Лекции по курсу холодильные установки. Основы холодильной технологии пищевых продуктов

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.

  • 2.2. Рабочие вещества холодильных машин
  • 2.2.1. Требования, предъявляемые к холодильным агентам
  • 2.2.2. Классификация, свойства и области применения холодильных агентов
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 3. Циклы и схемы компрессорных холодильных машин
  • 3.1. Циклы и схемы газовых холодильных машин
  • 3.2. Циклы и схемы паровых компрессорных одноступенчатых холодильных машин
  • 3.2.1. Цикл в области влажного пара с детандером
  • Замена детандера дроссельным вентилем
  • Сжатие в области перегретого пара
  • 3.2.2. Принципиальная схема и цикл аммиачной холодильной машины с отделителем жидкости
  • 3.2.3. Принципиальная схема и цикл фреоновой холодильной машины с регенеративным теплообменником
  • 3.3. Циклы и схемы холодильных машин с многоступенчатым сжатием
  • 3.3.1. Циклы и схемы двухступенчатых холодильных машин
  • Низкотемпературная холодильная машина на базе винтового компрессора
  • 3.4. Принципиальная схема и цикл двухкаскадной холодильной машины
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 4.Компрессоры холодильных машин
  • 4.1. Классификация и маркировка компрессоров
  • 4.2. Объемные и энергетические потери в компрессоре
  • 4.3. Холодопроизводительность компрессора
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 5.Теплообменные аппараты холодильных машин
  • 5.1. Конденсаторы
  • 5.1.1. Тепловой расчет и подбор конденсаторов
  • 5.2. Испарители
  • 5.2.1. Расчет и подбор испарителей
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 6.Вспомогательное оборудование холодильных машин
  • 6.1. Аммиачные холодильные машины
  • 6.2. Фреоновые холодильные машины
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 7. Кип и автоматика холодильных машин
  • 7.1. Классификация и маркировка холодильных машин и агрегатов
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 8.Теплоиспользующие холодильные машины
  • 8.1. Пароэжекторные холодильные машины (пэхм)
  • 8.2. Абсорбционные холодильные машины (ахм)
  • Вопросы для самоконтроля:
  • Литература: Лекция 9. Холодильники. Классификация, устройство и планировки
  • 9.1. Устройство и планировки холодильников
  • 9.2. Тепло- и гидроизоляция холодильников
  • Телоизоляционные материалы
  • Вопросы для самоконтроля
  • Литература: . Лекция 10. Основы проектирования холодильников
  • 10.1. Определение строительной площади холодильника и выбор его планировки
  • 10.2. Расчет теплопритоков в камеры холодильника
  • Вопросы для самоконтроля
  • Литература: . Лекция 11. Системы охлаждения холодильников (сох)
  • 11.1. Безнасосные системы с непосредственным кипением холодильного агента
  • 11.2. Насосно-циркуляционные системы охлаждения
  • 11.3. Системы с промежуточным хладоносителем (рассольные сох)
  • 11.4. Камерные приборы охлаждения, их конструкции и методика подбора
  • Вопросы для самоконтроля
  • Литература: . Лекция 12. Оборудование для охлаждения пищевых продуктов
  • 12.1. Камеры охлаждения
  • 12.2. Оборудование для охлаждения рыбы и жидких пищевых продуктов
  • Вопросы для самоконтроля
  • Литература: . Лекция 13. Технологическое оборудование для замораживания в воздухе
  • 13.1. Классификация и устройство камерных морозилок
  • 13.2. Воздушные морозильные аппараты
  • 13.2.1. Морозильные аппараты тележечного типа
  • 13.2.2. Конвейерные морозильные аппараты
  • 13.2.3. Флюидизационные морозильные аппараты
  • Вопросы для самоконтроля
  • Литература:
  • Лекция 14. Современные аппараты интенсивного замораживания
  • 14.1. Аппараты бесконтактного замораживания Плиточные аппараты
  • Роторные аппараты
  • Морозильные аппараты барабанного типа
  • 14.2. Аппараты контактного замораживания пищевых продуктов
  • Вопросы для самоконтроля
  • Двухступенчатые, r22
  • Компрессоры российского производства
  • Поршневые компрессоры фирмы «Йорк Рефрижерейшн»
  • Винтовые компрессоры фирмы «грассо Рефрижерейшн»
  • Технические параметры среднетемпературных агрегатов на базе полугерметичных поршневых компрессоров Bitzer (Данные для хлаДона r404а)
  • Приложение в Конденсаторы холодильных машин
  • 1. Горизонтальные кожухотрубные
  • 2. Вертикальные кожухотрубные
  • 3. Испарительные
  • Приложение г Перечень тем самостоятельных работ студентов
  • Приложение д тесты
  • Литература
  • Содержание
  • Министерство образования и науки Украины

    ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

    Кафедра теплохладотехники

    Конспект лекций

    "Холодильное оборудование"

    для студентов профессионального направления 7.090221

    дневной и заочной форм обучения

    Утверждено

    советом специальности

    7.090221

    Одесса ОНАПТ 2008

    Конспект лекций по курсу “Холодильное оборудование” для бакалавров специальности 7.090221 дневной и заочной форм обучения / Составители С.Ф. Горыкин, А.С. Титлов. – Одесса: ОНАПТ, 2008. – 188 с.

