Технологический процесс холодильной обработки продуктов

Введение

 

 

Холодильная установка  представляет собой совокупность машин, аппаратов, приборов и сооружений, предназначенных  для производства и применения искусственного холода.

Искусственный холод  можно получить используя физические процессы, которые сопровождаются поглощением теплоты. К числу основных таких процессов относятся фазовый переход вещества, сопровождаются поглощением теплоты извне: плавление, кипение (испарение), сублимация и др.

Получение искусственного холода в результате использования  процесса кипения нашло наиболее широкое применение в холодильных установках. Температура кипения вещества зависит от давления: с уменьшением давления температура кипения понижается, и наоборот. Следовательно, с помощью одного вещества можно получить интервал низких температур, а выбирая вещества с нужными свойствами – любую из низких температур.  

Исходя из выше изложенного, холодильные установки находят  все более широкое применение во многих отраслях промышленности. В  пищевой промышленности искусственное  охлаждение обеспечивает длительное сохранение высокого качества скоропортящихся продуктов; и именно из-за недостаточного еще использования холода в мире теряется до 40% производственных пищевых продуктов, поэтому в основе применения холода на пищевых предприятиях лежит тот факт, что биологические и другие процессы протекают при низких температурах, существенно отличаясь от того, как они осуществляются при обычных условиях. Большинство этих процессов при низких температурах замедляется, а некоторые из них (например, жизнедеятельность отдельных видов бактерий) прекращаются.

         Распределительные холодильники  обеспечивают планомерное снабжение  розничной торговой сети и  предприятий общественного питания  скоропортящимися продуктами, централизованную  доставку их в магазины и столовые обслуживаемого района, формирование торгового ассортимента, выполняют все возможные товароведческие операции и т.д.

         В Белоруссии создана и действует непрерывная холодильная цепь, позволяющая сохранить качество и массу продовольственных продуктов на всех этапах товародвижения от производства до потребления. Внедрение искусственного холода, совершенствование технических средств и методов холодильной обработки и хранения продуктов способствует снижению потерь и сохранению их биологической ценности.

        В последние годы холодильные  сооружения размещают часто в  промышленных узлах. В их состав  включают предприятия различных  отраслей промышленности независимо  от их ведомственной подчиненности  с общими объектами вспомогательных  производств, хозяйств и инженерными коммуникациями. Создание промышленных узлов способствует наиболее эффективному использованию капитальных вложений, так как позволяет значительно сократить затраты на инженерные сооружения и коммуникации. При размещении холодильных сооружений в промышленных узлах объем технических изысканий сокращается. Проектирование предприятий может  осуществляться:

       -  для крупных и сложных предприятий в две стадии: технический проект и рабочие чертежи;

       -  при использовании типовых и повторно применяемых проектов – в одну стадию;

      - технорабочий проект (технический проект, совмещенный с рабочими чертежами).

          Решение о разработке проектов  в одну или две стадии принимает  соответствующее министерство и  указывается в задании на проектирование предприятия.

          При разработке проектов должны  быть обеспечены передовой технический  уровень и высокая эффективность  проектируемых предприятий с  тем, чтобы строящиеся и реконструируемые  предприятия по времени ввода  их в действие были технически передовыми и имели высокие показатели по производительности труда и качеству продукции, а по условиям труда отвечали высоким требованиям.

         В задачу проектирования входит  создание такой технической документации, которая позволит воспроизвести в натуре предприятие, полностью отвечающее требованиям и условиям, поставленным перед этим предприятием.

         Проектирование промышленного предприятия  должно осуществляться на основе  технико-экономического обоснования  (ТЭО), подтверждающего экономическую целесообразность и хозяйственную необходимость проектирования и строительства этого предприятия.      

          В данном  проекте применены эффективные  технологические процессы: высокопроизводительное  оборудование, обеспечивающее наивысшую производительность труда и высокое качество продукции; определена сметная стоимость оборудования и строительных работ; обеспечена надежность и безопасность спроектированных конструкций, сооружений и безопасность условий труда.

