1.2 Тележечные скороморозильные аппараты

Тележечные скороморозильные аппараты в конструктивном плане почти не отличаются от сборных низкотемпературных камер. Наиболее существенное отличие – использование более мощных холодильных систем, имеющих, как правило, автономный холодильный агрегат. При этом последний работает только на аммиаке. Недостатки аппаратов тележечного типа и сборных камер также одинаковы: плохо используется длина аппарата, много затрачивается ручного труда при погрузо-разгрузочных операциях.

1.3 Конвейерные скороморозильные аппараты

Конвейерные скороморозильные аппараты позволяют в определенной степени избавиться от указанных недостатков. Эти аппараты состоят из грузового отсека и воздухоохладителей. Последний располагают таким образом, чтобы обеспечить эффективное охлаждение перемещаемого конвейером продукта.

По виду конвейерные аппараты подразделяют на аппараты с ленточным и цепным (зигзагообразным или спиральным) конвейером.

Морозильные аппараты с ленточным конвейером обычно применяют для замораживания фасованных продуктов. Морозильные аппараты со спиральным конвейером широко распространены при охлаждении мяса и рыбы. Ими оснащены суда-рефрижераторы. Зарубежные фирмы также выпускают целый ряд аппаратов, имеющих спиральный конвейер. Несмотря на сложную пространственную конструкцию спирального конвейера, аппараты этого типа имеют меньшие габариты и большую производительность по сравнению с другими.

Скороморозильный аппарат ГКА-2 (рис. 48) изготовлен в виде горизонтальной теплоизолированной камеры, разделенной перегородкой на две части. В нижней части установлены охлаждающие батареи, а в верхней части расположены грузовой отсек и вентилятор с электродвигателем. Около передней торцевой стенки аппарата установлен агрегат привода загрузочно-разгрузочного стола и гребенок. При включенном электродвигателе винты вращаются, а стол, закрепленный шарнирно на двух обоймах, движется по этим винтам вверх или вниз.

Свежий продукт (в упаковке или россыпью), уложенный на противни, транспортером подается в аппараты и вводится на каретку, расположенную на платформе стола, который поднимается по винтам. В верхнем положении стола каретка с противнями подается толкателем на верхние направляющие полки морозильного аппарата. Каретки продвигаются зигзагообразно сверху вниз по всем направляющим полкам (ярусам) аппарата с помощью гребенок. В аппарате с обеих сторон установлено по две гребенки, движущиеся попеременно, но попарно: две передние гребенки отходят назад и плавно опускают находящиеся на их зубьях каретки с уровня четных полок на уровень нечетных, а затем продвигают их по нечетным полкам; в это время две задние гребенки (со стороны вентилятора) принимают крайние каретки с этих полок на свои зубья. В следующем полуцикле передние гребенки неподвижны, задние движутся, опуская каретки и перемещая их по четным полкам. Стол при опускании открывает заслонку нижнего окна и принимает выкатившуюся с нижних (последних) направляющих полок каретку с противнями. При дальнейшем опускании стола в рамку каретки входит наклонный неподвижный пюпитр. противни с замороженным продуктом задерживаются на пюпитре и соскальзывают на приемную площадку. Пустая каретка остается на платформе опускающегося стола для повторной загрузки противнями, когда стол вновь начнет подниматься по винтам. Средняя температура воздуха в аппарате -30 – -35 ⁰С при температуре кипения аммиака – -40 ⁰С. Продолжительность замораживания блоков продукта толщиной 60 мм составляет 4 часа (от начальной температуры продукта 15 ⁰С до конечной в центре -18 ⁰С).

Расстояние между полками (ярусами) 100 мм позволяет замораживать рыбу в блоках толщиной 60 – 70 мм. Для замораживания птицы и продуктов в блоках толщиной 100 – 120 мм расстояние между полками можно увеличить до 150 мм.

Производительность скороморозильного аппарата ГКА-2 при температуре кипения аммиака 40°С [т/сут (кг/с)]: зеленого горошка, вишни, черешни в коробках 10 (0,12), зеленого горошка россыпью 15 (0,18), перца россыпью 10 (0,12), томатов россыпью, кукурузы в початках 12 (0,14), сливы россыпью 15 (0,18). Температура воздуха в аппарате -35°С; поверхность батарей охлаждения 925 м²; скорость воздуха над продуктом 7 м/с; производительность вентилятора 7,7 м³/с; мощность электродвигателя вентилятора 10 кВт, электродвигателя конвейера 1 кВт; продолжительность цикла замораживания 3600 – 15 840 с (1 – 4,4 ч).

Рис. 48. Гравитационный, конвейерный морозильный аппарат ГКА-2:

1 – теплоизолированная камера; 2 – охлаждающие батареи; 3 – передние гребенки; 4 – стол; 5 – винты; 6 – неподвижный пюпитр; 7 – приемное устройство; 8 – каретки с противнями; 9 – горизонтальная перегородка; 10 – электродвигатель; 11 – вентилятор; 12 – задние гребенки

2. Плиточные скороморозильные аппараты (рис. 49 и 50) очень увеличивают продуктивность и уменьшают себестоимость производимого продукта, что позволяет сделать продукт более конкурентоспособным и прибыльным, в основном  это оборудование используемое большими предприятиями с значительными объемами продукции. Плиточные скороморозильные аппараты имеют наибольшую производительность по сравнению с воздушным охлаждением, это достигается за счёт того что теплопередача между продуктом и испарителем происходит напрямую, то есть продукт соприкасается с поверхностью теплообменника.

