Типы холодильников и их особенности

Основным назначением холодильного предприятия в пищевой промышленности является создание условий, обеспечивающих со­хранность и высокое качество скоропортящейся продукции жи­вотного и растительного происхождения. Эта задача может быть успешно решена созданием непрерывной холодильной цепи, т.е. комплекса технических средств, обеспечивающих непрерывное воз­действие низких температур на скоропортящиеся продукты, начи­ная с момента их производства (или заготовки) до их потребле­ния.

Создание непрерывной холодильной цепи связано с использова­нием разнообразных холодильных предприятий – холодильни­ков и организацией связи между ними.

Холодильник – это промышленное предприятие, предназна­ченное для охлаждения, замораживания и хранения скоропортя­щихся продуктов. Холодильники имеют характерные особенно­сти. В них обрабатываются и хранятся продукты, требующие для своего сохранения поддержания заданных температур ниже темпе­ратуры окружающей среды и определенной относительной влаж­ности, а в некоторых случаях – заданной подвижности воздуха и определенного воздухообмена или даже определенного состава газовой среды (например, при хранении фруктов в среде с повы­шенным содержанием диоксида углерода или другого газа).

Теплота и влага наружного воздуха стремятся проникнуть в холодильник, что требует создания специальных ограждений для уменьшения проникновения теплоты и влаги внутрь помещений и разработки методов устранения вредных последствий этого явле­ния.

Большой объем перемещаемых грузов и необходимость быст­ройих разгрузки требуют широкого применения транспортных средств.

К холодильникам предъявляются высокие санитарные требо­вания.

Холодильники можно классифицировать по назначению. Каж­дый тип холодильника имеет свои особенности, которые приходится учитывать при проектировании и эксплуатации. Эта классификация наиболее полно отражает особенности работы холодильни­ков иих оборудования. Различают следующие типы холодильни­ков: производственные, базисные, распределительные, портовые, тор­говые, транспортные и бытовые.

Производственные холодильники предназначены для первич­ной холодильной обработки охлаждения и (или) замораживания пищевых продуктов. Эти холодильники размещаются в районах производства или заготовки продуктов. Они могут быть цехом какого-либо пищевого предприятия (мясокомбината, молочного ком­бината и т.п.) или самостоятельным предприятием в местах за­готовки, например, рыбы (рыбные заготовительные) или птицы, яиц (птично-яичные) и другой продукции сельского хозяйства. Холодильники этого типа характеризуются большой производи­тельностью устройств для охлаждения и замораживания при от­носительно небольшом объеме помещений для хранения продук­тов.

В связи со значительной производительностью замораживаю­щих устройств эти холодильники оснащены оборудованием для отвода теплоты при низких температурах. Работа холодильников этого типа характеризуется неравномерностью тепловой нагрузки, объясняющейся сезонностью заготовок пищевых продуктов. К этой группе производственных (заготовитель­ных) холодильников относятся также станции предварительного охлаждения фруктов и овощей. В отечественной практике такие станции, к сожалению, не нашли широкого применения. Южные плоды и ягоды имеют при сборе сравнительно высокую температу­ру. В таком состоянии их грузят в транспортные средства для перевозки в центральные и северные районы страны. В транспорт­ных средствах, не оснащенных холодильными установками, пред­назначенными для холодильной обработки перевозимых грузов, груз охлаждается медленно, нарушается температурный режим хране­ния, что приводит к порче перевозимой продукции. На станциях предварительного охлаждения температура транспортируемых гру­зов понижается до температуры длительного хранения, которая в этих условиях должна поддерживаться холодильной установкой транспортного средства.

Кроме того, следует учитывать, что станции предварительного охлаждения фруктов и овощей снабжаются энергией от более дешевых источников, что приводит к меньшей стоимости охлажде­ния груза на станциях предварительного охлаждения по сравне­нию с охлаждением в транспортных средствах.

