Холодильное оборудование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Изменения, происходящие в продуктах при охлаждении, и влияние этих изменений на качество и сохраняемость пищевых продуктов (продукции)

2. Конденсаторы: типы, схемы устройства, особенности теплообмена в конденсаторах, применение

3. Льдогенераторы: типы, устройство, применение, технические характеристики, отличительные особенности, правила безопасной эксплуатации

4. Отепление

5. Задача: расчетная длина перегородки отделяющей камеру хранения охлажденного мяса от камеры хранения молочно - жировых продуктов равна 3,6 м. Расчетная высота - 2,6 м. Определить теплопритоки в каждую камеру через эту перегородку, считая коэффициент теплопередачи равным 0,65 Вт

1. Изменения, происходящие в продуктах при охлаждении, и влияние этих изменений на качество и сохраняемость пищевых продуктов (продукции)

Холодильное консервирование -- эффективный способ обработки и хранения продуктов питания высокого качества. Не менее 40 % производимой в нашей стране сельскохозяйственной продукции подвергается холодильной обработке для предотвращения порчи и сокращения потерь. Воздействие холода по сравнению с другими методами консервирования вызывает минимальные изменения первоначальных свойств продукции.

Наиболее распространенный и экономичный способ холодильного консервирования - охлаждение, позволяющее полностью сохранить потребительские свойства. Однако срок хранения охлажденных пищевых продуктов ограничен. Это не позволяет создать достаточные их запасы и обеспечить непрерывное снабжение ими население.

Охлаждение -- процесс понижения температуры тела. Для охлаждения нужно иметь два тела: охлаждаемое и охлаждающее -- источник низкой температуры. Охлаждение продолжается, пока между телами происходит теплообмен. Источник низкой температуры должен функционировать постоянно, так как охлаждение следует осуществлять непрерывно. Это возможно при достаточно большом запасе охлаждающего вещества или если постоянно восстанавливается его первоначальное состояние. Последнее широко применяется в холодильной технике с использованием различных холодильных машин.

Различают естественное и искусственное охлаждение. При естественном охлаждении теплота от более нагретого тела переходит к менее нагретому (среде). Искусственное охлаждение предполагает получение температуры охлаждаемой среды ниже температуры окружающей среды.

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.

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. 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.

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). 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.

Преимуществом предварительного охлаждения является и то, что при загрузке в камеры хранения охлажденной плодоовощной продукции возможны единовременное заполнение всего их объема и создание наиболее оптимального и стабильного температурного режима уже на начальных этапах хранения. Это обеспечивается быстрым отводом теплоты от поступающей продукции еще до ее размещения на хранение.

Продолжительное нахождение продукции при температуре выше оптимальной отрицательно сказывается на ее качестве, а дозагрузка неохлажденных партий нарушает созданный температурный режим, может вызвать появление конденсата на поверхности ранее загруженной и уже охлажденной продукции, увеличивает ее порчу и потери массы.

Охлаждение продуктов животного происхождения

Поскольку из всех потребляемых продуктов животного происхождения наиболее важным и ценным является мясо, рассмотрим происходящие в нем процессы более подробно.

В послеубойный период в мясе происходят автолитические изменения, обусловленные действием тканевых ферментов. Сразу после убоя преобладающим становится процесс созревания, который протекает под влиянием содержащихся в мясе биологически активных соединений.

Процесс созревания состоит из двух фаз (стадий): в первой -- посмертное окоченение -- преобладают процессы окоченения мышц; во второй происходят размягчение мышечной ткани и накопление продуктов, формирующих потребительские свойства мяса. На этой стадии мышечные белки подвергаются различной степени денатурации и протеолиза. Продолжительность каждой стадии зависит от условий холодильной обработки и хранения продуктов животного происхождения. При холодильной обработке в продуктах происходят физические, биохимические и микробиологические изменения. Физические изменения характеризуются главным образом потерями массы продуктов, уплотнением поверхностного слоя (образование корочки подсыхания). Изменения, происходящие при холодильной обработке продуктов животного происхождения, тесно связаны с содержанием в них влаги (внутри клеток и между ними). С понижением температуры молекулы воды благодаря дипольному характеру (полигидроли) образуют комплексы. Вокруг ионов или гидрофильных коллоидных частиц создается гидратная оболочка, водосвязывающие силы внутри которой увеличиваются по направлению снаружи внутрь. Диполи воды, сгруппировавшиеся на молекуле-носителе, тесно связаны с ней, и вода в таком состоянии называется связанной. Она имеет повышенную плотность и пониженную растворяющую способность, которая является одной из причин сохранения качества продукта при холодильном хранении, так как неактивная гидратная оболочка препятствует обмену между продуктами реакции. С понижением температуры количество связанной воды увеличивается и тормозит химические и биохимические реакции. Биохимические изменения в продуктах связаны с активностью содержащихся в них ферментов. С момента прекращения жизни животных резко нарушается равновесие обменных процессов -- на смену процессам синтеза приходят процессы распада, связанные с необратимыми изменениями в составе этих продуктов. Микробиологические изменения обусловлены тем, что в процессе охлаждения создаются условия, тормозящие развитие микроорганизмов, а уменьшение увлажненности поверхности продуктов значительно задерживает их рост и размножение. На мясе до и после охлаждения преобладают мезофильные формы микроорганизмов; психрофильных бактерий сравнительно немного; часть микроорганизмов в процессе охлаждения погибает или переходит в состояние анабиоза. Быстрое охлаждение продуктов тормозит развитие микроорганизмов.

