Основы холодильной технологии пищевых продуктов. Холодильная техника и технология

Введение

Холодильная машина

Принцип действия компрессионных холодильных машин

Принцип действия абсорбционных холодильных машин

Принцип действия пароэжекторных холодильных машин

Принцип действия холодильных машин на вихревых охладителях

Принцип действия термоэлектрических холодильных машин

Введение

Холодильная техника – это научная дисциплина и отрасль техники, охватывающая методы получения и использования низких температур (холода) для производства и хранения пищевых продуктов.

Использование холодильной техники позволяет сохранять свойства пищевых продуктов, а также получать пищевые продукты с новыми свойствами.

Без холодильной техники невозможно снабдить растущее население качественными продуктами питания. В процессе производства и увеличения объёмов реализации пищевых продуктов важна роль холодильной техники, которая позволяет:

создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов в широком ассортименте;

увеличивать продолжительность хранения замороженных пищевых продуктов;

продавать пищевые продукты сезонного производства равномерно в течение года;

снижать товарные потери при хранении и транспортировке продовольственных товаров;

внедрять прогрессивные методы оказания услуг населению предприятиями торговли и общественного питания.

Холодильная машина

Холодильная машина - устройство, служащее для отвода теплоты от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды. Процессы, происходящие в холодильных машинах, являются частным случаем термодинамических процессов, т. е. таких, в которых происходит последовательное изменение параметров состояния рабочего вещества: температуры, давления, удельного объема, энтальпии. Холодильные машины работают по принципу теплового насоса - отнимают теплоту от охлаждаемого тела и с затратой энергии (механической, тепловой и т. д.) передают её охлаждающей среде (обычно воде или окружающему воздуху), имеющей более высокую температуру, чем охлаждаемое тело. Холодильные машины используются для получения температур от 10°С до -150°С. Область более низких температур относится к криогенной технике. Работа холодильной машины характеризуется их холодопроизводительностью.

Первые холодильная машина появились в середине XIX в. Одна из старейших холодильных машин - абсорбционная. Её изобретение и конструктивное оформление связано с именами Дж. Лесли (Великобритания, 1810), Ф. Карре (Франция, 1850) и Ф. Виндхаузена (Германия, 1878). Первая парокомпрессионная машина, работавшая на эфире, построена Дж. Перкинсом (Великобритания, 1834). Позднее были созданы аналогичные машины с использованием в качестве хладагента метилового эфира и сернистого ангидрида. В 1874 К. Линде (Германия) построил аммиачную парокомпрессионную холодильную машину, которая положила начало холодильному машиностроению.

В основе работы холодильников лежит холодильный цикл. Простой паровой цикл механической холодильной машины реализуется с помощью четырех элементов, образующих замкнутый холодильный контур, – компрессора, конденсатора, дроссельного вентиля и испарителя или охладителя (рис. 1). Пар из испарителя поступает в компрессор и сжимается, вследствие чего его температура повышается. После выхода из компрессора пар, имеющий высокие температуру и давление, поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется. В некоторых конденсаторах используется режим переохлаждения, т.е. дальнейшее охлаждение сконденсировавшейся жидкости ниже ее температуры кипения. Из конденсатора жидкость проходит через дроссельный вентиль. Поскольку температура кипения (насыщения) для данного давления оказывается ниже температуры жидкости, начинается ее интенсивное кипение; при этом часть жидкости испаряется, а температура оставшейся части опускается до равновесной температуры насыщения (тепло жидкости расходуется на ее превращение в пар). Процесс дросселирования иногда называют внутренним охлаждением или самоохлаждением, поскольку в этом процессе температура жидкого хладагента снижается до нужного уровня. Таким образом, из дроссельного вентиля выходят насыщенная жидкость и насыщенный пар. Насыщенный пар не может эффективно отводить тепло, поэтому он перепускается мимо испарителя и подается прямо на вход компрессора. Между дросселем и испарителем установлен сепаратор, в котором пар и жидкость разделяются.

Рис. 1. Схема холодильного цикла.

Принцип действия компрессионных холодильных машин

Компрессионные холодильники - наиболее распространённые и универсальные. Основными составляющими частями такого холодильника являются:

компрессор, получающий энергию от электрической сети;

конденсатор, находящийся снаружи холодильника;

испаритель, находящийся внутри холодильника;

терморегулирующий расширительный вентиль, ТРВ, являющийся дросселирующим устройством;

хладагент, циркулирующее в системе вещество с определёнными физическими характеристиками.

Ко всем элементам холодильной машины предъявляется требование высокой герметичности. В зависимости от вида холодильного компрессора компрессионные машины подразделяются на поршневые, турбокомпрессорные, ротационные и винтовые.

Хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или ТРВ) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение ее в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника.

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор.

В конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и конденсируется, то есть превращается в жидкость. Процесс повторяется вновь.

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объем испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр - это аналог ТРВ. Он не меняет свое сечение, а дросселирует определенное количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента.

Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлажденный хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из конденсатора подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить эффективность холодильника.

При достижении необходимой температуры температурный датчик размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При повышении температуры (за счёт внешних факторов) датчик вновь включает компрессор.

Для повышения экономической эффективности холодильной машины (снижения затрат энергии на единицу отнятого от охлаждаемого тела количества теплоты) иногда перегревают пар, всасываемый компрессором, и переохлаждают жидкость перед дросселированием. По этой же причине для получения температур ниже -30°С используют многоступенчатые или каскадные холодильные машины.

В многоступенчатых холодильных машин сжатие пара производится последовательно в несколько ступеней с охлаждением его между отдельными ступенями. При этом в двухступенчатых холодильных машинах получают температуру кипения хладагента до -80 °С.

В каскадных холодильных машинах, представляющих собой несколько последовательно включенных холодильных машин, которые работают на различных, наиболее подходящих по своим термодинамическим свойствам для заданных температурных условий хладагентах, получают температуру кипения до -150 °С.

Принцип действия абсорбционных холодильных машин

Рабочим веществом в абсорбционных холодильниках служат растворы двух компонентов с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Компонент, кипящий при более низкой температуре, выполняет функцию хладагента; второй служит абсорбентом. В области температур от 0 до -45°С применяются машины, где рабочим веществом служит водный раствор аммиака (хладагент - аммиак). При температурах охлаждения выше 0°С преимущественно используют абсорбционные машины, работающие на водном растворе бромида лития (хладагент - вода).

В абсорбционных системах сохраняются конденсатор, дроссельный вентиль и испаритель, но вместо компрессора используются четыре других элемента: абсорбер, насос, парогенератор (кипятильник) и редукционный клапан. Пар из испарителя попадает в абсорбер. Там он соприкасается с абсорбирующей жидкостью, которая поглощает находящийся в паровой фазе хладагент; давление в абсорбере при этом понижается, что обеспечивает непрерывное поступление пара из испарителя. В процессе абсорбции происходит выделение тепла, следовательно, абсорбер должен охлаждаться, например, за счет циркуляции воды. Холодная смесь абсорбирующей жидкости и хладагента поступает в насос, в котором её давление повышается. Поскольку повышение давления жидкости сопровождается лишь незначительным изменением её объема, необходимая для этого работа мала. После выхода из насоса холодная жидкость высокого давления поступает в кипятильник, где к ней подводится тепло, и большая часть холодильного агента испаряется. Этот умеренно перегретый пар высокого давления проходит через конденсатор и совершает обычный холодильный цикл, а абсорбент охлаждается и возвращается в абсорбер (через редукционный клапан) для повторения цикла. Действительный абсорбционный цикл отличается от идеального тем, что часть абсорбента испаряется в кипятильнике и уносится вместе с парами хладагента. Если его не отделить от хладагента до входа в испаритель, то это приведет к повышению температуры в испарителе, или на практике давление в испарителе будет значительно меньше давления насыщения при той температуре, которая должна быть в испарителе. Отделение абсорбента от хладагента частично происходит в сепараторе, который расположен между конденсатором и кипятильником и служит для конденсации абсорбента и возврата его в кипятильник вместе с небольшим количеством сопутствующего хладагента. Механическая работа абсорбционных холодильных установок значительно меньше, чем компрессионных, однако общие затраты энергии значительно выше. Энергия, которая подводится к кипятильнику, много больше той, которая отводится от абсорбера охлаждающей водой. Там, где электроэнергия дорогая, а тепловая энергия и охлаждающая вода дешевы, абсорбционные установки более выгодны, чем компрессионные. Применение абсорбционных машин весьма выгодно на предприятиях, где имеются вторичные энергоресурсы (отработанный пар, горячая вода, отходящие газы промышленных печей и т.д.).

Принцип действия пароэжекторных холодильных машин

Способ получения холода без совершения механической работы состоит в эжекции пара из испарителя. В такой установке хладагентом является вода, поэтому температура в холодильной камере не может быть ниже 0° С.

Пароэжекторный холодильник состоит из эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и ТРВ. Хладагентом служит вода, в качестве источника энергии используется пар давлением 0,3-1 МН/м2, который поступает в сопло эжектора, где расширяется. В результате в эжекторе и, как следствие, в испарителе машины создаётся пониженное давление, которому соответствует температура кипения воды несколько выше 0°С (обычно порядка 5°С). В испарителе за счёт частичного испарения происходит охлаждение подаваемой потребителю холода воды. Отсосанный из испарителя пар, а также рабочий пар эжектора поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая теплоту охлаждающей среде. Часть воды из конденсатора подаётся в испаритель для пополнения убыли охлаждаемой воды.

Пароэжекторные установки находят применение в промышленности, там, где имеются пар высокого и среднего давления и дешевая вода для охлаждения. Эти установки используются также на судах, поскольку небольшое число движущихся частей упрощает их обслуживание и ремонт.

Принцип действия холодильных машин на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.

Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого КПД. Достоинства - большая безопасность использования, так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции; долговечность, надёжность.