Станции предварительного охлаждения могут быть стационар­ными (при железнодорожных станциях), а также передвижными, размещаемыми в контейнерах или в быстровозводимых (надув­ных) конструкциях.

Передвижные станции предварительного охлаждения могут ис­пользоваться более продолжительное время в течение года, так как они могут перемещаться по территории в соответствии с пере­мещением фронта уборки плодов и ягод. В межсезонное время станции предварительного охлаждения могут использоваться для хранения части урожая.

Базисные холодильники предназначены для долгосрочного хра­нения продуктов, поступающих из производственных холодильни­ков, в целях создания государственных резервов. Эти холодильни­ки обычно имеют большую вместимость помещений для хранения продуктов и малую производительность устройств для охлажде­ния и замораживания. На таких холодильниках предъявляются повышенные требования к стабильности температурного и влажностного режимов в охлаждаемых помещениях.

Распределительные холодильники предназначены для равно­мерного обеспечения городов и промышленных центров продукта­ми питания, производство которых носит сезонный характер, в течение всего года. Так же, как и базисные холодильники, они характеризуются относительно большой вместимостью помещений для хранения продуктов. В средних и крупных промышленных центрах распределительные холодильники часто имеют производ­ственные цехи: производства мороженого, водного и сухого льда, фасовки масла и др. Такие предприятия называют хладокомбина­тами.

Портовые холодильники служат для краткосрочного хранения грузов при их перегрузке с одного вида транспорта на другой, на­пример с водного на железнодорожный транспорт или наоборот. Строятся такие холодильники в речных и морских портах. Для них характерны большие объемы грузовых операций, операций по осмотру, сортировке и карантинной выдержке продуктов. Эти холодильники отличаются высокой степенью механизации грузовых работ.

Торговые холодильники служат для кратковременного хранения продуктов на торговых базах, в магазинах, в столовых и т.п. Для этого типа холодильников в связи с небольшими сроками хранения допускаются более высокие температуры воздуха в охлаждаемых помещениях и предъявляются менее строгие требования к стабильности поддержания температурно-влажностного режима.

Транспортные холодильники предназначены для обеспечения связи между отдельными звеньями холодильной цепи. Они созда­ются на различных видах транспорта. В соответствии с этим раз­личают водный (морской и речной), железнодорожный, автомобиль­ный и воздушный холодильный транспорт, а также холодильные контейнеры. Их отличительными особенностями являются широ­кий диапазон температур, поддерживаемых в грузовом объеме в зависимости от вида перевозимого груза, а также сниженные тре­бования к стабильности температурного режима. Транспортные холодильники могут использоваться и для производственных или заготовительных целей. Так, имеются промысловые суда, на кото­рых замораживается рыба, передвижные устройства на автомоби­лях для замораживания ягод и т.п.

Домашние (бытовые) холодильники и морозильники служат для кратковременного хранения и замораживания продуктов, иногда и для производства небольшого количества льда. Они являются последним звеном непрерывной холодильной цепи.

Приведенная классификация холодильников в определенной степени условна, так как иногда функции холодильников могут меняться или сочетаться. Так, портовый холодильник может вы­полнять функции и распределительного холодильника, обеспечи­вая текущие потребности района, в котором он расположен. Эти же функции может выполнять производственный холодильник. Однако каждому предприятию свойственна основная функция, ко­торая позволяет отнести его к определенному типу.

Различные холодильники могут сравниваться друг с другом по вместимости (объему) камер хранения, а также по производитель­ности помещений или устройств для холодильной обработки (ох­лаждения или замораживания). В зарубежной практике вмести­мость холодильников обычно характеризуют в единицах объема камер хранения. В нашей стране вместимость промышленных хо­лодильников принято оценивать в единицах массы (кроме домаш­них холодильников, вместимость которых определяют по полезно­му объему в кубических дециметрах, а также торгового холодиль­ного оборудования, вместимость которого измеряется в кубических метрах).

