. е. с выделением тепла, являющегося источником энергии для жизнедеятельности микроорганизмов.

      В связи с тем, что для развития микробиальных и ферментативных процессов необходимы благоприятные  физические условия, порча пищевых  продуктов будет начинаться и  протекать лишь при положительных температурах и повышенной влажности. Для предупреждения этих процессов необходимо снизить до определенного предела температуру и влажность воздуха. Это снижение температуры не оказывает отрицательного влияния на витаминный состав продуктов и не вызывает изменений в составе белков, жиров и углеводов.

      Физиологические процессы в живых организмах протекают  в условиях внешней среды. Путем  воздействия на внешние факторы  можно в определенном направлении  регулировать жизнедеятельность этих организмов.

      Проф. Я. Я. Никитинский все существующие способы сохранения и консервирования пищевых средств, предложил свести к четырем принципам: биозу, анабиозу, ценоанабиозу и абиозу.

      Холодильное консервирование согласно классификации  проф. Я. Я. Никитинского основано на анабиозе с включением в подгруппы способов консервирования по принципу психроанабиоза и криоанабиоза.

      Пониженные  и низкие температуры не вызывают гибели микроорганизмов, а переводят  их в неактивное состояние, в котором  они лишаются способности проявлять  жизнедеятельность.

      Таким образом, низкие температуры помогают сохранить продукты длительное время  без значительных изменений их первоначального  качества.

      Любой метод консервирования в сочетании  с пониженными или низкими  температурами дает больший эффект. Понижение температуры вызывает не только резкое торможение биохимических процессов, но и изменение физического состояния протомы бактериальной клетки. Благодаря частичному превращение воды в лед происходит переход протоплазмы в более контрированное коллоидное состояние, при этом, если протоплазма бактериальной клетки в результате замораживания находится в обратимой фазе, то и сама клетка останется жизнеспособной. Если же при замораживании происходит значительное изменение свойств протоплазмы, в результате которого теряется обратимость ее физического состояния, то наступает гиль клетки.

      При охлаждении пищевых продуктов до температуры, близкой к криоскопической, создаются условия, при которых  прекращается жизнедеятельность некоторых  бактерий. Если понизить температуру значительно ниже криоскопической, т. е. подвергать продукт замораживанию, то для жизнедеятельности большинства микроорганизмов создаются весьма неблагоприятные условия, причем явления гидролиза и оксидации сводятся к мишуму.

      В настоящее время все пищевые скоропортящиеся продукты подвергают консервированию холодом. Поэтому в различных отраслях пищевой промышленности и торговле низкие температуры нашли особенно широкое применение. Этот метод консервирования экономически более выгодный по сравнению с другими: повышается транспортабельность продуктов (например, замороженном состоянии), значительно удлиняются сроки их хранения.

   Производство  готовых замороженных блюд. 

   Типичная система для производства охлажденных или замороженных готовых блюд может выполнять следующую последовательность действий:

• перемешивание готовых ингредиентов;
• варка всей массы ингредиентов;
• охлаждение всей массы;
• перемешивание приготовленных компонентов и добавление основы;
• упаковка готовых компонентов / смесей в пакеты для реализации;
• добавление горячей или холодной основы;
• пастеризация пакетов для распространения в охлажденном виде;
• охлаждение / замораживание пакетов;
• транспортировка на склад.

   Некоторые альтернативные системы включают наполнение пакетов в горячем виде и их запаивание перед охлаждением, тогда как другие системы собирают сырые ингредиенты в пакеты, запаивают их, и после этого готовят и охлаждают. 
Большинство составляющих многокомпонентных продуктов требуют различных методов и разной длительности приготовления, поэтому предпочтение отдается приготовлению отдельных ингредиентов и наполнению систем в холодном виде. Варка обычно происходит в больших открытых сверху сосудах или в закрытых сосудах повышенного давления. Закрытые сосуды могут нагреваться горячей водяной рубашкой, паровой рубашкой или прямым впрыском пара. Впрыск пара обычно обладает наибольшей эффективностью и позволяет сократить время варки, но он подходит не для всех продуктов. 
Из всех компонентов труднее всего варить твердые продукты, такие как кусочки красного мяса, курицы, рыбы или овощей. В большинстве коммерческих систем для передачи тепла продукту используется нагнетание воздуха или пара. 
Система приготовления замороженных полуфабрикатов – это система, выполняющая полное приготовление пищевых продуктов, после которого следует быстрая заморозка и хранение. Затем продукт снова нагревается в месте употребления. Эта система часто используется в больницах и школах, а также авиаперевозчиками. Обычно продукты готовятся при температуре не менее 70°С в течение как минимум двух минут, после чего замораживаются. Срок хранения продукта после такой обработки составляет до 5 дней.