    Составители С.Ф. Горыкин, канд. техн. наук, доцент

    А.С. Титлов, канд. техн. наук, доцент

    Рецензент профессор кафедры экологии Одесской национальной академии пищевых технологий, д-р техн. наук Геллер В.З.

    Ответственный за выпуск С.Ф. Горыкин, канд. техн. наук, доцент

    Введение

    Холодильное оборудование – это совокупность взаимосвязанных технических средств, предназначенных для создания, распределения и использования искусственного холода. При этом следует различать непосредственно холодильные системы и холодильное технологическое оборудование.

    Первое из них – комплекс холодильного оборудования (один или несколько компрессоров, конденсаторов, различного рода испарителей, ресиверов и пр.), в котором циркулирует холодильный агент, непосредственно воспроизводящий искусственный холод. Такие комплексы называют холодильными машинами. Из нескольких принципиально отличающихся друг от друга холодильных машин в пищевой промышленности используют исключительно паровые компрессионные холодильные машины.

    Второе предназначено для охлаждения, замораживания и холодильного хранения скоропортящихся пищевых продуктов (СПП). Его называют холодильным технологическим оборудованием.

    По характеру воздействия на СПП различают холодильное технологическое оборудование для охлаждения и для замораживания продуктов. Охлаждение (понижение температуры не ниже криоскопической), как правило, осуществляется в камерах охлаждения (кроме жидких СПП). Замораживание (понижение температуры значительно ниже криоскопической) может осуществляться либо в камерах замораживания (камерных морозилках), либо в специальных устройствах – скороморозильных аппаратах.

    Отдельному рассмотрению подлежит торговое холодильное оборудование и бытовая холодильная техника.

    Настоящие лекции ни в коем случае не должны рассматриваться студентами как единственный источник информации. В нем авторы лишь систематизировали материал из различных учебников, попытались, по возможности, приблизить его к специфике нашей Одесской национальной академии пищевых технологий (ОНАПТ).

    В Приложении, помимо справочных материалов, необходимых для расчета и выбора холодильного оборудования, включен перечень тем, вынесенных на самостоятельную работу, и вопросы, используемые при тестировании.

    В конце приводится перечень литературы, имеющейся в библиотеке ОНАПТ, которая может понадобиться студентам при изучении курса, выполнении расчетно-графического задания (РГЗ), заданий на самостоятельную работу и успешной сдаче модулей.

    Лекция 1. Области применения и физические принципы получения низких температур

    1.1. Области применения искусственного холода

    Искусственный (машинный) холод широко применяется в народном хозяйстве. С его помощью оказалось возможным достаточно просто и эффективно регулировать скорость различных химических процессов, способствовать наиболее благоприятному их протеканию.

    В пищевой промышленности искусственный холод, прежде всего, используется как прекрасный консервант СПП. На чем же основано воздействие холода на СПП? На двух факторах.

    Во-первых, в условиях низких температур замедляется скорость химических реакций деградации ценных питательных веществ в СПП и тем самым замедляется их “биохимическая порча”.

    Во-вторых, низкие температуры замедляют (а иногда и вовсе приостанавливают) жизненную активность микроорганизмов, т.е. предотвращают “микробиальную” порчу СПП.

    С тех пор как человечество осознало, что холодильное хранение СПП является наиболее эффективным способом сохранения их высоких пищевых качеств (а это конец прошлого – начало нынешнего века), во всех индустриально развитых странах началось интенсивное строительство специализированных предприятий – холодильников, предназначенных для накопления в крупных масштабах и длительного хранения запасов СПП.

    Продукция в камерах таких холодильников может храниться в охлажденном, либо замороженном состоянии. Охлаждение СПП – это понижение температуры не ниже криоскопической (обычно до 0...4 С). Замораживание – более значительное снижение температур, существенно ниже криоскопической (в настоящее время это минус 18...минус 25С).

    Однако неверно думать, что искусственный холод в пищевой промышленности используется только для увеличения сроков хранения СПП. В настоящее время холод – могучий фактор технологического воздействия на СПП. Известно, что с помощью искусственного холода удается, например, успешно “осветлять” соки и вина, проводить высококачественное “созревание” мяса и сыров, сушить зерно, очищать от кожуры ядрышко гречихи и др.

