CC BY
81
УДК 664.951.037.59
В. Н. Лысова, И. Ю. Алексанян Астраханский государственный технический университет
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕФРОСТЕРА
Известно, что замораживание как способ консервирования сырья животного и растительного происхождения не только более экономично, чем тепловая обработка, но и лучше сохраняет потребительские качества продукта [1, 2].
Как показывает опыт, процесс организации холодильной обработки должен рассматриваться комплексно, причем размораживание сырья является в нем завершающим этапом. Но успех приходит только в том случае, если в основе решения всей проблемы лежит грамотный методологический подход, включающий в себя моделирование процесса, что позволит сформировать цепочку решений, направленных на эффективную организацию процесса размораживания.
Размораживание можно осуществлять различными способами и на разном оборудовании. Условно выделяют следующие основные способы размораживания: в воздушной среде, в жидких теплоносителях (вода, растворы №0), конденсирующимся паром под вакуумом, диэлектрическое, электрическое.
Достоинства и недостатки каждого способа подробно или частично описаны в специальной литературе, но критерии их использования сформированы недостаточно четко [2, 3].
Исходными и доступными критериями выбора способа размораживания мясопродуктов, птицы, полуфабрикатов, рыбы и др., на наш взгляд, могут быть два взаимосвязанных параметра: продолжительность процесса и толщина продукта (характерный линейный размер). Толщина продукта при заданных режимах определяет скорость процесса, от которого в свою очередь зависит продолжительность процесса размораживания. Задача выбора оптимальной конструкции дефростера возникает при выборе и реконструкции аппаратурного оформления технологических систем рыбоперерабатывающих производств. Эта задача особенно актуальна для многоассортиментных производств, например производств переработки гидробионтов различного размерного состава, способов замораживания, т. к. дефростеры представляют собой основную единицу теплового оборудования для подготовки гидробионта к переработке, а ассортимент сырья часто меняется.
Определение оптимальной конструкции дефростера предусматривает выбор типа теплоносителя и способа его контакта с объектом, расчет продолжительности размораживания, вид транспортирующего устройства и обоснование его привода. Энергоемкость складывается из расхода теплоносителей и энергозатрат на организацию процесса транспортирования.
Продолжительность размораживания является одним из определяющих факторов и при проектировании устройств для размораживания. При значительной продолжительности процесса (более 4-х часов) нерационально проектировать оборудование непрерывного действия, поскольку значительно увеличиваюся не только его габариты, но и затраты энергии на транспортировку гидробионта. В дефростерах непрерывного действия протяженность транспортирующих устройств и скорость их движения пропорциональны продолжительности размораживания, что определяет не только энергозатраты на транспортирование гидробионтов, но и требования к приводам. Многоас-сортиментность поступающего на размораживание сырья предполагает в приводах транспортирующих устройств наличие исполнительных механизмов, позволяющих плавно регулировать скорость их движения, чем достигается требуемое время контакта гидробионта с теплоносителем.
Способ размораживания и тип дефростера в значительной степени зависят от того, в каком экономико-географическом районе реализуется процесс размораживания, какой вид продукта подвергается размораживанию и каким свойствам способа придается наибольшее значение.
Следует отметить, что от реального времени процесса размораживания зависит энергоемкость оборудования, а значит, стоимость и себестоимость продукта.
Анализ способов и конструкций оборудования для замораживания сырья обнаружил их многообразие. Наибольшее распространение, по вполне понятным причинам, получил способ блочного замораживания.
Установлено [1, 3], что в зависимости от вида сырья, способа блочного замораживания и конструкции оборудования размеры блока и его объемная масса (плотность) колеблются в широком диапазоне.
Объектом наших исследований является сырье водного происхождения. Согласно данным различных авторов [1-5], толщина блока составляет 40^150 мм, а плотность - 425^950 кг/м3.
В связи с этим с практической точки зрения может быть полезна информация о влиянии толщины блока сырья и его плотности на продолжительность размораживания при различных способах энергоподвода.
Рыбоперерабатывающия отрасль пищевой промышленности до настоящего времени широко использует в качестве размораживающей среды воду.
Применяются как погружные дефростеры с различными способами интенсификации процесса, так и оросительные. По универсальности погружные дефростеры стоят на ступень выше, чем оросительные.
Систематизация данных различных авторов [4, 5] и собственных исследований по оросительному размораживанию выявила зависимость продолжительности размораживания от толщины блока и вида сырья (рыба целая, филе) (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость продолжительности оросительного размораживания от толщины блока: 1 - блоки целой рыбы; 2 - блоки филе рыбы
Как видно из рис. 1, фактор времени определяется двумя вышеназванными параметрами.
При равной толщине блоков продолжительность размораживания целой и филетированной рыбы отличается более чем на 30 %. Информации о неподпрессованных блоках, плотность которых находится в пределах 420^500 кг/м3, недостаточно для выявления зависимости продолжительности размораживания от их толщины. Вместе с тем имеется сырьё водного происхождения, замораживание которого может производиться без подпрессовки (килька, креветка неочищенная и т. д.).
Структура и состав системы выбора способа дефростации и конструкции дефростера представлены на рис. 2.
л
*
*
й
Ч
Л
*
ч
о
X
о
К
Экономико-
географический
район
Объемы
производства
Характеристика
сырья
У правляющий Расчетный
блок <—► блок
Конструкторская
реализация
способа
размораживания
х
3
н
н
а
4
а
з
а
РЧ
Т еплофизическая характеристика сырья
Г еометрические характеристики сырья
Элементы
привода
Рис. 2. Структура и состав системы проектирования дефростера
Очевидно, что оценка и выбор способа размораживания на основе предложенных критериев (толщина и время) должны базироваться на целом комплексе параметров, таких как теплофизические, физико-химические и структурные свойства сырья, его начальная температура и др. Все они по возможности должны быть учтены в методике расчета, описывающей модель процесса размораживания, которая в свою очередь является основным определяющим этапом при решении задачи выбора и проектирования оптимальной конструкции дефростера.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Родин Е. М. Холодильная технология рыбных продуктов. - М.: Пищ. пром-сть, 1979. - 200 с.
2. Стефановский В. М. Размораживание рыбы. - М.: Агропромиздат, 1987. - 190 с.
3. Головкин Н. А. Холодильная технология пищевых продуктов. - М.: Легкая и пищ. пром-сть, 184. - 240 с.
4. Оценка различных способов дефростации блоков мороженой рыбы. Реф. ин-форм. Сер. Обработка рыбы и морепродуктов. - М.: ЦНИИТЭИРХ, 1979. -Вып 6. - С. 53-68.
5. Стефановский В. М. Размораживание брикетов мелкой рыбы в паровакуумном и оросительных дефростерах // Рыбное хозяйство. - 1987. - № 8. - С. 74-75.
Получено 29.12.05
METHODS OF DEFROSTER DESIGNING
V. N. Lysova, I. Yu. Alexanyan
Design and operation of devices for defrosting fish must base on characteristics which determine both technical and economical features of constructions and quality of defrosted products. The article shows the effect of geometrical and structural properties of raw material during the whole processes of spray defrosting.
