6.7. Metody zamraĪania ĪywnoĞci

6.7.1. Klasyfikacja

W zamra

Īalnictwie od wielu lat czyni siĊ staáe wysiáki w kierunku

skrócenia czasu mro

Īenia ĪywnoĞci, dąĪąc do uzyskania produktów

mro

Īonych o jakoĞci równej produktom ĞwieĪym, a takĪe w celu obniĪenia

kosztów ruchowych i zwi

Ċkszenia przelotowoĞci zainstalowanych urządzeĔ.

Wspó

áczesne metody szybkiego zamraĪania podzieliü moĪna na 4 grupy:

1. Zamra

Īanie w powietrzu przy zastosowaniu intensywnego obiegu

o

Ğrodka — owiewowe i fluidyzacyjne.

2. Zamra

Īanie kontaktowe w aparatach wielopáytowych, taĞmowych i

b

Ċbnowych.

3. Zamra

Īanie immersyjne w cieczach nie wrzących przez zanurzenie lub

natrysk.

4. Zamra

Īanie immersyjne w cieczach wrzących kriogenicznych

(ciek

áym azocie - LNF, ciekáym dwutlenku wĊgla – LCO

2

F i ciek

áym

powietrzu - LAF), a tak

Īe zamraĪanie w ciekáym freonie - LFF.

6.7.2.

Zamra

Īanie w powietrzu

Zasada zamra

Īania w powietrzu jest nastĊpująca: cháodzone w

ró

Īne¬go typu cháodnicach powietrze krąĪy w zamkniĊtym pomieszczeniu

(tunelu, rzadziej komorze), ogrzewa si

Ċ i wzbogaca w wilgoü wskutek

wymiany ciep

áa i masy z produktem, po czym — przechodząc przez

ch

áodnice — ocháadza siĊ i suszy (szronienie parowników — cháodnicy) i

dalej za pomoc

ą wentylatorów ewentualnie specjalnych kierownic lub dysz

zawraca do produktu.
Najwa

Īniejszymi czynnikami wpáywającymi na prĊdkoĞü mroĪenia są

temperatura przep

áywającego strumienia powietrza i jego prĊdkoĞü.

Temperatura powietrza zale

Īy od temperatury odparowania czynnika

ch

áodniczego; róĪnica pomiĊdzy nimi powinna byü tak dobrana, aby —

maksymalnie skracaj

ąc czas procesu — nie powodowaáa zwiĊkszenia

ususzki produktu. Czas zamra

Īania skraca siĊ powaĪnie przy obniĪeniu

temperatury powietrza od -20 do -40°C, dalsze obni

Īanie temperatury

nieznacznie wp

áywa na skrócenie czasu zamraĪania, a znacznie zwiĊksza

zu

Īycie energii w maszynowni cháodniczej. W zamraĪalniach

owiewowych, zw

áaszcza podczas mroĪenia duĪych sztuk miĊsa, ryb lub

du

Īych skrzynek, temperaturĊ parowania czynnika obniĪa siĊ do -45°C.

Poniewa

Ī Ğrednia róĪnica temperatury miĊdzy czynnikiem a powietrzem wy-

nosi 5÷7°C, to optymalna temperatura ch

áodzącego powietrza moĪe osiągnąü

warto

Ğü -40°C.

Od pr

ĊdkoĞci przepáywu powietrza zaleĪy wartoĞü przejmowalnoĞci

energii cieplnej

Į. W tunelach zamraĪalniczych lepszą przejmowalnoĞü

ciep

áa moĪna uzyskaü przede wszystkim przez zwiĊkszenie prĊdkoĞci

powietrza stykaj

ącego siĊ bezpoĞrednio z towarem. WydajnoĞü wentylatorów

w zamra

Īalniach jest uzaleĪniona od iloĞci ciepáa, jaką naleĪy doprowadziü

do parowników. Pr

ĊdkoĞü powietrza w takich warunkach moĪna zwiĊkszyü

tylko przez zmniejszenie przekroju przep

áywu. W celu uzyskania duĪej

pr

ĊdkoĞci przepáywu powietrza buduje siĊ tunele zamraĪalnicze o maáym

przekroju poprzecznym w stosunku do obiegu powietrza i o do

Ğü znacznej

d

áugoĞci w kierunku przepáywu powietrza. ZwiĊkszenie prĊdkoĞci powietrza

wi

ąĪe siĊ jednoczeĞnie ze wzrostem poboru mocy przez silniki

wentylatorów, a wi

Ċc i z dodatkowymi kosztami. Dlatego racjonalna

pr

ĊdkoĞü powietrza w zaáadowanym tunelu zamraĪalniczym wynosi

przeci

Ċtnie 3÷8 m/s. W takich warunkach ciepáo wydzielone przez pracujące

silniki wentylatorów stanowi 1/3 lub 1/2 ciep

áa odprowadzonego od pro-

duktu.

11

6.7.3. Podzia

á i charakterystyka zamraĪalni owiewowych: tunelowych i

specjalnych

Zamra

Īalnie tunelowe dzieli siĊ na typy i rodzaje w zaleĪnoĞci od:

• sposobu za

áadowania (zamraĪalnie przelotowo-taĞmowe o zaáadunku

ci

ągáym lub przelotowe o zaáadunku jednorazowym),

• charakteru wymiany ciep

áa (konwekcja, promieniowanie),

• kierunku i pr

ĊdkoĞci przepáywu powietrza,

• po

áoĪenia i rodzaju parowników,

• postaci, w jakiej jest zamra

Īany towar (póátusze, filety rybne w

blokach, mi

Ċso w blokach itp.).

