Шоковая заморозка

Пожалуй, причини данного явления скрываются в том, что западный покупатель ценит возможность пополнить запасами холодильника едой на несколько недель вперёд и не тратить драгоценного времени на повседневные путешествия по магазинам, а производитель понимает и предоставляет выгоду реализации своей, почасту скоропортящейся, продукции — в любом удобном месте и в любое время. В прошлые времена замороженные продукты, предпочтительно иностранного изготовления, стали активно пополнять витрины отечественных магазинов. Обратив внимание на этом товар, многие отечественные производители стали спешно изучать технологии быстрой заморозки (шоковая заморозка).

Для соблюдения традиционной технологии замораживания, с которой знакомы пользователи низкотемпературных холодильных камер, требуется температура -18-24°С. Время заморозки помещаемого в это холодильное оборудование продукта составляет 2,5 часа и больше. В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта: от +20 до 0°С, от 0 до -5°С и от -5 до -18°С. На первом этапе происходит охлаждение продукта. Второй этап — это переход жидкой фазы продукта в твёрдую. Работа по забору тепла значительна, но его температура при этом снижается ненамного. Дело в том, что на этой стадии происходит подмораживание: кристаллизацируется примерно 70% жидкой фракции продукта. На третьем этапе происходит домораживание. Снижение температуры, как и во время первой стадии, идёт пропорционально выполняемой холодильной машиной работе.

Идея быстрого замораживания (шоковая заморозка) заключается в форсировании всех 3-х режимов: охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов. Оно обеспечивается снижением температуры среды, в которую помещается продукт, до -30 -40°С и ускоренным движением хладоносителя (в роли которого в холодильной камере выступает воздух). Последнее возможно благодаря вентилированию испарителя. Специалисты отмечают, что дальнейшее снижение температуры приводит к неоправданным затратам на мощном холодильном оборудовании и к деформации продукта. Это же касается и увеличения скорости обдува, создающего риск заветревания продукта. Третьим средством ускорения процесса замораживания является интенсификация подмораживания за счёт увеличения мощности холодильной установки на этом этапе.

Скороморозильные аппараты имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционной технологией заморозки в холодильных камерах. Так, например, если для заморозки пельменей или котлет используются обычные холодильные камеры, на это уйдёт 2,5 часа. Для сокращения времени заморозки до 20–35 мин. нужно применять аппарат шоковой заморозки. При этом кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и в межклеточных перегородках. В результате лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей продукта.

Когда применяется шоковая заморозка, сокращается и период активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют неодинаковые температурные зоны жизнедеятельности. При медленной заморозке в продукте появляются, и остаются, следы жизнедеятельности каждого из типов бактерий, в то время когда применяется шоковая заморозка, многие из них просто не успевают развиться. Ещё один аргумент в пользу шоковой заморозки — уменьшение в 2–3 раза потери массы продукта в результате усушки.

Охлаждаем воздухом

Скороморозильные аппараты, в настоящее время существуют нескольких типов. По принципу работы их все можно разделить на четыре группы: воздушный морозильный аппарат, скороморозильный аппарат бесконтактного замораживания, контактное оборудование и скороморозильные аппараты для замораживания продуктов хладоносителями.

Воздушные аппараты, к которым относится скороморозильная установка туннельного типа, конвейерный и флюидизационные аппараты, получили наибольшее распространение на предприятиях, производящих «заморозку». Подобное оборудование состоит, как правило, из двух отсеков — грузового и воздухоохладителя. В грузовом отсеке чаще всего применяется туннельная система воздухораспределения. Холодильная установка туннельного типа по своей конструкции такая же как низкотемпературная холодильная камера. Продукт на лотках или поддонах загружается на стеллажи в рабочую камеру. Он может помещаться в камеру и на технологических тележках. Существуют скороморозильные аппараты периодического и непрерывного действия.

Конвейерные скороморозильные аппараты применяются для обработки мелкоштучных продуктов — пельменей, зелёного горошка, овощей. Они могут замораживаться как россыпью, так и в расфасованном виде, или в блоках. По конструкции установки этого типа несколько различаются: одни имеют ленточный многоярусный транспортёр (3 или 4 ветви горизонтального типа), другие — цепной многоходовый транспортёр вертикального типа, а третий это спиральный скороморозильный аппарат шоковой заморозки. Особенностью скоромозильных аппаратов со спиральным конвейером являются небольшие габариты. При их использовании не требуется специальных устройств, которые передавали бы продукт или блок-форму с одного яруса на другой.

Во флюидизационных скороморозильных аппаратах шоковой заморозки продукт, находясь во взвешенном состоянии, замораживается в потоке холодного воздуха, называемом «кипящим слоем». Воздух подаётся через специальную решётку в грузовой отсек со скоростью, вызывающей явление кипения. Флюидизационный скороморозильный аппарат используется только для обработки мелкоштучных продуктов: ягод, зелёного горошка, бобов, фасоли или крупных овощей и фруктов, нарезанных ломтиками одинаковой формы. Время замораживания в аппарате шоковой заморозки составляет всего 8–15 минут — в зависимости от размера частиц продукта.

