Способы охлаждения полутуш свинины, КРС и тушек птицы можно классифицировать по типу хладоносителя, при помощи которого осуществляется процесс охлаждения. Наиболее распространенным является воздушное охлаждение, но нередко для тушек птицы в качестве хладоносителя используют также воду и рассолы.
Вода и рассолы в процессе охлаждения могут стать переносчиками бактерий, и этот фактор в значительной степени ограничивает применение данных способов. При воздушном охлаждении такой проблемы не возникает, но в этом случае увеличивается продолжительность процесса и, соответственно, возникает необходимость определения габаритов камеры охлаждения, температурного режима и организации системы воздухораспределения в камере.
Традиционно полутуши охлаждают воздухом, а вот при охлаждении тушек птицы в последнее время, в силу вышеупомянутых причин, все чаще используют комбинированный способ – воздушно-капельный.
При расчете продолжительности охлаждения полутуш мяса или тушек птицы, определяющими являются температуры продукции на входе и выходе, температура охлаждающего воздуха и скорость его движения у продукта, от которой зависит величина теплоотдачи. Свойства охлаждаемого продукта, такие как теплоемкость, плотность, теплопроводность, объем, форма, являются предопределенными, и влиять на них мы не можем. Варианты с обвалкой мяса, производством блоков, фарша в данной статье не рассматриваются.
=
где
tн – температура продукции на входе в камеру,
tв – температура воздуха в камере,
tк – температура продукции на выходе из камеры.
Параметры, на которые возможно воздействовать – это коэффициент теплоотдачи: можно создать разную скорость воздуха у бедренной части полутуши или тушки птицы, а также организовать подачу воздуха с заданной температурой. При изменении скорости движения воздуха у поверхности продукта с 0,3 м/с (скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений) до 5–6 м/с отвод тепла от продукта возрастает примерно в 10 раз. При этом продолжительность охлаждения сокращается почти в два раза.
Сокращение длительности процесса охлаждения при снижении температуры воздуха в камере достигается за счет понижения температуры кипения. А этот фактор, в свою очередь, приводит к росту потребления электроэнергии и увеличению усушки продукции.
Усушка продукта в процессе охлаждения определяется по формуле:
где
Наибольший вклад в эксплуатационные затраты – это вклад от усушки продукта, поэтому к системе воздухораспределения предъявляются особые требования. Вторым, но не менее важным фактором, является величина потребляемой мощности.
Камеры охлаждения с системами организованного воздухораспределения можно условно разделить на три типа.
1. Экзотические, которые применялись довольно часто в 70–80-х годах прошлого века и все еще существуют на действующих производствах:
1.1. Камеры с системой воздушного душирования;
Рисунок 2. Камера, оборудованная межпутевыми воздухоохладителями
Рисунок 3. Камера, оборудованная межрядными радиационными батареями
1.2. Камеры с подвесными воздухоохладителями и межрядными радиационными батареями;
1.3. Камера охлаждения с воздухоохладителями и ложным потолком.
Рисунок 4. Ложный потолок в камере охлаждения мяса
Согласно приведенным в научной литературе данным, которые получены сотрудниками кафедры холодильных установок ЛТИХП при исследовании камер на действующих предприятиях, можно сделать вывод, что оптимальной с точки зрения усушки является камера, оборудованная воздухоохладителями и мяжрядными радиационными батареями. Длительность процесса охлаждения в данном случае составляет 12–14 часов, а значение усушки – 1,05%. Но по потребляемой электроэнергии самое эффективное решение соответствует камере, оборудованной подвесными сухими воздухоохладителями.
2. Камеры охлаждения среднетоннажного производства:
2.1. Камеры периодического действия;
2.2. Камеры комбинированные (универсальные);
по организации движения воздуха можно выделить камеры:
– с неорганизованным движением воздуха:
– с продольным организованным движением воздуха;
– с поперечным организованным движением воздуха.
Величина усушки продукции в подобных камерах составляет порядка 1,8–2 %. При этом около четверти усушки происходит в момент загрузки. Это связано с тем, что при поступлении парного мяса в камеру охлаждения происходит рост температуры воздуха в камере, то есть увеличивается перепад температур между температурой воздуха и поверхностью воздухоохладителя, а следовательно, увеличивается осушение воздуха.
3. Крупнотоннажное производство характерно применением туннелей непрерывного действия.
3.1. Двухфазное охлаждение полутуш (шоковое охлаждение и доохлаждение).
В этом случае применяются воздухоохладители специального исполнения, а именно с поворотом вентиляторных узлов, что позволяет создать направленное движение воздуха и обеспечить оптимальные скорости его движения у бедренной части полутуши при минимальном удалении от вентиляторов воздухоохладителей.
На первом этапе полутуши движутся через туннель шокового охлаждения с температурой воздуха от −4 °C до −8 °C, где находятся в течение полутора часов. При этом происходит промораживание верхнего слоя, что позволяет сократить усушку. Из туннеля полутуши по конвейеру перемещаются в камеру охлаждения с температурой воздуха 0–2 °C и выдерживаются там в течение восьми часов. При этом продолжительность охлаждения сокращается до 9,5 часов, а потери от усушки достигают порядка 1,4 %. Но в данном случае значение потребляемой электроэнергии выше, чем при охлаждении в камерах периодического действия.
3.2. Двухфазное охлаждение полутуш свинины (интенсивное охлаждение с камерой выравнивания температуры).
Двухфазное охлаждение полутуш свинины реализуется в туннеле шокового охлаждения (как в предыдущем варианте) и в камере выравнивания температуры. В туннеле поддерживается температура порядка −25 °C, а продолжительность холодильной обработки составляет полтора часа. Далее полутуша передвигается конвейером в камеру охлаждения с температурой 4−6 °C. При таком способе потери от усушки сокращаются до 0,9−1 %.
3.3. Воздушно-капельное охлаждение используется преимущественно при охлаждении тушек птицы.
Рисунок 5. Воздухоохладители в камере воздушно-капельного охлаждения птицы
Температура воздуха в туннеле поддерживается от 0 °C до 2 °C, потери от усушки составляют 1,4–2 %, расход воды на охлаждение тушки – порядка 0,5 литра при температуре воды 1–3 °C. Продолжительность процесса напрямую зависит от массы птицы.
Чаще всего эти туннели оснащаются воздухоохладителями, которые позволяют максимально приблизить выход воздуха из вентилятора к тушке птицы, – двухпоточными и кубическими с поворотом вентузла на 45°.
Возможность применения той или иной схемы воздухораспределения в камерах воздушного охлаждения мяса, а также оборудование этих камер воздухоохладителями различного исполнения определяется в каждом случае индивидуально на основании технико-экономического обоснования и требований технологического процесса. В настоящее время на ведущих современных предприятиях, связанных с убоем и переработкой скота и птицы, используют воздухоохладители, конструкция которых обеспечивает направленное движение воздуха у бедренной части полутуши и тушек птицы, то есть с поворотом венузла или двухпоточные. Такое решение позволяет максимально экономично осуществить процесс охлаждения за счет минимизации затрат, связанных с усушкой продукции и расходом электроэнергии.
