Tehnica frigului și a climatizării

Continutul proiectului

1. Borderou de piese scrise

1.1. Documentarea de proiect

1.1.1. Prelucrarea prin frig a produselor alimentare

Există mai multe metode de prelucrare prin frig a produselor alimentare, între care se menţionează următoarele:

- Refrigerarea - răcire rapidă până la temperaturi de 0…5°C;

- Congelarea - răcire până la temperatura finală de -18…-25°C, cu solidificarea

apei din produse în proporţie de peste 95%;

- Criodesicarea sau liofilizarea - deshidratarea produselor congelate în prealabil

prin sublimarea cristalelor de gheaţă în vid, cu ajutorul unui aport controlat de

căldură.

Obiectivele pe care le poate avea prelucrarea prin frig a produselor alimentare, pot fi următoarele:

- Prelungirea duratei de conservare - la temperaturi scăzute, viteza de reacţie şi

acţiunea agenţilor modificatori scad în intensitate.

- Crearea condiţiilor optime de temperatură pentru diverse procese tehnologice sau biochimice (fermenţi alcoolici în industria berii sau vinului, maturarea unor

preparate din carne, etc);

- Modificare temporară a unor proprietăţi fizico-chimice (de obicei consistenţa) în

vederea realizării unor operaţii tehnologice (unt, margarină, ciocolată, untură,

îngheţată, vinuri spumoase, şampanie, etc.);

- Tratament termic prin frig a unor produse lichide în scopul modificării

compoziţiei (limpezirea vinului, concentrarea mustului de struguri, concentrarea

vinului, etc.).

Refrigerarea produselor alimentare

Răcirea produselor alimentare până la temperaturi apropiate de punctul de congelare,

fără formare de gheaţă în produs, este denumită refrigerare. De regulă presupune transfer de căldură şi masă (umiditate) de la produs la mediul de răcire.

Temperatura de refrigerare a produselor alimentare este de 0…5°C.

Mediul de răcire trebuie să aibă temperatura mai redusă cu 3…5°C.

Clasificarea refrigerării se poate realiza după mai multe criterii:

- După natura mediului de răcire utilizat:

- Refrigerare în aer;

- Refrigerare în agenţi intermediari (apă, apă de mare, soluţii de NaCl, etc.);

- Refrigerare prin contact cu gheaţă hidrică;

- Refrigerarea lichidelor în schimbătoare de căldură;

- Refrigerarea în vid;

- După viteza de desfăşurare a procesului:

- Refrigerare lentă;

- Refrigerare rapidă (cea mai recomandată şi cea mai des utilizată).

Procesul de refrigerare este tipic nestaţionar (viteza de răcire variază de la un punct la

altul şi în timp). Procesul se consideră încheiat când temperatura medie a ajuns la valoarea dorită.

Există câţiva parametri care descriu procesul de refrigerare:

- Viteza de răcire globală - raportul dintre reducerea totală a temperaturii medii şi

durata totală a procesului de refigerare;

- Intensitatea de răcire (timpul de înjumătăţire) - durata în care diferenţa dintre

temperatura medie a produsului şi temperatura mediului de răcire este redusă la

jumătate.

Pentru intensificarea refrigerării se poate utiliza în prima fază aer cu -8…-15°C, iar apoi aer cu 0°C.

Refrigerarea în aer este procedeul cel mai utilizat pentru refrigerarea produselor

solide (carne, produse din carne, brânzeturi, lactate, păsări, peşte, legume, fructe, ouă,

semipreparate culinare, etc.);

La refrigerarea cu un singur nivel de temperatură a aerului, aceasta variază uzual între -1…+1°C.

La refrigerarea cu două nivele de temperatură (carcase de carne, păsări, unele fructe), temperatura aerului este de:

- -8…-9°C la unele fructe;

- -5…-6°C la bovine;

- -10…-12°C la porcine.