2. Конденсаторы: типы, схемы устройства, особенности теплообмена в конденсаторах, применение

Конденсатор представляет собой закрытый корпус. Под конденсатором располагается водяной бак, куда вода сливается самотеком. Из водяного бака циркулирующая вода снова нагнетается насосом в водяной коллектор (оросительную систему). Сверху вентилятором подается поток воздуха, который усиливает испарение воды и служит приемником теплоты водяного пара. Использование этого типа конденсаторов эффективно в районах с сухим и жарким климатом. Различают следующие типы конденсаторов: кожухотрубные горизонтальные, кожухотрубные вертикальные, кожухозмеевиковые, испарительные и воздушные. Кожухотрубные горизонтальные конденсаторы используют в аммиачных и хладоновых холодильных установках пищевых предприятий. Они имеют цилиндрический стальной кожух, в котором Прямые трубы (стальные или медные) расположены горизонтально, концы их развальцованы в трубных решетках. Охлаждающая вода под напором проходит по этим трубам. На конденсаторе устанавливают предохранительный клапан, указатель уровня холодильного агента, вентиль для выпуска воздуха из межтрубного пространства. Пары хладагента конденсируются в межтрубном пространстве на наружной поверхности труб. Такие конденсаторы обычно работают в комплекте с водоохлаждающими устройствами.

Схема кожухотрубного горизонтального конденсатора

Они состоят из горизонтального кожуха и труб. Аммиачные горизонтальные кожухотрубные конденсаторы изготавливаются с площадью поверхности охлаждения 10-300 м2. Внутри корпуса 1 размещаются 99-870 горизонтальных стальных цельнотянутых труб, трубы 2 ввальцованы в трубные решетки 3, приваренные к концам корпуса. Корпус с обоих сторон закрываются крышками 4 с внутренними перегородками, которые создают необходимое число ходов движения воды. Пар хладагента поступает через патрубок 15 сверху. Образующаяся жидкость стекает вниз и отводится через вентиль 16 из верхней части маслоотстойника 14. Охлаждающая вода поступает по патрубку 17 и выходит через патрубок 18. Сверху на конденсаторе устанавливаются манометр 7 и предохранительный клапан 6, а также ппуцера для присоединения уравнительной линии к ресиверу 5. Воздух и неконденсирующиеся газы следует удалять из конденсатора в месте их наибольшей концентрации 8, т.е. с противоположной стороны корпуса по отношению к подаче пара. Масло скапливается в нижней части маслоотстойника 14, откуда периодически удаляется через вентиль 11. Для наблюдения за уровнем жидкого аммиака конденсатор снабжен указателем уровня 13 со стеклом. В верхней части одной из крышек 4 имеется кран для выпуска воздуха из водяного пространства 9, а в нижней части -кран для слива воды 10. Некоторые типы кожухотрубных конденсаторов средней производительности монтируют с ресивером и воздухоотделителем.

Кожухотрубные вертикальные конденсаторы используют в крупных аммиачных холодильных установках. Главный их недостаток -- сложность равномерного распределения воды по трубам.

охлаждение пищевой конденсатор льдогенератор

Эти конденсаторы отличаются от горизонтальных расположением кожуха и распределением воды. Вода не заполняет все сечение трубы, а протекает тонким слоем по внутренней поверхности.

В вертикальном цилиндрическом кожухе 1 расположены трубы 2 диаметром 57х3 мм, развальцованные в трубных решетках. В верхней части конденсатора над кожухом находится водораспределительное устройство 7, состоящее из бака и внутренней обечайки 8. Обечайка имеет вырезы для равномерного распределения воды, а каждая трубка - направляющую насадку 9 (колпачок), которая обеспечивает винтообразное движение воды по внутренней поверхности трубы. Вода стекает в бетонный резервуар, который одновременно является и фундаментом конденсатора.

