Криогенные морозильные аппараты и линии

Низкие температуры, необходимые для замораживания пищевых продуктов, достигаются в результате кипения хладагентов (аммиак, хладоны) или криогенных жидкостей (жидкие азот, воздух, диоксид углерода).

Криогенные жидкости — однократно используемые хладоноситель так как получаемые в морозильных аппаратах пары этих жидкостей технически трудно и экономически нецелесообразно сжижать непосредственно на перерабатывающем предприятии для повторного использования, поэтому продукты их обработки выбрасывают в атмосферу.

В зависимости от типа аппарата криогенные агрегаты и линии делятся на две группы. В первой обрабатываемый в аппарате продукт в процессе теплообмена непосредственно контактирует с криогенной жидкостью. В аппаратах второй группы теплообмен между продуктом и криогенной жидкостью осуществляется через элементы, имеющие дополнительное термическое сопротивление (упаковку продукта, металлическую поверхность блок-формы или транспортирующего конвейера).

В свою очередь, аппараты обеих групп, в зависимости от условий теплообмена продукта с хладоносителем, делятся на аппараты замораживания кипящим (криогенные жидкости и хладон) и некипящим (солевые растворы) хладоносителем.

Жидкоазотные линии быстрого замораживания пищевых продуктов состоят из щита управления, емкости для хранения жидкого азота, модуля упаковки замороженных продуктов и криогенного морозильного аппарата.

Аппарат (рис. 22.7) представляет собой теплоизолированный короб, в котором размещены грузовой конвейер, вентиляторы, распылительное устройство и транспортеры погрузки и выгрузки продукта. По ходу движения продукта аппарат разделен на три зоны. Первая предназначена для предварительного охлаждения продукта (до −1…−5°С) парами хладагента, поступающими из последующих зон. Для интенсификации теплообмена в этой зоне благодаря установке вентиляторов скорость движения паров достигает 20…30 м/с.

В средней зоне продукт орошается из распылительного устройства (распылительных сопел) и замораживается до конечной температуры (-20…-30°С).

В последней зоне аппарата остатки жидкого азота испаряются с поверхности продукта, и его температурное поле выравнивается. В этой зоне также установлены вентиляторы.

Рис. 22.7. Схема аппарата с распылением жидкого азота:

I — зона предварительного охлаждения продукта; II — зона орошения; III — зона выравнивания температуры продукта; 1 — блок продукта; 2 — трубопровод отвода газообразного азота; 3 — вентилятор; 4 — трубопровод подачи жидкого азота; 5 — распылительное устройство; 6 — грузовой конвейер;

7 — теплоизолированный короб Производительность линий по мясу 100…200 кг/ч и зависит от их габаритных размеров. Удельный расход жидкого азота и электроэнергии на 1 кг замороженного продукта соответственно 0,8…1,2 кг и 0,035…0,08 кВт. В зависимости от часовой производительности масса оборудования линий составляет 1000…2000 кг.

В настоящее время все большее распространение получают хладоновые морозильные аппараты, в которых в качестве хладагента используется хладон, очищенный от свободного фтора и не оказывающий отрицательного действия на пищевые продукты. Схема работы такого аппарата приведена на рис. 22.8.

Хладоновый аппарат состоит из теплоизолированного короба, конденсатора, орошающего устройства, грузового конвейера, системы отвода и подачи жидкого хладагента, а также загрузочного и разгрузочного транспортеров.

Рис. 22.8. Схема хладонового морозильного аппарата:

• 1 — транспортер загрузки; 2 — трубопровод подачи жидкого хладона;
• 3 — теплоизолированный короб; 4 — конденсатор; 5 — грузовой конвейер; 6 — орошающее устройство; 7 — транспортер выгрузки продукта; 8 — блок замораживаемого продукта; 9 — поддон; 10 — насос

Продукт транспортером подается в зону охлаждения, затем на грузовом конвейере поступает в зону замораживания жидким хладоном, распыляемым орошающим устройством. Далее замороженный продукт попадает в зону выравнивания температур и выгружается для дальнейшей обработки и хранения. Над грузовым конвейером смонтирован конденсатор, предназначенный для кондесации паров хладона и охлаждаемый холодильной установкой.

Аппарат компактен, прост в монтаже; потери массы замораживаемого продукта минимальны. В хладоновых аппаратах хладагент используется многократно, однако при их эксплуатации необходимо следить за герметичностью системы и регулярно добавлять в нее жидкий хладон.