    Весьма емким потребителем искусственного холода является химическая промышленность . На различных стадиях технологических процессов получения азотной кислоты, синтеза аммиака, производства этилена, каучука, химических волокон широко используется искусственный холод. Во многих химических реакторах регулирование скорости химической реакции осуществляется с помощью искусственного холода. Внефтяной игазовой промышленности холод используют для очистки, разделения и сжижения различных компонентов и фракций. Существуют специализированные производства для очистки смазочных масел от парафинов, разделения ксилолов, сжижения и очистки газов. Вметаллургии имашиностроении искусственный холод используется для низкотемпературной закалки и старения металлов и сплавов, сверхточной обработки металлов, гибки труб;встроительной технике – для борьбы с подземными водами, улучшения структуры бетона;вмедицине – для хранения крови и создания банка органов для трансплантации. В последние годы бурно развиваетсякриохирургия . В Одесской государственной академии холода (ОГАХ) созданы уникальные криоинструменты, в том числе и для микрохирургии глаза и головного мозга. Несомненным преимуществом криохирургии является более успешная борьба с внутренними кровотечениями и разрывами.

    Особо следует сказать о кондиционировании воздуха . Комфортные системы предназначены для создания комфортных условий человеку в жилых и общественных зданиях. В таких установках – автономных и централизованных – работают десятки миллионов холодильных машин, особенно в странах с жарким климатом. Однако в настоящее время все чаще при строительстве жилых и общественных зданий в индустриально развитых странах используются круглогодичные системы кондиционирования воздуха, когда одна и та же холодильная машина летом используется для охлаждения воздуха в помещениях, а зимой – для его подогрева (в режиме теплового насоса).

    Кроме комфортного, существует технологическое кондиционирование воздуха. Такие системы обеспечивают оптимальные климатические условия для протекания того или иного технологического процесса. До недавнего времени все вычислительные центры были снабжены мощными кондиционерами, т.к. ЭВМ, особенно ламповые, не могли работать без интенсивного отвода тепла из помещения. На Одесском заводе прецизионного машиностроения уже давно огромные цеха снабжены кондиционерами, которые поддерживают во всем объеме цеха температуру 190,5С. Это сделано для исключения влияния колебаний температуры окружающего воздуха на точность обработки деталей.

    Отметим также, что системами кондиционирования воздуха, как правило, снабжены все сооружения культурного и спортивного назначения, пассажирский и грузовой транспорт, крупнотоннажные автомобили, подъемные краны.

    Существуют и другие случаи использования искусственного холода.

    3.1 История развития холодильной техники

    Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно. Для этого использовали сначала лед и снег, а затем смеси льда с солью, что позволило получить температуры ниже 0°С. В XIX в. появились промышленные холодильные машины. Первая холодильная машина была изобретена в 1834 г. англичанином Перкинсоном. В качестве холодильного агента был применен этиленовый эфир. Позднее в 1871 г. француз Тенье создал машину, работающую на метиловом эфире, а в 1872 г. англичанин Бойль изобрел холодильную машину, в которой использовался аммиак.

    В нашей стране холодильные машины в промышленном масштабе впервые были применены в 1888 г. на рыбных промыслах в Астрахани. В 1889 г. были сооружены две холодильные установки на пивоваренных заводах. Первый производственный холодильник емкостью 250 т был построен в 1895 г. в Белгороде. Перевозки продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением начались в 1860 г. Однако в дореволюционной России холодильная техника была развита слабо. В 1917 г. в стране насчитывалось всего 58 холодильников общей емкостью 57 тыс. т и холодопроизводительностью около 24 тыс. кВт. Холодильный транспорт состоял из 6500 двухосных железнодорожных вагонов с ледяным охлаждением и одного рефрижераторного судна грузоподъемностью 185т.

    Применение искусственного холода в широких масштабах в нашей стране началось после Великой Октябрьской социалистической революции. За годы Советской власти построены крупные холодильники в мясной, рыбной, молочной и других отраслях пищевой промышленности, а также на транспорте. Уже в 1941 г. емкость холодильников в нашей стране составляла 370 000 т.

    Наряду с ростом холодильной емкости постоянно развиваются холодильное машиностроение и приборостроение. Холодильные машины выпускают преимущественно в виде автоматизированных агрегатов. Большое внимание уделяют конструированию и изготовлению малых автоматизированных холодильных машин.

    Малые холодильные машины получили широкое распространение в торговле и общественном питании (холодильные шкафы, камеры, прилавки, витрины, охлаждаемые торговые автоматы), в быту (холодильники, кондиционеры), на транспорте, в сельском хозяйстве, медицине и других отраслях народного хозяйства. В торговле и общественном питании страны общее количество малых холодильных установок превышает 2 млн. единиц. В быту используются десятки миллионов холодильников.

    Широкое развитие получил холодильный транспорт. Железнодорожный холодильный транспорт заметно пополнился составами, секциями и отдельными автономными вагонами с машинным охлаждением. Увеличилось количество судов-холодильников, оснащенных современным холодильным оборудованием. Создан заново автомобильный холодильный транспорт.