Zasadniczymi elementami konstrukcyjnymi zamra

Īalni tunelowych są:

• baterie wymienników ciep

áa (zwykle parowniki wykonane z rur

Īebrowych lub lamelowych),

• wentylatory wraz z silnikami elektrycznymi, przeznaczone do

uzyskania

Īądanego krąĪenia powietrza w zespole wymienników i

przestrzeni za

áadunkowej tunelu,

• urz

ądzenie do mechanicznego przesuwania taĞmy lub wózków

za

áadowanych produktami w tunelach zautomatyzowanych,

• dodatkowe wyposa

Īenie zamraĪalni tunelowej przeznaczonej do

uniwersalnego wykorzystania.

W zamra

Īalniach tunelowych przeznaczonych do uniwersalnego

wykorzystania stosuje si

Ċ dodatkowe wyposaĪenie do mroĪenia miĊsa luzem

w pó

á- i üwierütuszach, elementów miĊsnych, jak: szynki, bekony itp.,

towarów w skrzynkach, kartonach i jednostkowych opakowaniach oraz
towarów luzem, jak owoce i warzywa.

Do mro

Īenia miĊsa luzem w póá- i üwierütuszach w zamraĪalniach

tunelowych stosuje si

Ċ: konstrukcjĊ z wiszącymi hakami do zawieszania

mi

Ċsa, kolejkĊ miĊsną, po której toczą siĊ haki na rolkach lub stojaki z

hakami sta

áymi lub przesuwanymi na rolkach. Pierwsze rozwiązanie nie jest

wskazane, poniewa

Ī miĊso zawiesza siĊ na hakach i z nich zdejmuje rĊcznie

w pomieszczeniach zamra

Īalni.

Do mro

Īenia towarów opakowanych w skrzynkach lub kartonach, takich

jak drób, mi

Ċso lub podroby w blokach, stosuje siĊ: regaáy zawieszone na

hakach z rolkami lub stojaki z pó

ákami/Regaáy wiszące na hakach z rolkami

mog

ą byü stosowane tylko w zamraĪalniach wyposaĪonych w kolejkĊ

wisz

ącą. Stojaki z póákami mogą stanowiü wyposaĪenie kaĪdej zamraĪalni.

Do transportu tych stojaków stosuje si

Ċ wózki niskiego podnoszenia —

r

Ċczne lub akumulatorowe.

Wszystkie wymienione dodatkowe urz

ądzenia sáuĪą do uáoĪenia towaru

lub opakowa

Ĕ w zamraĪalni w sposób zapewniający zetkniĊcie siĊ z

obiegowym powietrzem na jak najwi

Ċkszej zewnĊtrznej powierzchni. CzĊĞü

sprz

Ċtu umoĪliwia ponadto ukáadanie towaru w bardzo nawet cienkich

warstwach, co znacznie wp

áywa na skrócenie czasu zamraĪania. Dodatkowe

wyposa

Īenie zamraĪalni umoĪliwia zwiĊkszenie jej przelotowoĞci

stosunkowo niewielkim kosztem oraz wp

áywa na polepszenie jakoĞci

zamra

Īanej ĪywnoĞci.

Przyk

áadem tunelu o dziaáaniu okresowym z podáuĪnym obiegiem

powietrza jest tunel na rys. 6-14a. W

áaĞciwoĞcią tego tunelu jest bardzo duĪa

pr

ĊdkoĞü przepáywu powietrza, osiągana dziĊki dwóm turbinowym

wentylatorom umieszczonym po obu bokach pod

áuĪnych Ğcianek tunelu oraz

dzi

Ċki zastosowaniu okreĞlonego ksztaátu tunelu i specjalnych wózków.

Wad

ą tego typu tunelu jest doĞü znaczny wzrost temperatury powietrza w

czasie jego przep

áywu przez tunel (o 6÷10°C) oraz duĪe róĪnice prĊdkoĞci

przep

áywu powietrza w

ró

Īnych punktach tunelu. Powoduje to

nierównomierne mro

Īenie produktu i zwiĊksza ususzkĊ.

Przyk

áadem tunelu o pionowo-poprzecznym ruchu powietrza i

zmiennym kierunku przep

áywu (z góry w dóá lub na odwrót) jest tunel

zamra

Īalniczy w Cháodni GdaĔskiej (rys. 6-145). W tunelu tym powietrze

osi

ąga temperaturĊ — 30°C i prĊdkoĞü 5 m/s, a czas mroĪenia póátusz

wieprzowych do temperatury — 8°C wewn

ątrz szynek wynosi 16 h. Aparaty

tego typu cechuje stosunkowo ma

áy wzrost temperatury powietrza (o

1,5÷2°C) i równomierny rozk

áad prĊdkoĞci w caáym tunelu. DziĊki temu

straty wskutek ususzki oraz rozchód energii elektrycznej na pokonanie
oporów przep

áywu powietrza są stosunkowo niewielkie.

