Оборудование для заморозки мяса

Современное оборудование для шоковой заморозки мяса можно разделить на две основные группы: интегрированное в технологическую линию и работающее с партиями.

По способу теплопередачи в основном различают три основных типа оборудования:

• Камеры воздушной шоковой заморозки мяса. Поскольку воздух является наиболее распространенной охлаждающей средой, этот метод теплопередачи имеет, вероятно, самый широкий диапазон решений для заморозки продуктов. Принцип работы заключается в интенсивном обдуве продуктов воздушными потоками низких температур до полного замораживания.
• Контактные камеры заморозки. Передача тепла происходит за счет теплопроводности. Замораживающая поверхность находится в непосредственном контакте с продуктом или упаковкой.
• Жидкостные морозильные камеры. В этих камерах заморозки мяса используются пищевой пропиленгликоль, спирт или соляной раствор, которые мгновенно охлаждают и замораживают продукты.

Все эти методы используются в пищевой промышленности, однако, предпочтительными системами являются те, которые могут работать в режиме реального времени, с интегрированными операциями обработки и упаковки.

Оборудование должно быть спроектировано с учетом всех этапов замораживания и в идеале должно оптимизировать весь процесс заморозки мяса.

Виды камер для заморозки мяса

Более детально рассмотрим морозильное оборудование с учетом метода теплопередачи.

Оборудование для заморозки мяса воздушным обдувом

По сути, морозильное оборудование для воздушной шоковой заморозки мяса — это камера, которая была специально сконструирована и оборудована для работы при низких температурах. Даже при условии, что камера заморозки оборудована специальными воздухоохладителями и высоконапорными вентиляторами для циркуляции воздуха, достичь равномерного воздушного потока сложно, и по этой причине замораживание обычно происходит медленно. Однако этот метод является наиболее доступным и распространённым.

Туннельные морозильники

В туннельных морозильных камерах охлажденный воздух циркулирует вокруг продукта, размещенного на лотках или специальных подложках, которые устанавливаются в туннель или проходят через него в стеллажах или тележках.

Стойки расположены таким образом, чтобы между каждым слоем лотков оставалось воздушное пространство. Стеллажи или тележки можно перемещать в морозильную камеру и из нее посредством автоматического толкающего механизма.

Туннели также используются для замораживания подвешенных мясных туш, перевозимых на подвесном конвейере или в специально разработанных стеллажах. Туннель всегда должен быть заполнен продуктом таким образом, чтобы обеспечить равномерный поток воздуха по всем замораживаемым продуктам.

Туннельные морозильные камеры рассчитаны на производительность от нескольких сотен килограммов до нескольких тонн в час. Время замораживания в этом типе оборудования значительно варьируется в зависимости от замораживаемой продукции. Все механизмы, зачастую, имеют гидравлический привод. За пределами морозильной камеры может быть организована автоматическая загрузка и выгрузка лотков.

Ленточные камеры

Ленточные камеры заморозки мяса обычно используют вертикальный поток воздуха, который проходит через лотки с продуктом. Однако, условие состоит в том, чтобы продукция была равномерно распределена по всей площади лотков. Там, где слой продукта тонкий или его нет, наблюдается меньшее сопротивление воздуху. Концентрируясь в этих областях, холодный воздух будет обходить зоны с более толстым слоем продукта. Это явление, называемое каналированием, может привести к неравномерному замораживанию продуктов, поэтому его следует избегать путем осторожного и равномерного распределения продукта по всей ширине ленты.

Ленточные конвейеры могут быть также использоваться для замораживания продукта в жидкой среде. Конструкция с непрерывной лентой исключает моменты, где может произойти повреждение продукта в процессе заморозки мяса.

Продукты размещаются на ленте за пределами морозильной камеры и остаются на том же месте до выхода из камеры заморозки. Гибкость ленты позволяет использовать рекурсивную подачу и разгрузку, а пункты подачи и разгрузки могут быть расположены в любом направлении, необходимом для соответствия компоновке технологической линии.

Контактные камеры заморозки мяса

В контактном морозильнике продукт либо находится в прямом контакте с замораживающей средой - погружен, либо косвенно, будучи в контакте с лентой или пластиной, содержащей замораживающую среду.

Морозильники с косвенным контактом (плиточники)

Чаще всего в контактных морозильных камерах используется плиточный морозильник, в котором продукт зажат между полыми металлическими пластинами, расположенными горизонтально или вертикально, с циркулирующим по ним хладагентом.