    Для сохранения и переработки всевозрастающего количества пищевых продуктов необходимо увеличивать объемы и повышать темпы строительства холодильников и холодильного оборудования, а также технически совершенствовать существующие холодильные предприятия. В ближайшие годы намечено значительно увеличить емкость холодильников в пищевой, мясной и молочной промышленности. Увеличатся холодильные емкости и в системе торговли, в сельском хозяйстве. Их предстоит оснастить новейшим холодильным оборудованием с большей степенью заводской готовности, автоматизации и механизации производственных процессов.

    3.2 Холодильное хранение пищевых продуктов

    3.2.1Охлаждение пищевых продуктов

    Охлаждение – процесс понижения температуры продукта не ниже криоскопической.

    Криоскопической температурой принято считать температуру начала выпадения твердой фазы (кристаллов) из тканевой жидкости продукта.

    Значение

    Говядина

    Баранина

    Мясные консервы

    Твердые сыры

    Плавленые сыры

    Виноград

    Процесс охлаждения представляют в прямоугольной системе координат (Рисунок 8)

    По вертикали – температура охлаждаемого продукта, по горизонтали – продолжительность процесса охлаждения.

    Охлаждение начинается при температуре Тнач, т.е температуре продукта перед помещением его в камеру охлаждения. Как правило процесс охлаждения представляет собой кривую, приближающуюся к криоскопической температуре, но никогда не достигающей значения Ткр.

    Шоковое охлаждение – используется для полуфабрикатов и готовой продукции при предполагаемом сроке хранения 4-5 дней. При шоковом охлаждении температура внутри продукта должна снизиться до 3 С за время не более 90 мин. В течение этого процесса температура внутри камеры шокового охлаждения на начальном этапе -15…-25 С и поддерживается на этом уровне пока температура на поверхности продукта не достигнет минус 10С, после этого температура повышается до 0 С.

    Замораживание пищевых продуктов

    Замораживание – процесс частичного или полного превращения тканевой жидкости замораживаемого продукта в лед. Наличие фазового перехода – отличительная особенность процесса замораживания.

    Скоропортящиеся пищевые продукты замораживают для увеличения сроков хранения (мясо, рыба, птица) или для получения продуктов с новыми вкусовыми качествами (мороженое, плоды и ягоды)

    Продолжительность хранения скоропортящихся продуктов с высоким содержанием влаги в замороженном виде значительно больше, чем в охлажденном. Превращение влаги продукта из жидкого состояния в кристаллическое приводит к существенному торможению жизнедеятельности микроорганизмов, а также значительное снижение скорость биохимических и химических реакций. При замораживании происходят такие изменения, которые не позволяют полностью восстановить продукт в его первоначальном виде. Технологическая необратимость не является недостатком, если не ухудшаются пищевые и вкусовые показатели и товарный вид.

    Технологически процессу замораживания предшествует процесс охлаждения продукта до криоскопической температуры, после чего начинается льдообразование – фазовый переход жидкой среды в твердое состояние.

    Переохлаждение – это понижение температуры объекта ниже криоскопической без кристаллизации содержащейся в нём воды.

    Пpи достижении криоскопической температуры tкр кристаллы льда в тканевой жидкости не образуются вследствие остаточного теплового движения молекул. Для образования устойчивых кристаллов льда требуется некоторое понижение температуры относительно криоскопической. Такое понижение температуры принято называть переоxлаждением tпо. Для каждого вида пищевых продуктов предельное переохлаждение tпо имеет конкретные значения: 5°С – для мяса, птицы, рыбы; 6°С – для молока; 11°С – для яиц.

    Наличие искусственных стимуляторов кристаллизации (механические примеси, загрязнения) приводит к образованию устойчивых зародышей кристаллов при меньших значениях переохлаждения.

    Образование устойчивых зародышей кристаллов и следующий затем рост кристаллов тканей жидкости сопровождаются выделением теплоты фазового перехода жидкости в лед и повышением температуры до криоскопической. Причем повышение температуры происходит очень быстро, вследствие чего данное явление получило название температурного скачка.

    Шоковое замораживание – снижение температуры в толще продукта до -18С за время, не превышающее 240 мин. Используется для замораживания полуфабрикатов и готовых блюд, предполагаемый срок хранения которых не превысит 60 дней. В начальной стадии температура внутри камеры снижается до -40С и поддерживается на этом уровне пока температура внутри продукта не достигнет -18С. По окончании процесса замораживания камера переходит в режим стандартного охлаждения. Шоковое замораживание позволяет сохранить исходную структуру продукта, его вкус и аромат.

    При любом способе замораживания теплота отводится с поверхности продукта, а глубинные слои имеют более высокую температуру. Если после процесса замораживания продукт положить в камеру хранения, то спустя длительное время произойдет выравнивание температуры. Эта температура называется конечной температурой замораживания.