Эти аппараты имеют более простую конструкцию и имеют меньшую производительность чем вертикальные скороморозильные аппараты,  они имеют меньшую площадь теплообмена с продуктом, соответственно увеличивается время замораживания, а так-же процесс загрузки и выгрузки продукта дольше по времени и трудоемкости, но в них можно замораживать, например, туши рыбы по отдельности, а не брикетом или кондитерские изделия.

Плиточные скороморозильные аппараты, как правило, используются для заморозки рыбы, мяса, фарша, субпродуктов, фруктового пюре и соков.

В зависимости от  исполнения различают горизонтальные и вертикальные плиточные скороморозильные аппараты. Вертикальные скороморозильные аппараты наиболее часто используются для заморозки блочного мяса, фарша, фруктового пюре и соков, мелкой рыбы. Горизонтальные плиточные аппараты используются для заморозки рыбы средних размеров, заморозки фарша и мяса в небольших блоках (до 12 кг). Замораживаемый продукт помещают в блок-формы и затем  загружают в горизонтальный плиточный скороморозильный аппарат. Погрузка и выгрузка продукции в горизонтальных плиточных аппаратах производится вручную.

Вариант с инжектором

Рис. 49. Принципиальная схема установки с инжектором.

1-компрессор, 2-конденсатор, 3-линейный ресивер (область высокого давления), 4-инжектор, 5- плиточный агрегат, 6-циркуляционный ресивер (область низкого давления).

Вариант с циркуляционным насосом:

Рис. 50. Принципиальная схема установки с циркуляционным насосом.

1-компрессор, 2-конденсатор, 3-линейный ресивер (область высокого давления), 4-дросселирующий вентиль, 5-насос, 6- плиточный агрегат, 7-циркуляционный ресивер (область низкого давления).

Многоплиточные скороморозильные аппараты применяют для замораживания плодов, овощей, филе рыбы и мяса в картонных коробках. В этих аппаратах теплообмен между хладагентом и продуктом происходит через перегородку (стенку).

Аппараты работают как с непосредственным испарением жидкого аммиака, так и с рассольным охлаждением.

Конструкция аппаратов в той части, где осуществляются подача и отвод хладагента, зависит от его вида.

Многоплиточный скороморозильный аппарат, работающий с рассольным охлаждением, выполнен в виде шкафа, имеющего одну или две двери, через которые загружают и выгружают продукт, уложенный в картонные коробки. Внутренние размеры шкафа 1757х 1230х1600 мм. В шкафу горизонтально одна над другой расположены 11 плит размером 1320х1000х40 мм. Плиты изготовлены из сплава алюминия и имеют внутри зигзагообразный канал, по которому движется рассол, охлажденный до -25...-30°С. Верхняя плита закреплена неподвижно; все остальные плиты могут двигаться вертикально вверх или вниз по специальным направляющим. Плиты перемещаются гидравлическим плунжером, приводимым в движение давлением масла 1,0...1,2 МПа; масло нагнетается шестеренным насосом через масляный ресивер.

При подъеме плит зазор между ними фиксируется уложенными по краям деревянными планками, высота которых на 2...3 мм меньше высоты коробки. Общий максимальный подъем плит 625 мм. При перемещении нижней плиты вверх она упирается планками в вышележащую, поднимает ее до встречи со следующей плитой и т. д. Коробки с продуктом плотно зажимаются между двумя плитами, но не раздавливаются благодаря деревянным планкам, фиксирующим зазор.

Рассол поступает в плиты и выходит из них через патрубки, соединенные шлангами с вертикальными коллекторами; через один подается охлажденный рассол во все плиты; через другой отводится нагревшийся рассол на охлаждение. Скорость циркуляции рассола в плитах 0,2...0,3 м/с.

Аппарат работает периодически; производительность его зависит от количества продуктов, загружаемых одновременно, продолжительности замораживания, загрузки и выгрузки.

Такую же конструкцию имеют многоплиточные скороморозильные аппараты, работающие с непосредственным испарением аммиака в каналах плит; конструктивно такие аппараты отличаются от описанного выше только устройством приспособлений для подачи жидкого и отвода парообразного аммиака.

В аппарате установлено 11 плит размером 1300х1100х40 мм из алюминия с зигзагообразным змеевиком. Жидкий аммиак температурой -30°С поступает через поплавковый регулирующий вентиль в вертикальный коллектор и затем по шлангам – в каждую плиту. Коллектор соединен с ресивером жидкого аммиака, расположенным над аппаратом. Пары аммиака отсасываются из каждой плиты по шлангам во второй коллектор, откуда они направляются к компрессору.

Основные недостатки плиточных скороморозильных аппаратов: сравнительно небольшая производительность, что вынуждает устанавливать большое число аппаратов и приводит к увеличению расходов на обслуживающий персонал;

применение ручного труда при замораживании продукта в коробках и в особенности в формах (подготовка продукта, укладка в коробки, загрузка, выгрузка, перемещение);

неприспособленность аппаратов для одновременной загрузки продуктов разных размеров и разной толщины;

периодичность работы аппаратов, связанная с необходимостью загрузки и выгрузки продукта;

небольшая производительность аппаратов из-за большого термического сопротивления в месте контакта коробок (форм) и плит.