Основным назначением  холодильного предприятия  в пищевой промышленности является создание условий, обеспечивающих сохранность и высокое качество скоропортящейся пищевой продукции животного и растительного происхождения. Эта задача может быть успешно решена созданием непрерывной холодильной цепи. Создание непрерывной холодильной цепи связано с использованием разнообразных холодильных предприятий и организацией связи между ними.

Создание непрерывной  холодильной цепи связано с использованием разнообразных холодильных предприятий — холодильников — и организацией связи между ними .

Холодильник — это промышленное предприятие, предназначенное для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся продуктов. Холодильники имеют характерные особенности .В них обрабатываются и хранятся продукты, требующие для своего сохранения поддержания заданных температур ниже температуры окружающей среды и определенной относительной влажности, а в некоторых случаях — заданной подвижности воздуха и определенного воздухообмена или даже определенного состава газовой среды (например, при хранении фруктов в среде с повышенным содержанием диоксида углерода или другого газа).

Теплота и влага наружного воздуха  стремятся проникнуть в холодильник, что требует создания специальных  ограждений для уменьшения проникновения теплоты и влаги внутрь помещений и разработки методов устранения вредных последствий этого явления.

Большой объем перемещаемых грузов, и необходимость быстрой их разгрузки требуют широкого применения транспортных средств.

К холодильникам предъявляются высокие санитарные требования.

Холодильники можно классифицировать по назначению. Каждый тип холодильника имеет свои особенности, которые приходится учитывать при проектировании и эксплуатации. Эта классификация наиболее полно отражает особенности работы холодильников и их оборудования. Различают следующие типы холодильников: производственные, базисные, распределительные, портовые, торговые, транспортные и бытовые.

Производственные холодильники предназначены для первичной холодильной обработки [охлаждения и (или) замораживания] пищевых продуктов. Эти холодильники размещаются в районах производства или заготовки продуктов .

Распределительные холодильники строят в городах и промышленных центрах и служат для круглогодового снабжения населения скоропортящимися продуктами. На распределительные холодильники грузы поступают с производственных холодильников. Грузы, отеплившиеся в пути, доохлаждаются и домораживаются в камерах распределительных холодильников.

Параметры наружного воздуха для  города Минска: tн=31⁰С;φн=56%; tср.год.=  0 ⁰С. По i-d диаграмме влажного воздуха в зависимости от tн  и φн для данного города определяем tм.т.=24⁰С. Затем по графику 11.1 [7, с.72] находим tк=37⁰С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Технологический процесс холодильной

обработки продуктов

 

Для большинства охлаждённых продуктов наиболее благоприятная температура хранения на 1 – 2 °С выше точки их замерзания и, следовательно, должна поддерживаться в пределах между – 1 и +1°С. Относительную влажность воздуха поддерживают при этом в пределах  80 – 85%. Некоторые продукты, например  картофель, иногда хранят при температуре  +4°С и соответственно более высокой относительной влажности воздуха. Чем ниже температура хранения, тем более высокой может быть допущена относительная влажность воздуха.

Температурный режим в камерах хранения охлаждённых продуктов принимают обычно в зависимости от планируемого срока хранения и вида продукта. Относительную влажность воздуха в камерах рекомендуется поддерживать близкой к 100%. Практически она составляет 96 – 98%.

Распределительный холодильник в городе Минске ёмкостью 1770 т. будет содержать следующие камеры хранения:

- камера хранения жира топлёного; tв=-20ºС, φ=90%

- камера хранения масла; tв=-20ºС, φ=85%

- камера хранения яблок  и груш; tв=0ºС, φ=95%

- камера хранения сыров; tв=0ºС, φ=95%

На распределительный  холодильник грузы поступают  с производственных холодильников. Грузы, оттаившиеся в пути, доохлаждаются  и домораживаются в камерах распределительных  холодильников.