    При замораживании не вся тканевая жидкость превращается в лед. Тканевую жидкость, превратившуюся в лед называют вымороженной. Относительное количество этой влаги принято оценивать в виде доли вымороженной влаги:

    Отношение масса льда к массе тканевой жидкости.

    3.2.2 Технологические приемы холодильной обработки и хранения пищевых продуктов

    Для рационального холодильного хранения охлажденных и замороженных продуктов необходимо выполнить следующие условия:

    · хранить доброкачественные продукты, прошедшие регламентированную технологическую обработку перед хранением

    · соблюдать температурный режим хранения

    · поддерживать определенную влажность при хранении

    · соблюдать санитарно-гигиенические условия хранения

    · использовать дополнительные средства, повышающие стойкость хранимых продуктов

    · применять рациональную тару для хранения продуктов

    Охлажденные скоропортящиеся пищевые продукты хранят в камерах при температурах, близких к криоскопическим, а относительную влажность воздуха поддерживают на уровне 80-85%.

    Температурный режим хранения замороженных продуктов выбирают исходя из продолжительности хранения. при непродолжительном сроке хранения допускается температура в камере -8…-12С. Замороженные продукты, предназначенные для более длительного хранения хранят при температуре не выше -18С. Более низкие температуры применяют в целях обеспечения сохранности продуктов, содержающих непредельные жирные кислоты.

    Предельным сроком хранения пищевого продукта принято считать такой, по истечению которого в хранимом продукте начинают появляться неприсущие продукту посторонние запахи, продукт приобретает привкус, изменяется его цвет и внешний вид.

    При хранении жиров животного происхождения микроорганизмы и ферменты вызывают распад ненасыщенных жирных кислот, что приводит к образованию кетонов, способствующих появлению горького привкуса продукта

    При хранении рыбы и морепродуктов происходит распад белковых молекул с образование аминокислот, в частности триметиламина, присутствие которого свидетельствует о начале порчи.

    Хранение охлажденных пищевых продуктов при низких положительных температурах (0…2С) обеспечивает сохранность мяса, рыбы, птицы в течение 1-2 недель. Скоропортящиеся продукты растительного происхождения при рациональной организации режима хранения могут храниться практически доя нового урожая.

    3.2.3 Отепление и размораживание пищевых продуктов

    Отепление – процесс повышения температуры охлажденного пищевого продукта со скоростью, исключающей образование конденсата на поверхности продукта. Отепление особенно важно для таких продуктов, как яйца, фрукты, овощи, некоторые молочные и гастрономические продукты, баночные консервы и др.

    Некоторые продукты не нуждаются в отеплении. К ним относятся, например, сливочное масло, сметана, творог, сыры, соленые рыбные товары и др. Конденсирующаяся на поверхности влага не причиняет им вреда. Такие продукты выпускают из холодильников без отепления. Практически очень редко прибегают к отеплению и охлажденных мясопродуктов.

    Производят отепление в специальных камерах с усиленной циркуляцией кондиционируемого воздуха. Называют такие камеры дефростерами. Продукты в камерах укладывают так, чтобы они свободно омывались воздухом. Температуру продукта при отеплении повышают постепенно. Соответственно и повышают температуру воздуха в дефростере, регулируя ее таким образом, чтобы она все время была на 2-3°С выше температуры продукта. Регулируется при этом и относительная влажность подаваемого воздуха. Чтобы продукт не увлажнялся, ее поддерживают на уровне 80%. Слишком сухой воздух тоже нежелателен в связи с усушкой продуктов.

    Конечная температура, до которой надлежит отеплять продукты, зависит от температуры и влажности наружного воздуха. Если воздух очень влажный, конечная температура отепленных продуктов должна быть на 2-3°С ниже его температуры, а если достаточно сухой (с относительной влажностью 40-45%), то эта разница должна составлять 4-5°С. Отепление практически продолжается около 30-40 ч.

    Размораживание производят для возвращения продукта в исходное состояние, которое он имел перед замораживанием. При этом находящиеся в продукте кристаллы льда превращаются в жидкость, которая распределяется по ткани, так, как это было до замораживания. Практически достичь полной обратимости процесса замораживания не удается. Способность клеток и волокон к влагоудержанию значительно снижается вследствие травмирования их кристаллами льда и снижения способности белковых веществ к гидратации. Поэтому часть сока вытекает из продукта и теряется.

    Применяемы на практике способы размораживания:

    · медленное размораживание в воздушной среде при температуре в камере 0…4 С

    · быстрое размораживание в воздушной среде при температуре в камере 15…20С

    · быстрое размораживание в паровоздушной среде при температуре 25…40С

    · размораживание в жидких теплоносителях при температуре 4…20С

    Медленное размораживание обеспечивает наилучшее восстановление продукта, равномерное распределение клеточной жидкости. Но низкие скорости размораживания приводят к развитию биохимических и микробиологических процессов, деятельность которых может привести к порче продукта.

    Быстрое размораживание применяется в основном для пищевых продуктов, используемых в промышленной переработке (производство колбас, консервов).

