Анализ технологий предотвращения фактической естественной убыли мяса и мясопродуктов при холодильной обработки

Для замораживания субпродуктов и неупакованных мясных продуктов используют гравитационно-ленточные конвейерные морозильные аппараты ГКА-2 и ГКА-4 производительностью 860--900 кг/ч. Температура замораживания в них -39…35°С, скорость движения воздуха 3 м/с.

Уменьшение потерь массы и сохранение качества продуктов при замораживании можно достичь в аппаратах с использованием жидкого азота. В этих аппаратах продукт замораживают путем погружения в хладагент (рис.6).

Размораживание осуществляют в воде, воздухе, с использованием различных растворов или паровоздушной смеси. В зависимости от температуры и скорости движения воздуха процесс размораживания может быть медленным, ускоренным или быстрым. При медленном размораживании температуру воздуха вначале поддерживают в пределах 0--3єС, затем повышают до 8°С; при этом относительная влажность воздуха 90--95 % и скорость его движения 0,2--0,3 м/с. Продолжительность размораживания при таких параметрах 3--5 сут.

Ускоренное размораживание проводят при температуре воздуха 16--20°С, относительной влажности 90--95 % и скорости его движения 0,2--0,5 м/с. В этих условиях размораживание длится 24--30 ч.

Быстрое размораживание осуществляют в паровоздушной среде при ее температуре 20--25°С, относительной влажности 85--90 % и скорости движения 1--2 м/с. Продолжительность размораживание в этом случае 12--16 ч.

Наиболее прогрессивным способом размораживания мяса является применение СВЧ-нагрева. На Московском мясокомбинате замороженные блоки говядины и свинины размораживают в агрегате А1-ФДВ (рис.7). Он состоит из технологического устройства (шлюзов загрузки и выгрузки, рабочей камеры и конвейеров) и генератора сверхвысокой частоты. Размораживание мяса в поле СВЧ сокращает потери массы, и продолжительность технологического процесса (от 24 ч до нескольких минут) способствует сохранению качества и снижению бактериальной обсемененности мяса.

4. Причины и методы предотвращения фактической естественной убыли мяса и мясопродуктов при холодильной обработки

Термическая обработка мяса на холодильниках является одним из важнейших процессов на мясокомбинатах, основное назначение которого - способствовать сохранению качества в течение продолжительного времени. При этом решающее значение имеет применение таких режимов термической обработки, которые сводили бы к минимуму потери этого ценного сырья. Потери мяса в процессе холодильной обработки еще достаточно велики.. Так, при охлаждении парного мяса до 4-0 °С в камерах холодильника в течение 16 ч потери достигают 1,4-1,89 % (в зависимости от упитанности говядины), субпродуктов 1,44 % первоначальной массы; при замораживании говядины - от 1,58 до 2,1 % массы парной туши. Существенны потери мясного сырья при хранении и транспортировании. Анализ показывает, что из обшей величины потерь на холодильную обработку мяса приходится 89 %, в том числе 65 % на охлаждение и 24 % на замораживание, при хранении - 4,при транспортировании - 7 %.

Уровень потерь мяса зависит от продолжительности хранения и этажносги холодильников (при одноэтажном холодильнике они выше, чем при многоэтажном). В общем потери составляют в среднем около 2 % общего объема производства мяса и резко увеличиваются при его транспортировании на холодильники различных ведомств, перерабатывающие предприятия и в торговую сеть [10].

Величина потерь при обработке и хранении мясопродуктов связана с тепловлажностными режимами холодильных камер. Повышение температуры хранения мяса и мясных продуктов на 1°С вызывает увеличение усушки на 0,03%. При термической обработке повышение температуры влияет на продолжительность замораживания и потери.

Потери мясного сырья можно значительно сократить за счет более широкого внедрения прогрессивных способов охлаждения и замораживания, совершенствования условий хранения, применения паровлагонепроницаемых упаковок при производстве и хранении охлажденного и замороженного мяса, субпродуктов, перевода камер для неупакованного замороженного мяса на более низкие температуры в пределах -25…30°С или их экранирование, разработки новой технологии и оборудования, разделки парного мяса на полуфабрикаты с упаковыванием их в полимерные пленки, применения аппаратных способов охлаждения и замораживания, хранения и транспортирования с использованием азотной системы охлаждения.

Повышение интенсивности охлаждения при прочих равных условиях способствует сокращению потерь мяса. Так, при медленном охлаждении от 16 до 24 ч потери в результате усушки говядины составляют от 1,6 до 2,1 % (в зависимости от ее упитанности), а при обработке до 16 ч - 1,4-1,89 %. Процесс охлаждения можно интенсифицировать, увеличивая перепад температуры продукта и среды, а также скорость ее движения. В практике предприятий намечается для охлаждения мяса использовать воздух температурой значительно более низкой по сравнению с криоскопической точкой. Воздействие этих температур ограничено и для предотвращения льдообразования производится в начале охлаждения мяса. После достижения на поверхности мяса криоскопической температуры последующее доохлаждение осуществляется при температуре, близкой к криоскопической. Повышение интенсивности процесса достигается за счет увеличения скорости движения воздуха с 0,1 до 2,0 м/с и понижения его температуры с 2 до -3 °С.