Воздушно-расширительные холодильные машины относятся к классу холодильно-газовых машин. Хладагентом служит воздух. В области температур примерно до -80°С экономическая эффективность воздушных машин ниже, чем парокомпрессионных. Более экономичными являются регенеративные воздушные холодильные машины, в которых воздух перед расширением охлаждается либо в противоточном теплообменнике, либо в теплообменнике-регенераторе. В зависимости от давления используемого сжатого воздуха воздушные холодильные машины подразделяются на машины высокого и низкого давления. Различают воздушные машины, работающие по замкнутому и разомкнутому циклу.

Принцип действия термоэлектрических холодильных машин

Термоэлектрический холодильник строится на элементах Пельтье, бесшумен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Тем не менее, сумки-холодильники, небольшие автомобильные холодильники и кулеры питевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.

Термоэлектрический холодильник работает на основе эффекта Пельтье, который заключается в выделении или поглощении теплоты при прохождении электрического тока через спай термопары. На рис. 2 схематично показано поперечное сечение такого холодильника объемом 65 дм3, способного поддерживать температуру холодильной камеры на 10° С ниже температуры окружающей среды. В верхней части расположены 72 термоэлемента, обеспечивающие охлаждение, которые потребляют большую часть из 135 Вт электроэнергии, необходимой для работы холодильника. В канале обдува воздухом расположены специальные ребра для лучшего сброса тепла, а в камере установлены пластины для увеличения поверхности теплообмена. Подобные холодильники на судах рассчитаны на хранение шести тонн замороженных или охлажденных продуктов. Промышленность выпускает и другие типы термохолодильников, в частности термостаты для лабораторных нужд.

Рис. 2. Термоэлектрический холодильник (может быть сделан портативным). 1 – охлаждающие ребра; 2 – вентилятор; 3 – жалюзи; 4 – термоэлементы; 5 – тепловая изоляция; 6 – холодные пластины.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

«Основы холодильной техники»

1. История развития холодильной технологии

Много столетий назад уже были известны способы аккумуляции и использования естественного холода: накапливание льда и снега в ледниках для хранения продуктов, хранение продуктов в глубоких ямах (использование низкой средней температуры грунта), охлаждение воды при ее испарении. Только в 18-м веке началось применение смесей льда и соли для получения более низких температур, чем температура плавления водного льда. Промышленные холодильные машины появились лишь в середине 19-го века. холодильный пищевой питание хранение

Первоначально искусственное охлаждение в широких масштабах стали применять при заготовке и транспортировке пищевых продуктов. Первая установка для замораживания мяса была построена в г. Сиднее в 1861 г. В этом же году (и тоже в Австралии) на нефтеперерабатывающем заводе была установлена холодильная машина для выделения парафина из сырой нефти, что явилось началом внедрения искусственного холода в химической промышленности. К концу 70-х и началу 80-х гг. девятнадцатого столетия относятся первые попытки перевозок мяса из Южной Америки и Австралии во Францию и Англию на судах-холодильниках с воздушными и абсорбционными холодильными машинами. Перевозка продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением началась в 1858 г. в США. Первый крупный холодильник был сооружен в Бостоне (США) в 1881 г. В том же году был построен холодильник в Лондоне, а в 1882 г. -- в Берлине.

2. Принципы сохранения пищевых продуктов

Сохранение пищевых продуктов основано на способности микроорганизмов реагировать на воздействие физических, химических и биологических факторов. Изменяя условия среды и оказывая то или иное воздействие на продукт, можно регулировать состав и активность его микрофлоры.

Способы консервирования подразделяют на: физические, физико-химические, химические, биохимические и комбинированные.

Физические способы -- использование высоких и низких температур, а также ионизирующих излучений, ультрафиолетовых лучей, ультразвука и фильтрации.

Физико-химические способы -- сушка, соление и использование сахара.

Химические способы основаны на применении химических веществ, безвредных для человека и не изменяющих вкус, цвет и запах продукта. В России в качестве консервантов разрешены следующие химические препараты: этиловый спирт, уксусная, сернистая, бензойная, сорбиновая кислоты и некоторые их соли, борная кислота, уротропин, отдельные - антибиотики, озон, углекислый газ и ряд других.

Биохимические способы консервирования основаны на подавляющем действии молочной кислоты, образующейся в результате сбраживания сахаров продукта молочнокислыми бактериями.

Комбинированные способы -- дымное и бездымное копчение, а также некоторые другие, основанные на использовании нескольких видов консервантов одновременно.

Микроорганизмы и ферменты вызывают разложение белков, гидролиз жиров, глубокие превращения углеводов и другие изменения. Поэтому основная задача консервирования пищевых продуктов сводится к ограничению или устранению разрушительного действия микроорганизмов и тканевых ферментов.

При этом внешнее воздействие на биологические факторы порчи может иметь различные формы -- биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз.

Биоз -- поддержание жизненных процессов в продуктах, т.е. использование их иммунитета. На этом принципе основано хранение плодов и овощей, живой рыбы, предубойное содержание скота и птицы.

Анабиоз -- замедление, подавление жизнедеятельности микроорганизмов и активности тканевых ферментов при помощи холодильной обработки и хранения, сушения и вяления, маринования, консервирования в сахарном сиропе и т.д.

Ценоанабиоз -- подавление вредной микрофлоры за счет создания условий для жизнедеятельности полезной микрофлоры, способствующей сохранению продуктов (квашение, молочнокислое и спиртовое брожение при производстве и хранении кисломолочных продуктов).

Абиоз -- прекращение всякой жизнедеятельности, в том числе и микроорганизмов, в продуктах (высокотемпературная обработка, применение лучистой энергии, токов высокой и сверхвысокой частот, антибиотиков, антисептиков и др.).

В зависимости от решаемых задач продукты подвергаются разной глубине холодильной обработки (охлаждение, переохлаждение, подмораживание, замораживание, домораживание), а для восстановления натуральных свойств к ним подводят теплоту (отепление, размораживание).

Охлаждением продуктов называется процесс отвода теплоты от них с понижением их температуры не ниже криоскопической. На практике все более широко применяют предварительное охлаждение, предшествующее любому последующему этапу технологического цикла обработки холодом и существенно снижающее потери при хранении.

Переохлаждение -- это состояние продукта, вызванное понижением его температуры ниже криоскопической без возникновения кристаллов влаги. Оно бывает устойчивым или неустойчивым в зависимости от теплофизических свойств продукта и температурных режимов окружающей среды.

Подмораживание -- процесс, сопровождающийся частичной кристаллизацией влаги в поверхностном слое, 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.

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 °С и выше, кристаллы льда плавятся, ткани поглощают влагу. Цель размораживания -- максимальное поглощение влаги тканями и полное восстановление первоначальных свойств продуктов.

Продолжительность холодильной обработки исчисляется минутами, часами, иногда сутками и влияет на качество и сохранность продуктов при последующем холодильном хранении.

Холодильное хранение -- это хранение продуктов после холодильной обработки при заданном режиме в камере.

Под режимом холодильной обработки и хранения понимают совокупность параметров и условий, влияющих на качество продуктов (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, состав среды, укладка, продолжительность процесса).

3. Холодильные агенты и хладоносители

Холодильные агенты

Для непрерывного охлаждения машинными способами помимо охлаждаемого тела и приемника теплоты требуется третье тело, переносящее теплоту от первого ко второму. Это третье тело называется рабочим телом или холодильным агентом.

При нормативном атмосферном давлении 0,1 МПа холодильный агент должен иметь достаточно низкую температуру кипения, чтобы при работе холодильной машины не было разрежения в испарителе. Например, для аммиака NH 3 температура кипения при давлении 0,1 МПа составляет 33,4 °С.

Основными холодильными агентами являются вода, аммиак, хладоны и воздух.

Воду применяют главным образом в установках кондиционирования воздуха, где обычно температура теплоносителя t H > 0 °С. В качестве холодильного агента воду используют в установках абсорбционного и эжекторного типов.

Аммиак имеет малый удельный объем при температуре кипения -70 °С, большую теплоту парообразования, слабую растворимость в масле и другие преимущества. Его применяют в поршневых компрессионных и абсорбционных установках. К недостаткам аммиака следует отнести ядовитость, горючесть, взрывоопасность при концентрациях в воздухе 16 -- 26,8 %.

Хладоны (фреоны) химически инертны, мало- или невзрывоопасны. Хладоны -- галоидопроизводные предельных углеводородов, получаемые путем замены атомов водорода в насыщенном углеводороде СnН 2 n + 2 атомами фтора, хлора, брома (СnН x , F y , С1 г, Вг н). Число молекул отдельных составляющих, входящих в химические соединения хладонов, связаны зависимостью х + у + z+ и = = 2п + 2. Любой холодильный агент обозначается символами RN, где R -- символ, указывающий на вид холодильного агента, N -- номер хладона или присвоенный номер для других холодильных агентов.

Хладоносители

Хладоносители являются промежуточным веществом между источником холода и объектом охлаждения. Они подразделяются на жидкие и твердые.

К жидким хпадоносителям относятся водные растворы солей -- рассолы и однокомпонентные вещества, замерзающие при низких температурах (этиленгликоль, кремнийорганическая жидкость). Применяют водные растворы солей NaCl, MgCI 2 , СаС1 2 , температура замерзания которых до известного предела (состояния криогидратной точки) зависит от концентрации рассола. Для раствора NaCl криогидратная точка -21,2 °С, для MgCl 2 -33,6 °С, для СаС1 2 -55 °С. Для уменьшения коррозирующего действия рассолов на металлические части оборудования в них добавляют пассиваторы: силикат натрия, хромовую соль, фосфорные кислоты.

Этиленгликоль в зависимости от концентрации в воде может иметь температуру замерзания от 0°С (вода) до -67,2°С при концентрации 70 % по объему.

Твердые хладоносители -- это эвтектический лед, образующийся при криогидратной температуре, представляющий собой смесь льда и соли и имеющий постоянную температуру плавления.

Теплофизические параметры пищевых продуктов

К наиболее важным теплофизическим параметрам пищевых продуктов относят удельную теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, энтальпию, криоскопическую температуру, плотность, равновесное давление пара.