    3.2.4 Технология охлаждения пищевых продуктов

    Продукт

    Параметры охлаждения

    Время охлаждения

    Способ охлаждения

    Особенности технологии

    Мясо и мясопродукты

    В камере хранения

    Охлаждаются туши, полутуши, четвертины до температуры в толще бедра 2-4С

    В камере охлаждения

    Температура в толще бедра 3-4С

    На воздухе

    Ускорить процесс можно при понижении температуры до -2С и повышении скорость воздуха 4 м/с. Время сокращается до 4-6ч.

    В ледяной воде

    Кожа тушки отбеливается, исчезают пятна от ушибов. Недостатком является возможность перекрестного м/б обсеменения.

    Искусственный лед, 2-% раствор соли

    Возможность м/б обсеменения минимальна

    1-2С ниже криоскопической

    Камера хранения

    Клетки с яйцами необходимо располагать в шахматном порядке

    Молоко и молочные продукты

    Камера хранения

    3.2.5. Технология замораживания продуктов

    Замораживание в воздушной среде. Осуществляется в морозильных камерах. Воздух в камере температурой -30…-40С со скоростью 1-2 м/с. Недостатком является продолжительность процесса и потеря влаги с поверхностного слоя замораживаемого продукта (усушка).

    Замораживание орошением. Жидкий, охлажденный теплоноситель (водный раствор соли) подается через форсунки на орошение продукта.

    Замораживание погружением. Более эффективный процесс с равномерным погружением продукта со всех сторон.

    Недостатком этих методов является необходимость применения герметичной упаковки, чтобы исключить контакт продукта с замораживаемой средой (бесконтактное замораживание)

    Замораживание в криогенных жидкостях (жидком воздухе или жидком азоте) не нашло широкого применения вследствие своей дороговизны.

    Замораживание отдельных групп товаров

    Мясо и мясопродукты замораживают в морозильных камерах при температуре -30..-35С, скорости принудительного движения воздуха 1..3 м/с. Продолжительность замораживания 19..27 ч. Замороженным считается мясо, средняя конечная температура которого на 10С ниже криоскопической.

    Птицу замораживают в морозильных камерах с естественной или искусственной циркуляцией воздуха. Температура в воздухе камеры -18С. Продолжительность 48-72ч. При понижении температуры до -23С и повышении скорости воздуха до 3-4 м/с продолжительность сокращается до 36-24ч. При замораживании птицы в жидких теплоносителях (пропиленгликоль, водный раствор хлористого кальция) тушки помещают в герметичные упаковки и погружают в раствор, охлажденный до -28С. Чаще всего погружение используют на начальном этапе замораживания, а окончательное происходит в морозильной камере. В этом случае тушки погружают на 20-40мин, а затем переносят в камеру хранения с температурой воздуха -23-30С.

    Для замораживания рыбы используется продукт высоко качества, не имеющий внешних дефектов и признаков порчи. При замораживании в воздушной среде температура в морозильных камерах поддерживается -30С и ниже. Для интенсификации процесса применяется принудительная циркуляция воздуха. Рыбу жирных пород (сельдевые) замораживают при более низких температурах.

    Рыбу ценных пород, особенно крупную по размеру рекомендуется после замораживания глазировать льдом. Для этого рыбу несколько раз погружают в пресную холодную воду и извлекают для образования на поверхности тонкой корочки льда. Образованная корочка льда предохраняет рыбу от усушки, а отсутствие контакта жира с кислородом воздуха – от окисления.

    Замораживание яичных продуктов (белки, желтки, меланж) производят в морозильных камерах с температурой -20…-25С и скоростью движения воздуха 3-4м/с. Яичная масса считается замороженной, если температура в центре упаковки -6..-10С. Целые яйца в скорлупе не замораживают, т.к. при этом происходит механическое повреждение скорлупы из-за расширения содержимого.

    Творог замораживают в морозильных камерах с температурой -28..-30С., температура в камере хранения должна быть -18С.

    Масло сливочное замораживают до -18С. Температура в морозильной камере -25С в течение 2суток.

    3.2.6 Хранение пищевых продуктов в охлажденном состоянии

    Охлажденные продукты хранят в холодильной камере пи температуре 2..3С. Влажностный режим камер хранения поддерживают в соответствии с технологическими требованиями для каждого вида продукта.

    Продукт

    Температура

    хранения

    Параметры хранения

    Время хранения

    Особенности хранения

    В виде туш или полутуш в подвешенном состоянии

    В бумаге, полиэтиленовых пакетах, термоусадочной пленке (10сут)

    1 раз в 2 месяца нужно проводить овоскопирование

    Рыба свежая

    На колотом льде

    Икра зернист

    Соленая рыба

    Копченая рыба

    принудительное циркулирование воздуха

    Лучше сохраняется обезжиренный творог.