Двухстадийное охлаждение в зависимости от интенсивности проводят на первом этапе при температурах от -4 до -15°С при скорости движения воздуха 1-2 м/с. В период доохлаждения температура воздуха составляет -1...1,5°С, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с.

Продолжительность первой стадии охлаждения рекомендуется ограничить 2 ч и на доохлаждение отправлять говяжьи полутуши температурой в толще бедра около 20 °С. Первый этап двухстадийного охлаждения можно проводить на конвейерных линиях туннельного типа, работающих синхронно с конвейерами цеха убоя скота и разделки туш, или осуществлять в камерах с помощью направленного воздействия охлажденного воздуха методом воздушного душирования, разработайного ВНИКИМПом. Туши доохлаждают в камерах хранения. Использование двухстадийного способа охлаждения мясных туш позволяет сократить усушку мяса на 20--30 %.

Для снижения потерь важное значение имеет внедрение в производство эффективного метода однофазного замораживания парного мяса.

По сравнении процессов замораживания охлажденного и парного мяса установлено, что охлаждение протекает в принципиально различных условиях тепло- и массообмена. При обычном охлаждении окончание процесса наступает тогда, когда значения температур в толще бедренной части туши и на ее поверхности уравниваются и приближаются к температуре воздуха в камере, равной или больше 0°С. При замораживании парного мяса охлаждение при обычном понимании этого процесса, когда влага находится в жидком агрегатном состоянии, фактически заканчивается в тот момент, когда на его поверхности появляется первый пограничный слой твердой фазы, т. е. происходит начало замораживания поверхности туши. При этом температура в толще бедренной части остается еще достаточно высокой - около 10єС.

Потери мяса при охлаждении зависят главным образом от агрегатного состояния воды на поверхности туши -- жидкого или твердого в виде льда. Это вызвано тем, что жидкость с поверхности испаряется значительно интенсивнее, чем при сублимации [10].

Для снижения потерь массы необходимо интенсифицировать процесс замораживания, резко сократив продолжительность достижения криоскопической температуры в мясе и в первую очередь на его поверхности.

Существенные преимущества замораживания парного мяса по сравнению с охлажденным заключаются в том, что в среднем на 40% ускоряется процесс холодильной обработки, на 30--40% снижаются потери, повышается качество мяса, сокращаются транспортные работы, до 50% повышается производительность труда и уменьшается потребность в производственных площадях. Учитывая эти положительные факторы, позволяющие на тех же холодильных площадях предприятия значительно увеличить пропускную способность и тем самым увеличить мощность по заморозке мяса и субпродуктов, мощности по проведению процесса термической обработки таким методом предполагается в ближайшие годы довести до 60 % имеющихся в мясной промышленности.

Повсеместный переход на замораживание парного мяса вместо охлажденного позволит дополнительно снизить его потери на десятки тысяч тонн в год.

Вместе с тем следует отметить, что даже при использовании такого прогрессивного метода, каким является однофазное замораживание, потери мяса при усушке выше, чем при проведении процесса его охлаждения и последующей реализации в охлажденном виде (таблица 4).

Таким образом, с точки зрения сокращения потерь целесообразнее реализовать мясо в охлажденном виде, чем отпускать мороженое мясо, что позволит увеличить ресурсы этого ценного продукта для снабжения населения.

Наиболее эффективным методом снижения потерь мяса и мясных продуктов при термической обработке является внедрение технологии, предусматривающей выработку замороженных мясокостных и бескостных блоков. Применение данной технологии наряду со снижением потерь позволяет значительно сократить трудоемкость за счет механизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ, повысить степень использования холодильных емкостей, охлаждаемых транспортных средств в результате большей плотности укладки грузов по сравнению с холодильной обработкой и транспортированием мяса в тушах, полутушах и четвертинах [10].

В этой связи заслуживает внимания применение морозильных аппаратов для интенсификации процесса замораживания бескостного мяса и мякотных субпродуктов в блоках в упакованном виде. Эффективным является применение роторных морозильных аппаратов. Ротор в этих аппаратах состоит из радиально расположенных секций, которые крепят на валу. Пустотелый вал ротора используют для подачи хладагента в морозильные плиты. Загрузка и выгрузка продуктов механизированы. Перед размещением в секции бескостное мясо и субпродукты укладывают в мешки из полимерного материала. Таким образом, замораживают продукцию в упакованном виде, что способствует сокращению усушки. Наряду с этим использование роторных морозильных ап-паратов позволяет в 1,5-2 раза по сравнению с воздушными морозильными камерами сократить продолжительность замораживания, осуществлять непрерывную обработку, автоматическое регулирование режимов работы, механизировать загрузку и выгрузку. Несомненным преимуществом таких аппаратов является снижение энергозатрат на 30--40% по сравнению с воздушными морозильными камерами.

В роторном морозильном аппарате блок-форма представляет собой пустотелые, шарнирно закрепленные на валу ротора плиты, в которых циркулирует хладагент. В рабочем положении блок-формы образуют гнезда прямоугольной формы (рис.8). Во время загрузки и выгрузки они раскрываются и гнезда принимают пирамидальную форму. Хладагент циркулирует через полости плит блок-форм, поступая в них через отверстия, имеющиеся у вала ротора [10].