Удельной теплоемкостью называется величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания или охлаждения 1 кг вещества на 1 К.

Теплопроводность -- один из видов теплопередачи, при котором перенос теплоты имеет атомно-молекулярный характер. Явления теплопроводности возникают при разности температур между отдельными участками тела (продукта). Количественно теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности и измеряется в Вт/(м * К).

Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, переносимому через единицу площади поверхности в синицу времени, при градиенте температуры, равном 1:

Энтальпия -- однозначная функция состояния термодинамической системы, часто называемая тепловой функцией или теплосодержанием, измеряется в Дж/кг. Данными об изменении энтальпии продовольственных продуктов в холодильной технологии пользуются обычно для определения отведенной или подведенной теплоты при холодильной обработке продуктов. Энтальпию отсчитывают при какой-либо начальной температуре (обычно -20 °С), При которой ее значение принимается за 0.

Криоскопической температурой называют температуру начала замерзания жидкой фазы продуктов. Тканевый сок продовольственных продуктов представляет собой диссоциированный коллоидный раствор сложного состава, которому соответствует криоскопическая температура -0,5...-5°С. Плотность -- отношение массы продукта к его объему. При замораживании плотность продукта уменьшается (на 5~ 8 %) поскольку вода в тканях, превратившись в лед, увеличивается в объеме при неизменной массе. Плотность большинства скоропортящихся продуктов составляет около 1000 кг/м 3 .

Равновесное давление пара над поверхностью продукта Р п из-за содержания во влаге продуктов растворенных веществ (сахара, соли и др.) несколько ниже давления насыщенного пара Р н при той же температуре даже при полном насыщении.

Классификация холодильников по назначению

По назначению различают следующие типы холодильников: заготовительные, производственные, распределительные, базисные, для хранения овощей и фруктов, продовольственных баз, портовые, перевалочные, предприятий розничной торговли и общественного питания, смешанного назначения.

Заготовительные холодильники сооружают в районах заготовок скоропортящихся пищевых продуктов. Они предназначены для первоначальной холодильной обработки, кратковременного хранения и подготовки заготавливаемых продуктов к транспортировке на торговые предприятия или распределительные холодильники и холодильники других типов.

Производственные холодильники -- составная часть пищевых предприятий (мясокомбинатов, рыбокомбинатов, консервных, Молочных заводов и др.). Они осуществляют холодоснабжение технологических процессов производства. Их используют для охлаждения, замораживания и хранения сырья и готовой продукции.

Распределительные холодильники предназначены для создания и хранения резервных, сезонных, текущих запасов скоропортящегося сырья и готовой продукции, обеспечивающих ритмичность производства пищевых отраслей и равномерное снабжение пищевыми продуктами населения в течение года.

Распределительные холодильники могут быть универсальными или специализированными в зависимости от номенклатуры сохраняемых грузов. В состав распределительных холодильников особенно вместимостью от 7000 до 20 000 т, могут входить цеху по выработке мороженого или быстрозамороженных пищевых продуктов (ягод и т.д.), сухого и водного льда, фасовке масла, изготовлению полуфабрикатов. Такие холодильники называются хладокомбинатами.

Базисные холодильники предназначены для длительного хранения резервов скоропортящихся продуктов (госрезерв). Эти холодильники сооружают в местах, которые удалены от населенных пунктов и надежно защищены.

Холодильники для хранения овощей и фруктов могут быть самостоятельными предприятиями либо входить в состав плодоовощных и продовольственных баз. Они располагаются в сельской местности, играя роль заготовительных, или в местах потребления (в городах, поселках).

Холодильники продовольственных баз предназначены для обслуживания торговой сети небольших городов. В них поступают пищевые продукты с производственных и распределительных холодильников.

Портовые холодильники используют для хранения пищевых продуктов, перевозимых водным транспортом. В них осуществляется перевалка пищевых продуктов с судов-рефрижераторов на железнодорожный и автомобильный транспорт и наоборот, поэтому их относят к группе транспортно-экспедиционных.

Перевалочные холодильники предназначены для кратковременного хранения грузов при передаче их с одного вида транспорта на другой, например с железнодорожного на автомобильный и наоборот.

Холодильники предприятий розничной торговли и общественного питания предназначены для хранения запасов продуктов, которые реализуются предприятиями в течение нескольких дней.

Холодильники смешанного назначения выполняют несколько функций. Например, производственные и портовые холодильники в крупных городах могут осуществлять одновременно функции распределительных. И портовые холодильники в рыбных портах могут выполнять роль производственных холодильников рыбокомбинатов.

4. Виды холодильной обработки пищевых продуктов

Охлаждение

Охлажденным считается продукт, в толще которого поддерживается температура от 0 до 4 °С. Основная задача охлаждения заключается в создании неблагоприятных условий для развития микробиальных и ферментативных процессов в пищевых продуктах. Цель охлаждения -- сохранение первоначального качества продукта в течение определенного времени.

Для многих продуктов, особенно растительного происхождения, являющихся живыми организмами, выбор конечной температуры охлаждения, при которой они будут храниться, имеет большое значение. Повышение или понижение температуры хранения на несколько градусов по сравнению с оптимальной приводит к преждевременной порче продуктов. Каждый способ охлаждения оценивают по совокупности признаков, среди которых первостепенное значение имеют качество получаемого продукта и экономичность способа охлаждения.

Способы охлаждения пищевых продуктов можно подразделить на три основные группы: в контакте с воздухом, в контакте с жидкостью (или тающим льдом, снегом), в контакте с инертными газами. Эти способы различаются по величине коэффициентов теплоотдачи на поверхности охлаждаемого продукта.

Пищевые продукты чаще всего охлаждают в воздухе, несмотря на то, что коэффициент теплоотдачи в нем самый малый.

Когда указывают режимы охлаждения в воздухе, то называют обычно его температуру, среднюю скорость движения и относительную влажность.

Поле относительной влажности воздуха в камерах охлаждения, так же как и в камерах замораживания, очень неравномерно. Если поверхность охлаждаемого тела влажная, то воздух около нее находится в состоянии насыщения при температуре тела, а у поверхности охлаждающих приборов -- при температуре их теплообменной поверхности. Поскольку эти две поверхности имеют разную температуру, неодинаково и влагосодержание воздуха около них. Все это приводит к испарению влаги с поверхности продукта и конденсации ее из воздуха на поверхности охлаждающих приборов. По мере увеличения скорости движения воздуха в камере уменьшается неравномерность поля относительной влажности и температуры.

Деление способов охлаждения пищевых продуктов на три основные группы не исключает многообразия вариантов режимов охлаждения в пределах каждой группы.

При охлаждении любым способом преследуют две цели:

охлаждение продукта сразу после производства;

интенсивное охлаждение.

На скорость охлаждения продукта влияет ряд факторов: его размеры; величина поверхности; масса; удельная теплоемкость; начальная и конечная температуры и многое другое.

Замораживание

К замораживанию пищевых продуктов прибегают для достижения следующих целей:

Обеспечения сохранности во время длительного хранения; отделения влаги при концентрировании жидких пищевых продуктов;

Изменения физических свойств продуктов (твердость, хрупкость и др.) при подготовке к дальнейшим технологическим операциям

При сублимационной сушке;

Производства своеобразных пищевых продуктов и придания им специфических вкусовых и товарных качеств (мороженое, пельмени, другие быстрозамороженные продукты).

Основное отличие результатов замораживания от результатов охлаждения состоит в том, что замороженные продукты более стойки при хранении, чем охлажденные, поскольку вода в них превращается в лед. При этом прекращается диффузионное перемещение растворимых в воде веществ и, следовательно, питание микроорганизмов и протекание биохимических (ферментативных) реакций. Эффект замораживания достигается при температуре в центре продукта -6 °С и ниже.

Результативный эффект превращения воды в лед родственен эффекту обезвоживания. При этом уменьшается количество влаги, необходимой для жизнедеятельности микроорганизмов и осуществления биохимических реакций.

Различие между замораживанием и сушкой состоит в том, что при замораживании влага превращается в лед, не будучи удаленной из продукта, тогда как при сушке она удаляется.

Замороженный продукт отличается от охлажденного рядом внешних и физических признаков и свойств:

твердостью -- результат превращения воды в лед;

яркостью окраски -- результат оптических эффектов, вызываемых кристаллизацией льда;

уменьшением удельного веса -- следствие расширения воды при замораживании;

изменением термодинамических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность).

В технологическом отношении замораживание в отличие от охлаждения вызывает необратимые изменения в продукте, препятствующие полному восстановлению его первоначальных свойств. Поэтому в таком случае говорят о неполной обратимости пищевых продуктов.

При замораживании в отличие от охлаждения происходят частичное перераспределение влаги, травмирование тканей продукта кристаллами льда, а также иногда частичная денатурация белка.

В итоге вкусовые и питательные достоинства продукта могут снизиться, если замораживание осуществлено неправильно. Замораживая продукт, необходимо стремиться прежде всего к сохранению его питательных и вкусовых свойств. Для этого необходимо добиться максимальной обратимости явлений, происходящих в процессе замораживания.

Подмораживание (переохлаждение)

Подмораживание заключается в понижении температуры продуктов немного ниже криоскопической для улучшения условий хранения. Поскольку понижение температуры продуктов сопровождается некоторым льдообразованием, термин «переохлаждение» неточен, более правильный «подмораживание».

Существуют два основных способа подмораживания продуктов:

Продукт помещают в камеру, где поддерживается температура 0 - 3 °С; температура его постепенно понижается, приближаясь к температуре воздуха камеры; так переохлаждают рыбу, птицу, мясо, зимние сорта яблок;

Продукт помещают в морозильную камеру, где замораживается его периферийный слой ограниченной толщины; после перемещения продукта в камеру хранения с температурой -2 -3 °С вследствие внутреннего теплообмена во всем объеме продукта устанавливается температура, одинаковая с температурой хранения. Этот способ рекомендуется для подмораживания мяса и рыбы, причем подмораживать рыбу можно контактным способом в рассоле.