Пары аммиака поступают в межтрубное пространство через штуцер, расположенный в верхней части кожуха, и конденсируются на вертикальной поверхности внутренних труб. Жидкость стекает вниз, откуда отводится в ресивер 11 через штуцер, расположенный на высоте 80 мм от нижней трубной решетки, чтобы уменьшить попадание масла в испаритель. Воздух удаляется через патрубок 10, находящийся в кожухе над уровнем жидкости, а также через патрубок, расположенный вверху кожуха. На конденсаторе и ресивере установлены трехходовые запорные вентили с двумя предохранительными клапанами 5, уравнительная паровая трубка 4, соединяющая кожух конденсатора с ресивером, маслоспускной вентиль, манометры 6 и указательное стекло 3 для наблюдения за уровнем жидкого аммиака и масла. Кожухозмеевиковые конденсаторы отличаются от кожухотрубных горизонтальных отсутствием второй трубной решетки, кожух конденсатора выполнен в виде горизонтально расположенного стакана, внутри которого водяные трубки соединены попарно.

а -- с отъемной крышкой; б -- с заваренным кожухом.

Их выпускают двух видов: с одной трубной решеткой и с отъемной крышкой или кожухом, заваренным с обеих сторон.

Кожухозмеевиковый конденсатор с отъемной крышкой марки КТР-3 (рис. а). Его кожух 1 изготовлен из цельнотянутой стальной трубы. С одной стороны к ней приварено сферическое днище, а с другой -- фланец для крепления решетки 2 и крышки 3. В кожухе размещено восемь У-образных медных труб со стальными пластинчатыми ребрами (применяют также трубы с накатными ребрами). Концы труб развальцованы в стальной трубной решетке, закрытой снаружи литой чугунной крышкой 3 с внутренними перегородками. По трубкам проходит вода, совершая четыре хода. Трубы размещают в верхней части кожуха, а нижнюю используют в качестве ресивера для жидкого холодильного агента. Снизу к кожуху приварен сборник жидкости 4. На выходе, из сборника установлен запорный жидкостный вентиль 5. В стенку кожуха вместо предохранительного клапана ввернута легкоплавкая пробка 6. При температуре 70° С она расплавляется, и кожух соединяется с атмосферой, в результате чего исключается опасное повышение давления.

Кожухозмеевиковый конденсатор с заваренным кожухом (рис. б) применяют в водоохладительных машинах торговых автоматов. Конденсатор имеет десять стальных труб 1 с навитыми латунными ребрами 2. Трубы соединены калачами. Наружную поверхность труб с ребрами лудят гальваническим способом. Концы змеевика вварены в дно 4. Снаружи к ним приварены штуцера для подсоединения гибких водопроводных шлангов. Пары хладона подводят в кожух 3 конденсатора сбоку по трубе 6, а жидкость из нижней части кожуха отводят по трубке 5. На жидкостной трубе поставлены вентиль и фильтр. Испарительные конденсаторы применяют на пищевых предприятиях. В них теплота от холодильного агента передается через стенку трубы воде, стекающей тонкой пленкой по наружной поверхности труб, и далее воздуху посредством испарения части воды.

1 -- вентилятор, 2 -- каплеуловитель, 3 -- форсунки, 4 -- змеевик конденсатора, 5 -- водяной бак, 6 -- насос

