4.3 Флюидизационные и иммерсионные морозильные аппараты

Флюидизационные морозильные аппараты предназначены для замораживания продукта в восходящем потоке воздуха, находящегося во взвешенном состоянии. В таких аппаратах продукты замораживаются достаточно быстро и без деформации, что важно для продуктов влажных, с нежной консистенцией, которые могут слипаться. Во флюидизационном слое (во взвешенном состоянии) можно замораживать только мелкоштучные продукты или продукты, нарезанные на мелкие кусочки которые близки по форме, размерам (20-25 мм) и массе, например, зеленый горошек, кубики моркови, ломтики яблок, клубнику, малину, смородину и др. К недостаткам этих аппаратов можно отнести следующее: потеря массы продукта вследствие испарения; быстрый рост инея на поверхности воздухоохладителей; значительный расход энергии на привод центробежных вентиляторов; потребность в относительно низкой температуре кипения и большие затраты на работу холодильной установки.

Аппарат работает следующим образом (рис. 4.7). Продукт после мойки подается в загрузочное устройство, имеющее вибрирующую решетку для удаления воды. Далее он подсушивается, чтобы не смерзался, и сверху поступает на первый сетчатый конвейер, продуваемый воздухом снизу, на котором продукт подмораживается во взвешенном со стоянии. Приобретя достаточную механическую прочность, продукт поступает на второй сетчатый конвейер, на котором он домораживается в плотном слое, после чего выводится из аппарата и упаковывается.

Иммерсионные морозильные аппараты замораживают продукты, погруженные в охлаждающую жидкость. Замораживание продуктов в жидкости характеризуется более интенсивным отводом теплоты независимо от геометрической формы, в отличие от замораживания в контакт с металлической поверхностью и в потоке воздуха. Схема иммерсионного аппарата показана на рис. 4.8. В нижней части теплоизолированного корпуса находится бак, заполненный, например, водным раствором пропиленгликоля, с испарителем холодильной установки для охлаждения раствора, перемешиваемого мешалкой. Ниже уровня жидкости в баке над испарителем находятся две сетчатые перегородки, образующие канал, по которому движется замораживаемый продукт.

4.4 Криогенные морозильные аппараты

Это аппараты, в которых продукт замораживается при непосредственном контакте с веществами, которые изменяют свое фазовое состояние (кипят, сублимируют) при криогенной (в данном случае более низкой по сравнению с другими) температуре. В результате высокой интенсивности теплоотвода продукт в них замораживается быстро (5–10 мин), что обеспечивает хороший товарный вид и малые потери массы (до 0,5%). Такие аппараты просты по конструкции, компактны (площадь занимают в 6 раз меньше, чем воздушные), потребляют мало электроэнергии (в 10 раз меньше), просты в обслуживании, быстро выходят на заданный режим работы.

Однако этим аппаратам свойственны большие эксплуатационные затраты, связанные с потерей в атмосферу охлаждающего вещества.

В качестве охлаждающих веществ применяют жидкие азот и диоксид углерода (С0₂).

Жидкий азот при атмосферном давлении кипит при температуре -195,8°С, имеет скрытую теплоту парообразования 199,8 кДж/кг, является природным веществом, инертным по отношению к продуктам и конструкционным материалам.

Современный азотный аппарат фирмы АГА с ленточным (из металлической сетки) конвейером, с минимальным расходом азота, способный работать в автоматическом режиме и в составе технологической линии, показан на рис. 4.9.

Диоксидуглеродные морозильные аппараты применяют для замораживания практически всех видов продукта (мясо, рыба, птица, овощи, готовые блюда) в диапазоне температур от -73°С. СО₂ при атмосферном давлении сублимирует при температуре -78,5°С, имеет скрытую теплоту сублимации 574 кДж/кг. СО₂ является природным веществом, инертным по отношению к продуктам, конструкционным материалам. Но он обладает некоторыми преимуществами по сравнению с азотом, например, СО₂ можно хранить без потери вследствие испарения и возвращать повторно в работу до 80 % от расхода путем конденсации; обладает бактерицидным действием в газообразном состоянии, к тому же он дешевле. Диоксидуглеродный морозильный аппарат со спиральной конвейерной лентой представлен на рис. 4.10.

Замораживание продуктов в таких аппаратах происходит быстро например, рубленные котлеты замораживаются 7 мин, а порционные куски мяса в пленке – 12 мин. Расход СО₂ зависит от многих причин но в среднем составляет 1 кг на 1 кг продукта.