Так как в одном и том же объеме помещения можно разместить неодинаковую массу различных продуктов (в соответствии с их объем­ной массой), то для сравнения холодильников между собой вводит­ся понятие об условной вместимости помещений (или вместимости по условному грузу), под которой понимают вместимость холодиль­ника при загрузке его мороженым мясом с плотностью укладки 0,35 т на 1 м³. По значению условной вместимости холодильники подразделяются на малые, имеющие вместимость до 1000 т, сред­ние – от 1000 до 5000 т и крупные – свыше 5000 т.

Другой характеристикой холодильника является производитель­ность оборудования для осуществления основных технологичес­ких процессов холодильной обработки: охлаждения и заморажи­вания (а иногда и размораживания).

Производительность (производственная мощность, пропускная способность) определяется массой продуктов, обрабатываемых в единицу времени (т/ч, т/смену, т/сут). Можно считать для пище­вых предприятий производительность помещений или оборудования для замораживания до 20 т в смену – малой, от 20 до 100 т в смену – средней и свыше 100 т в смену – крупной. Вместимость производственных помещений обычно не включается в общую вме­стимость холодильника.

Холодильники по виду производственного здания подразделя­ются на многоэтажные и одноэтажные.

Средние и крупные холодильники раньше обычно выполнялись в виде многоэтажного здания высотой до шести этажей. Это по­зволяло приблизить форму здания к кубу для уменьшения площа­ди наружной поверхности здания и сокращения теплопритоков. Однако в многоэтажных зданиях ограничивается скорость верти­кального перемещения грузов (с помощью лифта), затрудняется механизация грузовых работ, ограничивается возможность приме­нения современных механизмов для транспортировки и укладки грузов.

Одноэтажные здания были обычной формой малых холодиль­ников. В настоящее время за рубежом и у нас строятся одноэтаж­ные холодильники (в том числе с теплоизоляционной конструк­цией типа «сэндвич») различной вместимости, вплоть до очень боль­шой. Современные одноэтажные холодильники имеют значитель­но большую высоту (до 10–12 м), чем обычная высота этажа много­этажного холодильника (4,8; 5,4 и редко 6 м), так как допустимая нагрузка на пол, лежащий на грунте, значительно больше, чем нагрузка на междуэтажное перекрытие многоэтажного холодиль­ника.

Важное достоинство одноэтажных холодильников – широкая возможность комплексной механизации грузовых работ, в резуль­тате чего не только облегчается труд рабочих, но и значительно уменьшаются затраты ручного труда и стоимость проведения гру­зовых работ. Новые холодильники при вместимости до 5000 т строятся, как правило, одноэтажными.

В настоящее время за рубежом строятся высотные одноэтаж­ные холодильники высотой до 40 м. На таких холодильниках выполнение загрузочно-разгрузочных операций должно быть автоматизировано с использованием ЭВМ. Например, на одном из крупных автоматизированных высотных холодильников в г. Солоне (высота холодильника 36,5 м, площадь 1700 м²) все грузовые работы выполняют два оператора.

В последние годы при строительстве разнообразных по вместимости одноэтажных холодильников широко применяется так называемая модульная конструкция. Такой холодильник собирается из некоторого количества ограниченного числа типоразме­ров модулей (блоков), изготавливаемых на заводе. Каркас такого модуля собирается из легких (по сравнению с железобетонными) металлических конструкций, к которым подвешиваются теплоизолированные панели. Холодильное оборудование размещается в контейнере, выполняющем роль машинного отделения. Требуемая вместимость достигается изменением числа и типоразмера модулей.

В России и других странах имеются холодильники со своеобразными строительными конструкциями – так называемые подземные холодильники. Для постройки таких холодильников используют, главным образом, естественные пещеры и горные выработки.

Особенностью работы подземных холодильников является на­личие длительного подготовительного периода, нужного для промораживания (охлаждения) ограждений, после чего образовавшая­ся мерзлотная зона становится мощным аккумулятором холода, способствующим поддержанию стабильного температурного режи­ма в помещениях.