Сырье, подлежащее заморозке, конвейером подается в бункера дозатора, откуда перегружается в кассеты, смонтированные на раме загрузочного устройства. Под воздействием гидравлического привода рама загрузочного устройства вталкивает кассеты с сырьем в приоткрытые морозильные блок-формы ротора.

Рама с порожними кассетами возвращается в исходное положение, а сырье, удерживаемое в это время особыми поршнями, остается в блок-формах. Плиты блок-форм сжимаются, спрессовывают сырье в блоки, и начинается его замораживание. При окончании загрузки одного ряда блок-форм ротор поворачивается особым гидроустройством на величину, необходимую для установки под загрузку следующего ряда блок-форм, и т. д. Одновременно к месту разгрузки подходит ряд блок-форм с уже замороженным сырьем. Специальный клиновой механизм раскрывает половинки блок-форм, и замороженные блоки выпадают из них.

В нашей стране наиболее распространено производство блоков из жилованного мяса. При этом значительный интерес с точки зрения сокращения потерь представляет поставка бескостных блоков жилованного мяса в охлажденном виде. Вместе с тем остается нерешенным вопрос о потерях, имеющих место в результате усушки мяса в процессе охлаждения туш от 35 до 0-4°С. Наиболее эффективным в этом отношении являются разделка и обвалка парного мяса, упаковывание его под вакуумом в пакеты из полимерных материалов и размещение в короба из гофрированного картона, а затем термическая обработка коробов с мясом путем охлаждения или замораживания. Аналогичный положительный результат достигается при обработке таким образом парного мяса в виде мясокостных отрубов.

Представляет интерес опыт фирмы «Iowa Beefprocess» (США), являющейся ведущей в мире по убою крупного рогатого скота и переработке говядины. С 1980 г. фирма еженедельно перерабатывает для производства охлажденных бескостных и мясокостных отрубов более 100 тыс. голов крупного рогатого скота. Для этой цели отбирают полновесный скот высокого качества, средняя масса туши составляет 294 кг. Получаемые отрубы упаковывают в пленку, а затем в картонные короба. Благодаря такому производству мяса фирма получает дополнительную прибыль в сумме 60,8 дол. за каждую разделанную тушу. Прибыль достигается в результате снижения потерь мяса при производстве отрубов, сокращения его усушки при хранении на холодильниках, при транспортировании и торговле, а также благодаря снижению погрузочно-разгрузочных операций. Наряду с этим сокращается потребность в холодильных емкостях для хранения мяса. Срок хранения говяжьих отрубов в охлажденном состоянии составляет 21-28 сут. В целях сокращения потерь при технологической обработке на предприятиях фирмы поддерживают температурные и влажностные режимы под строгим контролем со стороны инспекторов предприятия и инспекции министерства сельского хозяйства США.

С учетом этого опыта необходимо принять меры по исключению или сокращению до минимума потерь холода в цехах мясоперерабатывающих предприятий и мясокомбинатов, а также на холодильниках. Одним из методов устранения таких недостатков является применение таких эффективных изоляционных материалов, как многослойные клеевые конструкции из полистирола ПСБ-С с фольгозольным покрытием, монтируемые на наружной поверхности ограждений холодильников, а также материала «Рипор». Высокая эффективность предлагаемых решений подтверждена практической проверкой их использования на ряде предприятий мясной промышленности. Применение их в 2-2,5 раза сокращает сроки реконструкции холодильников и снижает стоимость этих работ на 40-45%, в 2 раза сокращает расход электроэнергии и уменьшает количество применяемого оборудования.

Этому же способствуют переход на воздухоохладители вместо пристенных батарей, широкое использование аппаратных методов термической обработки мяса и субпродуктов взамен камерных, что улучшает распределение холода н сокращает продолжительность замораживания.

Наряду с интенсификацией процессов охлаждения и замораживания мяса одним из эффективных методов увеличения сроков хранения и сокращения потерь его массы при холодильной обработке является применение защитных пленкообразующих составов.

Ассортимент веществ, используемых в качестве пленкообразующих составов для приготовления покрытий, широк: альгин, коллаген, желатин, парафин, целлюлоза, казеин, многоатомные спирты и жирные кислоты, моноглицериды и их производные. Наиболее перспективным направлением для сохранения качества и сокращения потерь массы мяса и мясных продуктов является применение композиции пищевых покрытий, получаемых на основе моноглицеридов и ацетилированных моноглицеридов пищевых жиров, поскольку эти соединения обладают бактерицидными свойствами и являются антиокислителями.

Пищевые покрытия применяют в зарубежных странах. В США разработано новое пищевое покрытие «Дермутекс», представляющее собой маслянистую жидкость, состоящую из дистиллированного и полностью ацетилированного моноглицерида, получаемого из растительного масла. Использование этого покрытия в сочетании с упаковкой отрубов в пленку "Крайовак" дает такие преимущества, как сохранение качества в течение длительного срока хранения: для говядины до 50 суток, свинины до 14 суток, баранины до 70 суток с одновременным сокращением усушки мяса.

