С учетом отмеченных недостатков проведены исследования по разработке пищевого покрытия на основе серийно выпускаемых моноглицеридов с включением эмульгатора. Такое покрытие состоит из 5% (в пересчете на сухое вещество) указанной композиции и 95% воды. Другим видом является покрытие, включающее серийно выпускаемые моноглицериды и ацетилированные моноглицериды с добавлением крахмала. Уровень воды в таком покрытии составляет 86% [10].
ВНИКТИхолодпромом разработана технология и создана установка для приготовления и нанесения пищевого покрытия на мясо, которая состоит из участка приготовления эмульсии пищевого покрытия, включающего две пастеризационные ванны Г6-ОПА-600, два насоса, емкость для дезинфицирующего раствора, и установки Я10-ФНМ нанесения пищевого покрытия. Она состоит из камеры легкой металлоконструкции, снабженной системой трубопроводов с форсунками для распыления эмульсии на мясо, узлом фильтрации, системой приточной вентиляции и конвейером для транспортирования полутуш.
Установка работает следующим образом. Мясные туши и полутуши поступают в камеру, где на них наносится пищевое покрытие. Неосевшее на поверхности мяса покрытие стекает, собирается в накопителе камеры и насосом возвращается в ванны для термообработки и дальнейшего использования.
Бывшим Министерством здравоохранения СССР дано разрешение на использование разработанного пищевого покрытия и пленкообразующего состава для нанесения на парное мясо перед холодильной обработкой и хранением.
Пищевой пленкообразующий состав на основе серийно выпускаемых моноглицеридов и ацетилированных моноглицеридов с добавлением крахмала или с включением эмульгатора обеспечивает сокращение усушки при сохранении качества мяса.
Другим методом снижения потерь мяса за счет усушки при охлаждении является гидроаэрозольное орошение. Во ВНИКИМПе была разработана технология и создана установка Я8-ФОА для периодического орошения полутуш водой.
Сущность процесса заключается в том, что полутуши охлаждают на подвесных путях в обычных холодильных камерах по традиционной технологии, но с периодическим орошением их в начале обработки водопроводной водой, после испарения которой на поверхности полутуш образуется корочка подсыхания, препятствующая развитию нежелательной микрофлоры. На поверхность полутуш воду наносят с помощью разработанного устройства с вращающейся ворсистой поверхностью. Распылители помещают между рядами туш и с помощью индивидуальных приводов перемещают вдоль рядов и обратно. При перемещении распылители орошают полутуши тонким слоем воды при одновременном обдуве воздухом с помощью вентилятора. Каждый распылитель снабжен бачком, куда с помощью шланга заливают воду. Через 6 ч работы распылители отключаются, а процесс охлаждения продолжается до достижения в толще мышц бедра полутуши температуры 4°С.
Процесс охлаждения полутуш интенсифицируется на 10% по сравнению с их обработкой в условиях естественной конвекции воздуха. Усушка говяжьих полутуш I категории снизилась с 1,54% для контрольных образцов до 1,28% для орошаемых полутуш. Усушка полутуш II категории снизилась в среднем на 0,55%, а свинины II категории — на 0,64% по сравнению с контрольными образцами. Производительность установки, снабженной пятью распылителями, составляет 20 т мяса в сутки, суммарная установленная мощность 1,5 кВт.
Использование холода для охлаждения вареных колбас способствует снижению потерь готовой продукции и сохраняет ее качество. Заслуживает внимания гидроаэрозольный метод охлаждения вареных колбас, предложенный специалистами ВНИКТИхолодпрома, который позволяет снизить потери на этой стадии производства колбасных изделий. По традиционной технологии вареные колбасы после варки охлаждаются от температуры в центре батона 70 до 15ºС орошением водой. При этом расходуется большое количество воды, увеличивается время охлаждения, возможно накопление влаги под целлофановой оболочкой, что может привести к ее деформации и разрыву. В случае применения обработки холодным воздухом температурой -5…7ºС интенсифицируется процесс охлаждения и передача влаги как к поверхности батона, так и от нее к охлаждающей среде. При таком способе охлаждения усушка возрастает по сравнению с орошением водой.
Гидроаэрозольное охлаждение предусматривает орошение батонов колбас водой температурой не выше 18°С, подаваемой через специальные форсунки под давлением 294-490 кПа. Затем колбасы доохлаждают воздухом до температуры в центре батона не выше 15 С. Продолжительность только гидроаэрозольного охлаждения составляет 80-110 мин. Расход воды доходит до 200 кг/ч на одну раму.
Применение метода гидроаэрозольного охлаждения позволяет увеличить выход вареных колбас на 1% по сравнению с традиционными методами охлаждения, что значительно повышает экономическую эффективность производства.
