Скороморозильные аппараты

Устройство и принцип действия скороморозильных аппаратов весьма разнообразны. Основными и наиболее распространенными из них являются: а) аппараты воздушного охлаждения, в которых продукты замораживаются в интенсивном потоке холодного воздуха; б) многоплиточные аппараты, где продукт замораживается между полыми металлическими плитами, охлаждаемыми кипящим в них холодильным агентом или циркулирующим холодным рассолом; в) иммерсионные морозильные аппараты, в которых продукт, предварительно упакованный в полимерную пленку, замораживается в охлаждающей жидкости; г) аппараты для замораживания продуктов в жидком азоте или фреоне.

Скороморозильные аппараты воздушного охлаждения. Это универсальные аппараты, в которых можно замораживать самый разнообразный ассортимент продуктов - мясо и субпродукты в блоках, рыбу в блоках и штучно (кроме рыбы крупных пород), тушки птицы, полуфабрикаты, пельмени, готовые кулинарные изделия в блоках и отдельными порциями, творог в пачках и блоках, плоды, ягоды, овощи, зеленый горошек и др.

В промышленности используют следующие морозильные аппараты воздушного охлаждения: туннельные, конвейерные, флюидизационные - для замораживания продуктов во взвешенном состоянии в потоке воздуха.

В аппаратах туннельного типа продукт размещают на поддонах, которые укладывают на рамы или тележки. Рамы или тележки в свою очередь устанавливаются в туннели или перемещаются в них. Между поддонами имеется пространство. Рамы или тележки устанавливаются в туннели и выкатываются из них вручную или автопогрузчиком (стационарный туннель); перемещают их в туннелях с помощью: толкающего устройства (сквозной туннель с толкающим устройством), транспортных механизмов, например цепного устройства (морозильная камера с транспортером), или они скользят по туннелю (морозильная камера со скользящими рамами).

Туннельные морозильные камеры оборудуют холодильными змеевиками и вентиляторами, с помощью которых воздух циркулирует над продуктом. Скорость циркуляции воздуха контролируют. Устройство для изменения направления воздушного потока, правильная раскладка продукта и расстановка поддонов способствуют равномерному замораживанию.

На рис.168 показан туннельный аппарат СА-1 тележечного типа системы ВНИХИ, производительностью 10 т в сутки. Аппарат представляет собой теплоизолированную камеру, внутри которой находятся аммиачные ребристые батареи, смонтированные тремя группами. Между отдельными группами батарей образуется два туннеля для размещения замораживаемых продуктов. Продукты в противнях устанавливают в несколько ярусов на специальные этажерочные тележки и ввозят в туннели. Каждый туннель рассчитан на три тележки размерами 1070×780×1645 мм. На одной тележке размещают 26 противней размерами 750×480×60 мм. Ввозят тележки в туннель с одной стороны, а вывозят с другой.

В верхней части аппарата смонтированы три вентилятора реверсивного действия, имеющие диаметр колес 800 мм и снабженные выносными электродвигателями мощностью по 2,8 кВт. Каждый вентилятор рассчитан на подачу 10 тыс. м³/ч воздуха. К вентиляторам присоединены цилиндрические каналы такого же диаметра, как их колеса. Во время работы аппарата по этим каналам циркулирует воздух, продуваемый вентилятором через батареи и тележки с замораживаемыми продуктами. Батареи обдуваются воздухом поперек труб. При этом реверсивность вентиляторов позволяет периодически изменять направление движения воздуха. Благодаря этому исключается неравномерное покрытие охлаждающих батарей снеговой шубой, поэтому ее можно реже удалять. Практически очистку аппаратов от снеговой шубы производят один раз в неделю. Оттаивают снег горячими парами аммиака в течение не более 40 мин.

Во время замораживания продуктов температура воздуха в аппарате поддерживается около -30ºС. Средняя его скорость в живом сечении туннелей, заполненных тележками с продуктами, составляет 4-5 м/с. В этих условиях длительность замораживания в часах выражается:

Габариты аппарата СА-1 (в м): длина 4,71, ширина 3,77, высота 3,0. Общая масса металлических частей 6120 кг.

Такого же типа, как аппарат СА-1, выпускают аппараты производительностью 3,3; 6,6; 13,3 и 20 т/сут. Применяют их для замораживания разнообразных продуктов в рыбной, мясной, птицеперерабатывающей, консервной и других отраслях промышленности.

Скороморозильные аппараты с интенсивным движением воздуха тележечного типа наряду с достоинствами имеют и недостатки. Наиболее существенный из них - большая трудоемкость работ по загрузке аппарата продуктами и выгрузке их из него. Более совершенными в этом отношении являются конвейерные аппараты, из которых особого внимания заслуживают гравитационные конвейерные аппараты моделей ГКА-2 и ГКА-4. Обе эти модели разработаны ВНИХИ.