Работы, проведенные на Фрунзенском и Токмакском мясокомбинатах, где в качестве пищевого покрытия использовали композицию на основе моноглицеридов, показали, что усушка сокращается в среднем на 30%, а срок хранения мяса увеличивается в 2 раза. При этом установлено торможение окислительных процессов жира и развитие микроорганизмов.

Наряду с этим было установлено, что проведение глицеролиза жиров в условиях мясокомбинатов из-за трудоемкости, энергоемкости и неудовлетворительных условий по безопасности в связи с использованием диоксида углерода нецелесообразно. Положение еще больше усугубляется нарушением требований промсанитарии при проведении ацетилирования глицеридов вследствие использования уксусного ангидрида и его сброса в канализацию. Одновременно было выявлено, что при таком методе обработки увеличивается микробиологическая обсемененность и уменьшается концентрация пищевого покрытия в процессе эксплуатации установки, пищевое покрытие стекает с поверхности полутуш после их выхода из камеры распыления.

С учетом отмеченных недостатков проведены исследования по разработке пищевого покрытия на основе серийно выпускаемых моноглицеридов с включением эмульгатора. Такое покрытие состоит из 5% (в пересчете на сухое вещество) указанной композиции и 95% воды. Другим видом является покрытие, включающее серийно выпускаемые моноглицериды и ацетилированные моноглицериды с добавлением крахмала. Уровень воды в таком покрытии составляет 86% [10].

ВНИКТИхолодпромом разработана технология и создана установка для приготовления и нанесения пищевого покрытия на мясо, которая состоит из участка приготовления эмульсии пищевого покрытия, включающего две пастеризационные ванны Г6-ОПА-600, два насоса, емкость для дезинфицирующего раствора, и установки Я10-ФНМ нанесения пищевого покрытия. Она состоит из камеры легкой металлоконструкции, снабженной системой трубопроводов с форсунками для распыления эмульсии на мясо, узлом фильтрации, системой приточной вентиляции и конвейером для транспортирования полутуш.

Установка работает следующим образом. Мясные туши и полутуши поступают в камеру, где на них наносится пищевое покрытие. Неосевшее на поверхности мяса покрытие стекает, собирается в накопителе камеры и насосом возвращается в ванны для термообработки и дальнейшего использования.

Бывшим Министерством здравоохранения СССР дано разрешение на использование разработанного пищевого покрытия и пленкообразующего состава для нанесения на парное мясо перед холодильной обработкой и хранением.

Пищевой пленкообразующий состав на основе серийно выпускаемых моноглицеридов и ацетилированных моноглицеридов с добавлением крахмала или с включением эмульгатора обеспечивает сокращение усушки при сохранении качества мяса.

Другим методом снижения потерь мяса за счет усушки при охлаждении является гидроаэрозольное орошение. Во ВНИКИМПе была разработана технология и создана установка Я8-ФОА для периодического орошения полутуш водой.

Сущность процесса заключается в том, что полутуши охлаждают на подвесных путях в обычных холодильных камерах по традиционной технологии, но с периодическим орошением их в начале обработки водопроводной водой, после испарения которой на поверхности полутуш образуется корочка подсыхания, препятствующая развитию нежелательной микрофлоры. На поверхность полутуш воду наносят с помощью разработанного устройства с вращающейся ворсистой поверхностью. Распылители помещают между рядами туш и с помощью индивидуальных приводов перемещают вдоль рядов и обратно. При перемещении распылители орошают полутуши тонким слоем воды при одновременном обдуве воздухом с помощью вентилятора. Каждый распылитель снабжен бачком, куда с помощью шланга заливают воду. Через 6 ч работы распылители отключаются, а процесс охлаждения продолжается до достижения в толще мышц бедра полутуши температуры 4°С.

Процесс охлаждения полутуш интенсифицируется на 10% по сравнению с их обработкой в условиях естественной конвекции воздуха. Усушка говяжьих полутуш I категории снизилась с 1,54% для контрольных образцов до 1,28% для орошаемых полутуш. Усушка полутуш II категории снизилась в среднем на 0,55%, а свинины II категории -- на 0,64% по сравнению с контрольными образцами. Производительность установки, снабженной пятью распылителями, составляет 20 т мяса в сутки, суммарная установленная мощность 1,5 кВт.

Использование холода для охлаждения вареных колбас способствует снижению потерь готовой продукции и сохраняет ее качество. Заслуживает внимания гидроаэрозольный метод охлаждения вареных колбас, предложенный специалистами ВНИКТИхолодпрома, который позволяет снизить потери на этой стадии производства колбасных изделий. По традиционной технологии вареные колбасы после варки охлаждаются от температуры в центре батона 70 до 15єС орошением водой. При этом расходуется большое количество воды, увеличивается время охлаждения, возможно накопление влаги под целлофановой оболочкой, что может привести к ее деформации и разрыву. В случае применения обработки холодным воздухом температурой -5…7єС интенсифицируется процесс охлаждения и передача влаги как к поверхности батона, так и от нее к охлаждающей среде. При таком способе охлаждения усушка возрастает по сравнению с орошением водой.