    Подмораживание мяса, птицы и рыбы, т.е. замораживание поверхностного слоя способствует продлению сроков хранения. Подмороженное мясо при температуре -1..-2С хранят в подвешенном состоянии до 17сут.

    Подмораживание птицы происходит до температуры 0..-1С в тоще грудной мышцы и до 4С на глубине 5 мм. Для подмораживания в воздушной среде птицу помещают в морозильные камеры с температурой -23С и скоростью воздуха 3-4 м/с. Продолжительность 2-3ч.

    Подмораживание рыбы происходит в воздушной среде или в жидких теплоносителях, что увеличивает срок хранения рыбы до 25 суток. Подмораживание на воздухе при температуре -20С.

    Хранение плодов. Одним из основных условий хранения плодов является создание оптимального режима, при котором замедляются все биохимические процессы, протекающие в плодах после их съема. Кроме того, режим хранения должен обеспечить полное и длительное сохранение свойств, присущих плодам, и устойчивость их к микробиологической порче.

    Установлена температура хранения для яблок -0,5÷0,5°С, для груш, персиков, абрикосов, вишни, черешни 0°С, апельсинов и лимонов -0,5÷4°С, мандаринов 0,3-2°С. При этом рекомендуется относительная влажность воздуха для яблок, груш и винограда 85-90%, косточковых плодов 80-85%, цитрусовых 78-83%.

    Свежие бананы и ананасы, поступившие на хранение, освобождают от упаковочного материала и сортируют по степени зрелости и качеству. При хранении зеленых бананов в камере поддерживают температуру 12-14°С и относительную влажность 85-90% при искусственной циркуляции воздуха. Бананы в процессе хранения постепенно дозревают и достигают потребительской зрелости. Зрелые бананы хранят при температуре 12°С, а зрелые ананасы – при 7,5-8°С и относительной влажности 85-90%. Продолжительность хранения в этих условиях 10-12 дней в зависимости от общего состояния плодов. Зеленые ананасы хранят при температуре 15-16°С и относительной влажности 85-90%. В этих условиях в течении 5-6 дней происходит дозревание плодов.

    Установлено, что сроки хранения всех видов плодов значительно увеличиваются в регулируемой газовой среде, в которой искусственным путем поддерживается повышенное содержание углекислого газа и пониженное кислорода. Для этой цели плоды помещают в специальные герметически закрываемые камеры или контейнеры.

    Продолжительность холодильного хранения различных плодов в зависимости от газового состава среды

    В замороженном виде хранят ягоды (клубнику, малину, смородину, крыжовник, клюкву, бруснику и др.), различные плоды (сливы, абрикосы, персики, цитрусовые и др.). Температура хранения замороженных плодов -18°С, срок хранения до 12 месяцев.

    Размещать продукты в холодильниках предприятий общественного питания и продовольственных магазинов необходимо так:

    Мясо (охлажденное и мороженое) – подвешивать;

    Тушки охлажденной птицы – на стеллажах в один ряд;

    Мороженую птицу и дичь – в стандартных ящиках на подтоварниках (уложенных на полу) или на стеллажах;

    Рыбу частиковую (парную и мороженую) – в стандартных ящиках, корзинах на подтоварниках или на полках стеллажей;

    Осетровую рыбу – на стеллажах или подвешивать;

    Соленую рыбу – в стандартных бочках на подтоварниках;

    Молоко – в стандартных флягах на подтоварниках или стеллажах;

    Простоквашу, кефир, сметану, творог – в стандартной таре на подтоварниках или стеллажах;

    Масло топленое – в деревянных бочках на подтоварниках;

    Сыр – на стеллажах;

    Яйца – в стандартных ящиках штабелями на подтоварниках;

    Замороженные кулинарные изделия – в картонных ящиках на подтоварниках или стеллажах;

    Зелень – в ящиках на подтоварниках или стеллажах;

    Огурцы – в корзинах, ящиках или мешках на подтоварниках;

    Томаты – в ящиках на подтоварниках или стеллажах;

    Фрукты – в ящиках на подтоварниках или стеллажах;

    Ягоды – в решетах штабелями на подтоварниках или стеллажах;

    Квашения, соления, маринады – в стандартной таре на подтоварниках или стеллажах;

    Вина – в бутылках в лежачем положении;

    Водочные изделия, пиво, воды – в бутылках, установленных в ящики или корзины, которые помещают на подтоварниках; пиво хранят также и в бочках на подтоварниках.

    Хранение пищевых продуктов в замороженном состоянии

    Продукт

    Параметры хранения

    Время хранения

    Особенности хранения

    Температура в толще бедра не выше -8С.

    Для жирных пород -30С

    Масло сливоч.

    Упаковка в полиэтиленовые пакеты

    3.3 Понятие о непрерывной холодильной цепи

    Непрерывная холодильная цепь – совокупность технических средств (холодильников), которые обеспечивают непрерывное охлаждение скоропортящихся продуктов от производителя к потребителю.