Nowym rozwi

ązaniem klasycznych tuneli owiewowych jest zespóá 5

zamra

Īalni w cháodni Biaáystok II. Do caáego zespoáu prowadzą tylko jedne

drzwi na zewn

ątrz budynku na rampĊ (rys. 6-15). MiĊdzy korytarzem i

tunelami nie ma

Īadnych przegród, a jedynie w górnej partii jest

zainstalowana pionowa kurtyna czo

áowa, która kieruje strumieĔ powietrza do

przestrzeni towarowej zamra

Īalni. DziĊki zrezygnowaniu z drzwi miĊdzy

tunelami a korytarzem obni

Īyá siĊ znacznie koszt budowy zespoáu tuneli i

áatwiejsza staáa siĊ eksploatacja zamraĪalni. Aparaty taĞmowe tunelowe i
spiralne. Obecnie istnieje olbrzymia ró

ĪnorodnoĞü konstrukcji zamraĪalni

ta

Ğmowo-owiewowych. Przykáadowo na rys. 6-16 przedstawiono

rozwi

ązanie tunelu firmy Linde o wydajnoĞci 500kg/h.

12

13

Przyk

áadem zamraĪalni ze spiralnymi taĞmami są zamraĪalnie typu Gyro-

Freeze. Odznaczaj

ą siĊ one maáym zapotrzebowaniem powierzchni, które

wynosi zaledwie 30% powierzchni tunelu ta

Ğmowego lub wózkowego o

analogicznej wydajno

Ğci.

Zasadnicz

ą czĊĞcią aparatu takiej zamraĪalni jest taĞma specjalnej

konstrukcji, która mo

Īe siĊ wyginaü w áuk w páaszczyĨnie poziomej (rys. 6-

18). Ta

Ğma ta oplata w formie poziomej spirali dwa pionowe bĊbny, przy

czym na pierwszy z nich nawija si

Ċ z doáu do góry, a na drugi z góry na dóá.

B

Ċbny, taĞma oraz cháodnice powietrza z wentylatorami znajdują siĊ w

izolowanej obudowie. Ruch powietrza ch

áodzącego ma kierunek

przeciwpr

ądowy w stosunku do ruchu zamraĪanego produktu, dziĊki czemu

najzimniejsze powietrze z ch

áodnicy dziaáa na produkt prawie zamroĪony i

— przep

áywając przez poszczególne piĊtra spirali taĞmowej — styka siĊ z

produktem coraz cieplejszym. Powietrze ogrzewa si

Ċ tak, Īe róĪnica

temperatury mi

Ċdzy produktem a powietrzem jest minimalna, dziĊki czemu

ususzka produktu jest bardzo ma

áa.

Zamra

Īalnie taĞmowo-spiralne najbardziej wydajnie mroĪą luzem

drobne produkty, dla których czas zamra

Īania nie przekracza 1 h. Są jednak

u

Īywane w praktyce do zamraĪania daĔ kulinarnych w wiĊkszych

opakowaniach (40÷1800 g/szt.) i wówczas cykl zamra

Īania wynosi

odpowiednio 20÷310 min. Ca

ákowita wydajnoĞü tych aparatów, np. Gyro--

Freeze, wynosi l,0÷2,4 t/h. Te ostatnie zapewniaj

ą bardzo higieniczną

obróbk

Ċ cháodniczą oraz moĪliwoĞü pakowania porcji w stanie zamroĪonym

przy zastosowaniu urz

ądzenia paczkującego twarde produkty.

Tunele zautomatyzowane — stela

Īowe, Ğlizgowe i spiralne są

przyk

áadem postĊpu technicznego w cháodnictwie. Są to aparaty sáuĪące do

zamra

Īania produktów w opakowaniach kartonowych (drobiu, miĊsa bez

ko

Ğci i gotowych daĔ w opakowaniach). Cechuje je dáugi cykl zamraĪania

(3÷7 h), ale i bardzo du

Īa-wydajnoĞü (3÷7 t/h). Wszystkie tego typu aparaty

maj

ą skomplikowaną budowĊ i wymagają duĪej precyzji w wykonaniu. Ruch

urz

ądzeĔ jest caákowicie zautomatyzowany i sterowany elektronicznie.

Mimo wyd

áuĪonego czasu zamraĪania aparaty te wypierają tunele drobiowe,

np. typu Mostostal, gdy

Ī drób zamroĪony w koszykach, a nastĊpnie

pakowany do kartonów tworzy lu

Ĩny áadunek, utrudniający formowanie

zestawów paletowych. Natomiast pakowane ciasno w kartonie

ĞwieĪe

produkty po zamro

Īeniu tworzą zwarty blok, wygodny w przeáadunkach i

transporcie.

6.7.4. Zamra

Īanie fluidyzacyjne

Obecnie jedn

ą z wydajniejszych metod zamraĪania z zastosowaniem

czo

áowego — pionowego strumienia powietrza jest metoda fluidyzacyjna.

Fluidyzacj

ą nazywa siĊ proces, w którym przez warstwĊ sypkich

produktów, roz

áoĪonych na poziomym sicie, przedmuchiwany jest od doáu

pionowy strumie

Ĕ powietrza z taką prĊdkoĞcią, która wywoáuje zjawisko

„wrzenia" warstwy, a produkt wykazuje wiele cech charakterystycznych dla
cieczy. Je

Ğli na przykáad na taĞmĊ siatkową z produktem w jednym koĔcu

wsypie si

Ċ dodatkową porcjĊ produktu, to popáynie on samoczynnie w

kierunku drugiego ko

Ĕca. CiĞnienie warstwy fluidalnej na dno siatki

odpowiada tym samym prawom, co ci

Ğnienie hydrostatyczne, czyli jest

równe w przybli

Īeniu iloczynowi wysokoĞci warstwy H

f

przez jej g

ĊstoĞü ȡ

f

.

