Расчет основных показателей холодильных камер мощностью

Каждая охлаждающая  система включает в себя систему  распределения рабочего вещества по потребителям холода и систему отвода теплоты от потребителей холода.

К охлаждающим  системам предъявляют следующие  основные требования:

-распределение  рабочего вещества по всем  потребителям холода, пропорциональное  их тепловым нагрузкам; при  этом приборы охлаж¬дения должны работать с максимальной эффективностью при минималь¬ной металлоемкости их;

-надежное поддержание  заданного технологического режима  в охлаждаемых объектах (камеры  холодильников, технологические  аппа¬раты различного назначения);

-безопасность  эксплуатации (большинство аварий  или аварийных ситуаций  на  холодильных установках происходит  из¬-за конструктив¬ных недостатков охлаждающей системы или неправильной ее эксплуатации);

-простота и  гибкость эксплуатации ¬ удобство  переключений потребителей холода, наглядность схемы, простота и  удобство очистки ее от загрязнений,  масла, инея;

-экономичность  как по первоначальным затратам, так и в процессе эксплуатации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2 Замораживание пищевых  продуктов 

Замораживание пищевых продуктов, способ консервирования  продуктов, заключающийся в понижении  температуры замораживаемого продукта ниже точки замерзания его соков.  При этом почти вся вода в продуктах  замерзает, практически полностью  прекращаются жизнедеятельность микрофлоры и активность ферментов, вследствие чего продукты приобретают способность  к длительному сохранению их исходного  качества при условии, что температура  всё время остаётся на таком же низком уровне.

  Обычно жидкость, содержащаяся в межклеточном  пространстве тканей, замерзает  быстрее, чем внутриклеточная.  Чем быстрее замерзают пищевые  продукты (при интенсивном подводе  к ним охлаждающего агента), тем  большее количество центров кристаллизации  льда образуется одновременно, вследствие  чего даже при почти полном  замерзании в клетках и межклеточных  пространствах получается много  мелких кристалликов льда, которые  не могут существенно повредить  целости тонких и нежных клеточных  оболочек тканей продукта. Поэтому  структура тканей мало изменяется, при последующей дефростации  (размораживании) перед употреблением  в пищу такие продукты лучше  сохраняют свои пищевые и органолептические  свойства, потери сока из них  незначительны.

  Холод, необходимый  для замораживания, вырабатывается  в холодильных машинах. Морозильные  камеры охлаждаются жидким фреоном  или аммиаком, циркулирующими в батареях из труб, расположенных вдоль стен и под потолком камеры или же в отдельном помещении. Для повышения эффективности замораживания в камере с помощью вентиляторов создаются направленные потоки воздушных струй. Продукты в камерах подвешиваются (главным образом мясо в тушах, полутушах). В ряде случаев применяют мокрое замораживание, погружая их в жидкость или орошая струями незамерзающей охлаждающей среды (например, раствора поваренной соли). Замораживание обычно продолжается 1—3 суток.

Плиточные скороморозильные аппараты состоят из ряда параллельно  расположенных полых плит, внутри которых циркулирует охлажденный  аммиак или рассол. Коробки или  листы с продуктом устанавливают  на плиты, которые сдвигают с помощью  специального устройства, при этом обеспечивается контакт продукта с  холодными поверхностями плит. Эти  аппараты позволяют сократить длительность замораживания  до 2—3 часов (при  толщине слоя продукта между плитами  до 50 мм). Их недостатками являются периодическое  действие и значительные затраты  времени на загрузку и выгрузку продукта. Более совершенны скороморозильные аппараты с интенсивным движением охлажденного воздуха, продуваемого через пространство, занятое продуктом.

  Для получения  высокого качества замороженных  продуктов важна их упаковка, исключающая прямой контакт с  воздухом камеры при хранении. При таком контакте происходят  не только окислительные процессы, приводящие к потерям вкусовых  качеств, но и большие весовые  потери вследствие испарения  (вымораживания) льда. Образующиеся  пары конденсируются в виде  изолирующего слоя снега на  трубах охлаждающих батарей, на  стенах и потолке камеры (т.  н. шуба); в результате значительно  ухудшаются условия работы холодильной  аппаратуры. Для качественной заморозки  необходимо также поддержание  температуры при хранении постоянно  на одинаковом уровне. При всяких  колебаниях происходит частичная  перекристаллизация льда, часто  с увеличением размеров кристаллов  и с повреждением структуры  тканей при размораживании.