Аппарат ГКА-2 (рис.169) является первым серийным конвейерным скороморозильным аппаратом в нашей стране. Он успешно прошел междуведомственные испытания и в 1963 г. был принят к промышленному изготовлению. Практика его эксплуатации показала хорошие результаты. Аппарат полностью механизирован и автоматизирован. Подъем продуктов для загрузки, перемещение их в аппарате и выгрузка, а также реверсирование вентилятора и регулирование уровня аммиака в охлаждающих батареях производятся автоматически.

Аппарат представляет собой теплоизолированную камеру, составляемую из отдельных щитов. Изоляцией служит мипора. По высоте камера разделена на две части. В верхней части расположен грузовой отсек и вентиляторная установка, а в нижней - охлаждающие батареи. Для входа в грузовой отсек и осмотра внутренних узлов аппарата предусмотрены двери и люки. По обеим внутренним продольным сторонам грузового отсека в 14 рядов по вертикали через 100 мм одна над другой расположены направляющие полки. Во время работы аппарата по этим полкам перемещаются каретки, в которые вставлены алюминиевые противни с продуктами.

Рис.170. Каретка.

Противни закрываются накидными тоже алюминиевыми крышками. В аппарате размещаются 108 кареток, на каждой из них устанавливаются по два противня размером 800×500×60 мм. Каретка (рис.170) представляет собой сварную рамку из угловой стали с четырьмя роликами для движения по направляющим полкам.

Противни с продуктами из заготовительного цеха поступают к аппарату на транспортере и подаются на специальный, укрепленный на шарнирах стол 7, посредством которого производится загрузка и разгрузка аппарата (см. рис.169). Стол непрерывно движется вверх и вниз по двум вертикальным винтам с правой и левой резьбами, обеспечивающими автоматическое изменение направления движения, не прерывая работы электродвигателя, приводящего механизм в действие.

При движении вверх стол принимает в стоящую на нем пустую каретку два противня с продуктами и поднимает их к верхнему окну аппарата. Здесь через приоткрытую заслонку каретка с противнями принудительно, при помощи рычагов 6, вводится на нулевую полку 9 аппарата. После этого стол автоматически направляется вниз, заслонка окна закрывается, а каретка с продуктами начинает свой путь по аппарату. При помощи специальных движущихся гребенок с толкателями она перемещается последовательно по всем направляющим полкам, спускаясь в конце каждой из них на следующую полку. Для этого нечетные полки по отношению к четным соответственно смещены по длине грузового отсека. Такой зигзагообразный путь сверху вниз проходят по аппарату все каретки с противнями. И на всем этом пути продукты находятся в интенсивном потоке холодного воздуха, вследствие чего и происходит их замораживание.

С последней полки каретка выводится через нижнее окно аппарата. Поступает она на платформу движущегося вниз стола, который, опускаясь, открывает заслонку 3. При дальнейшем движении стола вниз в рамку каретки входит наклонный неподвижный пюпитр 4 с роликами. Противни с замороженными продуктами на мгновение задерживаются на нем и затем соскальзывают на приемное устройство 5 или на ленту транспортера. Освободившаяся каретка остается на платформе стола, который продолжает опускаться до крайнего нижнего положения, где автоматически меняется направление его движения, и он снова идет вверх, чтобы принять в каретку следующие два противня с продуктами.

Время пребывания продуктов в аппарате, которое зависит от продолжительности их замораживания, регулируется при помощи клиноременного вариатора в пределах 1-4,4 ч. Загрузка и выгрузка аппарата производятся соответственно через каждые 33-147 с.

Обслуживается аппарат одним рабочим.

Усовершенствуя гравитационные конвейерные аппараты, ВНИХИ (авторы Ш.Н. Кобулашвили и А.Г. Ротенберг) создал их новую модель ГКА-4, выполненную по той же принципиальной схеме, что и модель ГКА-2, но конструктивно значительно переработанную. Упрощена конструкция камеры аппарата и улучшен доступ к узлам механизма конвейера. Для этого стены камеры раздвинуты и образованы внутренние проходы. По длине камера увеличена на 1 м, а по ширине - на 0,6 м. Высота ее не изменилась. Дверь в камеру оставлена только одна - в торцовой стене со стороны вентилятора, через нее можно пройти к любому узлу внутри аппарата. Усилены каркас аппарата и привод гребенок. Улучшены конструкции гребенок и их направляющих. Создан специальный узел для автоматического ввода противней в каретки с ленты транспортера (в ГКА-2 эта операция производится вручную). Уменьшен угол наклона платформы загрузочного стола с 11 до 2°. Это облегчило ввод кареток в аппарат и исключило возможность высыпания мелких продуктов из противней при их подъеме, что в свою очередь позволило помещать в противни больше продуктов, а следовательно, увеличить производительность аппарата. Сделан более надежный узел принудительного вывода кареток из аппарата. Расширен диапазон возможных скоростей движения конвейера. В новой модели все 108 кареток могут быть пропущены через аппарат за время от 55 до 330 мин. Увеличена вдвое производительность вентиляторной установки. Вместо вентилятора №8 типа Ц4-70, которым снабжен аппарат ГКА-2, принят вентилятор №10 того же типа. Это увеличило производительность аппарата на 25%.