G

ĊstoĞü warstwy oraz jej lepkoĞü maleją wraz ze wzrostem prĊdkoĞci

powietrza. (Podobnie jest w przypadku cieczy — ze wzrostem temperatury).
Analogi

Ċ do cieczy stwierdzono takĪe w mieszaniu dwu skáadników o róĪnej

g

ĊstoĞci lub wielkoĞci. Podobnie jak w cieczy, w warstwie fluidalnej cząstki

14

lekkie o mniejszej g

ĊstoĞci lub o mniejszych wymiarach, ukáadają siĊ w

górnej warstwie, ci

ĊĪsze zaĞ lub wiĊksze — w dolnej.

W czasie zamra

Īania metodą fluidyzacyjną sporo trudnoĞci stwarzają

nast

Ċpujące fakty: zamraĪane produkty nie są jednolite pod wzglĊdem

wielko

Ğci, ksztaátu i konsystencji; powierzchnia produktu jest mokra, co

powoduje wzajemne zlepianie si

Ċ cząsteczek oraz ich przymarzanie do siatki

(

áoĪa); produkty (owoce) bardzo áatwo uszkodziü w toku procesu.

Pierwszy do

Ğwiadczalny tunel fluidyzacyjny zostaá uruchomiony w

Hesingborgu (Szwecja) w 1962 r. Od tej pory datuje si

Ċ wielki rozwój tej

metody w zamra

Īalnictwie ĪywnoĞci.

W przypadku fluidyzacji w ruchu jest nie tylko powietrze, ale równie

Ī

zamra

Īana warstwa. Zmiany struktury fluidyzacyjnej pokazano na rys. 6-20.

Faza O przedstawia warstw

Ċ nieruchomą, A — warstwĊ spulchnioną, B —

pocz

ątek fluidyzacji, C — peáną fluidyzacjĊ spokojną, D — fluidyzacjĊ

burzliw

ą. Poszczególnym fazom procesu fluidyzacji towarzyszy zmiana

ci

Ğnienia w áoĪu. W miarĊ wzrostu prĊdkoĞci przepáywu po wietrzą v, Ap

ro

Ğnie regularnie wedáug krzywej O A, osiągając punkt A, który jest

pocz

ątkiem spulchniania warstwy. Wzrost prĊdkoĞci v przepáywu powietrza

powoduje dalszy wzrost Ap a

Ī do punktu B, któremu odpowiada

maksymalne ci

Ğnienie Apk, tzw. krytyczne, oraz prĊdkoĞü krytyczna vk. W

tym momencie w warstwie powstaj

ą kanaáy, którymi ucieka czĊĞü powietrza,

a ci

Ğnienie natychmiast spada do wartoĞci punktu C, który okreĞla peáną

fluidyzacj

Ċ. PoniewaĪ proces tworzenia siĊ kanaáów i ciągáego ich zanikania

jest zjawiskiem burzliwym, ci

Ğnienie Ap stale przeskakuje od wartoĞci

punktu B do punktu C, a

áoĪe ma tendencjĊ do przejĞcia w stan, ilustrowany

przez krzyw

ą II, który cechuje nierównomierny, miejscowy i burzliwy

przep

áyw powietrza przez pewne partie áoĪa, przy bardzo sáabym ruchu lub

bezruchu pozosta

áych partii.

W praktyce d

ąĪy siĊ do tĊgo, aby áoĪe pracowaáo w warunkach krzywej

Z w obszarze punktów C—D. Warunki te dla takich produktów, jak np.
groszek, jagody, wi

Ğnie, marchew krajana w kostkĊ, osiąga siĊ doĞü áatwo.

S

ą jednak produkty, które wykazują szczególną skáonnoĞü do przechodzenia

w stan krzywej II. S

ą to: fasolka i frytki ze wzglĊdu na ich podáuĪny ksztaát,

który powoduje ró

Īny opór aerodynamiczny przy róĪnym ustawieniu w

stosunku do kierunku przep

áywu powietrza.

W warstwie fluidalnej tych produktów powstaj

ą „puste" kanaáy

powietrza, spada ci

Ğnienie oraz maleje intensywnoĞü mieszania i

intensywno

Ğü procesu zamroĪenia. Zapobiega siĊ temu, stosując sztuczny

ruch poziomy warstwy. Najcz

ĊĞciej dno áoĪa jest zawieszone na wahaczach z

mechanizmem mimo

Ğrodowym, wywoáującym oscylacyjny ruch áoĪa (rys. 6-

21). Zadaniem ruchu

áoĪa jest poprawienie struktury warstwy fluidalnej.

Natomiast warstwa produktu p

áynie sama na zasadzie fluidyzacji. Bardzo

wa

Īne w procesie fluidyzacji są: opór sita, opór warstwy i wzajemny

stosunek tych oporów. W

áaĞciwie dobrany opór prz¬páywu przez sito oraz

wymiary i kszta

át oczek decydują o prawidáowoĞci pracy áoĪa i odpornoĞci

na zaburzenia procesu. Najlepsze warunki procesu fluidyzacji otrzyma

áoby

si

Ċ, gdyby opór sita byá mniej wiĊcej równy oporowi warstwy.