Туннельный флюидизационный скороморозильный аппарат шоковой заморозки чаще применяют в составе автоматизированных производственных линий. Вместе с тем, в последнее время возрос спрос на аппарат шоковой заморозки малой производительности. С целью его удовлетворения был разработан флюидизационный аппарат шоковой заморозки, и запущен в серию, с ручной закладкой продукта производительностью от 50 до 300 кг/час. В этом случае продукт закладывают в лотки и через загрузочную щель помещают в аппарат. Скорость вращения вентиляторов в аппаратах подобного типа регулируется с помощью инвертора, что позволяет использовать один и тот же скороморозильный аппарат продуктов различных видов и размеров.

Рыба замораживается в плитах

Вторая группа скороморозильных аппаратов работает по принципу бесконтактного замораживания. К ней относятся, например, широко используемые нашими рыбоперерабатывающими и мясоперерабатывающими предприятиями плиточный аппарат шоковой заморозки, роторные установки и скороморозильный аппарат барабанного типа.

Плиточный аппарат шоковой заморозки предназначен для замораживания мяса, субпродуктов, рыбы, фарш, рыбное филе, а также творог в блоках и брикетах мелкой расфасовки. Продукты, замороженные в этом оборудовании, имеют правильную форму, благодаря чему облегчаются их складирование и упаковка. Товар удобно в дальнейшем грузить в транспорт, укладывать в холодильные камеры.

Плиточный скороморозильный аппарат включает в себя блок, состоящий из горизонтальных или вертикальных плит, перемещаемых посредством гидропривода. В межплиточный зазор помещают блок-формы из нержавеющей стали или пищевого алюминия с замораживаемым продуктом. Плиты сжимаются, чтобы создать хороший контакт. Внутри них при низком давлении кипит хладагент (Т кип. = -40°С), забирая тепло у обрабатываемого продукта. Благодаря его непосредственному контакту с охлаждаемыми плитами происходит интенсивное охлаждение и замораживание.

Скороморозильные аппараты с радиальным расположением плит получили название роторных. В них, по мнению специалистов, удачно сочетаются преимущества и воздушных, и плиточных морозильных устройств: процесс замораживания — непрерывен, загрузка и выгрузка — механизированы, замораживание — интенсивное, блоки — хорошо спрессованы. Этот тип оборудования предназначен только для замораживания продуктов, уже упакованных в тару. Они не примерзают к плитам, что исключает операцию оттаивания блоков при их выгрузке из аппарата.

Скороморозильный аппарат барабанного типа предназначен для замораживания мелкоштучных неупакованных продуктов, а также жидких и влажных продуктов неправильной формы. Замораживающим элементом в нём является вращающийся барабан, между стенками которого подаётся холодильный агент или хладоноситель. Замораживаемый продукт на загрузочном транспортёре в течение некоторого времени движется, находясь между лентой транспортёра и поверхностью барабана. Транспортёр слегка прижимает продукт к поверхности барабана — так, что он примерзает к ней. Затем его удаляют ножом и направляют на разгрузочный конвейер, который транспортирует продукт для последующей глазировки и упаковки в тару.

„Купание“ в азоте

В аппаратах третьего типа, контактных, происходит непосредственный отвод тепла к поглощающей его среде (в этом качестве могут использоваться криогенные жидкости, углекислота, 12-й фреон, прошедший специальную химическую очистку, а также хладоноситель — водный раствор хлористого натрия). К этому типу оборудования относятся криогенные, углекислотные и фреоновые аппараты.

В криогенных аппаратах в качестве теплоотводящей среды обычно применяют жидкий азот (его температура -196°С), а иногда — и жидкий воздух. Продукт погружается в эту среду или орошается ею. Достоинства такого аппарата — высокая интенсивность замораживания, компактность и простота конструкции. С другой стороны, нужно иметь в виду, что вследствие высокой скорости замораживания структура продукта может нарушиться, вызывая его расслоение.

Для замораживания кулинарных изделий часто используется углекислотный аппарат. Теплоотводящая среда в нём состоит из смеси газообразной и твёрдой углекислоты, которая с большой скоростью перемещается по грузовому отсеку, обдувая обрабатываемые продукты. Такой аппарат прост и надёжен в работе, обладает небольшой металлоёмкостью, быстро монтируется и хорошо вписывается в технологические линии по производству кулинарных изделий.

Особенностью фреонового скороморозильного аппарата является то, что хладагент, находящийся в грузовом отсеке и соприкасающийся с продуктами, предварительно проходит тщательную очистку, которая исключает его вредное влияние на замораживаемый продукт. В аппаратах такой фреон используется многократно: испаряясь при контакте с замораживаемым продуктом, он вновь превращается в жидкость в конденсаторе-испарителе.

Конструкция аппаратов четвёртого типа — для замораживания продуктов хладоносителями — проста, они высокопроизводительны и обладают малой металло- и энергоёмкостью. Так как в аппарате нет летучей среды, отсутствует необходимость герметизации грузового отсека, что упрощает загрузку и выгрузку продукта.