Viteza aerului cu camera de refrigerare goală este de cca.:

- 0,3m/s la răcirea lentă;

- 2…3m/s la răcirea rapidă

Cu încăperea plină se ajunge la viteze ale aerului de 5…6m/s în zonele dintre produse. Atât temperatura cât şi viteza aerului influenţează durata refrigerării. Modul de aşezare a produselor în camerele sau tunelele de refrigerare trebuie să asigure spaţii de curgere pentru aerul rece. În cazul cărnii s-a dovedit mai eficientă asigurarea unei circulaţii verticale a aerului, de sus în jos.

Camerele de refrigerare se execută în mumeroase variante constructive, în funcţie de natura produselor şi modul de distribuţie a aerului. De obicei după răcire sunt utilizate şi pentru păstrarea produselor. Dimensiunile uzuale ajung până la 24x24m sau 18x36m, cu înălţimi până la 7…8m. Capacitatea poate să ajungă până la 200…800t.

Încărcarea trebuie să se poată realiza în max. 4…5 zile. Peste noapte trebuie să se

poată răci întreaga cantitate introdusă în cameră peste zi astfel încât variaţia maximă a

temperaturii să nu depăşească 4…8°C.

Circulaţia aerului este realizată prin canale şi există mai multe sisteme de răcire. În

figură este prezentat un sistem de răcire cu două canale de aer, unul pentru suflarea aerului rece şi unul pentru aspiraţia aerului cald.

La camerele cu un singur canal de aer pentru distribuţia aerului, acesta prezintă

ramificaţii pentru asigurarea unei distribuţii uniforme. Aspiraţia aerului cald se realizează

liber prin deschizături practicate în perete. Se poate realiza suflarea aerului rece şi prin canale amplasate sub podea.

Camerele de refrigerare din industria cărnii şi a laptelui se prevăd cu răcitoare de aer

carcasate, având ventilatoare proprii. Aceste răcitoare se montează pe unul dintre pereţii longitudinali, iar dacă lătimea camerei este mai mare de 6m, răcitoarele se montează pe ambii pereţi longitudinali. Pentru intensificarea circulaţiei se utilizează ventilatoare auxiliare, care nu mai supun aerul uscării.

Se pot utiliza şi răcitoare de aer prevăzute cu ventilator axial şi difuzor sau ajutaje

pentru suflarea aerului. Acestea se montează pe unul din pereţii frontali, sau pe o platform montată deasupra uşii de intrare. Aerul poate fi suflat astfel până la 6…7m. Acest sistem nu asigură o circulaţie foarte uniformă a aerului suflat printre tavan şi produse. Intensificarea circulaţiei aerului se poate realiza prin utilizarea ventilatoarelor

centrifugale.

Tunelele de refrigerare se utilizează pentru răcirea rapidă a produselor, asigurându-se

curenţi de aer cu viteze mari de curgere.

Lăţimile uzuale sunt de 3 sau 6 m, iar lungimile sunt de 6, 9, 12, 15, 18 sau 24m.

Înălţimile sunt de 3,6…4,8m.

Circulaţia aerului poate să fie longitudinală sau transversală, fiind asigurată de

ventilatoare axiale sau centrifugale.

Funcţionarea poate să fie discontinuă (întreruptă de încărcare-descărcare) sau

continuă.Există şi tunele de refrigerare cu circulaţie transversală a aerului.

Tunelele de refrigerare care asigură o circulaţie verticală a aerului asigură o răcire mai

uniformă. O primă variantă prezentată are răcitoarele de aer montate lateral. Răcitoarele de aer se pot monta şi în exteriorul tunelului, de unde este suflat în interior.

Faţă de răcirea prin convecţie forţată, se poate reduce durata răcirii carcaselor de

carne cu 2…3 ore, iar pierderea în greutate cu 20…25%, dacă se utilizează tunele de răcire rapidă prin convecţie şi radiaţie.

Refrigerarea în două faze în aceeaşi încăpere se poate realiza utilizând un răcitor de

aer centralizat ca în figură. Avantajul constă în reducerea manipulărilor şi a pierderilor de căldură datorate acestora, iar dezavantajul în reprezintă necesitatea utilizării unei suprafeţe de transfer termic foarte mari. Refrigerarea în două faze se poate realiza şi în două încăperi diferite.