15

Zarówno

Ğrednica oczek jak i odlegáoĞü miĊdzy nimi nie powinny przekraczaü

minimalnej

Ğrednicy zamraĪanego produktu. Najlepsze warunki uzyskuje siĊ

na sicie o oczkach kwadratowych, gdy

Ī wówczas Īadne miejsce na sicie nie

ma szczególnie dogodnych warunków do rozwoju kana

áów powietrznych.

Proces fluidyzacyjnego zamra

Īania charakteryzuje siĊ bardzo intensywną

wymian

ą ciepáa. W stosunku do tradycyjnych metod owiewowych

intensywno

Ğü ta roĞnie 30÷40-krotnie. Powodem jest znaczny wzrost wartoĞci

Į oraz czynnej powierzchni wymiany ciepáa.
Warto

Ğci Į w warstwie fluidyzacyjnej są 4÷5-krotnie wyĪsze niĪ w tunelach

owiewowych. Dla przemys

áowych urządzeĔ zamraĪalniczych przyjmuje siĊ

nast

Ċpujące wartoĞci przejmowalnoĞci w warstwie fluidalnej, w rzeczywistych

warunkach pracy tuneli fluidyzacyjnych i fluidyzacyjno-ta

Ğmowych: w czasie

sch

áadzania Į=115÷140 W/(m

2

•K); w czasie zamra

Īania Į=93÷105 W/(m

2

•K);

w czasie domra

Īania Į = 68÷81 W/(m

2

•K).

Niezale

Īnie od wymiany ciepáa przez konwekcjĊ, czĊĞü ciepáa odpáywa

z produktu wskutek parowania wody z powierzchni cz

ąsteczek. W

pocz

ątkowej fazie scháadzania paruje powierzchnia mokra, a nastĊpnie

zamro

Īona.

Ca

ákowite ciepáo oddawane przez warstwĊ jest równe sumie ciepáa konwekcji i

parowania. W pocz

ątkowej fazie w okresie wstĊpnego scháadzania surowca

wymiana ciep

áa przez parowanie jest stosunkowo duĪa; wynosi okoáo 50°/o

wymiany przez konwekcj

Ċ. Trwa to jednak bardzo krótko (kilkadziesiąt

sekund), gdy

Ī z chwilą zamarzniĊcia powierzchni parowanie zmniejsza siĊ. W

sumie drog

ą parowania zostaje odprowadzone 10-15°/o ogólnej iloĞci ciepáa

zamarzania produktu przy 1÷l,5°/o ususzki.
Drugim czynnikiem zwi

Ċkszającym intensywnoĞü wymiany ciepáa w warstwie

fluidalnej jest znaczne rozwini

Ċcie powierzchni czynnej zamraĪanego produktu

w porównaniu do tradycyjnego owiewowego zamra

Īania. W zamraĪaniu

owiewowym lub kontaktowym w wymianie ciep

áa bierze udziaá jedynie

zewn

Ċtrzna powierzchnia warstwy produktu, dalsze zaĞ partie oddają ciepáo

przez przewodzenie lub bardzo s

áabą konwekcjĊ. W warstwie fluidalnej liczy

si

Ċ suma powierzchni wszystkich cząsteczek zamraĪanego produktu. Są to

warto

Ğci bardzo duĪe. Dla ilustracji przy wysokoĞci warstwy H

0

= 140 mm

powierzchnia czynna niektórych produktów na 1m

2

powierzchni sita

przedstawia si

Ċ nastĊpująco: zielony groszek — 60÷70 m

2

, truskawki o

Ğrednicy 25 mm — ok. 20 m

2

, wi

Ğnie o Ğrednicy 17 mm — ok. 30 m

2

.

Te same produkty zamra

Īane w tunelu owiewowym na tacach w warstwie

grubo

Ğci 50 mm mają powierzchniĊ czynną okoáo 6 m

2

, a wi

Ċc 3,5÷10-krotnie

mniejsz

ą.

6.7.5.

Tunele fluidyzacyjne i fluidyzacyjno-ta

Ğmowe

S

ą to wszystkie te urządzenia zamraĪalnicze, w których wykorzystuje siĊ

przedmuch warstwy produktu le

Īącej na sicie lub taĞmie w kierunku z doáu do

góry, bez wzgl

Ċdu na to, czy warstwa przy tym fluiduje, czy teĪ jest

nieruchoma. Definicj

Ċ tĊ uzasadnia fakt, Īe zjawiska wnikania ciepáa są w

obydwu wypadkach bardzo zbli

Īone.

Wszystkie

produkowane obecnie typy zamra

Īalni fluidyzacyjnych

podzieli

ü moĪna na: 1) rynnowe, 2)

jednota

Ğmowe, 3) dwutaĞmowe w

uk

áadzie kaskadowym 4)

dwuta

Ğmowe w ukáadzie nawrotnym 5)

rynnowo-ta

Ğmowe. Tunele rynnowe produkowane przez firmĊ Frigoskandia

opieraj

ą siĊ caákowicie na zasadzie áoĪa fluidyzacyjnego. Ich konstrukcja

bardzo odbiega od konstrukcji tuneli ta

Ğmowo-fluidyzaeyjnyeh

(semifluidyzacyjnych). Odznaczaj

ą siĊ one znacznym zmniejszeniem

wymiarów tuneli oraz wyeliminowaniem k

áopotliwych urządzeĔ

mechanicznych. Obecnie tunele Flo-Freeze s

ą stosowane powszechnie na

ca

áym Ğwiecie do zamraĪania groszku, rozdrobnionych warzyw oraz owoców

jagodowych. Na rysunku 6-25 pokazano tunel fluidyzacyjny rynnowy typu
Flo-Freeze. W tunelu tym system fluidyzacyjny tworzy jeden zwarty blok,
áącznie z parownikami 2, skrzynią powietrzną i wentylatorami 1. Na tym bloku
jest ustawione

áoĪe fluidyzacyjne 3, a caáoĞü spoczywa na skanalizowanej tacy

pod

áogowej obudowy tunelu.