Замороженными принято считать продукты, в которых  примерно 85 % влаrи превращено в лед. Льдообразование начинается обычно в интервале температур между 0 и ¬ -1 °С и условно считается законченным, когда температура в центре продукта достиrает -¬4, ¬-5 °C. Это соответствует средней температуре по объему ¬ -10 - -15°с. Понижение температуры продукта от О до ¬50 °C и составляет процесс замораживания. Понижение температуры от 0 °С принято называть охлаждением, а от ¬-5°C и ниже ¬ домораживанием. Максимальная обратимость процесса замораживания и, следовательно, более полное сохранение основных качеств продукта достиrаются при высоких скоростях замораживания. Под скоростью замораживания понимают отношение толщины замороженного слоя

(в сантиметрах)  ко времени (в часах), в течение  котоpoгo он образовался. Скорость замораживания (например, мяса в полутушах) в морозильных камерах при средней температуре воздуха в них и около ¬-20°C и естественной eгo подвижности не превышает 0,5 см/ч. В туннельных морозилках при t = - ¬25°C и w = 5 м/с скорость замораживания полутуши мяса составляет 0,91 см/ч, а при t  = - ¬35°C и w = ¬ 9 м/с соответственно 1,3 см/ч. В скороморозильных аппаратах, где продукты замораживают в блоках при непрямом контакте с хладоносителем, имеющим температуру ¬-25°, ¬-27°C, скорость замораживания составляет от 1 ,5 до 1 ,9 см/ч.

В промышленности применяют два метода замораживания  мяса: после ero охлаждения до среднеобъемной температуры t == + 4 °С ¬ -двухфазный метод; однофазный  , когда мясо в парном состоянии. При этом процесс замораживания резко интенсифицируется, что дает существенный технико-экономический эффект.

Дальнейшее совершенствование  холодильной технологии однофазного  замораживания мяса связано с  применением предварительного охлаждения и предварительного замораживания  в потоке и фронтальнoгo продвижения полутуш в камере. Это позволяет осуществлять полный цикл замораживания за 18ч. с усушкой мяса, не превышающей 1,2% за цикл.

Рассмотренная технология холодильной обработки  мяса в полутушах при воздушном  охлаждении по продолжительности охлаждения и замораживания достигла практического  предела. так как дальнейшая интенсификация будет связана со значительными затратами средств. Поэтому такая технология рекомендуется к применению при реконструкции холодильников с целью интенсификации теплообмена и внедрения механизации. Это объясняется еще и тем, что технология обработки мяса в полутушах на мясокомбинатах малоэффективна и обусловливает большую себестоимость хранения и перевозки во всех звеньях холодильной цепи производства мяса. Она затрудняет дальнейшую интенсификацию холодильной обработки мяса из-за большого внутреннего теплового сопротивления мяса в полутушах, не позволяет произвести упаковку мяса во влагонепроницаемые оболочки;  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3.Холодильное  хранение пищевых  продуктов 

Задача холодильного хранения ¬ замедлить изменения  именно тех процессов (усушка, окисление), которые ухудшают качество продуктов, а для этого наряду с другими факторами требуется поддержание постоянной температуры продукта. Усушка пищевых

продуктов сопровождается испарением воды или сублимацией  льда с их поверхности и пропорциональна количеству теплоты, воспринимаемой или отдаваемой продуктом. Количество влаги, усвоенной воздухом, зависит от eгo температуры и относительной влажности.

С понижением температуры  абсолютная влажность насыщения  и количество влаrи, переносимой единицей массы воздуха, уменьшаются. Если хранимый продукт не имеет внутренних источников теплоты, то при идеальной теплоизоляции ero можно было бы обеспечить стабильный температурный режим. На практике абсолютной теплоизоляции продукта достичь трудно, наблюдается колебание температуры окружающей среды, продукт вступает во взаимодействие с ней, что вызывает усушку продукта, окисление, старение и др.