В таких конденсаторах змеевики с холодильным агентом расположены в плотном кожухе. Змеевики орошаются водой, а в противоток движению воды прогоняется воздух вентилятором. При обдувании воздухом вода интенсивно испаряется, в результате чего температура ее не повышается. Поэтому вода, стекающая в нижнюю часть кожуха (поддон), вновь направляется насосом к разбрызгивающему устройству для орошения змеевиков конденсатора, при этом не требуется промежуточного охлаждения воды. Часть воды испаряется, а часть уносится воздухом. Для уменьшения уноса воды в конденсаторе установлен каплеуловитель. Уровень воды поддерживает поплавковый вентиль, пропуская по мере необходимости в поддон свежую воду. Расход воды в этих конденсаторах обычно не превышает 10% от расхода воды в проточных конденсаторах. Эксплуатационным недостатком конденсаторов является необходимость обеспечивать жесткий режим водоподготовки, исключающий прежде всего развитие водорослей. Кроме того, вода должна быть чистой, без механических частиц и грязи. Серьезной проблемой является размещение конденсатора. При размещении конденсатора в контуре здания требуется специальное помещение, в котором обеспечивается очистка воздуха, выбрасываемого наружу за пределы контура здания. При размещении конденсатора за пределами контура здания, например на крыше здания, возникает проблема эксплуатации конденсатора в зимнее время, связанная с возможным замерзанием воды. В связи с многочисленными техническими сложностями конденсаторы этого типа предпочтительно эксплуатировать в теплой климатической зоне. Воздушные конденсаторы широко используют в агрегатах, обслуживающих торговое оборудование, бытовых холодильниках, изотермическом транспорте. Применение их позволяет уменьшить расход воды, сократить затраты на сооружение устройств для охлаждения оборотной воды. Воздушные конденсаторы представляют собой систему трубчатых змеевиков, расположенных в металлическом корпусе. Холодильный агент проходит внутри змеевиков, с наружных оребренных поверхностей которых осуществляется съем теплоты естественной или принудительной конвекцией движения воздуха. Ребра труб змеевиков пластинчатые, но иногда для устранения контактного сопротивления теплопередачи между трубой и ребрами эти конденсаторы изготавливают с литыми ребрами.

1 - водораспределительный желоб; 2 - сливная сетка; 3 - приемная сетка, 4 - трубопровод рециркуляционной воды; 5 --вентиль для выпуски масла в маслосборник; 6 -- уравнительная линия; 7 --вентиль для выпуска воздуха; 8 -- водораспределительный бачок; 9 -- трубопровод свежей воды.

Их выполняют в виде плоских змеевиков (секций), орошаемых снаружи водой. Теплоту от холодильного агента отнимает вода, часть которой испаряется. Для испарения воды к, оросительным конденсаторам необходим хороший доступ воздуха. Каждая секция такого конденсатора имеет по высоте 14 труб диаметром 57х3 мм и четыре промежуточных отвода. Пары аммиака поступают в змеевики снизу через общий коллектор. Конденсат отводится из четвертой, восьмой, десятой, двенадцатой и четырнадцатой труб в стояк; откуда сливается в ресивер. Из верхней трубы конденсатора и верхней части ресивера отводится воздух через вентиль 7 к воздухоотделителю. Вода поступает на конденсатор из распределительного бака 8 через желоб 1 треугольного сечения с зубчатыми кромками и равномерно орошает поверхность змеевиков, стекая в поддон.

Для снижения потерь воды от уноса капель ветром их окружают жалюзийными стенками, которые не мешают циркуляции воздуха.

3. Льдогенераторы: типы, устройство, применение, технические характеристики, отличительные особенности, правила безопасной эксплуатации

Ледогенератор (или льдогенератор) - устройство, предназначенное для выработки пищевого или технического льда. Существуют ледогенераторы профессионального и бытового применения. Если первые используются в сфере ресторанного бизнеса и в пищевой промышленности, то бытовые ледогенераторы просто призваны обеспечить рядового гражданина стаканом сока со льдом и пригодятся в доме, где часты горячие вечеринки, на которых очень кстати окажется прохладительный напиток со льдом.

Вообще, ледогенератор - дитя неизбывного американского стремления к окружению себя многочисленными - и порой причудливыми - предметами комфорта. Точно известен и его создатель - это Джон Гори, который всем на удивление в 1850 году впервые продемонстрировал аппарат, производящий лед. Но активное использование идеи "прирученного" льда только началось в 20-ом веке. А первые бытовые холодильники со ледогенераторами "на борту" появились только ближе к концу прошлого века - в 1973 году. И снова первыми оказались американские производители.

Современные ледогенераторы могут базироваться на одном из двух принципов действия: компрессорные, в которых лед получается путем непосредственного наморожения на поверхности испарителя, и рассольные, где вода, находящаяся в форме, замораживается циркулирующим рассолом, температура которого составляет примерно минус 10 градусов. Ледогенераторы различаются между собой также в зависимости от целей производства льда и, соответственно, получаемого его количества и качества. Ледогенераторы, призванные удовлетворить профессиональные нужды, отличаются, конечно же, большой производительностью и разнообразием видов получаемого льда. Встречаются ледогенераторы, вырабатывающие чешуйчатый, гранулированный и кубиковый лед - каждому виду находится свое применение. Чешуйчатый - самый ходовой в плане оформления витрин и стола. Генераторы чешуйчатого льда показывают производительность от 0,4 до 23 т/сут. Гранулированный и кубиковый требуют для своего производства ледоформу, и поэтому генераторы этих видов имеют более низкую суточную выработку - 0,7 - 4,5 т/сут. Система охлаждения у ледогенераторов может быть одной из двух разновидностей - воздушная или водная. Грань между коммерческими и бытовыми генераторами весьма условна - ведь решающие критерии - это размеры агрегата, его производительность и энергопотребление.