16

àoĪe fluidyzacyjne jest wykonane w formie wanny z perforowanym dnem.
Trzy boki wanny maj

ą wysokoĞü 400 mm, czwarty przy wylocie — jest

wykonany w formie pochylonego progu 4 o nastawianej wysoko

Ğci 100÷300

mm. Wysoko

Ğcią tego progu reguluje siĊ gruboĞü warstwy w wannie,

poniewa

Ī nadmiar produktu „przelewa siĊ". Dno wanny stanowi podwójne

sito. Sito górne — ruchome — ma sta

áą perforacjĊ na caáej powierzchni, a

dolne — nieruchome — ma perforacj

Ċ bardzo zróĪnicowaną, dziĊki czemu dla

ka

Īdej strefy zamraĪania uzyskuje siĊ odpowiednią siáĊ podmuchu. Podmuch

powietrza jest wywo

áany przez 4÷6 wentylatory odĞrodkowe. IloĞü powietrza

w obiegu jest przesz

áo 4-krotnie mniejsza niĪ w tunelu fluidyzacyjno-

ta

Ğmowym tej samej wydajnoĞci. Maáa iloĞü powietrza w obiegu jest

przyczyn

ą znacznego spadku jego temperatury. Spadek ten zawiera siĊ w

granicach od 25°C przy wlocie surowca w

áoĪu do 5°C przy jego wylocie,

Ğrednio ok. 15°C. Temperatura powietrza atakującego áoĪe jest stosunkowo
wysoka (

Ğrednio ok. -25°C). Czynna róĪnica temperatury miĊdzy

Ğrodowiskiem cháodzącym i produktem jest wiĊc stosunkowo imaáa, ale mimo
to w tunelu osi

ąga siĊ krótkie czasy zamraĪania wskutek bardzo dobrych

warunków wymiany ciep

áa (intensywne „wrzenie"). Tunele rynnowe nadają

si

Ċ przede wszystkim do zamraĪania rozdrobnionych produktów, poniewaĪ

rozwini

Ċta powierzchnia i duĪa wartoĞü <x rekompensują maáą róĪnicĊ

temperatury. Efektywno

Ğü pracy tych tuneli powaĪnie maleje wraz ze

wzrostem wymiarów zamra

Īanego surowca.

Surowiec z linii technologicznej jest podawany do rynny wibracyjnej
podajnika, który wprowadza go dalej do wn

Ċtrza tunelu nad wstĊpną czĊĞcią

áoĪa fluidyzacyjnego. NastĊpnie surowiec spada z podajnika w silny strumieĔ
podmuchu wst

Ċpnego, który wytwarza nad áoĪem poduszkĊ powietrzną, nie

pozwalaj

ącą na przywarcie mokrego produktu do dna. Powierzchnia áoĪa w

tym miejscu bardzo silnie „wrze", wymiana ciep

áa jest intensywna, a powietrze

wychodz

ące z tej warstwy ma temperaturĊ 0°C, czyli przyrost jego

temperatury wynosi At = 25°C.
Aby zapobiec tworzeniu si

Ċ zlepieĔców, w 1/3 dáugoĞci áoĪa znajduje siĊ

ruchomy grzebie

Ĕ z metalowymi palcami o rozstawie ok. 150 miĔ. GrzebieĔ

ten ruchem wahad

áowym rozbija zlepieĔce na poszczególne elementy. Czas

„przep

áyniĊcia" produktu od wlotu do wylotu áoĪa okreĞla cykl zamraĪania.

Poniewa

Ī produkt przesuwa siĊ samoczynnie, cykl ten reguluje siĊ wysokoĞcią

progu przesypowego w wannie. Gdy produkt nie osi

ąga zaáoĪonej temperatury

zamra

Īania, podnosi siĊ wysokoĞü progu lub obniĪa podaĪ surowca z linii.

Ka

Īdy produkt ma swoją optymalną wysokoĞü warstwy, przy której tunel

pracuje najbardziej ekonomicznie.

Tunele fluidyzacyjno-ta

Ğmowe pracują wedáug nastĊpującej ogólnej zasady:

Surowiec bezpo

Ğrednio z linii produkcyjnej, na której odbywają siĊ procesy

p

áukania, ociekania i selekcji, jest podawany za pomocą róĪ¬nego rodzaju

podajników na ta

ĞmĊ pierwszą — omraĪania :— w warstwie l gruboĞci 50÷80

mm. Na ta

Ğmie tej nastĊpuje powierzchniowe omroĪenie i produktu. Spadając

na drug

ą taĞmĊ — domraĪania — jest on juĪ suchy i sypki. TaĞma druga

biegnie 2÷3 razy wolniej od pierwszej i dlatego warstwa produktu na niej jest
odpowiednio grubsza i wynosi 100÷200 mm. Na pierwszej ta

Ğmie warstwa

powinna by

ü' w stanie fluidalnym, na drugiej — moĪe byü nieruchoma. W celu

wywo

áania fluidyzacji na pierwszej taĞmie są stosowane specjalne dysze

wst

Ċpnego podmuchu, podáączone do wysokoprĊĪnych wentylatorów, które

maj

ą zaraz na wstĊpie procesu oderwaü mokry surowiec od taĞmy. Liczne

modernizacje tych tuneli maj

ą na celu zapewnienie takiego podmuchu

powietrza, by uzyska

ü peáną fluidyzacjĊ i peáne omroĪenie surowca i

17

jednocze

Ğnie uchroniü go od powstawania zlepieĔców oraz rozerwania

owoców o s

áabszej konsystencji. Aby uniknąü przymarzania owoców, górną

ta

ĞmĊ pokrywa siĊ tworzywem hydrofobowym, np. nylonem lub teflonem.

