Politechnika Gdańska

Transkrypt

1 Politechnika Gdańska Współczesne Techniki Zamrażania Urządzenia typu LIN do kriogenicznego zamrażania wybranych produktów żywnościowych wykonał :Maciej Jaskułka specjalność: SUCHiK

2 Wstęp Zamrażanie - jedna z najkorzystniejszych pod względem biologicznym form utrwalania żywności. Pozwala w maksymalnym stopniu zachować odżywcze, dietetyczne i organoleptyczne walory świeżych produktów. Proces ten polega na szybkim doprowadzeniu produktu do temperatury ok - 30 C, po czym następuje przechowywanie w komorach chłodniczych, w temp. ok. -20 C. Zamrażaniu poddaje się mięso, ryby, jaja, masło, owoce i warzywa (mrożonki). zamrażanie kriogeniczne - Technologia ta jest związana z wykorzystaniem ciepła parowania oraz ciepła przegrzania pary czynników kriogenicznych. Ogólnie, zamrażanie w cieczach wrzących charakteryzuje się bardzo dużymi współczynnikami wnikania ciepła, znacznymi wartościami czynnej różnicy temperatur i i w konsekwencji bardzo krótkimi czasami zamrażania. Określenie kriogeniczne wg MICH uważane są temperatury poniżej 123 K. Z dużej ilości dostępnych na rynku kriocieczy, które można by używać do zamrażania żywności, praktyczne zastosowanie znalazły tylko dwie: ciekły azot i dwutlenek węgla. Porównanie parametrów pracy Porównanie współczynników przejmowania ciepła dla wybranych procesów zamrażania

3 Porównanie normalnych temperatur wrzenia czynników chłodniczych i kriogenicznych Zestawienie danych technicznych różnych typów zamrażarek

4 Właściwości czynników kriogenicznych Zestawienie właściwości czynników kriogenicznych Podsumowując : bardzo duże wsp. wnikania ciepła, znacznymi wartościami czynnej różnicy temperatur, bardzo krótkimi czasami zamrażania, szybka dezaktywacja enzymów negatywnie oddziaływujących na jakość produktu, równomierna krystalizacja wody na zewnątrz i wewnątrz komórki kryształy lodu nie naruszają struktury tkankowej, Produkt zachowuje naturalny wygląd po rozmrożeniu ograniczenie wycieków i zmian konsystencji zamrażając szokowo znacznie zmniejsza się efekt ususzki podczas samego procesu(ubytki masy wahają się w granicach % ) para z czynnika wrzącego nie jest zawracana brak maszynowni, niskie koszty inwestycyjne, brak negatywnego oddziaływania chemicznego czynnika na produkt,

5 Zastosowanie : Zamrażanie preparatów farmaceutycznych, Utrwalanie aktywnych substancji, biologicznych(produkcja serów i jogurtów) Przemysł piekarniczy i cukierniczy, delikatnych i drobnych produktów, gdzie koszty produkcji są rekompensowane efektami końcowymi (np. grzyby, truskawki, maliny, wiśnie itp.), w zamrażania płynnej żywności (masa jajowa, sosy), zaletą stosowania LIN jest możliwość mrożenia koncentratów soków w postaci kulek lub proszkowanie tłuszczów jadalnych, sporym zainteresowaniem kriociecze cieszą się w przetwórstwie mięsnym, Restauracje i kantyny, Jako urządzenia rezerwowe lub wspomagające w produkcji wielkoprzemysłowej(w kombinacji z metodami tradycyjnymi tzw. Mrożenie kriomechaniczne, lub podczas szczytowych dostaw surowca), Do celów specjalnych. Przyczyny stosowania na małą skalę : duże koszty utrzymania uzupełnianie czynnika(1,5kg/kg produktu), specjalnie izolowane cysterny do transportu czynnika, wymóg specjalnego izolowania poszczególnych części całego systemu, optymalnego rozmieszczenia w przestrzeni przez np. maksymalne skrócenie przewodów, dodatkowe zużycie gazów- mają na to wpływ zyski cieplne obudowy urządzenia, przewodów, zbiornika cieczy oraz energia wychładzania po przestoju Średnie zużycie ciekłego azotu na 1 kg produktu, w zależności od czasu użytkowania aparatu

6 niekorzystny proces z punktu widzenia termodynamiki(sprawność dla procesu LIN jest ok. 10 razy niższa od sprawności amoniakalnej instalacji chłodniczej), Sprawność cyklu Carnota dla zamrażania LIN - w ciekłym azocie, LIC - w ciekłym C02, maszynowego T{) = -40 i -25 C Zamrażanie w ciekłym azocie(lin) Urządzenia stosowane do procesu zamrażania LIN : zamrażanie tunelowe, zamrażanie spiralne, zamrażanie komorowe, zamrażanie immersyjne(zanurzeniowe), zamrażanie bębnowo-śrubowe, specjalne przystawki.

7 Produkty spożywcze zużycie ciekłego azotu Zużycie ciekłego azotu do zamrażania różnych produktów spożywczych w aparatach LIN Produkty spożywcze parametry mięsa Parametry mięsa wołowego dla zamrażanie kriogenicznego.