Поэтому в некоторых  случаях при хранении ставится задача не просто торможения изменений, а направленного  их регулирования, например при созревании мяса. При такой постановке задачи выбирают технологию холодильной обработки, соответствующий режим хранения или специальной обработки, наиболее благоприятный для развития нужных изменений продукта, и хранение становится в сущности производственным процессом. Любой из известных методов быстрого охлаждения или замораживания не достигает цели максимального сохранения качества, поэтому в современной технологии применяют новые процессы обработки мяса, которые позволяют осуществить процессы созревания до холодильной обработки. Когда режимы холодильной обработки не влияют на качество продукта, то температуру и скорость движения воздуха определяют исходя из гoro, что продолжительность обработки и усушка пищевых продуктов должны быть минимальными, а также на основании технико-экономических расчетов. Относительная влажность воздуха при выборе режимов охлаждения или замораживания не учитывается, так как мало влияет на усушку продуктов. Режимы холодильного хранения в обычных камерах хранения охлажденных грузов характеризуются тремя параметрами, которые должны  обеспечить сохранение качества продуктов. К ним относятся температура, относительная влаж¬ность и скорость движения воздуха. Для специальных камер хранения эти характеристики дополняются параметрами, отражающими специфику обработки воздуха (например, бактерицидная обработка, регулирование состава газовой среды и др.). Температура хранения охлажденных грузов обычно составляет от +2 до ¬-2 °С. В процессе хранения при таких температурах продолжаются развитие микрофлоры и ферментативные про¬цессы. При этом скорость протекания последних достаточно большая, что в совокупности с развитием микрофлоры ограничивает сроки xpa¬нения. Особенно быстро развиваются микроорганизмы при условии повышенной влажности. Поэтому многие неупакованные охлажденные продукты рекомендуют хранить при условиях ненасыщенности и подвижности воздуха, так как наличие застойных зон с повышенной относительной влажностью считается недопустимым. При хранении замороженных продуктов поддерживают значительно более низкую температуру, чем при хранении охлажденных; при этом жизнедеятельность микрофлоры практически прекращается, а ферментативные процессы в замороженном мясе сильно затормажи¬ваются. Поэтому индивидуальные особенности замороженных про¬дуктов проявляются слабее, чем охлажденных, а режимы их xpaнe¬ния более разнообразны. Для замороженных продуктов в настоящее время намечается тенденция в применении различных химических стабилизаторов, замедляющих ферментативные процессы с целью удлинения сроков хранения, или герметичных упаковок, изолирующих продукт от воздействия кислорода воздуха. Но даже и в этих условиях основным регулируемым параметром остается температура продукта. Выбор температурного режима хранения осуществляется в зависимости от длительности сохранения продуктов. В рекомендациях Международноrо института холода температура ¬-12 °С названа как допустимая, а температура ¬-19°С и ниже ¬ как рекомендуемая.

В камерах с  воздушным охлаждением теплопритоки, проникающие через наружные ограждения, не перехватываются приборами охлаждения посредством лучистоrо теплообмена, что и вызывает увеличение усуш¬ки. Поэтому в таких камерах часто рекомендуют снижать темпера¬туру хранения до ¬- 30 °С. В этом случае воздух в камере уменьшает перенос влаги от продукта к приборам охлаждения.

Относительная влажность воздуха в камерах  хранения мороженых продуктов, если нет специальных устройств, не регулируется искусственно, а самопроизвольно  устанавливается обычно на уровне от 95 до 100% в зависимости от условий, складывающихся в камере, в результате взаимодействия процессов тепло¬-массообмена между продуктом и охлаждающими приборами. Для каждой системы охлаждения при полностью загруженных камерах хранения незатаренными грузами устанавливается только ей свойственная и оп¬ределенная относительная влажность

Первым общим  принципом, одинаковым для хранения охлажденных и замороженных продуктов, следует считать устойчивое, возможно более cтpoгoe постоянство и равномерность температуры, ско¬рости и относительной влажности воздуха. Если меняются какие-либо внешние условия, воздействующие на эти параметры в кa¬мере, то их необходимо компенсировать таким образом, чтобы режим в камере не нарушался. Так как полностью этого достигнуть не удается, то ограничиваются стремлением к минимальным отклонениям от заданного режима по объему камеры и по времени. Наиболее полно этого можно добиться при использовании теплоизоляции, достаточной по толщине, и эффективного автоматического регулирования температуры воздуха в камере. Второй общий принцип тесно связан с первым и заключается в сокращении внешних и внутренних теплопритоков в камеры хранения.

Наряду с машинными  способами охлаждения пищевых продуктов  на мелких предприятиях могут использоваться ледники. Охлаждение в них производится льдом или ледо-солевой смесью, которая загружается в специально устроенные боковые карманы (ледники с боковым размещением льда) или непосредственно в помещение. В этом случае продукты хранятся непосредственно на льду (ледники с нижнйм размещением льда). Наиболее гигиеничными из них являются ледники с боковым размещением льда, так как при нижнем расположении льда пищевые продукты, непосредственно соприкасаясь со льдом, увлажняются и загрязняются. Температура в ледниках обычно не бывает ниже 2 — 4°.

Для временного хранения небольших количеств скоропортящихся продуктов весьма эффективны холодильные шкафы, ванны, набитые льдом, охлаждаемые прилавки и прочее холодильное оборудование. Завоз и хранение скоропортящихся продуктов в теплое время года на предприятиях, не обеспеченных холодильными устройствами, запрещается.