Podmuch dolnej ta

Ğmy dostosowano do owoców ciĊĪszych, jak truskawki,

Ğliwki itp., a w czasie mroĪenia owoców lĪejszych (jagody, maliny, groszek)
jest zmniejszany przez wy

áączenie ostatniego wentylatora. Tunele podáącza siĊ

bezpo

Ğrednio do linii produkcyjnej. Przed uruchomieniem linii tunele

wych

áadza siĊ do temperatury — 25°C, co trwa ok. 10÷15 min.

6.7.6. Zamra

Īanie immersyjne

Metoda zamra

Īania w cieczach moĪe byü realizowana jednym z trzech

sposobów:

• przez zanurzenie w ciek

áym oĞrodku cháodzącym przy jednoczesnym

ruchu produktu,

• przez zraszanie produktu ciecz

ą cháodzącą,

• przez omywanie (czasem polewanie) produktu ciecz

ą cháodzącą.

Solankowe zamra

Īanie immersyjne znane pod nazwą systemu Ottensona byáo

stosowane najwcze

Ğniej w technice zamraĪalniczej.

Umo

Īliwia ono osiągniĊcie duĪej prĊdkoĞci zamraĪania dziĊki peánemu

kontaktowi ca

áej powierzchni produktu z ocháadzającą solanką (NaCl) w

temperaturze -18÷-20°C. Na skutek du

Īej pojemnoĞci cieplnej oraz dobrej

przewodno

Ğci, ciepáo przejĊte od produktu zostaje szybko wcháoniĊte przez

du

Īą masĊ solanki. PrzejmowalnoĞü energii cieplnej osiąga w zamraĪalniach

solankowych warto

Ğü !00÷700 W/(m

2

•K). Do kontaktowego zamra

Īania są

u

Īywane jedynie roztwory NaCl o stĊĪeniu 2I÷22%, tj. moĪliwie bliskim

punktu eutektycznego, gdy

Ī przenikanie soli do tkanek jest tym sáabsze, im

ni

Īsza jest temperatura roztworu. ZamraĪanie za pomocą innych solanek, np.

roztworu MgCl2 lub CaCl

2

, jest mo

Īliwe wyáącznie przy zastosowaniu

bezkontaktowego zamra

Īania. ZamraĪanie w solance ma wiele wad. NaleĪy do

nich du

Īe stĊĪenie roztworu solanki, konieczne do uzyskania dostatecznie

niskiej temperatury i powoduj

ące przenikanie solanki w gáąb produktu

(najcz

ĊĞciej miĊĞni ryb). Stosowanie solanek o stĊĪeniu nieco poniĪej punktu

eutektycznego powoduje w niskich temperaturach wydzielanie si

Ċ lodu który

pokrywaj

ąc cháodzące rury wymiennika zwiĊksza wprawdzie początkowo

st

ĊĪenie solanki do stanu nasycenia (obniĪając jej temperaturĊ), ale pogarsza

warunki wymiany ciep

áa miĊdzy solanką a parownikiem z powodu niskiej

warto

Ğci przewodnoĞci wáaĞciwej lodu. W tych warunkach prĊdkoĞü

sch

áadzania zmniejsza siĊ, a temperatura solanki stopniowo wzrasta. Wady te

mo

Īna czĊĞciowo usunąü, stosując tzw. roztwory potrójne, z dodatkiem

najcz

ĊĞciej gliceryny (lub alkoholu). (Dodanie do roztworu gliceryny w iloĞci

l °/o powoduje obni

Īenie temperatury zamarzania solanki o 0,2°C). Dodatki

nie s

ą jednak obojĊtne dla smaku i jakoĞci mroĪonych produktów (przewaĪnie

ryb), dlatego w Polsce do bezpo

Ğredniego mroĪenia uĪywa siĊ tylko roztworów

soli kuchennej.
Metoda bezpo

Ğredniego zamraĪania w solance lub w wodzie morskiej z

dodatkiem soli znajduje jeszcze dzi

Ğ doĞü powszechne zastosowanie w

rybo

áówstwie. Solanka wskutek stykania siĊ z rybą silnie siĊ zanieczyszcza,

cz

Ċsto pieni, a przede wszystkim rozcieĔcza. W związku z tym konieczne jest

ci

ągáe filtrowanie i zatĊĪanie solanki. Ponadto solanki powodują silną korozjĊ

urz

ądzeĔ zamraĪalniczych.

Ostatnio metoda immersyjnego zamra

Īania w solankach znajduje ponownie

zastosowanie w zwi

ązku z rozwojem nowoczesnej techniki pakowania,

zw

áaszcza próĪniowego. Absolutnie szczelne i przylegające ĞciĞle do

zamra

Īanego produktu opakowanie z cienkiej folii niewiele pogarsza warunki

wymiany ciep

áa, a umoĪliwia stosowanie solanek o niĪszym punkcie

eutektycznym (MgCl

2

i CaCl

2

) oraz glikolu i metanolu.

