Параметры охлаждения продуктов

Практическая целесообразность охлаждения продуктов определяется требованиями реализуемых технологических процессов. Технология охлаждения должна учитывать индивидуальные свойства продуктов, теплофизические требования по интенсификации процесса.

Несмотря на индивидуальные свойства сырья или кулинарных из­делий, процесс охлаждения должен осуществляться в ограниченные по времени сроки и при минимальных изменениях исходных свойств.

Выбор способа охлаждения базируется на оценке параметров, вли­яющих на длительность процесса (см. выражения 3.2-3.4; 3.17). Эти параметры включают температуру теплоотводящей среды (г., °С), опре­деляющий геометрический размер продукта (R, м), и коэффициент теп­лоотдачи от поверхности к теплоотводящей среде (а, Вт/м2 • К).

Температуру теплоотводящей среды при охлаждении принимают с учетом индивидуальных свойств продуктов (животного и растительно­го происхождения) и ограничений технологии производства. Умень­шить длительность охлаждения можно понижением температуры теп­лоотводящей среды ниже криоскопической температуры, вплоть до -12…-10 °С. Этот метод используют на мясокомбинатах при охлажде­нии полутуш крупного рогатого скота после разделки животных. Полу — тушй транспортируются в подвешенном состоянии на транспортере и обдуваются из форсунок холодным воздухом. Скорость движения воз­духа составляет 3-5 м/с, температура воздуха составляет -8…-5 °С. Однако, если исходная температура продукта или кулинарного изделия выше, применяют более низкие температуры. Например, при охлажде­нии кулинарной продукции в функциональных емкостях в холодиль­ном шкафу ШХИ (шкаф холодильный интенсивного охлаждения) от температуры +80 °С до +10° С в центре функциональной емкости ис­пользуют температуру теплоотводящей среды -12° С.

Применение теплоотводящей среды отрицательной температуры возможно, если установлена длительность достижения поверхностью продукта криоскопической температуры. По истечении этого време­ни продукт должен быть перемещен в холодильную камеру, в которой осуществляется выравнивание температуры по объему и последую­щее его доохлаждение. Подобный метод охлаждения называют двух­ступенчатым. Этот метод обеспечивает существенное уменьшение длительности процесса и сокращения потерь влаги продуктом, т. е. его усушку.

Определяющий размер продукта связан с видом охлаждаемой про­дукции или изделия и произвольно не может быть изменен. Однако при выборе технического устройства для охлаждения продукта раз­мер продукта является одним из наиболее значимых компонентов.

Увеличение коэффициента теплоотдачи от продукта к теплоотво­дящей среде в рамках используемой среды достигается увеличением скорости ее движения. Практика и технико-экономические расчеты систем охлаждения свидетельствуют, что скорость движения воздуха вблизи поверхности продукта более 5-7 м/с технически и экономи­чески не оправдана.

Увеличение коэффициента теплоотдачи от продукта к теплоотво­дящей среде более эффективно при замене самой среды.

В ряду интенсивностей теплоотвода от поверхности продукта мож­но выстроить следующий ряд: охлаждение воздухом, движущимся конвективно, а = 3-5 Вт/(м2 • К), воздухом, движущимся принуди­тельно, посредством вентилятора, а = 20-30 Вт/(м2 • К). При охлаж­дении продукта жидкой средой, коэффициент теплоотдачи составля­ет а=300-600 Вт/(м2- К). При охлаждении продукта посредством контакта с твердой теплоотводящей средой коэффициент теплоотда­чи теоретически стремится к бесконечности (а —» Однако увели­чение коэффициента теплоотдачи не приводит к пропорциональному уменьшению длительности охлаждения. При малых абсолютных зна­чениях коэффициента теплоотдачи его увеличение заметно ускоряет процессохлаждения, при больших величинах этого коэффициента его изменение оказывается менее заметным.

Коэффициент теплоотдачи возрастает, когда, как отмечено ранее, теплообмен на поверхности дополняется испарением влаги с поверх­ности продукта или когда радиационная составляющая теплообмена становится заметной или определяющей.

Системы, использующие радиационный теплообмен, применяются в основном для замораживания продуктов. Они представляют собой плоские испарители, выполненные из труб, внутри которых кипит хо­лодильный агент. Продукт в подвешенном состоянии по транспорте­ру перемещается между испарителями и замораживается.

Достоинство этого метода состоит в том, что из основных слагае­мых теплообмена (конвекции, испарения и радиации) при определя­ющей величине радиационной составляющей остальные менее значи­мы. Это приводит к уменьшению усушки продукта.

Опираясь на представленные функциональные связи процесса охлаждения, все известные способы охлаждения можно подразделить на три основные группы: посредством воздуха, посредством капельно­жидкой влаги, контактом с твердым телом. Каждый из перечисленных методов может сочетаться с другим.

Воздух как теплоотводящая среда описывается следующими пара­метрами: температурой, скоростыО движения, относительной влажно­стью, влагосодержанием, теплосодержанием, барометрическим давлени­ем. Из перечисленных параметров для интенсификации охлаждения широко используют в основном первые два. При охлаждении боль­шинства продуктов относительная влажность не регулируется. Она является самоустанавливающимся параметром. Подобная ситуация обусловлена отсутствием надлежащих приборов контроля и регули­рования относительной влажности.

Posted in Холодильная техника