Гидроаэрозольное охлаждение предусматривает орошение батонов колбас водой температурой не выше 18°С, подаваемой через специальные форсунки под давлением 294-490 кПа. Затем колбасы доохлаждают воздухом до температуры в центре батона не выше 15 С. Продолжительность только гидроаэрозольного охлаждения составляет 80-110 мин. Расход воды доходит до 200 кг/ч на одну раму.

Применение метода гидроаэрозольного охлаждения позволяет увеличить выход вареных колбас на 1% по сравнению с традиционными методами охлаждения, что значительно повышает экономическую эффективность производства.

5. Структура холодоснабжения предприятия

Холодильной машиной называют комплект оборудования, необходимый для осуществления холодильного цикла.

В зависимости от вида физического процесса, в результате которого получают холод, холодильные машины подразделяют на следующие типы: использующие процесс расширения воздуха (газовые, вихревые); использующие фазовый переход рабочего тела из жидкого в газообразное состояние (компрессионные паровые, абсорбционные, сорбционные, пароэжекторные).

В зависимости от вида потребляемой энергии различают холодильные машины на механической энергии (компрессионные паровые, газовые), теплоиспользующие (пароэжекторные, абсорбционные и сорбционные).

К холодильным машинам можно также отнести воздушные детандерные, использующие процесс расширения воздуха с производством внешней работы, и безмашинные термоэлектрические, потребляющие непосредственно электроэнергию на основе эффекта Пельтье. В системах холодоснабжения предприятий агропромышленного комплекса и торговли применяют как фреоновые холодильные машины, так и аммиачные холодильные установки непосредственного охлаждения или с использованием промежуточных хладоносителей. На предприятиях где требуется низкотемпературный холод, наибольшее распространение получили аммиачные установки непосредственного охлаждения [5].

Известны большие преимущества аммиачной системы с непосредственным кипением аммиака в охлаждающих устройствах, и прежде всего их высокая энергетическая эффективность.

В последнее время Гипрохолодом и японской фирмой MYCOM проводятся совместные работы. На сегодняшний день холодильные системы MYCOM являются одними из наименее аммиакоемких, а потому наиболее перспективными.

Результатом сотрудничества стала совместная работа по установлению чиллеров контейнерного типа, в которых воплощены новейшие инженерные идеи МYСОМ.

Принципиальная и компоновочная схемы чиллера была предложена в проекте реконструкции Московского хладокомбината № 14, приведены на рис. 9.

В состав чиллера входят компрессорный агрегат, испарительный конденсатор, пластинчатый испаритель, водяной насос, танк для воды, теплообменник для получения горячей воды (как дополнительная опция), щит управления и приборы автоматики, газоанализатор. Все комплектующие располагаются в едином корпусе. Для работы в условиях низкой температуры наружного воздуха, кроне подогрева масла в маслоотделителе, осуществляются также подогрев масляного трубопровода и щита управления, тепло изоляция и подогрев маслоотделителя.

При аварийной утечке аммиака срабатывает газоанализатор и включается подача воды на форсунки. В результате весь аммиак абсорбируется водой, которая из поддона отводится в отстойник, где аммиак нейтрализуется и удаляется из системы. Воды в системе достаточно как для функционирования испарительного конденсатора, так и для ликвидации утечки аммиака [6].

На конференции, организованной Российским союзом предприятий холодильной промышленности и ЗАО «Интер Экспо РСПП», прошедшей 14 сентября 2005г. в рамках выставки «Холодильное оборудование» было решено, что наиболее перспективным является создание низкотемпературных каскадных установок. Первый совместный проект был разработан Гипрохолодом и компанией York. Компания York International имеет большой опыт в проектировании и монтаже двухконтурных каскадных систем, в верхней ветви которых используется аммиак или Е22,а в нижней - диоксид углерода CO. Подобные системы уже более 10 лет успешно эксплуатируются во многих странах Европы.

Они обладают рядом уникальных возможностей, связанных с термодинамическими свойствами диоксида углерода:

· достижение требуемой температуры в охлаждаемых объектах (до -52°С) при малых энергетических затратах;

· существенно меньшая материалоемкосгь и гораздо более компактное исполнение по сравнению с системами, использующими традиционные хладагенты и хладоносители при прочих равных условиях;

· высокая безопасность для окружающей среды и населения.

В настоящее время фирмой York International освоен полный спектр стандартизованного и сертифицированного холодильною оборудования, предназначенного для каскадных холодильных систем.

Наиболее ответственным элементом такой холодильной системы является компрессор для сжатия диоксида углерода, к которому предъявляются повышенные требования: надежная работа при повышенном давлении конденсации и низкой температуре кипения. Компанией York International разработаны серии поршневых и винтовых компрессоров, отличающихся усиленным исполнением корпуса, поршневых узлов, клапанной доски (для поршневых компрессоров), специальным исполнением всасывающей полости, наличием панели контроля и управления, оптимизированной для данного режима работы.

