Замороженные продукты питания являются одним из крупнейших секторов пищевой промышленности, и их стоимость растет во всем мире. Рынок замороженных продуктов питания в крупнейших странах оценивается больше 100 миллиарда евро, и его стоимость будет расти. Рынок широко сегментирован на замороженные овощи и фрукты, картофель, готовые блюда, мясо, рыбу/морепродукты и супы, и более 35% этого рынка приходится на сектор замороженных готовых блюд.
Особенно хочется отметить, что среди оборудования заморозки, популярны камеры шоковой заморозки. Шок фростеры охлаждающие продукты пищевой промышленности в 3 этапа, показали себя с лучшей стороны. Холодильные камеры шоковой заморозки не образуют крупные кристаллы и не нарушают целостность замораживаемых продуктов с биологической точки зрения. Поэтому они так популярны в супермаркетах и продуктовых магазинах.
Содержание:
Холодильные системы и замораживание пищевых продуктов
Существует два основных типа систем замораживания: механические (которые используют циркулирующий хладагент для снижения температуры воздуха или жидкости, которая подается на продукты) и криогенные (которые используют прямое нанесение жидкого азота или двуокиси углерода на продукты). Обе системы могут замораживать продукты с использованием различных конструкций морозильной камеры, включая туннельную, спиральную, с псевдоожиженным слоем, ударную, распылительную, погружную и т.д.
В отрасли постоянно ведутся споры об относительных достоинствах механических и криогенных систем. Во многих отношениях эти дебаты пошли на пользу всем сторонам, что привело к прогрессу и усовершенствованиям во всех системах. Быстрая скорость замораживания, меньшая площадь и более низкие капитальные затраты обычно упоминаются в качестве основных преимуществ криогенной системы, в то время как высокая стоимость криогена часто упоминается как основной недостаток. Однако достижения в обеих технологиях уменьшают эти различия. На практике производитель продуктов питания должен тщательно сбалансировать капитальные затраты, эксплуатационные расходы, производительность и качество продукции при принятии решения о том, какие системы устанавливать.
Конструкции морозильных камер
Не существует единого типа морозильной камеры, которая лучше всего подходит для всех применений замораживания продуктов. Выбор и дизайн зависят от эксплуатационных требований, а также от состояния продукта. Многие параметры будут влиять на выбор системы, в том числе: тип продукта, размер, температура и условия подачи (любой предшествующий процесс, такой как приготовление или маринование), внешний вид, производительность производственной линии (кг / ч), критическое время работы и ограничения производственных площадей.
Морозильные камеры с воздушным охлаждением
Наиболее распространенным способом замораживания продуктов является использование морозильной камеры с воздушным дутьем. Во многих небольших операциях продукты замораживаются порционно на стеллажах или в лотках, которые вручную загружаются в морозильную систему. Эти морозильные камеры требуют двойной обработки, и трудно добиться равномерных условий замораживания. Для более крупных операций лучше использовать линейные туннели или спиральные морозильные камеры. Они могут иметь один или несколько конвейеров, причем последний позволяет замораживать более одного продукта одновременно и с разной производительностью. Линейные туннели имеют более простую конструкцию, чем спиральные, но могут ограничивать доступную площадь. Хотя это ограничение может быть устранено с помощью сложенных нескольких проходов. Плоские ленточные туннели являются модульными и, таким образом, могут быть многократно расширены. Ограничение пропускной способности определяется только имеющимся пространством и затратами на потребление энергии при прокладке прямых туннелей с высокой нагрузкой на вентиляторы. Спиральные морозильные камеры часто являются более жизнеспособной альтернативой. Рост использования спиральных морозильных камер можно рассматривать как ответ на важность уменьшения занимаемой площади морозильных камер, чтобы они лучше вписывались в существующие производственные планы.
В промышленности существует мнение, что спиральные морозильные камеры представляют собой вершину морозильной технологии. Мы часто слышали разговоры о замене существующих туннельных систем спиралями, ошибочно полагая, что спирали более эффективны и быстрее замерзают. Это распространенное заблуждение. Спирали действительно имеют преимущества по сравнению с туннелями, но ни одна из них не является более эффективной при замораживании, а спирали могут быть более дорогими и сложными.
Время замораживания продукта сокращается при увеличении скорости воздуха. Существует оптимальное значение между уменьшением времени замерзания и увеличением мощности, необходимой для приведения в действие вентиляторов для получения более высоких скоростей воздуха. Вентиляторы и дополнительное охлаждение, необходимое для отвода тепла, вырабатываемого вентиляторами, могут потреблять до 30% общей энергии, потребляемой в шоковой морозильной камере.
Морозильные камеры с псевдоожиженным слоем используются для предотвращения слипания мелких продуктов (таких как горох и рис) друг с другом и с конвейерной лентой, обеспечивая тем самым индивидуальную быструю заморозку кусков. Воздух циркулирует вверх по конвейерной ленте с высокой скоростью, поднимая и перемешивая продукт, чтобы гарантировать, что он остается отделенным. Такое перемешивание для получения продуктов также может быть осуществлено с помощью механических средств.