5. Структура холодоснабжения предприятия
Холодильной машиной называют комплект оборудования, необходимый для осуществления холодильного цикла.
В зависимости от вида физического процесса, в результате которого получают холод, холодильные машины подразделяют на следующие типы: использующие процесс расширения воздуха (газовые, вихревые); использующие фазовый переход рабочего тела из жидкого в газообразное состояние (компрессионные паровые, абсорбционные, сорбционные, пароэжекторные).
В зависимости от вида потребляемой энергии различают холодильные машины на механической энергии (компрессионные паровые, газовые), теплоиспользующие (пароэжекторные, абсорбционные и сорбционные).
К холодильным машинам можно также отнести воздушные детандерные, использующие процесс расширения воздуха с производством внешней работы, и безмашинные термоэлектрические, потребляющие непосредственно электроэнергию на основе эффекта Пельтье. В системах холодоснабжения предприятий агропромышленного комплекса и торговли применяют как фреоновые холодильные машины, так и аммиачные холодильные установки непосредственного охлаждения или с использованием промежуточных хладоносителей. На предприятиях где требуется низкотемпературный холод, наибольшее распространение получили аммиачные установки непосредственного охлаждения [5].
Известны большие преимущества аммиачной системы с непосредственным кипением аммиака в охлаждающих устройствах, и прежде всего их высокая энергетическая эффективность.
В последнее время Гипрохолодом и японской фирмой MYCOM проводятся совместные работы. На сегодняшний день холодильные системы MYCOM являются одними из наименее аммиакоемких, а потому наиболее перспективными.
Результатом сотрудничества стала совместная работа по установлению чиллеров контейнерного типа, в которых воплощены новейшие инженерные идеи МYСОМ.
Принципиальная и компоновочная схемы чиллера была предложена в проекте реконструкции Московского хладокомбината № 14, приведены на рис. 9.
В состав чиллера входят компрессорный агрегат, испарительный конденсатор, пластинчатый испаритель, водяной насос, танк для воды, теплообменник для получения горячей воды (как дополнительная опция), щит управления и приборы автоматики, газоанализатор. Все комплектующие располагаются в едином корпусе. Для работы в условиях низкой температуры наружного воздуха, кроне подогрева масла в маслоотделителе, осуществляются также подогрев масляного трубопровода и щита управления, тепло изоляция и подогрев маслоотделителя.
При аварийной утечке аммиака срабатывает газоанализатор и включается подача воды на форсунки. В результате весь аммиак абсорбируется водой, которая из поддона отводится в отстойник, где аммиак нейтрализуется и удаляется из системы. Воды в системе достаточно как для функционирования испарительного конденсатора, так и для ликвидации утечки аммиака [6].
На конференции, организованной Российским союзом предприятий холодильной промышленности и ЗАО «Интер Экспо РСПП», прошедшей 14 сентября 2005г. в рамках выставки «Холодильное оборудование» было решено, что наиболее перспективным является создание низкотемпературных каскадных установок. Первый совместный проект был разработан Гипрохолодом и компанией York. Компания YorkInternationalимеет большой опыт в проектировании и монтаже двухконтурных каскадных систем, в верхней ветви которых используется аммиак или Е22,а в нижней - диоксид углерода CO
. Подобные системы уже более 10 лет успешно эксплуатируются во многих странах Европы.Они обладают рядом уникальных возможностей, связанных с термодинамическими свойствами диоксида углерода:
· достижение требуемой температуры в охлаждаемых объектах (до -52°С) при малых энергетических затратах;
· существенно меньшая материалоемкосгь и гораздо более компактное исполнение по сравнению с системами, использующими традиционные хладагенты и хладоносители при прочих равных условиях;
· высокая безопасность для окружающей среды и населения.
В настоящее время фирмой YorkInternationalосвоен полный спектр стандартизованного и сертифицированного холодильною оборудования, предназначенного для каскадных холодильных систем.
Наиболее ответственным элементом такой холодильной системы является компрессор для сжатия диоксида углерода, к которому предъявляются повышенные требования: надежная работа при повышенном давлении конденсации и низкой температуре кипения. Компанией YorkInternationalразработаны серии поршневых и винтовых компрессоров, отличающихся усиленным исполнением корпуса, поршневых узлов, клапанной доски (для поршневых компрессоров), специальным исполнением всасывающей полости, наличием панели контроля и управления, оптимизированной для данного режима работы.
Следует особо отметить специально разработанный кожухотрубный теплообменник с межтрубным кипением, используемый в качестве испарителя-конденсатора в каскадных системах (рис.10). Такой теплообменник затопленного типа с плотным пучком труб малого диаметра (диоксид углерода находится в трубках теплообменника, аммиак или фреон - в межтрубном пространстве) позволяет существенно снизить емкость верхней ветви каскада по хладагенту.