Следует особо отметить специально разработанный кожухотрубный теплообменник с межтрубным кипением, используемый в качестве испарителя-конденсатора в каскадных системах (рис.10). Такой теплообменник затопленного типа с плотным пучком труб малого диаметра (диоксид углерода находится в трубках теплообменника, аммиак или фреон - в межтрубном пространстве) позволяет существенно снизить емкость верхней ветви каскада по хладагенту.

Фирма York International смонтировала в Европе более 40 каскадных систем. Опыт их применения показал высокие эксплуатационные качества, безопасность и экономичность. Сегодня в России отмечается большой интерес предприятий различных отраслей промышленности к каскадным холодильным системам. Основными их потребителями являются мясная промышленность, фабрики мороженого, заводы по производству замороженных продуктов, крупные промышленные склады и др [1].

Многие предприятия России уже осознали преимущества каскадных систем.

ных на крыше контейнера, размешаются внутри 40-футовою контейнера размером

12192x2438x259 1мм.

ных на крыше контейнера, размешаются внутри 40-футовою контейнера размером

12192x2438x259 1мм.

ных на крыше контейнера, размешаются внутри 40-футовою контейнера размером

12192x2438x259 1мм.

Особенностью данной системы является контейнерное исполнение - все компоненты, за исключением отделителя жидкости и испарительного конденсатора, установленных на крыше контейнера, размещаются внутри 40 - футового контейнера размером 12192x2438x2591мм.

6. Экологические аспекты холодильной обработки мяса и мясопродуктов

Сегодня одной из основных задач нашей страны в области холодильных технологий является создание безопасных систем холодоснабжения, способных надежно и устойчиво работать в условиях чрезвычайных ситуации и возможных террористических актов.

Работы по реконструкции и строительству новых объектов повышенной опасности должны вестись в соответствии с требованиями научно-технической документации и с учетом законодательных актов по вопросам промышленной безопасности, принятых на правительственном уровне. В первую очередь следует руководствоваться Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (принят в 1997 г.), а также «Основами государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности» (утверждены 4 декабря 2003 г. Президентом Российской Федерации В.В. Путиным).

Значительная часть оборудования аммиачных холодильных установок (АХУ), эксплуатируемых на российских предприятиях, нуждается в замене. И уж если это делать, то нужно переходить на перспективные малоемкие аммиачные системы. В настоящее время примером таких систем являются системы фирмы MYCOM. МYСОМ основное внимание уделяет созданию холодильных систем, безопасных как для людей, проживающих вблизи объекта или работающих на нем, так и для окружающей среды. Наиболее значительным шагом в данном направлении стало создание систем с промежуточным хладоносителем. Специально для них были разработаны новые типы смазочных масел и теплоносителей. Благодаря ряду инноваций компании удалось добиться радикального сокращения количества аммиака в холодильной системе - в 30-50 раз по сравнению с прежними системами.

Вопросы, связанные с аммиаком, чрезвычайно сложны и ответственны, их решение можно доверять только опытным специалистам. Гипрохолод в своей технической политике исходит из того, что аммиак был, есть и будет наиболее -эффективным, дешевым и экологически чистым хладагентом XXI в. Специалисты института, накопившие значительный опыт работы с АХУ, владеют технологией перевода устаревших аммиачных систем холодоснабжения на безопасные малоаммиакоемкие холодильные системы.

Использование фреонов в крупных холодильных установках нецелесообразно как экономически, так и с точки зрения термодинамики, а также из-за ограничений, налагаемых международными соглашениями, подписанными Россией. Проблема осложняется еще и тем, что сегодня отечественные производители выпускают толъко один фреон - R22, имеющий ограничения по срокам использования, а все остальные фреоновыс хладагенты Россия импортирует.

Сегодня Гипрохолод - едва ли не единственная в стране организация, разрабатывающая проекты новых и реконструкции существующих АХУ в соответствии с требованиями упомянутых выше "Основ государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности", Венской конвенции по охране озонового слоя, Монреальского протокола и Киотского соглашения по ограничению применения веществ, разрушающих озоновый слой и вызывающих парниковый эффект [6].

В ходе исследований «озоновых дыр» (значительного уменьшения содержания озона на высоте 20 --25км в земной атмосфере) было установлено, что промышленные и бытовые отходы, содержащие атомы хлора, в том числе хладоны, достигая атмосферы, высвобождают хлор, который участвует в разрушении озонового слоя. Известно, что озоновый экран (среднее содержание озона в атмосфере 0,001 %) защищает поверхность Земли от избыточных ультрафиолетовых лучей, большая доза которых способна уничтожить все живое. Поэтому Международной конвенцией в Вене в 1985 г., Протоколом в Монреале 1987 г. и последующими протоколами с участием представителей крупнейших стран мира были приняты решения о прекращении к 2000 г. производства и использования озоноопасных хладонов, в первую очередь К11, К12, КПЗ, К114, КП5. Хладагенты К22, К123, К124 К.141 и К.142 разрешены в качестве переходных для замены запрещаемых. Но и они должны быть исключены из использования к 2040 г., а по возможности и раньше (к 2020 г.)