    Схема непрерывной холодильной цепи

    Сфера производства

    1 – производственный (заготовительный) холодильник

    2,4,6 – холодильный транспорт

    3- базисный холодильник

    5 – распределительный холодильник

    7- холодильники ПОП

    Для обеспечения наилучшей сохранности продуктов температурные режимы охлажденных или замороженных продуктов должны поддерживаться неизменными в процессе перемещения от звена к звену.

    Производственные холодильники – располагаются в пределах производства п/ф. предназначены для первичной холодильной обработки (охлаждения или замораживания). Отличаются большой производительностью при относительно небольших помещениях для хранения обработанной продукции.

    Базисные холодильники – предназначены для длительного хранения пищевых продуктов и создания запасов. Характеризуются большой площадью и вместимостью, а также повышенными требованиями к температурно-влажностным режимам.

    Распределительные холодильники – обеспечивают равномерное снабжение оптовых баз сезонными продуктами в течение всего года. Снабжаются железнодорожными подъездными путями и погрузочно-разгрузочными площадками для автомобильного холодильного транспорта.

    Стационарные холодильники ПОП – служат для кратковременного хранения продуктов. Сроки хранения не превышают нескольких дней, поэтому требования к температуре и влажности менее строгие.

    Торговое холодильное оборудование – предназначено для кратковременного хранения, демонстрации, выкладки и продажи продуктов на ПОП. К такому оборудованию относятся: охлаждаемые витрины, прилавки, холодильные шкафы.

    3.4 Холодильный транспорт

    Соединяет звенья непрерывной холодильной цепи, обеспечивая неизменность температуры продуктов от перемещения от одного звена к другому.

    Рефрижераторы низкотемпературные

    Рефрижераторы высокотемпературные

    3.5. Простейшая паровая компрессионная машина

    Охлаждением называется отвод от тела теплоты, сопровождающийся понижением его температуры. В процессе охлаждения участвуют охлаждаемое и охлаждающее тело – рабочее вещество. Охлаждение, при котором температуру охлаждаемого тела можно понизить только до температуры окружающей среды называется естественным. Охлаждение тела ниже температуры окружающей среды называется искусственным.

    В общественном питании наиболее распространенным видом холодильных машин являются паровые компрессионные машины. Рабочим веществом является легкокипящие жидкости, которые при совершении холодильного цикла меняют агрегатное состояние, превращаясь из жидкости в пар и обратно

    1 –компрессор

    2 – испаритель

    3- дроссельное устройство

    4 –конденсатор

    5 – холодильная камера

    Компрессор – сжимает пар до высокого давления, т.е. происходит превращение жидкого хладагента в пар

    Испаритель – аппарат, в котором происходит кипение жидкого хладагента за счет теплоты, отводимой от продукта. Температура кипящего хладагента ниже на 10-12С чем температура охлаждаемого объекта.

    Дроссельное устройство – обеспечивает понижение давления хладагента.

    Конденсатор – обеспечивает охлаждение перегретых паров хладагента до температуры конденсации и превращения пара в жидкость.

    3.6 Хладагенты и хладоносители

    Рабочее вещество, циркулирующее в холодильной машине, с помощью которого совершается обратный круговой процесс или цикл, называют холодильным агентом (хладагент).

    В современной практике существуют два вида основных хладагентов: аммиак и фреоны (хладоны)

    Аммиак (R717) имеет температуру кипения -33,4С, большую теплоту парообразования, слабую растворимость в масле. Его применяют в поршневых компрессорных установках. К недостаткам можно отнести высокую токсичность, горючесть и взрывоопасность. Аммиак имеет резкий запах и сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. При работе с аммиачными холодильными установками требуется строгое выполнение правил техники безопасности.

    Хладоны (фреоны) – галогенопроизводные предельных углеводородов. Они химически инертны, невзрывоопасны. Маркировка R11, R12, R113, R502, R22. Достигая атмосферы хладоны высвобождают хлор, который участвует в разрушении озонового слоя особенно R22. Поэтому большинство европейских стран запретили их производство и использование. R22 разрешен к использованию в России до 2020г.

    Холодоносители (хладоносители) применяют для транспортирования холода от источника получения (испарителя) до охлаждаемого объекта (камеры). В качестве хладоносителей используют водные растворы солей – рассолы и однокомпонентные вещества, замерзающие при низких температурах (этиленгликоль). Растворы солей: хлориды натрия, кальция, магния.

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

    хорошую работу на сайт">

    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.

    По дисциплине

    «Основы холодильной техники»

    Тематический план лекций

    Темы лекций

    История развития холодильной технологии.

    Холодильные агенты и хладоносители.

    Виды холодильной обработки пищевых продуктов.

    Охлаждение пищевых продуктов.

    Низкотемпературная обработка продуктов питания.

    Холодильное хранение продуктов питания.

    Транспортирование охлажденных и замороженных пищевых продуктов.

      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.

    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.

    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).