Быстрая заморозка - дело техники

Бывая за рубежом, многие из нас отмечали, в каком изобилии там представлена разнообразная "заморозка". Вероятно, причина этого явления кроется в том, что западный покупатель ценит возможность загрузить холодильник на несколько недель вперёд и не тратить время на ежедневные походы по магазинам, а производитель понимает удобство реализации своей, зачастую скоропортящейся, продукции - в любом месте и в любое время. В перестроечные времена замороженные продукты, преимущественно зарубежного производства, стали активно заполнять прилавки отечественных магазинов. Заметив интерес к этому товару, наши предприниматели взялись за изучение технологии быстрой заморозки.

Традиционное охлаждение и быстрое замораживание

Для соблюдения традиционной технологии замораживания, с которой знакомы пользователи низкотемпературных холодильных камер, требуется температура -18-24С. Время заморозки помещаемого в это оборудование продукта составляет 2,5 часа и больше. В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта: от +20 до 0С, от 0 до -5С и от -5 до -18С. На первом этапе происходит охлаждение продукта. Второй этап - это переход жидкой фазы продукта в твёрдую. Работа по забору тепла значительна, но его температура при этом снижается ненамного. Дело в том, что на этой стадии происходит подмораживание: кристаллизацируется примерно 70% жидкой фракции продукта. На третьем этапе происходит домораживание. Снижение температуры, как и во время первой стадии, идёт пропорционально выполняемой холодильной машиной работе.

Идея быстрого замораживания заключается в форсировании всех 3-х режимов: охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов. Оно обеспечивается снижением температуры среды, в которую помещается продукт, до -30-40С и ускоренным движением хладоносителя (в роли которого в камере выступает воздух). Последнее возможно благодаря вентилированию испарителя. Специалисты отмечают, что дальнейшее снижение температуры приводит к неоправданным затратам мощности и к деформации продукта. Это же касается и увеличения скорости обдува, создающего риск заветривания продукта. Третьим средством ускорения процесса замораживания является интенсификация подмораживания за счёт увеличения мощности на этом этапе.

Использование скороморозильных аппаратов имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной технологией заморозки. Так, например, если замораживать пельмени или котлеты в обычной камере, потребуется 2,5 часа. При быстрой заморозке это время сокращается до 20-35 минут. При этом кристалы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и в межклеточных перегородках. В результате лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей продукта.

За счёт скорости замораживания сокращается и период активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют неодинаковые температурные зоны жизнедеятельности. При медленной заморозке в продукте появляются, и остаются, следы жизнедеятельности каждого из типов бактерий, в то время как при шоковой заморозке многие из них просто не успевают развиться. Ещё один аргумент в пользу быстрой заморозки - уменьшение в 2-3 раза потерь массы продукта в результате усушки.

Охлаждаем воздухом

В настоящее время существует несколько типов скороморозильных установок. По принципу работы их все можно разделить на четыре группы: воздушные морозильные аппараты, технику для бесконтактного замораживания, контактное оборудование и скороморозильные аппараты для замораживания продуктов хладоносителями.

Воздушные аппараты, к которым относятся скороморозильные установки туннельного типа, конвейерные и флюидизационные аппараты, получили наибольшее распространение на предприятиях, производящих "заморозку". Подобное оборудование состоит, как правило, из двух отсеков - грузового и воздухоохладителя. В грузовом отсеке чаще всего применяется туннельная система воздухораспределения. Холодильные установки туннельного типа конструктивно не отличаются от низкотемпературных камер. Продукт на лотках или поддонах загружается на стеллажи в рабочую камеру. Он может помещаться в камеру и на технологических тележках. Существуют аппараты периодического и непрерывного действия.

Конвейерные скороморозильные установки применяют для обработки мелкоштучных продуктов - пельменей, зелёного горошка, овощей. Они могут замораживаться как россыпью, так и в расфасованном виде, или в блоках. По конструкции установки этого типа несколько различаются: одни имеют ленточный многоярусный транспортёр (3 или 4 ветви горизонтального типа), другие - цепной многоходовый транспортёр вертикального типа, а третьи - спиральный. Особенностью морозильных аппаратов со спиральным конвейером являются небольшие габариты. При их использовании не требуется специальных устройств, которые передавали бы продукт или блок-форму с одного яруса на другой.

Во флюидизационных аппаратах продукт, находясь во взвешенном состоянии, замораживается в потоке холодного воздуха, называемом "кипящим слоем". Воздух подаётся через специальную решётку в грузовой отсек со скоростью, вызывающей явление кипения. Флюидизационный аппарат используется только для обработки мелкоштучных продуктов: ягод, зелёного горошка, бобов, фасоли или крупных овощей и фруктов, нарезанных ломтиками одинаковой формы. Время замораживания в таком аппарате составляет всего 8-15 минут - в зависимости от размера частиц продукта.

Туннельные флюидизационные скороморозильные аппараты чаще применяют в составе автоматизированных производственных линий. Вместе с тем, в последнее время возрос спрос на подобные аппараты малой производительности. С целью его удовлетворения была разработана серия флюидизационных аппаратов с ручной закладкой продукта производительностью от 50 до 300 кг/час. В этом случае продукт закладывают в лотки и через загрузочную щель помещают в аппарат. Скорость вращения вентиляторов в аппаратах подобного типа регулируется с помощью инвертора, что позволяет использовать один и тот же агрегат для замораживания продуктов различных видов и размеров.

