Пищевое оборудование

Установки криогенного замораживания пищевых сред

Криогенное замораживание пищевых продуктов жидким азотом протекает быстро и при очень низких температурах. Существует несколько способов замораживания пищевых продуктов с помощью жидкого азота: при непосредственном контакте с газообразным азотом; погружением в азот; орошением жидким азотом. При обычных условиях азот — инертный газ без запаха и вкуса, который при контакте с пищевыми продуктами вредного влияния на них не оказывает. Получают азот путем сжижения воздуха с последующим его разделением на азот и кислород в ректификационных колоннах, используя разности температур кипения при атмосферном давлении: азота — 196 °С, а кислорода -183 °С.

Температура замерзания азота составляет -210 °С, удельная теплота парообразования 200 кДж/кг, плотность жидкости 0,81 кг/л, плотность газа 1,251 кг/м3, коэффициент теплопроводности жидкости 0,207 Вт/(м·К), газа 0,026 Вт/(м·К), удельная теплоемкость жидкости 0,573 Вт/(кг·К), газа — 0,29 Вт/(кг·К). Для устранения растрескивания при замораживании в жидком азоте продукт предварительно охлаждают парами азота.

Установка для замораживания продуктов жидким азотом

Установка для замораживания продуктов жидким азотом (рисунок 1) состоит из конвейера загрузки 7, грузового конвейера 2, размещенных в изолированной камере 4, снабженной вентилятором 3, а также коллектора 5 с форсунками для распыления жидкого азота и конвейера выгрузки 7.

Рисунок 1 - Принципиальная схема установки для замораживания продуктов жидким азотом
Рисунок 1 — Принципиальная схема установки для замораживания продуктов жидким азотом

Пары азота из средней II зоны с помощью вентилятора 3 направляются в I зону предварительного охлаждения, где продукт 6 охлаждается до -1 °С. Затем продукт поступает в зону замораживания II, а оттуда в зону выравнивания температур III по объему продукта до средней конечной температуры. Азот выходит из установки с температурой -50…-60 °С. В такой установке отсутствует машинное охлаждение, она проста в обслуживании, в ней не требуется постоянный источник энергии, а также отсутствует система оттаивания.

Установка для замораживания пельменей жидким азотом

Установка для замораживания пельменей жидким азотом представлена на рисунке 2. Штамповка и замораживание пельменей осуществляется непосредственно на металлической ленте 16 конвейера из коррозионностойкой стали, над которой установлен пельменный аппарат 1. На раме конвейера установлена изотермическая морозильная камера 17 с двойными стенками с поворотной заслонкой 2. В камере установлены четыре температурные зоны. В зоне предварительного охлаждения 3 продукт охлаждается холодными парами газообразного азота. В зоне штамповки 10 тестовая трубка с фаршем подается под штамп, где образуются пельмени. В зоне орошения 12 пельмени замораживаются путем орошения их жидким азотом, поступающим из емкости под избыточным давлением. В зоне выравнивания температур 14 устанавливается одинаковая температура по всей массе продукта. В зоне предварительного охлаждения размещается нагнетательный воздуховод 5 прямоугольного сечения с щелевыми насадками, обращенными к ленте, и двумя шиберными заслонками б, позволяющими регулировать количество подаваемого газа, изменять его скорость и направление движения над продуктом.

 

Рисунок 2 - Принципиальная схема установки для замораживания пельменей жидким азотом
Рисунок 2 — Принципиальная схема установки для замораживания пельменей жидким азотом

Для получения и подбора необходимых температур в воздуховод врезан трубопровод подачи жидкого азота 11, который, испаряясь, охлаждает воздушный поток до -50…-120 °С. В зоне штамповки установлен штамповочный пельменный барабан 8 и вентилятор 7 с электродвигателем 4 для нагнетания паров азота с помощью воздуховода 9, образующихся в зоне орошения, в зону предварительного охлаждения.

В зоне орошения установлено три коллектора 13 с десятью форсунками на каждом для распыления жидкого азота при температуре -196 °С. Для сбора неиспарившегося жидкого азота под лентой конвейера установлен поддон 15 из коррозионно-стойкой стали. При переполнении поддона азот насосом снова подается в форсунки, при этом перекрывается соленоидный вентиль на трубопроводе подачи жидкого азота из емкости.

Зона выравнивания температур специально не охлаждается, но из-за близкого расположения зоны орошения в ней достигается температура -20…-60 °С. Время обработки пельменей в зонах: предварительного охлаждения — 60 с, штамповки — 10 с, орошения — 90 с, выравнивания температур — 30 с. Выравнивание температур продолжается 3.. .5 мин. Для уменьшения длины установки целесообразно зону выравнивания температур устанавливать под основной лентой конвейера (под зоной орошения).