Взамен вышеперечисленных хладонов предлагаются гидрофтор-углеводороды (ГФУ) и гидрохлорфторуглеводороды (ГХФУ), которые благодаря содержанию водорода разлагаются гораздо быстрее, чем хлорфторуглеводороды, в нижних слоях атмосферы, не достигая озонового слоя. На мировом рынке такие озонобезопасные хладоны предлагает, например, фирма «Дюпон» (США) под торговой маркой «СУВА». «Дюпон» поставляет на рынок хладагент НР62 (К404а), имеющий при давлении 0,1 МПа температуру кипения порядка -46°С, гидрофторуглеводород К134а и др. В России также освоен выпуск Я134а. Он может полностью заменить К12, хотя при его использовании несколько снижаются удельная холодопроизводительность установки (92 % от удельной холодопроизводительности К.12), холодильный коэффициент (98 % по сравнению с Е.12), увеличивается соотношение давлений конденсации и кипения (123%, если принять это соотношение для К.12 равным 100 %)- Для К134а подобраны и синтетические масла (ХС-22, ХФС-134). Температура кипения Я134а при давлении 0,1 МПа составляет -26,5єС. В выпускаемых в России холодильниках и морозильниках «Стинол» используется преимущественно К134а [2].

Разработаны заменители и для других хладонов. Так, альтернативным для К22 может быть К407С или К290. Холодильный агент К407С представляет собой смесь К32/125/134а в соотношениях 23/25/52%. Хладон К502 может быть заменен на К125, имеющий температуру кипения -48,5°С. Для низкотемпературных машин (каскадных) может быть рекомендован озонобезопасный Я23.

Экологическая безопасность должна касаться всех производителей и потребителей холодильной техники, проектировщиков, машиностроителей.

Необходимо создать нормативно - правовую базу, регламентирующую применение в холодильных машинах в России рабочих веществ с учетом международных соглашений, но главное - с учетом интересов России. Нужно разработать правовые документы, способствующие продвижению на российском рынке прогрессивных технических решений в области холодильной техники и использования экологически безопасных термодинамически эффективных хладагентов и хладоносителей.

Заключение

Все скоропортящиеся продукты, в том числе мясные во время хранения подвергаются значительным изменениям. Если по отношению к ним не применить своевременно те или иные способы консервирования, то они относительно быстро придут в негодность. Следовательно, консервирование пищевых продуктов заключается в специальной их обработке для предохранения от порчи при хранении. Лучший способ консервирования - тот, который позволяет длительное время хранить продукт с наименьшими потерями их пищевой ценности и массы. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает консервирование с помощью искусственного холода.

В курсовой работе рассматривались методы термообработки мяса, которые применяются на мясокомбинатах и определяются действующими в настоящее время нормативами. Однако развитие мясной индустрии, увеличение выработки мяса требуют совершенствования методов термообработки, их интенсификации и комплекса других мероприятий, способствующих уменьшению естественных потерь мяса при максимальном сохранении его качества. Энергетическое несоответствие между отдельными элементами холодильной установки, невысокая эффективность охлаждающих систем, устаревшее оборудование компрессорного цеха - недостатки, свидетельствующие о необходимости совершенствования холодильного оборудования всех предприятий. Изыскание новых технологических методов является актуальной народнохозяйственной и научной проблемой.

Список литературы

1.Белозеров Г.А. О концепции развития холодильной промышленности России//Холодильная техника. - 2005г. - №9.

2.Большаков С.А. Холодильная техника и технология. - М. 2000г.

3.Головкин Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов. - М. 1984г.

4.Горбатов В.М. Справочник по оборудованию предприятий мясной промышленности. - М. 1965г.

5.Житенко П.В. Технология продуктов убоя животных. - М. 1984г.

6.Новиков И.В. Новые подходы к холодильным системам//Холодильная техника. - 2005г. - №7.

7.Полевая А.А. Проектирование холодильных установок//Холодильная техника. - 2005г. - №3.

8.Рогов И.А. Общая технология мяса и мясопродуктов. - М. 2000г.

9.Тихонов Б.С. Совершенствование холодильной техники и технологии. - М. 1992г.

10.Файвишевский М.Л. Малоотходные технологии на мясокомбинатах. - М. 1993г.

Приложение А

Таблица 1

Параметры охлаждения различных видов мяса.

Охлаждение, вид мяса	Параметры охлаждающего воздуха	Продолжительность, ч
	температура, єС	скорость, м/с
Медленное, для всех видов мяса	2	0,16-0,2	26-28
Ускоренное, для всех видов мяса	0	0,3-0,5	20-24
Быстрое:
для говядины	-3…5	1-2	12-16
для свинины	-3…5	1-2	10-13
для баранины и козлятины	-3…5	1-2	6-7

Приложение Б

Таблица 2

Параметры двухстадийного охлаждения.