Рыба замораживается в плитах

Вторая группа скороморозильных аппаратов работает по принципу бесконтактного замораживания. К ней относятся например, широко используемые нашими рыбо- и мясоперерабатывающими предприятиями плиточные аппараты, роторные установки и морозильные аппараты барабанного типа.

В плиточных аппаратах замораживают мясо, субпродукты, рыбу, фарш, рыбное филе, а также творог в блоках и брикетах мелкой расфасовки. Продукты, замороженные в этом оборудовании, имеют правильную форму, благодаря чему облегчаются их складирование и упаковка. Товар удобно в дальнейшем грузить в транспорт, укладывать в камеры хранения.

Плиточный аппарат включает в себя блок, состоящий из горизонтальных или вертикальных плит, перемещаемых посредством гидропровода. В межплиточный зазор помещают блок-формы из нержавеющей стали или пищевого алюминия с замораживаемым продуктом. Плиты сжимаются, чтобы создать хороший контакт. Внутри них при низком давлении кипит хладагент (Т кип. = -40С), забирая тепло у обрабатываемого продукта. Благодаря его непосредственному контакту с охлаждаемыми плитами происходит интенсивное охлаждение и замораживание.

Аппараты с радиальным расположением плит получили название роторных. В них, по мнению специалистов, удачно сочетаются преимущества и воздушных, и плиточных морозильных устройств: процесс замораживания - непрерывен, загрузка и выгрузка - механизированы, замораживание - интенсивное, блоки - хорошо спрессованы. Этот тип оборудования предназначен только для замораживания продуктов, уже упакованных в тару. Они не примерзают к плитам, что исключает операцию оттаивания блоков при их выгрузке из аппарата.

Морозильные аппараты барабанного типа предназначены для замораживания мелкоштучных неупакованных продуктов, а также жидких и влажных продуктов неправильной формы. Замораживающим элементом в них является вращающийся барабан, между стенками которого подаётся холодильный агент или хладоноситель. Замораживаемый продукт на загрузочном транспортёре в течение некоторого времени движется, находясь между лентой транспортёра и поверхностью барабана. Транспортёр слегка прижимает продукт к поверхности барабана - так, что он примерзает к ней. Затем его удаляют ножом и направляют на разгрузочный конвейер, который транспортирует продукт для последующей глазировки и упаковки в тару.

"Купание" в азоте

В аппаратах третьего типа, контактных, происходит непосредственный отвод тепла к поглощающей его среде (в этом качестве могут использоваться криогенные жидкости, углекислота, 12-й фреон, прошедший специальную химическую очистку, а также хладоноситель - водный раствор хлористого натрия). К этому типу оборудования относятся криогенные, углекислотные и фреоновые аппараты.

В криогенных аппаратах в качестве теплоотводящей среды обычно применяют жидкий азот (его температура -196С), а иногда - и жидкий воздух. Продукт погружается в эту среду или орошается ею. Достоинства такого аппарата - высокая интенсивность замораживания, компактность и простота конструкции. С другой стороны, нужно иметь в виду, что вследствие высокой скорости замораживания структура продукта может нарушиться, вызывая его расслоение.

Для замораживания кулинарных изделий часто используется углекислотный аппарат. Теплоотводящая среда в нём состоит из смеси газообразной и твёрдой углекислоты, которая с большой скоростью перемещается по грузовому отсеку, обдувая обрабатываемые продукты. Такой аппарат прост и надёжен в работе, обладает небольшой металлоёмкостью, быстро монтируется и хорошо вписывается в технологические линии по производству кулинарных изделий.

Особенностью фреонового аппарата является то, что хладагент, находящийся в грузовом отсеке и соприкасающийся с продуктами, предварительно проходит тщательную очистку, которая исключает его вредное влияние на замораживаемый продукт. В аппаратах такой фреон используется многократно: испаряясь при контакте с замораживаемым продуктом, он вновь превращается в жидкость в конденсаторе-испарителе.

Конструкция аппаратов четвёртого типа - для замораживания продуктов хладоносителями - проста, они высокопроизводительны и обладают малой металло- и энергоёмкостью. Так как в аппарате нет летучей среды, отсутствует необходимость герметизации грузового отсека, что упрощает загрузку и выгрузку продукта.

Сегодня на петербургском рынке представлены скороморозильные аппараты упомянутых типов как импортные, так и отечественных производителей, - например, ООО "Гран" (г. Волжск), ООО "Агрохолодмаш-Компрессор" (г. Ижевск), фирмы "Эйркул". Выбирая установку, предприниматель исходит из типа обрабатываемого продукта, предполагаемой производительности и, естественно, финансов, которыми он располагает. Что касается стоимости скороморозильного оборудования, то она значительна, но, судя только по количеству производителей пельменей в нашем городе, быстро окупается.

Юлия Яковлева

Благодарим за предоставленную информацию фирмы "Агро-Нева" и "Эйркул".