Использование технологии соударения для увеличения поверхностной теплопередачи в системах замораживания воздуха стало одной из немногих недавних инноваций, которые были действительно коммерчески реализованы. Очень высокоскоростные ударные воздушные струи увеличивают теплопередачу, разрушая статический поверхностный пограничный слой газа, который окружает пищевой продукт. Ударная заморозка лучше всего подходит для продуктов с высоким соотношением площади поверхности к весу (т.е. продуктов с одним небольшим размером, таких как гамбургеры или рыбное филе). Этот процесс также очень привлекателен для продуктов, требующих очень быстрого замораживания поверхности.
Большим преимуществом воздушных систем является их универсальность и гибкость, особенно когда требуется заморозить различные продукты неправильной формы. Существует почти бесконечное количество доступных конфигураций, что позволяет производителям оборудования создавать индивидуальные решения, которые подойдут практически для любого объекта.
Контактные морозильные камеры
Контактные морозильные камеры чрезвычайно эффективны и часто работают быстрее, чем воздушные системы. Они также могут быть более энергоэффективными и хорошо подходят для мягких, деликатных, жидких или полужидких продуктов.
Пластинчатые морозильные камеры
Пластинчатые морозильные камеры — это контактные морозильные камеры, в которых хладагент пропускается через полые металлические горизонтальные или вертикальные пластины, которые прижимаются по обе стороны от замораживаемых продуктов. Пластинчатые морозильные камеры лучше всего подходят для продуктов правильной формы с максимальной толщиной от 50 до 70 мм. Воздушные пространства в упаковке и загрязнение пластин могут оказать значительное влияние на время охлаждения. Несмотря на то, что современные пластинчатые морозильные камеры часто упускаются из виду как устаревшая технология, они быстры и энергоэффективны. Доступны полностью автоматизированные системы полунепрерывной пластинчатой заморозки, а разработка конструкции пластинчатой морозильной камеры с одним отверстием позволяет размещать на одной линии упаковки нескольких размеров.
Ленточные морозильные камеры
Одним из недавних событий является возобновившийся интерес к контактным ленточным морозильным камерам. Современные ленточные морозильные камеры обычно используют одноразовую пластиковую пленку, которая действует как конвейерная лента, проходящая через морозильный туннель по охлаждаемым тарелкам. Эти пластины быстро и эффективно замораживают контактную поверхность продукта, в то время как окружающая среда туннеля охлаждается для снижения температуры всего продукта. Используя криогенные или механические системы охлаждения, эти морозильные камеры в основном предназначены для обработки деликатных, липких и труднообрабатываемых продуктов, даже жидкости могут быть легко заморожены. Они также могут быть использованы для замораживания корки, особенно нижней стороны продукта, перед полным замораживанием в туннеле или спирали с воздушным дутьем. Помимо быстрой и эффективной заморозки, использование плоских лент обеспечивает получение продуктов без следов от лент и складок. Поскольку лента одноразовая, морозильную камеру можно быстро и эффективно очистить в конце производства, что сводит к минимуму дорогостоящие задержки. Благодаря одноразовой пленке различные продукты могут быть обработаны без этапов очистки.
Погружные/ распылительные морозильные камеры
В погружных морозильных камерах используются емкости с нетоксичным раствором соли, сахара или спирта в воде или криогенном (жидком азоте). Продукт погружается, завернутый или развернутый, в раствор во время транспортировки через резервуар. В качестве альтернативы охлаждающая среда может быть распылена на изделие. Некоторые морозильные камеры, в частности криогенные системы, используют оба подхода, а также часто комбинируют аспект замораживания воздушным дутьем. Тот же принцип используется в барабанных, барабанных или покрытых морозильных камерах, где хладагент (обычно жидкий азот или твердый диоксид углерода) используется для быстрого замораживания продуктов во вращающемся барабане. Продукт также может быть одновременно глазирован / покрыт путем одновременного распыления соуса на продукт.
Очевидно, что если пища не упакована, жидкость должна быть "безопасной для пищевых продуктов’. Любое поглощение охлаждающей среды продуктом, независимо от того, безопасна она для пищевых продуктов или нет, может вызвать проблемы как с точки зрения изменения вкуса, так и с точки зрения необходимости периодической замены среды. Этот перенос можно свести к минимуму с помощью упаковки, хотя это может препятствовать теплопередаче.
Распылительные / капельные морозильные камеры
При замораживании распылением / каплями жидкость впрыскивается в виде брызг или капель в холодную газообразную или жидкую среду (обычно жидкий азот), где они впоследствии затвердевают в отдельные замороженные капли. Такие морозильные камеры могут производить новые продукты, которые было бы трудно изготовить любым другим способом.