Преимущество хорошей теплопередачи на поверхности постепенно уменьшается с увеличением толщины продукта. По этой причине толщина продукта часто ограничивается максимумом 50-60 мм. Важно, чтобы упаковки были хорошо заполнены и, если для заморозки используются металлические лотки, чтобы они не деформировались.

Давление пластин, поддерживаемое на протяжении всего процесса замораживания, практически устраняет так называемое «вздутие», и упаковка после процесса заморозки мяса сохраняет свою правильную форму.

Существует два основных типа плиточных морозильных камер: горизонтальные и вертикальные. Любой из этих типов может быть ручным или автоматическим. Продукт помещается на металлические поддоны или в металлические контейнеры и транспортируется в морозильную камеру, где вручную загружается между пластинами.

Для обеспечения автоматической работы горизонтальной плиточной морозильной камеры вся батарея пластин перемещается вверх и вниз в лифтовой системе. На уровне загрузочного конвейера пластины разделяются, и ряд пакетов, скопившихся на транспортном конвейере после обработки и упаковки, проталкивается между открытыми пластинами, одновременно выгружая ряд замороженных продуктов с противоположной стороны. Этот цикл повторяется до тех пор, пока все замороженные упаковки на этом уровне не будут заменены. Затем пространство между двумя пластинами закрывается, все пластины перемещаются вверх, а следующий набор пластин открывается для загрузки и выгрузки.

Вертикальная морозильная камера используется в основном для замораживания продуктов в блоках весом 10-15 кг. Морозильная камера состоит из ряда вертикальных морозильных плит, образующих перегородки в контейнере с открытым верхом. Продукт подается сверху, а блоки после замораживания выгружаются в сторону, вверх или вниз, через дно. Обычно этот механизм автоматизирован. К плюсам плиточной заморозки мяса стоит отнести унификацию размеров брикетов с замороженной продукцией, что упрощает логистику и хранение.

Жидкостные морозильники для мяса

Жидкостная заморозка — один из самых прогрессивных способов заморозки мяса в упаковке, позволяющий многократно ускорить процесс замораживания, по сравнению с воздушным шоковым методом. В качестве замораживающей среды выступает жидкий раствор с температурой до -50°C, в который погружается продукт.

Иммерсионный (погружной) морозильник обладает высокой производительностью благодаря тому, что циркулирующая в нем жидкость быстрее отводит тепло от продукта. Высокая скорость замораживания мяса позволяет максимально сохранить его качество, за счет равномерного распределения льда внутри волокон. Равномерное распределение микрокристаллов льда не дает им срастись и укрупниться, что в конечном итоге сохраняет межклеточные мембраны от разрушения. Соответственно, при дефростации наблюдается значительно меньшая потеря жидкости и вымываемых с ней полезных веществ.

Жидкостные морозильники обладают более высоким КПД, по сравнению с воздушными шокерами, что позволяет существенно снизить затраты на электроэнергию при равном объеме замораживаемой продукции.

Азотные камеры шоковой заморозки

Криогенная заморозка мяса использует азот в качестве быстрозамораживающего хладагента.
Криогенная заморозка с помощью азота может производиться несколькими способами:

• Погружением мяса в жидкий азот;
• Орошением холодными парами;
• Комбинировать эти способы.

Помимо полного цикла заморозки азотом, криогенная заморозка может выступать в качестве стадии замораживания, наравне с обычно шоковой.

Предварительная поверхностная заморозка

Недавняя разработка, использующая жидкий азот в качестве замораживающей среды, представляет собой устройство, предназначенное для быстрого замораживания поверхности чрезвычайно влажных, липких или чувствительных продуктов, с которыми затем можно легко работать в морозильном шкафу для завершения процесса замораживания без деформации.

Замораживание продуктов осуществляется путем прямого погружения в жидкий азот, что обеспечивает практически мгновенное замораживание поверхности. Продукт подается вертикально в бак с непрерывным потоком жидкого азота. В этом потоке продукты аккуратно принимаются и разделяются, в то время как очень тонкий слой поверхности продукта замораживается. На этом первом этапе продукты падают на ленту и попадают в ванну с жидким азотом, которая вместе с распылителем завершает замораживание верхнего слоя. Затем жидкий азот отделяется от продукта и собирается в отстойнике, откуда он повторно направляется в камеру заморозки мяса с помощью специального насоса.