             Кроме камер хранения предусмотрены  камеры холодильной обработки:

- накопительная с tв=0ºС, φ=90%

- замораживания с tв=-30ºС, φ=90%

- разгрузочная с tв=-20ºС, φ=90%

Камера накопительная и разгрузочная совмещены в одну камеру с универсальным  температурным режимам.

В камеру хранения  с tв=-20ºС, φ=90%  жир топлёный с t₁=-20ºС,  и выпускается с t₂=-20 ºС.

В камеру хранения  с tв=-20ºС, φ=90%  масло поступает с t₁= -20ºС,  и выпускается с t₂=-20 ºС.

           В камеру хранения  с tв=0ºС, φ=90%  яблоки и груши поступает с t₁=  15ºС,  и выпускается с t₂=2 ºС.

 В камеру хранения  с tв=0ºС, φ=90%  сыра поступают с t₁=6ºС,  и выпускается с t₂=4 ºС.

            В накопительную камеру с tв=0ºС, φ=90%  поступает  груз с t₁ = 12 ⁰С и выпускается с t₂ = 4 ⁰С.

            Вкамеру замораживания с tв=-30ºС, φ=90%  поступает  груз с t₁ = 4 ⁰С и выпускается с t₂ = -20 ⁰С.

            В разгрузочную камеру с tв=-20ºС, φ=90%  поступает  груз с t₁ = -20 ⁰С и выпускается с t₂ = -20 ⁰С.

2.Расчет строительных площадей. Планировка

 

 

2.1 Расчет условной  емкости камер

 

Условную емкость камер Е_у, т, вычисляют по формуле:

 

Е_у= ,                                                                 (1)

 

где Е_у  – условная емкость камеры, т;

      Е – емкость всего распределительного холодильника, т;

      х – процентное соотношение продуктов в камерах, %, х₁…х₄ – по   заданию.

 

 

2.2 Расчет действительной  емкости камер

 

 

Действительную емкость  камер, Е_д т, вычисляют по формуле:

 

Е_д = ,                                                                   (2)

 

где Е_д- действительная емкость камеры, т;

      Е_у- условная емкость камеры, т;

      а - коэффициент пересчета, а₁…а₄ [6, с.16 таблица2.3]

 

 

2.3 Расчет грузового объема  камер хранения

 

 

Грузовой объем камер V_гр., м³, вычисляют по формуле:

 

V_гр.= ,                                                                  (3)

 

где V_гр.- грузовой объем камеры хранения, м³;

       Е_д - действительная емкость камеры, т;

       q_v - условная загрузка, т/м³, [6, с.16 таблица2.3]

 

 

 

2.4 Расчет грузовой площади камер хранения

 

 

Грузовую площадь камер F_гр, м³, вычисляют по формуле:

 

F_гр.= ,                                                                    (4)

 

где F_гр – грузовая площадь камеры хранения, м;

      V_гр - грузовой объем камеры хранения, м³;

      h_гр – высота груза, м, [1, с.161,164 таблица V-2,V-3] ,[3, с. 219-220 рис.135]

                             

 

2.5 Расчет строительной  площади камер хранения

 

Строительную площадь камер  F_стр., м², вычисляют по формуле:

 

F_стр.= ,                                                                (5)

 

где F_стр. – строительная площадь камеры хранения, м²;

      F_гр – грузовая площадь камеры хранения, м²;

      β – коэффициент использования строительной площади камеры                  хранения, [6, с.25].

 

 

2.6 Расчет числа строительных  прямоугольников

 

Число строительных прямоугольников  n, шт., вычисляют по формуле:

 

n = ,                                                                  (6)

 

где n – число строительных прямоугольников;

      F_стр. – строительная площадь камеры хранения, м², таблица 1;

      f – строительная площадь одного прямоугольника (определяется выбранной сеткой колонн), м², [7, c.24,25]

 

 

          2.7 Расчет камер холодильной обработки

 

 

          2.7.1 Расчет ёмкости камеры замораживания

 

Ёмкость камер замораживания , т/сут, вычисляют по формуле

 

              ,                                                          (7)