При подмораживании в морозильных камерах с последующим внутренним теплообменом до выравнивания температур в объеме продукта происходят теплофизические процессы, существенно отличные от происходящих при медленном переохлаждении. Такой процесс делится на два взаимосвязанных этапа. На первом этапе при интенсивном отводе теплоты замораживается слой некоторой толщины и в продукте создается резко равномерное температурное поле. На втором этапе происходит внутренний теплообмен в продукте при очень слабом теплообмене с воздухом камеры хранения. Это приводит к приблизительному равенству температуры продукта и камеры. Внутренний теплообмен в продукте можно рассчитывать как адиабатный.

Интенсивный отвод теплоты от продукта на первом этапе приводит к быстрому замораживанию периферийного слоя, что благоприятно в технологическом отношении и удобно организационно, так как время, необходимое для пребывания продукта в морозильной камере, невелико. Последнее обстоятельство позволяет выполнить в непрерывном потоке подмораживание таких продуктов, как мясные полутуши и четвертины. Нет необходимости ограничивать на первом уровне понижение температуры поверхности мяса из-за опасения уменьшить обратимость процесса.

Температура поверхности должна быть такой, чтобы после уравнивания температура в толще была (-1-2) °С.

Таким образом, чем интенсивнее процесс теплообмена на первом этапе, тем совершеннее он в технологическом и организационном отношении.

5. Охлаждение пищевых продуктов

Охлаждение продуктов растительного происхождения.

Для плодов, ягод и овощей охлаждение и хранение в охлажденном состоянии -- самый надежный и распространенный способ консервирования, в основе которого лежит применение холода для поддержания оптимальных значений температуры, относительной влажности воздуха и воздухообмена.

Хранение свежих плодов и овощей основано на принципе биоза (поддержание жизнедеятельности за счет естественного иммунитета). Процессы, происходящие в плодах и овощах на всех этапах жизненного цикла, имеют общебиологическую природу, а процессы, протекающие в период хранения, в значительной степени являются продолжением этих процессов. Однако имеется и принципиальное различие: во время роста наряду с распадом органических веществ происходит активный их синтез, причем процессы синтеза преобладают над процессами распада, а в хранящихся плодах и овощах наблюдается главным образом распад веществ с выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток.

При охлаждении и хранении таких продуктов нужно максимально снизить интенсивность биохимических, микробиологических и физико-химических процессов, поддерживая жизнеспособность и естественный иммунитет на минимальном уровне. С этой целью температуру продуктов снижают от исходной до низшей границы физиологической устойчивости, зависящей от видовой (генетической) их особенности.

Режим хранения продукции устанавливают на основе изучения ее свойств, продолжительности хранения, вида упаковки и др. Дополнительные методы консервирования (озонирование, пищевые покрытия, МТС, РГС и др.) позволяют существенно продлить срок хранения при сохранении качества. Особое значение для сохранения качества плодоовощной продукции имеет скорость ее охлаждения сразу после уборки на поле, в саду.

Холодильная обработка -- один из основных способов сохранения качества ягод, плодов и овощей. Однако ее преимущества используются не полностью, причем это относится в первую очередь к начальному этапу -- предварительному охлаждению, обеспечивающему благодаря быстрому понижению температуры сокращение потерь от порчи и усушки.

Предварительное охлаждение плодов и овощей представляет собой процесс быстрого понижения их температуры от начальной (после уборки урожая) до требуемой при последующих технологических операциях (транспортировании, краткосрочном или длительном хранении). При немедленной реализации продукции (поле --прилавок) необходимость в холодильной обработке отпадает.

Эффективность предварительного охлаждения связана с положительным влиянием его на факторы, определяющие сохранность продукции. Чем быстрее понизится температура плодов и овощей после сбора, тем продолжительнее будет период хранения их в холодильнике и выше качество. Предварительное охлаждение позволяет снизить интенсивность дыхания плодов и овощей и связанных с ним биохимических процессов, предотвратить значительные потери массы и развитие фитопатогенных микроорганизмов. Показано, что «один день» жизни растительных клеток плодов при температуре 25 °С равен двум дням при температуре 15 °С, четырем -- при 10 °С, восьми -- при 4°С и шестнадцати -- при 0°С.

Промышленные способы охлаждения продуктов животного происхождения

Сущность охлаждения продуктов животного происхождения состоит в понижении их температуры посредством теплообмена с охлаждающей средой, но без льдообразования.

Охлаждение обеспечивает сохранение высоких потребительских свойств продуктов (аромата, вкуса, консистенции, цвета) при наименьших изменениях в них. Поэтому если планируемый срок хранения небольшой, продукты выпускают в охлажденном виде. Однако охлажденные продукты длительному хранению не подлежат, так как при близкриоскопических температурах многие виды вредных микроорганизмов активно развиваются и продукт может быстро испортиться.

В настоящее время на основе комбинированных методов консервирования удается значительно повысить сроки хранения скоропортящихся пищевых продуктов в охлажденном состоянии.

При охлаждении имеют место процессы тепло- и массообмена между продуктом и охлаждающей средой, что вызывает испарение влаги с поверхности продукта (усушку) и переход теплоты от продукта в охлаждающую среду.

В промышленности наиболее распространены способы охлаждения, которые осуществляются передачей теплоты от продукта конвекцией, радиацией и вследствие теплообмена при фазовом превращении.

В соответствии со способом теплообмена для охлаждения используют следующие охладительные системы:

типа воздушных кондиционеров (конвективный способ);

применяющие сжиженные газы (конвективный способ);

охлаждающие некипящими жидкостями (кондуктивный способ);

охлаждающие некипящими жидкостями, движущимися относительно объекта (смешанный способ);

вакуумные, действующие до уровня давления 665 Па (испари-ельно-конденсационный способ).

Современные направления совершенствования холодильной обработки основаны на доведении температуры продуктов до уровня, неблагоприятного для развития микрофлоры и обеспечивающего их сохранность и уменьшение потери массы.

Конкретные режимы охлаждения для каждой группы продуктов определяют с учетом криоскопической температуры и в соответствии с особенностями их состава, свойств, микроструктуры, биохимических процессов, а также целевого назначения и экономичности.

Сравнительно новые методы охлаждения следующие:

воздушное при повышенном давлении;

гидроаэрозольное;

вакуумное;

с использованием электрофизических способов;

снегообразным диоксидом углерода;

глубокое в среде инертных газов.

Наиболее распространенным методом охлаждения мяса является воздушный.

6. Низкотемпературная обработка продуктов питания

Замораживание продуктов растительного происхождения.

Консервирование плодоовощной продукции замораживанием позволяет сгладить сезонность в ее потреблении, насытить рацион жизненно необходимыми витаминами, минеральными элементами, сократить время приготовления пищи, значительно улучшить ее санитарно-гигиенические показатели. В качестве полуфабриката замороженные плоды, овощи и ягоды являются сырьем для промышленного производства многих других продуктов (фруктовые и молочные кремы, йогурты, мороженое, кондитерские изделия и др.).

Все способы замораживания подразделяют по виду теплообмена на конвективные, кондуктивные, испарительно-конденсационные, смешанные.

1. Замораживание воздушным способом проводят в морозильных камерах и туннельных морозильных аппаратах. Преимущество туннельных морозильных камер универсальность: в них можно замораживать пищевые продукты разной формы и типоразмера и в различной упаковке.

2. Замораживание в «кипящем слое» (флюидизационный способ) происходит под действием подаваемого восходящего потока холодного воздуха, достаточного для поддержания продукта во взвешенном состоянии, которое достигается с помощью мощного потока воздуха, подаваемого вентиляторами через охлаждающую батарею, а затем через слой замораживаемого продукта находящегося, на сетчатой ленте конвейера. Проходя через отверстия ленты, воздух поднимает частицы продукта, отделяет их друг от друга и удерживает во взвешенном состоянии.

3. При контактном способе замораживания продукт зажимается двумя металлическими плитами, в которых циркулирует кипящий хладоноситель. Важное условие -- равномерность толщины загружаемых порций по всей поверхности плиты. Контактные плиточные аппараты непригодны для замораживания продуктов неправильной формы.

4. Замораживание с использованием испарительно-конденсационного обмена применяют, когда удаление влаги из продукта способствует проведению какого-либо последующего процесса, например сублимационной сушки. Нa первом этапе под вакуумом вследствие бурного испарения воды из продукта понижается его температура и образуются кристаллы водяного льда, а затем уже под глубоким вакуумом осуществляется сублимация водного льда, тем самым обеспечивается обезвоживание продукта.

Замораживание мяса крупного рогатого скота и свиней. Мясо замораживают обычно в полутушах и четвертинах, баранину -- в тушах. Кроме того, мясо замораживают в блоках, сортовых отрубах и мелкой фасовке. Для замораживания мясо в тушах и полутушах но путям направляют в морозильные устройства камерного типа.

Говяжьи полутуши замораживают при следующих параметрах - температура от -30 до -40 °С, скорость движения воздуха 1-2 м/с, относительная влажность воздуха 95 -- 100%; продолжительность процесса в пределах 24 ч. Время замораживания свиных полу туш и бараньих туш составляет соответственно около 80 (18 -- 20 ч) и 60% (14--16 ч) времени замораживания говяжьих полутуш.

Интенсифицировать процесс замораживания можно с помощью физических методов повышения давления воздушного потока, применения ультразвука, вибрации и т.д.

Замораживание птицы. Птицу замораживают в воздушной среде после предварительного охлаждения или без него. Продолжительность замораживания птицы в таре зависит от се вида и упитанности, температуры и скорости движения воздуха. При -18 °С и естественной циркуляции -- 48 -- 72 ч, при -23...-26°С и скорости движения воздуха 1 -- 1,5 м/с - 20 ч (куры и утки), 35 --40 ч (гуси, индейки).

Замораживание субпродуктов. Субпродукты замораживают на противнях, которые укладывают на рамы, этажерки или стеллажи, либо в виде блока при температуре -30...-55°С и скорости движения воздуха 1 -- 2 м/с. Продолжительность замораживания при двухфазном способе 12 ч, при однофазном --18 ч; при замораживании в морозильных аппаратах -- соответственно 3 -- 4 и 4 -- 7 ч.