4. Отепление

Перед употреблением охлажденные, подмороженные и замороженные продукты подвергают обработке, целью которой является доведение их до состояния, близкого к исходному.

Отепление -- заключительная операция в непрерывной холодильной цепи, осуществляемые непосредственно перед выпуском пищевых продуктов в розничную торговлю, промышленной или кулинарной обработкой.

Цель этой операции -- приведение продукта в состояние, удобное для дальнейшего использования и как можно более близкое к состоянию, свойственному натуральному продукту высокого качества. Отепление -- это процесс, обратный охлаждению.

Отепление представляет собой процесс постепенного повышения температуры охлажденных продуктов до уровня окружающего воздуха при максимально полном сохранении их качества.

Отепление позволяет предотвратить отпотевание продуктов (конденсация влаги из воздуха на их более холодную поверхность) при переходе из холодной среды в теплую и соответственно обсеменение поверхностей микрофлорой из воздуха.

Некоторые продукты не нуждаются в отеплении, так как конденсирующаяся на них при повышении температуры влага не причиняет им вреда (соленые рыбные товары, сливочное масло и др.). Не нуждаются в отеплении и продукты в герметичной упаковке при условии их быстрого употребления.

Для таких же продуктов, как плоды, овощи, баночные консервы, отепление необходимо.

Обычно отепление проводят в воздушной среде, регулируя количество водяных паров и по возможности обеспечивая стерильность.

Отепление продуктов, осуществляемое в результате теплообмена с нагретым воздухом, следует проводить так, чтобы избежать на их поверхности точки росы. В то же время сухой воздух вызывает значительную усушку продукта, что также нежелательно. Поэтому при отеплении влагосодержание и скорость движения воздуха по мере повышения температуры поверхности продукта регулируют так, чтобы обеспечить хороший теплообмен, избежать перегревания поверхности продукта и приблизить состояние воздуха при температуре поверхности продукта к состоянию насыщения водяными парами. Отепление заканчивается, когда температура поверхности продукта становится такой, что при перемещении его в новые условия исключается поверхностная конденсация влаги.

Проводят отепление в камерах, оборудованных установками или устройствами для кондиционирования воздуха. Кондиционеры, обеспечивающие необходимые параметры циркулирующего воздуха, оборудованы последовательно включенными воздухоохладителем и калорифером. Воздух из камеры при помощи вентилятора поступает в кондиционер, где охлаждается и подсушивается в воздухоохладителе до необходимого влагосодержания, затем проходит калорифер, подогревается до постоянного влагосодержания и вновь направляется в камеру отепления. Здесь он отдает теплоту продукту, повышая его температуру, а сам охлаждается и несколько увлажняется.

Во время отепления ускоряются физические, физико-химические, биохимические, микробиологические процессы в продукте. Для торможения микробиологических процессов воздух в камерах подвергают фильтрации, озонированию, УФ-облучению, а также используют другие способы обеззараживания воздуха.

Техника отепления различных продуктов в основном одинакова. Их размещают так, чтобы была обеспечена свободная циркуляция воздуха. Продукты в упаковке укладывают в штабеля в шахматном порядке с прокладкой реек между рядами; без упаковки -- располагают в том же порядке, как при хранении, -- на подвесных путях и стеллажах. Отепление продуктов с резкими специфическими запахами вместе с другими продуктами недопустимо.

Для отепления продукта должна быть подведена теплота, количество которой равно расходу холода при охлаждении того же продукта в том же количестве и в одинаковом по величине температурном интервале. Теплота, подводимая к продукту при отеплении в воздухе, расходуется не только на его нагревание, но и на испарение влаги с его поверхности.

Продолжительность отепления зависит от размеров продукта, вида тары, упаковки, их теплофизических свойств, температуры и скорости движения воздуха, начальной и конечной температур продукта.

На практике плоды и овощи при отеплении перемещают из холодильной камеры в коридоры или в специальную камеру, где температура воздуха постепенно повышается, и через 12 -- 15 ч -- в помещения с температурой 18 -- 20 ⁰С.

Отепление переохлажденных плодов и овощей продолжается от нескольких суток до нескольких недель. Только такой режим позволяет достичь максимальной обратимости процесса и обеспечить высокое качество.

Размещено на Allbest.ru