8 Produkty spożywcze temperatura w środku produktu oraz średni czas zamrażania Temperatura w środku produktu Tc przy zamrażaniu w aparacie LIN A i tunelu owiewowym B Średni czas zamrażania filetów rybnych w zamrażarce LIN, w funkcji grubości produktu l Urządzenia stosowane do procesu zamrażania LIN : Zamrażarki tunelowe Strefa I: wstępne schładzanie produktu w strumieniu par azotu o temperaturze şc = strumień par zasysany przez wentylator Strefa II: schładzanie produktu w intensywnym strumieniu par azotu o temperaturze şc = wentylatory Strefa III: zamrażanie produktu bezpośredni natrysk azotu = dysze natryskujące Strefa IV: wyrównanie temperatury = końcowa część aparatu.

9 Wykresy temperatur centrum Tc i powierzchni produktu Ts oraz gazu Tf w toku procesu w zamrażarce LIN. 4 strefy: I - wstępnego schładzania, II intensywnego zamrażania, III - natrysków LN2, IV wyrównania temperatury produktu Aparaty spiralne Przenośnik taśmowy jest poprowadzony spiralnie wokół bębna. Rozwiązania techniczne: ciekły azot podawany jest przez dysze zamontowane w górnej części urządzenia. Po bokach montuje się wentylatory. Produkt wprowadzony w dolnej części urządzenia jest wstępnie ochładzany w strumieniu par azotu. Wzdłuż bębna przenoszony jest do górnej części, gdzie następuje natrysk ciekłym azotem. dysze natryskujące LN2 montuje się nie tylko w górnej części, ale także na ścianach bocznych. W tym przypadku produkt jest natryskiwany ciekłym azotem od razu po wprowadzeniu do urządzenia. Odparowany azot usuwany jest z urządzenia za pomocą wentylatora. Niewielki strumień par kierowany jest do wylotu urządzenia w celu uniemożliwienia przedostania się powietrza.

10 1 - zbiornik ciekłego czynnika, 2 - wprowadzenie świeżego produktu, 3 - natrysk ciekłego czynnika, 4 - wyciąg gazu, 3 - wylot zamrożonego produktu Aparaty zanurzeniowe Produkt transportowany jest przez wannę wypełnioną ciekłym azotem. Są to najprostsze, najmniejsze i najtańsze urządzenia przeznaczone do zamrażania szokowego. Niestety produkty poddane tak gwałtownemu ochłodzeniu pękały. Aktualnie stosuje się takie urządzenia w połączeniu z przystawkami. Są to niewielkie urządzenia zapewniające wstępne ochłodzenia produktu

11 Zamrażarki komorowe - szafowe Zasada działania urządzenia szafowego jest bardzo prosta. Zamrażane produkty leżą na półkach sitowych wagonika w szafie zamrażalni i zostają w niej zamrożone pod wpływem cyrkulującego czynnika chłodzącego. Nadmiar odparowanego czynnika usuwany jest na zewnątrz urządzenia za pomocą wentylatora Zamrażarki bębnowo śrubowe Są one oparte na technologii indywidualnego szybkiego zamrażania IQF. Rozwinięciem tej techniki jest możliwość mieszania różnych składników i obtaczania poszczególnych cząstek sosami lub innym obłożeniem. Potrawy takie przygotowuje się m.in. z mięsa drobiowego, ryb, produktów morza, mieszanek warzywnych, wyrobów piekarniczych i ryżu. Produkty te określa się mianem żywności wygodnej, ponieważ można je wykorzystać jako gotowe potrawy, szybkie i łatwe w przygotowaniu.

12 Urządzenie składa się z dwóch podstawowych segmentów: - bębna izolowanego próżniowo - systemu dozowania sosu/ciekłego azotu Ilość dozowanego sosu może się zmieniać w relacji % produktu bazowego. Całe urządzenie wykonane jest ze stali kwasoodpornej. Jego programator zawiera ok. 20 możliwych programów pracy dla różnych produktów. Specjalne przystawki LIN Stosujemy je przy zamrażaniu miękkich i delikatnych produktów w zamrażarkach konwencjonalnych lub kriogenicznych występują problemy, które można rozwiązać, stosując specjalne przystawki azotowe (LIN). Inny typ przystawek umożliwia indywidualne (IQF) zamrażanie produktów plastycznych, a nawet płynnych. Przystawki są montowane w zestawy z zamrażarkami fluidyzacyjnymi lub taśmowospiralnymi. Przystawka LIN AGA Freeze F Przystawka LIN Pello-Freeze 25, do produktów płynnych i plastycznych

13 Przystawka kriogeniczna (LIN) do wstępnego omrażania, Crusto-Freeze LITERATURA: [1] Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 2/2001; str ; Urządzenia typu LIN do kriogenicznego zamrażania produktów żywnościowych część I. [2] Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 3/2001; str ; Urządzenia typu LIN do kriogenicznego zamrażania produktów żywnościowych część II. [3] Gruda Z., Postolski J.: Zamrażanie żywności. Wydawnictwo NaukowoTechniczne. Warszawa [4] Materiały i katalogi firmowe firmy LINDE [5 ]Prof. Maciej Chorowski Artykuł Technologie kriogeniczne

14