Замораживание продуктов из яиц. Замораживают продукцию из яиц -- яичный меланж, альбумин (белки) и желтки с сахаром для выпечки хлебобулочных изделий. Кроме того замораживают соленый желток, применяемый при изготовлении майонеза и приправ и салата, также простой желток без сахара и соли, используемый для детского питания и рецептуре лапши. Замораживают и специальные яичные продукты (смесь для яичницы-болтуньи, омлеты, суфле, кубики, рулеты и т.д.).

Для длительного хранения меланж замораживают при -35...-45 °С Для замораживания пригодны только очень свежие яйца, в некоторых случаях, чтобы уничтожить сальмонеллы, их дополнительно стерилизуют путем ультрафильтрации. Эффект желирования можно свести к, минимуму подмешиванием 5 -- 10 % соли, 10% сахарозы или 5% глицерина. Эффекта резинистости альбумина можно избежать применением криогенного замораживания в диоксиде углерода и азоте.

Замораживание молочных продуктов. Из молочных продуктов чаще всего замораживают сливочное масло, предназначенный для переработки творог, некоторые кисломолочные продукты, редко молоко, сыры.

Для холодильной обработки ящики масла укладывают так чтобы обеспечить доступ холодного воздуха к каждому пакету или вертикальному ряду пакетов.

Холодильная обработка масла считается законченной, если в монолите на глубине 6 -- 8 см температура продукта не превышает- 12°С.

Количество сливочного масла, загружаемого ежесуточно для холодильной обработки в камеры хранения с температурой воздуха -18 °С и ниже, не должно превышать для камер вместимостью до 200 т включительно 6 %, более 200 т -- 12 % (повышение температуры воздуха камеры выше -14°С не допускается).

Замораживание рыбы. Рыбу перед замораживанием сортируют, у крупной удаляют внутренности; слизь смывают чистой водой.

Существуют следующие способы замораживания рыбы: в воздухе с помощью естественного холода; в смеси льда и соли; с помощью искусственного холода, получаемою машинным методом (воздушное замораживание, контактное в плиточных морозильных аппаратах); с применением жидких углерода и азота; в рассоле; комбинированные.

Быстрозамороженные продукты

По классификации ФАО к быстрозамороженным продуктам относятся изделия из овощей и картофеля, фрукты, готовые изделия и кулинарные полуфабрикаты. В группе быстрозамороженных готовых блюд и кулинарных полуфабрикатов первое место занимают изделия из теста, особенно пицца и различные мучные изделия (кнедлики с начинкой, русские пельмени). Среди рыбных изделий - филе. Замораживают сладкую кукурузу в виде початков и зерно. Картофель замораживают в скороморозильных аппаратах при температуре -40°С в течение 6--12 мин до температуры в центре продукта -5°С. В последующем температура по всей массе выравнивается и продукт хранится при -18°С в течение 6 мес.

Быстрозамороженные изделия из теста можно длительно хранить в замороженном состоянии. Развитие производства быстрозамороженных продуктов позволит:

* значительно (до 30 %) сократить потери важнейших биологически ценных компонентов сельскохозяйственного сырья при длительном хранении;

* снизить потери пищевых продуктов в общественном питании и Домашнем хозяйстве:

* высвободить часть работников, занятых неквалифицированным трудом по сортировке и подготовке продуктов к реализации и потреблению;

* уменьшить затраты домашнего труда;

* создать запасы продуктов широкого ассортимента для равномерной реализации в крупных потребительских центрах в течение года.

7. Холодильное хранение продуктов питания

Условия хранения скоропортящихся продуктов

Существуют общие принципы выбора режимов хранения охлажденных и замороженных продуктов и некоторые требования к холодильным сооружениям и системам охлаждения камер хранения, вытекающие из этих принципов.

Во-первых, строгое постоянство и равномерность поля режимных параметров, поддержание оптимальных режимов постоянными во всем объеме холодильных камер в течение всего времени хранения. Если меняются какие-либо внешние условия, воздействующие на режимные параметры в камере, то их необходимо компенсировать таким образом, чтобы режим не нарушался. Полностью соблюдать этот принцип невозможно, поэтому стремятся к тому, чтобы отклонения от заданного режима были минимальны. В наибольшей степени этого можно добиться при совершенной теплоизоляции и автоматическом регулировании работы охлаждающих устройств.

Во-вторых, сокращение всякого рода теплопритоков в камеры хранения. Это внешние теплопритоки, которые уменьшаются, когда надежна теплоизоляция камеры, и внутренние, которые могут образовываться при внесении теплого груза, открывании дверей и вследствие других причин подобного рода. Теплопритоки нарушают температурный режим, могут влиять на величину относительной влажности, создают неравномерность поля режимных параметров.

Общими обязательными условиями хранения скоропортящегося продукта независимо от того, как долго он будет находиться в холодильнике, являются следующие:

доброкачественность продуктов, поступающих на хранение (холод только замедляет или приостанавливает развитие микроорганизмов);

поддержание в холодильных камерах необходимых температур, относительной влажности, скорости циркуляции воздуха и его вентиляции;

правильные размещение и укладка скоропортящихся продуктов при холодильном хранении;

строгое соблюдение принципов товарного соседства.

Размещение и укладка скоропортящихся продуктов при холодильном хранении. Перед размещением и укладкой продуктов ветеринарная служба холодильника, которую возглавляет главный (старший) ветеринарный врач, осуществляет ветеринарно-санитарную экспертизу продуктов животного происхождения.

Работники ветеринарной службы имеют право не допускать на хранение недоброкачественные продукты, требовать срочной реализации продуктов, срок хранения которых истек, запрещать погрузку пищевых продуктов на транспорт, не отвечающий санитарным требованиям.

Санитарный контроль на холодильнике осуществляет ведомственная санитарная служба. Санитарный врач имеет право не принимать на хранение недоброкачественное сырье и запретить выпуск с холодильника непригодных в пищу продуктов. Указания санитарного врача по вопросам санитарно-гигиенического режима обязательны для работников холодильника.

В зависимости от вида продукта охлаждаемые помещения подразделяют на камеры хранения мяса, масла, яиц, жира, субпродуктов, колбас и т.д.

Совместное хранение продуктов в одной камере допускается только при крайней необходимости (например, при угрозе порчи продуктов, принятых холодильником и находящихся вне холодильных камер, при недостатке холодильной площади и маневрировании в целях более полного использования холодильной площади). При этом хранить в одной камере можно только продукты, для которых требуется одинаковый температурно-влажностный режим. Для совместного хранения неупакованных мороженых продуктов следует использовать камеры с температурой воздуха не выше -15 °С. При более высокой температуре запахи, присущие продуктам, становятся интенсивнее и легче передаются от одного продукта другому. Продукты с более высокой температурой подлежат перед закладкой на совместное хранение домораживанию в камерах замораживания. Домораживание в камерах совместного хранения не допускается.

Не разрешается совместное с другими продуктами хранение колбасных изделий и мясокопченостей, сыров всех видов, фруктов и овощей (свежих и замороженных), дрожжей хлебопекарных.

Продукты поступают на холодильное хранение в охлажденном, замороженном и подмороженном состоянии со средней конечной температурой, равной температуре хранения. Продукты, прибывшие на холодильник с температурой в толще выше установленной, направляют на доохлаждение и домораживание.

Технологическими инструкциями допускается загрузка и отепленных продуктов, но при этом суточное поступление груза ограничивается в камеры хранения грузовой вместимостью до 200 т 8 % вместимости, более 200 т -- 6 % вместимости.

Режимы холодильного хранения

В холодильной технологии хранения продуктов различают три основных режима: для охлажденных, подмороженных и замороженных продуктов. Общие принципы хранения -- это обобщение технологии хранения различных по свойствам продуктов.

Охлажденные продукты хранят при температуре воздуха на 0,5 -- 2 °С выше криоскопической, относительной влажности 85 -- 90 %; скорости движения воздуха 0,1 -- 0,2 м/с. В зависимости от вида, характера и наличия упаковки их укладывают неполными штабелями (с учетом нагрузки на 1 м 2 камеры) с прокладкой реек между рядами, подвешивают на крючьях подвесных путей или раскладывают на стеллажах с таким расчетом, чтобы воздух свободно циркулировал вокруг них.

Подмороженные продукты хранят при температуре воздуха на 1 -- 2 °С ниже криоскопической, относительной влажности 92--95 % и скорости движения воздуха 0,1--0,2 м/с. Подмороженные мясо, рыбу и птицу хранят в два-три раза дольше, чем охлажденные.

Режим хранения мороженых продуктов устанавливают в зависимости от их вида, упаковки, требуемого срока хранения. Согласно рекомендации Международного института холода замороженные продукты следует хранить при температуре не выше -18 °С и относительной влажности воздуха 100 %. Замороженные продукты укладывают плотными рядами, чтобы исключить циркуляцию воздуха внутри штабеля. Камеры хранения загружают однородными продуктами или с одинаковым режимом (желательно и сроком) хранения.

Многие проблемы решаются на современных автоматизированных, роботизированных холодильниках при хранении упакованных и фасованных продуктов в контейнерах, в пакетах, на полетах.

8. Транспортирование охлажденных и замороженных пищевых продуктов

Классификация и краткая характеристика холодильного транспорта

Холодильный транспорт -- важнейшая составная часть непрерывной холодильной цепи. От четкости организации перевозок и совершенства холодильного транспорта в значительной степени зависят сохранение качества пищевых продуктов и уровень потерь как в процессе самого транспортирования, так и при последующем хранении и переработке.

Холодильный транспорт связывает все звенья холодильной цепи.