Охлаждение, вид мяса	Стадия	Параметры охлаждающего воздуха	Температура,єС	Продолжи тельность, ч
		температура, єС	скорость, м/с
Быстрое:
для говядины	1 2	-4…5 -1…1,5	1-2 0,1-0,2	10 4	10-12 8-10
для свинины	1 2	-5…7 -1…1,5	1-3 0,1-0,2	10 4	6-8 6-8
Сверхбыст рое:
для говядины	1 2	-10…11 -1..1,5	1-2 0,1-0,2	15-18 4	6-7 10-12
для свинины	1 2	-10…15 -1…1,5	1-3 0,1-0,2	18-22 4	4-5 10-15

Приложение В

А -А

Рис.1. Камера для охлаждения мяса с непосредственным воздушным душированием:

1--напольный двухходовой воздухоохладитель;

2 -- пристенные батареи;

3-- душирующий канал с соплами;

4 --осевой вентилятор

Приложение Г

Рис. 2. Камера для осаждения мяса с сухим воздухоохладителем и ложным потолком:

а--с постаментным воздухоохладителем: 1-- постаментный воздухоохладитель;

2 -- вентилятор с электродвигателем: 3 -- подвесной путь; 4 -- ложный потолок; 5 -- охлаждаемая туша; 6 -- с потолочными воздухоохладителями; 1 -- потолочный воздухоохладитель с вентилятором; 2 -- герметичный холодильный агрегат, 3-- ложный потолок; 4 -- подвесной путь (стрелками показано направление движения воздуха)

Приложение Д

Таблица 3

Параметры замораживания различных видов мяса.

Мясо	Темпера тура воздуха в камере,єС	Продолжительность замораживания, ч
		Однофазный способ	Двухфазный способ
		Естест вен ная циркуляция	Принудите льная циркуляция	Естествен ная циркуляция	Принудительная циркуляция
Говядина	-23	36-44	29-35	29-35	23-28
Свинина	-30	26-32	22-27	21-26	18-22
Баранина	-35	22-27	19-23	18-22	15-18

Приложение Е

Рис.3. Схема установки для быстрого замораживания, действующая по принципу опрыскивания жидким азотом:

1--регулирующий клапан;

2 -- опрыскивательная головка;

3 -- вентилятор;

4-- конвейер;

5 -- выход продуктов;

6 -- отсос газообразного азота;

7 -- датчик температуры;

8 -- ввод жидкого азота;

9 -- загрузка

Приложение Ж

Рис. 4. Установка для быстрого замораживания:

1-- испаритель;

2 -- вентилятор;

3 -- замораживаемый продукт;

4 - загрузка

Приложение И

Рис. 5. Морозильный аппарат:

а -- со спиральным конвейером и одним барабаном для замораживания готовых блюд и кулинарных изделий: 1--грузовой конвейер; 2 --устройство для мойки транспортерной ленты; 3 -- гидравлический агрегат: 4 -- щит управления; 5 -- вентилятор; 6 -- охлаждающие батареи; б -- линия с мембранными аппаратами ФМБ-2: 1--площадка для обслуживания; 2 -- замороженный блок мяса; 3 -- тележка; 4 -- тельфер; 5 -- загрузочный ковш; 6 -- питатель; 7--мембранный аппарат

Приложение К

Рис, 4 Рис.6. Установка для быстрого замораживания, действующая по принципу погружения в жидкий азот:

1 -- подача газообразного азота на сжижение;

2 --вытяжка;

3-- варочный котел;

4 --автозаполнитель;

5 -- замораживаемый продукт;

6 -- трубопровод жидкого азота;

7 -- морозильная установка;

8 -- замороженный продукт;

9 -- упаковочная линия

Приложение Л

Рис.7. Агрегат для размораживания мясных блоков А1-ФДВ:

1 -- пульт управления;

2 -- загрузочный конвейер;

3 -- загрузочный шлюз;

4 --рабочая камера;

5 -- СВЧ-тракт;

6 -- подвод СВЧ-энергии;

7 -- разгрузочный шлюз;

8-- разгузочный конвейер;

9 -- приводная станция;

10 -- водяная нагрузка

Приложение М

Таблица 4

Нормы усушки парного мяса,%.

Мясо	При охлаждении от 35-37 до 4-0єС	При замораживании от 35-37 до -8єС
Говядина
1 категории	1,40	1,58
2 категории	1,57	1,85
тощая	1,89	2,10
Баранина и козлятина
1 категории	1,51	1,76
2 категории	1,57	1,96
тощая	1,78	2,20
Свинина
1 категории	1,30	1,60
2 категории
без шкуры	1,18	1,23
со снятым крупоном	1,15	1,48
обрезная	1,59	1,55
3 категории
без шкуры	0,97	1,13
со снятым крупоном	1,04	1,25

Приложение Н

Рис. 8. Роторный морозильный аппарат:

1 - кольцевые коллекторы подачи и отвода хладагента;

2 - щит подпрессовывающего устройства;

3 - морозильные плиты;

4 - лоток;

5 - весы;

6 - подпрессовывающее устройство;

7 - механизм передвижения стола;

8 - загрузочное устройство;

9 - механизм выгрузки замороженных блоков;

10 - конвейер;

11 - привод;

12 - вал ротора;

13 - бандаж ротора

Приложение П

Рис.9.Принципиальная (а) и компоновочная (б) схемы безнасосной малоаммиакоемкой холодильной машины - чиллера MYCOM

Приложение Р

Рис.10. Кожухотрубный каскадный испаритель - конденсатор

Размещено на http://www.allbest.ru/