Холодильный транспорт -- это совокупность передвижных транспортных средств и стационарных сооружений, предназначенных для перевозки скоропортящихся грузов. Все транспортные средства, используемые для этих целей, изотермические, т.е. их кузов изготовлен из теплоизолированных ограждающих конструкций, уменьшающих тепловые потоки из окружающей среды. Если средний коэффициент теплопередачи по всему теплоизолированному ограждению равен или меньше 0,7 Вт/(м2* К), то транспортное средство называют обычным изотермическим, а при К меньше или равном 0,4 Вт/(м2 * К) -- изотермическим с усиленной изоляцией.

Допустимую продолжительность транспортирования т замороженных пищевых продуктов при заданном повышении температуры можно определить с помощью уравнения Лединга, ч:

где G -- масса груза, кг; с -- удельная теплоемкость продукта, кДж/кг; tн, tк -- начальная и конечная температуры груза, °С; К-- коэффициент, учитывающий влияние света и солнечного излучения (для крупных транспортных средств 1,75); F-- средняя величина внутренней поверхности охлаждаемой емкости транспортного средства, м; Дtm -- разница между средней температурой окружающей среды и температурой груза, єС.

Изотермический транспорт может быть ледниковым и рефрижераторным.

Ледниковый транспорт -- транспортные средства с безмашинным охлаждением, в которых в качестве хладагента используют лед, льдосоляные смеси, сухой лед, сжиженные газы и т.д. Хладагент помещают в сосуды или резервуары; запас его должен быть достаточен не менее чем на 12 ч работы. В зависимости от температуры, поддерживаемой в рабочем объеме, ледники относят к следующим классам: А -- с температурой не выше 7 °С; В -- не выше -10°С; С -- не выше -20 °С при наружной температуре не выше 30 °С. Ледники классов В и С выпускают с усиленной изоляцией.

Рефрижераторы -- изотермические транспортные средства, охлаждаемые с помощью холодильных машин или установок. При этом при наружной температуре не выше 30 °С в кузове поддерживается следующая температура в зависимости от класса рефрижератора: А -- от 12 до 0°С; В -- от 12 до -10°С; С -- от 12 до -20°С; D -- не выше 2 °С; Е -- не выше -10°С; F -- не выше -20 °С. Все рефрижераторные изотранспортные средства, кроме относящихся к классу А, выпускаются с усиленной изоляцией.

Отапливаемые транспортные средства -- это изотранспорт, имеющий отопительные установки, которые позволяют поддерживать температуру на необходимом уровне (не ниже 12°С) в течение не менее 12 ч:

для класса А -- при температуре наружного воздуха не ниже -10 °С,

класса В -- не ниже -20 °С.

Транспорт класса В выпускают с усиленной изоляцией.

В зависимости от вида используемых транспортных средств хладотранспорт подразделяют на железнодорожный, автомобильный, водный (морской и речной), воздушный, трубопроводный и контейнерный.

Условия, сроки и особенности перевозки различных пищевых продуктов

Технология хранения скоропортящихся продуктов во многом определяет и технологию перевозок. Непрерывность холодильной цепи требует соблюдения одинаковых условий как на стационарных холодильниках, так и на холодильном транспорте. Обработка продуктов определяет подготовку транспортных средств. Неблагоприятные условия хранения продуктов на стационарных холодильниках затрудняют перевозки, сокращают предельный срок транспортирования. Рассмотрим особенности транспортирования различных пищевых продуктов.

Мясо и мясопродукты. В общем объеме перевозок железнодорожным транспортом мясо и мясопродукты составляют около 6 %. Часть этих перевозок осуществляется в рефрижераторных вагонах, часть -- в вагонах-ледниках. Дальние перевозки в пределах РФ -- это поставки в районы Дальнего Востока и Крайнего Севера с Урала, из Западной Сибири и центра России. Перевозки мяса характеризуются сезонностью, что определяется неравномерностью заготовок скота в течение года: более 40 % мяса заготавливают в сентябре -- ноябре.

Для транспортирования мяса по железной дороге используют 5-вагонные секции, оборудованные приспособлениями для подвески мясных туш. Используют также автономные вагоны. Вагоны и секции закреплены за крупными мясокомбинатами, постоянно отгружающими охлажденное мясо в промышленные центры. Правые половины полутуши располагают с одной стороны, левые -- с другой. Четвертины говядины и туши баранины подвешивают в два яруса на деревянных разгонах или веревках. Перспективна перевозка охлажденного мяса в ящиках. Для этого туши разрубают на стандартные отруба, которые обертывают целлофаном и плотно укладывают в ящики. Такой способ позволяет лучше использовать транспортные средства (более плотная загрузка), сокращает усушку, улучшает санитарные условия.

Плодоовощные товары и картофель. Условия транспортировки плодов и овощей зависят от ряда факторов: их способности сохраняться, условий выращивания, степени зрелости и т.д. Для успешной перевозки плодов и овощей они должны быть тщательно упакованы в соответствующую тару. Наилучшая укладка плодов и овощей в тару такая, при которой они не соприкасаются друг с другом. Для этого используют различные упаковочные материалы: полиэтиленовую пленку, древесную стружку, бумагу и т.д. Установку в вагоны и кузова тары осуществляют так, чтобы каждое грузовое место омывалось потоком воздуха. Каждое место укрепляют для предотвращения механических повреждений плодов и овощей. Требуется поддержание постоянных температуры и влажности.

Предельные сроки перевозки свежих плодов и овощей зависят от вида транспорта, вида продукции, периода года и составляют, например, для летних яблок в изотермических вагонах 20 сут, летних груш 12, сливы 16, земляники 3, капусты 15 -- 18, картофеля раннего 14, позднего 20 сут и т.д.

Консервная продукция. В общем объеме перевозок скоропортящихся грузов консервная продукция составляет около 20 %. Рыбные и мясные консервы перевозят равномерно в течение года. Перевозка плодоовощных консервов имеет ярко выраженную сезонность. В зависимости от времени года консервы перевозят в изотермических вагонах без утепления, с утеплением, с отоплением. Молоко и молочные продукты. Из-за краткого срока хранения этих продуктов перевозка их должна быть четко организована. Наибольшую часть молока перевозят в специальных цистернах. Сливочное масло перевозят в ящиках и бочках, топленое -- в бочках. В зависимости от температуры транспортировки масло укладывают плотно (при температуре не выше -20 °С), вертикальным или шахматным способом. Сыры упаковывают в дощатые ящики и деревянные барабаны. Крупные сыры можно перевозить без тары на стеллажах. Температуру поддерживают от 0 до 5 °С. Не ограничивают сроки доставки в изотермических вагонах сливочного масла, сыров; для молока этот срок не больше 3 сут, творожных сырков 2 сут.

Виноградные и плодово-ягодные вина перевозят в стандартных бочках и бутылках, упакованных в ящики. В зимний период бочковые вина перевозят с отоплением или без отопления (тогда во избежание разрыва бочки не доливают на 10--15 %). Вина перевозят также в цистернах-термосах и в изотермических вагонах, что позволяет в 3 раза лучше использовать грузоподъемность транспорта. Пиво в бутылках упаковывают в ящики или заливают в дубовые бочки и перевозят в рефрижераторных вагонах. Минеральные воды можно перевозить навалом, переложенными сеном или соломой.

Правила приемки транспортируемых продуктов

Принятые на хранение продукты нельзя оставлять на платформах или площадках, их следует немедленно направлять в охлаждаемый транспорт. Этот транспорт должен быть технически исправным, отвечать санитарным требованиям и быть подготовленным к загрузке продуктами. В нем должны быть проверены состояние охлаждаемых устройств, плотность закрывания дверей, электропроводка, наличие реек и решеток.

Подготавливать камеры холодильного транспорта к приему новой партии грузов следует сразу после освобождения от предыдущей партии продуктов. Камеры холодильного транспорта должны быть чистыми, без запаха и периодически подвергаться санобработке. Подготовка камер холодильного транспорта к загрузке заканчивается установлением в них необходимого температурного режима.

Для успешной транспортировки скоропортящихся продуктов большое значение имеет правильность размещения грузов в холодильном транспорте. При транспортировании мороженых грузов их необходимо укладывать плотно, что позволяет избежать колебаний температуры и вредных воздействий теплопритоков на всю партию грузов. Охлажденные грузы, наоборот, следует размещать с таким расчетом, чтобы между отдельными партиями оставались зазоры для циркуляции воздуха.

...

Подобные документы

Использование радиационной обработки с помощью ускорителей электронов для обработки продуктов питания как перспективная область. Негативные эффекты от использования радиационной обработки пищевых продуктов. Проблемы создания нормативно-правовой базы.

дипломная работа , добавлен 19.09.2016


Состояние проблемы по созданию функциональных продуктов питания с применением пробиотических культур и пищевых добавок. Исследование и обоснование технологии рубленых полуфабрикатов на основе мяса индейки с использованием пробиотических культур.

дипломная работа , добавлен 01.10.2015


Обзор развития холодильной техники. Условия хранения пищевых продуктов. Расчет строительных площадей камер хранения. Разработка планировки камер. Особенности подбора и расчета тепловой изоляции. Описание схемы холодильной установки, подбор оборудования.

курсовая работа , добавлен 17.04.2012


Характеристика основного назначения холодильной техники, которая позволяет сохранять свойства пищевых продуктов, а также получать пищевые продукты с новыми свойствами. Принцип действия компрессионных, абсорбционных и пароэжекторных холодильных машин.

реферат , добавлен 15.12.2010


Основы теории резания пищевых продуктов. Оборудование для очистки овощей и фруктов, машины для нарезания и измельчения мясных полуфабрикатов, схемы дисковых овощерезок. Машины для нарезки хлебобулочных изделий, для дробления твердых пищевых продуктов.

контрольная работа , добавлен 05.04.2010


Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции, принципы системы НАССР. Биологические, химические, микробиологические и физические опасные факторы, их оценка и анализ при производстве пищевых продуктов. Технология производства кефира.

курсовая работа , добавлен 07.06.2011


Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции в России, биологические, химические и физические факторы, угрожающие ее безопасности. Оценка и анализ факторов риска при производстве пищевых продуктов. Технология производства кефира.

курсовая работа , добавлен 21.06.2011


Значение машин для нарезки продуктов на ломти для предприятий общественного питания. Виды нарезки продуктов. Механические, автоматические и полуавтоматические машины для нарезки продуктов на ломти. Описание конструкции, технические характеристики.

курсовая работа , добавлен 18.07.2013


Классификация и ассортимент пищевых концентратов для детского и диетического питания. Химический состав, пищевая ценность: содержание углеводов, белков и жиров. Сырье, используемое в производстве продуктов детского питания, продажа детского питания.

реферат , добавлен 29.03.2012


Применение холода для сохранения скоропортящихся пищевых продуктов, необходимость автоматического поддержания температуры. Обоснование требований к диапазону датчика и допустимой погрешности измерений автоматической регулировки холодильной установки.

Содержание

Введение. Физические принципы получения низких температур………………………………………………………………… ...
Схемы и циклы холодильных машин……………………………
Компрессоры холодильных машин…………………………… ...
Холодильные агенты…………………………………………………
Схемы и циклы двухступенчатого сжатия…………………… .
Теплообменные аппараты холодильных машин…………… ..
Абсорбционные холодильные машины……………………… ...

ЛЕКЦИЯ 1

Введение.

Физические принципы получения низких температур.

1. Краткая история развития холодильной техники.

2. Ледяное и льдосоленое охлаждение.

3. Охлаждение при фазовых переходах.

4. Дросселирование.

5. Адиабатическое расширение.

6. Вихревой эффект.

7. Термоэлектрическое охлаждение.

Способы аккумуляции и использования естественного холода известны много столетий. К ним относят: накапливание льда и снега в специальных ледниках, хранение продуктов в глубоких ямах (использование низкой средней температуры грунта), охлаждение воды при ее испарении.

Первая в мире холодильная машина была сконструирована в 1834 г. в Лондоне и работала на этиловом эфире, но широкого распространения не нашла. В 1872 г. англичанин Бойль изобрел аммиачную холодильную машину, которая положила начало промышленного использования холодильной техники.

Первоначально искусственное охлаждение в широких масшта­бах стали применять при заготовке и транспортировке пищевых продуктов. Первая установка для замораживания мяса была пост­роена в г. Сиднее в 1861 г. В этом же году (и тоже в Австралии) на нефтеперерабатывающем заводе была установлена холодильная машина для выделения парафина из сырой нефти, что явилось началом внедрения искусственного холода в химической промыш­ленности. К концу 70-х и началу 80-х гг. прошлого столетия отно­сятся первые попытки перевозок мяса из Южной Америки и Ав­стралии во Францию и Англию на судах-холодильниках с воздуш­ными и абсорбционными холодильными машинами. Перевозка продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением началась в 1858 г. в США. Первый крупный холодильник был сооружен в Бостоне (США) в 1881 г. В том же году был построен холодильник в Лондоне, а в 1882 г. - в Берлине.

В России холодильное хозяйство начало формироваться позднее и развивалось медленно. Первые холодильные машины появились в 1888 г. на рыбных промыслах в г. Астрахани. В 1889 г. были сооружены две холодильные установки на пивоваренных заводах. С 1892 г. стали появляться мелкие льдозаводы на Кавказе, в Сред­ней Азии, Крыму. Первый холодильник вместимостью 250 т был построен в 1895 г. в г. Белгороде. Первые железнодорожные пере­возки в вагонах, охлаждаемых льдом, начались в России в то же время, что и за рубежом, а именно в 1860 г. До 1914 г. было построено всего 29 холодильников об­щей вместимостью 45 600 т. В это время вместимость холодильни­ков в США приближалась к 2 млн т. Во всех же отраслях про­мышленности России имелось 296 холодильных установок. Всего в 1917 г. насчитывалось 58 холодиль­ников общей вместимостью 57 300 т. Недостаточно был также развит холодильный транспорт: в 1917 г. в России было только 650 двухосных железнодорожных вагонов с льдосоляным охлаж­дением, одно холодильное (рефрижераторное) судно.

Всякое нагретое тело можно охладить естественным путем до температуры окружающей его среды. Охладить тело до температуры ниже, чем температура окружаю­щей среды, можно только искусственным путем.

Отнять тепло от тела может только другое тело, тем­пература которого ниже температуры охлаждаемого. Количество тепла, которое отнимает охлаждающее тело от охлаждаемого тела или среды, определяет его холо­дильный эффект, или холодопроизводительность.

Охлаждаемой средой может быть воздух камеры со скоропортящимися продуктами, вода при получении льда, земляной грунт при проходке шахт и др.

В качестве охладителей используют тела, совершаю­щие такие физические процессы, которые протекают при низких температурах со значительным поглощением теп­ла. К ним относятся процессы изменения агрегатного со­стояния тела, процессы расширения, термоэлектрические процессы и др.

Охлаждение при использовании процессов изменения агрегатного состояния тел. Процессы изменения агрегат­ного состояния протекают без изменения температуры тела, так как поглощаемое (или выделяемое) телом теп­ло в этих процессах расходуется на преодоление (или увеличение) сил сцепления между молекулами. Для ох­лаждения используют процессы изменения агрегатного состояния, протекающие с поглощением тепла:

плавление - переход твердых тел в жидкое со­стояние;

сублимация - переход твердых тел непосредст­венно в парообразное состояние;

кипение - переход жидких тел в парообразное со­стояние.

Тела с возможно низкими температурами плавления, сублимации, кипения и с большой теплотой плавления сублимации, кипения используют в холодильной техни­ке в качестве охладителей.

Наиболее доступным охлаждающим телом является водный лед с температурой плавления 0° С. Холодопро­изводительность 1 кг льда соответствует его теплоте плавления г=335 кДж/кг. Более низкую температуру плавления имеет эвтектический лед, представляющий со­бой замороженный раствор воды с солью, а также смеси раздробленного льда или снега с солью. Падение темпе­ратуры плавления этих тел ниже 0°С объясняется тем, что в них, кроме плавления, протекает еще процесс рас­творения соли в воде, сопровождаемый понижением температуры плавления смеси и уменьшением теплоты плавления. Температура и теплота плавления смеси за­висят от вида соли и содержания ее в смеси.

Наибольшее распространение имеют смеси: хлори­стый натрий со льдом (температура плавления до -21,2° С) и хлористый кальций со льдом (температура плавления до -55° С).

Телом, имеющим низкую температуру и большую теп­лоту сублимации, является твердая углекислота (дву­окись углерода СО2), которая носит название сухой лед. Такой лед при атмосферных условиях переходит из твер­дого состояния непосредственно в газообразное (минуя жидкую фазу) при температуре -78,9° С, и каждый ки­лограмм его при этом поглощает около 575 кДж тепла.

В отдельных случаях для искусственного охлаждения применяют жидкости, имеющие очень низкую температу­ру кипения, например жидкий воздух (температура ки­пения-192 С), жидкий кислород (-183° С), жидкий азот (-196° С).

Использование изменения агрегатного состояния (плавление льда, кипение жидкого воздуха, сублимация твердой углекислоты) с целью охлаждения имеет ряд не­достатков. В частности охлаждающие тела, воспринимая тепло от охлаждаемой среды и изменяя свое агрегатное состояние, теряют охлаждающую способность. Поэтому непрерывное охлаждение возможно только при беско­нечно большом запасе охлаждающего тела. Так, для не - прерывного охлаждения камеры хранения продуктов можно применить лед, но при этом по мере таяния его надо заменять новым.

Непрерывное охлаждение можно обеспечить и с од­ним и тем же количеством охлаждающего вещества, ес­ли после получения холодильного эффекта вернуть его в первоначальное состояние. Это осуществляется в хо­лодильных машинах. Для поддержания постоянной низ­кой температуры рабочего тела в машине используют чаще всего принцип кипения жидких тел. Учитывая, что температура кипения жидкости зависит от давления, можно достигнуть необходимой температуры кипения, поддерживая в закрытом аппарате определенное дав­ление, соответствующее физическим свойствам кипя­щей жидкости. При снижении давления температура ки­пения понижается. Например, вода при атмосферном давлении кипит при 100°С, но если поместить воду в за­крытый сосуд и понизить давление до 0,0009 МПа - вода закипит при 5°С. Аммиак при дав­лении 0,1 МПа кипит при -33,6°С, при понижении давления до 0,05 МПа температура кипения понизится до -46,5°С.

Если закрытый аппарат с насыщенной жидкостью по­местить в охлаждаемую среду, температура которой не­сколько выше температуры кипения жидкости при дав­лении, созданном в аппарате, то жидкость закипит, а тепло, необходимое для парообразования, будет отни­маться от охлаждаемой среды. Для сохранения постоян­ного давления в аппарате и постоянной низкой темпера­туры кипения жидкости, образующиеся пары следует не­прерывно отводить.

Охлаждение путем расширения газов. При расшире­нии сжатого газа и совершении им внешней работы за счет внутренней энергии температура газа понижается. Наибольшего охлаждения воздуха можно достигнуть при адиабатическом расширении, которое протекает без теплообмена с окружающей средой при постоянной эн­тропии. В этом процессе работа расширения совершает­ся только за счет внутренней энергии газа. Если воздух, сжатый до 9 МПа при температуре окружающей среды, адиабатически расширить до 0,1 МПа, температура его понизится до -190° С.

Охлаждение за счет дросселирования. Дросселированием называют понижение давления жидкости или газа без изменения энтальпии. Практически оно осуществля­ется при проходе жидкости или газа через суженное се­чение (вентиль , кран и т. п.) из полости высокого в по­лость более низкого давления. Этот процесс является и своеобразным процессом расширения с уменьшением внутренней энергии тела. Однако полезной работы в про­цессе дросселирования не создается. Внутренняя энергия расходуется на преодоление трения при проходе жидко­сти или газа через суженое сечение вентиля, крана.

Общие сведения о холодильном оборудовании.

Холод является прекрасным консервантом, замедляющим развитие микроорганизмов. Поэтому на предприятиях общественного питания холод используют для хранения продуктов при низких температурах в камерах, шкафах, прилавках и витринах, При этом вкусовые качества продуктов и их внешний вид остается почти без изменения, Понятие холод - означает малое содержание тепла в теле. Охлаждение - это отвод тепла от продуктов питания, сопровождающийся понижением их температуры. Различают искусственное и естественное охлаждение. При естественном охлаждении температура продуктов может быть понижена до температуры окружающего воздуха. А при искусственном - получаются более низкие температуры. На предприятиях общественного питания используются несколько способов искусственного холода, в основе которых лежат процессы изменения агрегатного состояния вещества - плавление, испарение и сублимация.

Плавление - это процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое.

Кипение - называется переход вещества из жидкого состояния в газообразное.

Сублимация - это процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное минуя жидкую фазу.

Наибольшее распространение получил процесс использования скрытой теплоты парообразования жидкостей, кипящих при низких температурах. Такие жидкости получили название холодильных агрегатов. Перенос тепла осуществляется в специальном устройстве, называемом холодильной машиной.

Под эгидой ООН разработаны и подписаны два важных международных докамента - Венская конвенция по охране озонового слоя (1985 г.). Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой и дополнение к нему (Лондон, июнь 1990 г.), в которых определен график сокращения производства и истребления ХФУ (хлорсодержащих углеродов).

В ноябре 1992 г. В Копенгагене на четвертом совещании сторон Монреальского протокола были приняты новые поправки к протоколу, ужесточающие график сокращения производства и потребления озоноопасных соединений по группе ХФУ и предусматривающие 100% прекращения их производства и потребления к 1996 году и 70% сокращения в 1994 г.

Одним из кардинальных решений охраны озонового слоя является снижение или прекращение выпуска ХФУ с переходом на галоген-углероды, не оказывающие действия на озон. К таким соединениям относятся хладоны - 22, 23, 32, 125, и другие, которые инертны к озону или обладают незначительной озоноразрушающей способностью вследствие того, что они либо содержат азот водорода и поэтому разлагаются в нижних слоях атмосферы, либо не содержат хлора или брома.

В настоящее время использование хлалока-12 в Европе запрещено с 1995 г., а в отдельных государствах с 1994 г.

Ведущими странами-производителями ХФУ разработаны и согласованы ЮНЕП альтернативные заменители для всех областей применения озоноопасных веществ по свойствам удовлетворяющим требованиям, предъявляемым соответствующими отраслями промышленности.

Способы охлаждения

Ледяное охлаждение. Ледяное охлаждение является самым простым способом охлаждения продуктов питания, физическую основу которого составляет процесс плавления льда и снега, В зависимости от способа получения, лед бывает естественным или искусственным.

Ледяное охлаждение применяется в сооружениях, называемых ледниками, они могут иметь различное размещение льда по отношению к охлаждаемым камерам с продуктами. Однако широкое применение получили ледники с боковым размещением льда. Лед закладывают в таком количестве, чтобы его хватило на определенное время, и объем льда должен быть в 4-5 раз больше объема камер с продуктами. При ледяном способе можно понизить температуру до 6-8 градусов С и влажностью 90-95%.

Льдосоленое охлаждение. Источником холода является смесь льда и поваренной соли. Чем больше соли, тем ниже температура смеси. Понижение температуры происходит до определенного предела. Самая низкая температура льда с поваренной солью составляет -21,20"С. Подсоленная смесь позволяет создавать в охлажденной среде более низкие температуры по сравнению с ледяным охлаждением.

Охлаждение сухим льдом. Этот способ основан на сублимации твердой углекислоты. Сухой лед - твердая углекислота, которая по внешнему виду представляет собой куски вещества, похожего на мел, но очень холодные в быстро испаряющиеся при обычной температуре. В обычных условиях он из твердого состояния превращается непосредственно в парообразное. При этом температура понижается до -78,90*С. Холодопроизводительность сухого льда в 1,9 раза больше водяного. Сухой лед очень удобен для охлаждения продуктов, так как не выделяет влаги, не загрязняет продукты, имеет низкую температуру. Однако применение его ограничено из-за сравнительно высокой температуры.

Холодильные машины

Холодильной машиной называется совокупность устройств, необходимых для непрерывного отвода тепла от охлаждаемой среды при низкой температуре и передаче его окружающей среде при высокой температуре.

Существующие холодильные машины подразделяются на две группы: компрессорные: работающие с затратой механической энергии и адсорбционные - работающие с затратой тепловой энергии. Наибольшее применение во всех отраслях народного хозяйства имеют компрессорные холодильные машины.

Характеристика хладоагентов. Хладоагент представляет собой химическое вещество, предназначенное для отвода тепла от охлаждаемой среды. Для этого используют специальные легко кипящие жидкости, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении. В настоящее время широко применяются холодильные агенты аммиак и фреон-22.

Аммиак - это бесцветный газ с резким запахом, оказывающий раздражающее действие на слизистую оболочку. Поэтому при утечке его через неплотности можно его обнаружить по запаху. Аммиак и в воде имеет высокую взаимную растворимость. Его используют в холодильных машинах средней и большой производительности. Применение аммиака как холодильного агента в машинах малой мощности ограничено, так как имеет недостатки {ядовитость, взрывоопасность, воспламеняемость).

Фреон-22 - бесцветный газ со слабым специфическим запахом, поэтому его утечку из системы трудно обнаружить. Он становится заметным только при содержании его в воздухе более 20%. Он легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам, взрывоопасен, но не горюч. При атмосферном давлении температура его кипения 400*С. Преимущество фреона-22 - безвредность, только при содержании его в воздухе более 30% появляются признаки отравления организма из-за недостатка кислорода.

Компрессорные холодильные машины Эти машины состоят из следующих основных частей: испарителя, конденсатора, компрессора и регулирующего вентиля.

Испаритель - это устройство, имевшее вид змеевиковой ребристо-трубной батареи, в которой происходит кипение хладоагента в условиях низкой температуры за счет теплоты, поглощаемой из окружающей среды. Испаритель устанавливается внутри холодильного шкафа, в верхней его части.

Конденсатор - это устройство, предназначенное для охлаждения паров фреона и превращения их в жидкость. Для ускорения охлаждения фреона через конденсатор продувают воздух специальным вентилятором.

Компрессор - устройство, которое отсасывает пары хладоагента из испарителя и направляет их в конденсатор в сжатом состоянии. Компрессор состоит из цилиндра, поршня и электродвигателя.

Регулирующий вентиль - устройство, регулирующее количество жидкого фреона, подаваемого в испаритель. Кроме того, регулирующий вентиль снижает давление фреона для обеспечения условии низкотемпературного кипения.

Таким образом, вес основные части холодильной машины связаны между собой замкнутой системой трубопроводов, в которой непрерывно циркулирует одно и то же количество фреона и его паров

Для улучшения режима работы схему холодильной машины включают ряд дополнительных аппаратов: ресивер, приборы автоматики и т д.

Фреоновая автоматическая компрессорная машина. Эти машины в настоящее время применяются для охлаждения витрин, шкафов, камер, прилавков, испарители которых устанавливают внутри охлаждаемого объект. Для удобства эксплуатации и ремонта некоторые устройства объединяют в один узел и называют агрегатом. В настоящее время заводы выпускает агрегаты ФАК-1.5МЗ открытого типа. Испаритель и регулирующий вентиль устанавливаются в камере охлаждения, а остальные детали машины установлены на штампованной плите и образуют агрегат. Агрегат устанавливают рядом с камерой охлаждения и соединяют с испарителем трубками, по которым циркулирует хладоагент (фреон).

Принцип работы машины заключается в следующем: хладоагент, попав в испаритель, закипает, превращается на жидкого состояния в газообразное. При этом активно поглощает тепло от трубок и ребер испарителя. Пары в испарителе отсасывают при помощи компрессора, который направляет их в сжатом состоянии (6-8 атм.) в конденсатор. В конденсаторе при помощи охлаждаемого воздуха, хладоагент, имея высокое давление, переходит жидкое состояние. Жидкий хладоагент поступает в испаритель через регулирующий вентиль, который снижает давление и регулирует его подачу. Таким образом, в замкнутой системе непрерывно циркулирует одно и то же количество фреона и его паров.

Холодильные герметические агрегаты. Промышленность выпускает более совершенные холодильные машины с герметическими компрессорами марок ФПС. Главное его преимущество в том, что электродвигатель и компрессор находятся в одном герметическом кожухе и образуют единый блок. Этот агрегат может работать длительное время, так как у него отсутствуют сальники, которые исключают утечку фреона.

ФГК по своему размеру и весу значительно меньше. Достигается это за счет уменьшения размера двигателя, отсутствия передаточного механизма и лучшего охлаждения его парами фреона.

ФГК работает почти бесшумно, не давая вибраций на фундамент.

Холодильный агрегат ВС. Эти агрегаты отличаются о агрегатов ФГК только более узким диапазоном рабочей температуры, меньшим весом и габаритами конденсатора. Экранированный герметичный агрегат ФГ-1,1 конструктивно выполнен так. что в герметичной полости находится только ротор электродвигателя. Вынесение статора из герметичной полости упрощает его сборку и дает возможность быстрой замены во время ремонта. Герметичные компрессоры станут основными агрегатами холодильных машин, применяемых в общественном питании, так как они имеют меньшую массу, габариты и потребляют меньше энергии.

Отсутствие сальников в конструкции агрегата исключает утечку хладоагента и значительно повышает надежность работы.

Краткие сведения о теплоизоляционных материалах. Теплоизоляционные материалы применяют для изоляции шкафов, прилавков и витрин, или максимального уменьшения теплопритока э охлаждаемое оборудование.

К теплоизоляционным материалам предъявляют следующие требования: прочность, долговечность, устойчивость, небольшая стоимость, низкий коэффициент теплопроводности и теплоемкости, безвредность, биостойкость, низкая гигроскопичность. При изготовлении холодильного оборудования в промышленности применяют теплоизоляцинные материалы: пеностеклопористая стеклянная масса, альфоль - гофрированные алюминиевые листы, минеральная пробка, пенопласты, асбест, рубероид и битум.