Przyk

áadem zamraĪalni immersyjnej — solankowej jest aparat firmy Linde

(rys. 6-28) wykonany w postaci izolowanej wanny d

áugoĞci ok. 10 m i

szeroko

Ğci 1,0 m.

18

Wanna ta jest przykryta izolowanymielementami z wolnymi otworami
wlotowymi 1 i wylotowymi na obydwu jej ko

Ĕcach. Pod pokrywą i nad dnem

wanny s

ą zamontowane dysze 2. Pompa zasysa roztwór z wanny, táoczy go

przez parownik p

áaszczowo-rurowy, umieszczony w maszynowni, i podaje

ozi

Ċbiony roztwór do obydwu rzĊdów dysz. Poziom roztworu w wannie siĊga

po

áowy jej wysokoĞci. ZamraĪany produkt (tuszki drobiowe) spada z linii

technologicznej do otworu wlotowego wanny i dostaje si

Ċ w strefĊ dziaáania

dysz. Tuszki p

áyną swobodnie wraz z roztworem w kierunku wylotu, gdzie

przez przeno

Ğnik wyáadowujący 4 i przenoĞnik ociekowy 5 spadają na ruszt

ociekowy 7 pod natrysk wodny, który sp

áukuje z nich resztki roztworu solanki.

Zamra

Īalnia pracuje w sposób ciągáy z wydajnoĞcią okoáo 1000 kg/h. Tuszki

s

ą zamraĪane do gáĊbokoĞci ok. 2 cm, a dalsze domraĪanie nastĊpuje w tunelu

owiewowym.

6.7.6.

Zamra

Īanie w cieczach wrzących

Metoda obejmuje g

áównie zamraĪanie w ciekáym azocie (LNF), dwutlenku

w

Ċgla (LCO

2

F), freonie (LFF) i bardzo rzadko w ciek

áym powietrzu(LAF).

Zamra

Īanie w ciekáym azocie odznacza siĊ szczególnie doskonaáymi

warunkami wymiany ciep

áa i bardzo krótkim czasem trwania procesu (3÷10

min), W ciek

áym azocie zamraĪa siĊ prawie wszystkie rodzaje ĪywnoĞci.

Obecnie stosuje si

Ċ jedynie zamraĪanie przez natrysk ciekáego azotu.

W metodzie zamra

Īania przez natrysk ciekáego N

2

wyró

Īniamy 4 etapy

procesu (rys. 6-30). Produkt na przeno

Ğniku siatkowym przechodzi kolejno

przez stref

Ċ scháadzania wstĊpnego (I), wáaĞciwego zamraĪania parami

zimnego azotu (II), natrysku ciek

áego azotu (III) i wreszcie strefĊ wyrównania

temperatury do poziomu ustalonego dla sk

áadowania (IV). Ciekáy azot,

doprowadzany jedynie w strefie III, rozchodzi si

Ċ juĪ w postaci pary w

dwóch kierunkach. Jego g

áówny strumieĔ, ok. 99% par N

2

, kieruje si

Ċ kolejno

do stref II i I, przeciwnie do biegu ta

Ğmy z produktem, a niewielka iloĞü (ok.

l % N

2

) — do strefy IV z biegiem ta

Ğmy, w kierunku wylotu produktu. Ten

drugi strumie

Ĕ powstrzymuje przenikanie wilgotnego powietrza z otoczenia i

chroni wn

Ċtrze przed zaszronieniem.

Wentylatory od

Ğrodkowe w strefie II wywoáują ruch par azotu

równoleg

áy do taĞmy z prĊdkoĞcią v = 15 m/s, co przy bardzo duĪej róĪnicy

temperatury mi

Ċdzy produktem a oĞrodkiem cháodzącym powoduje duĪą

pr

ĊdkoĞü zamraĪania. W strefie I wentylatory osiowe táoczą strumieĔ par azotu

w kierunku prostopad

áym do taĞmy. Azot w temperaturze okoáo — 20°C

wyci

ągany jest wentylatorem (tzw. ekshaustorem), którego dysza ssawna

znajduje si

Ċ pod taĞmą w pobliĪu wlotu produktu. Podziaá strumienia par azotu

jest regulowany wydajno

Ğcią tego wentylatora oraz specjalnymi przesáonami

mi

Ċdzy poszczególnymi strefami tunelu. W strefie natrysku izolowana

obudowa tworzy rodzaj wanny, na któr

ą Ğcieka nadmiar rozpylanej cieczy,

zawracanej po przefiltrowaniu do zbiornika azotu. Czujniki oporowe
termometrów umieszczone w tunelu daj

ą impuls do elementów regulujących

dop

áyw ciekáego azotu.

19

Przebieg zamra

Īania jest nastĊpujący: produkt jest wprowadzany na

ta

Ğmie do strefy I, gdzie parami azotu o temperaturze -20÷-100°C jest wstĊpnie

sch

áodzony do temperatury zamarzania. W strefie II wskutek intensywnej

wymiany ciep

áa z parami azotu o temperaturze -100÷-190°C produkt zostaje

zamro

Īony, ale temperatura jego Ğrodka jest nadal bliska 0°C. W strefie III

bezpo

Ğredni natrysk ciekáego azotu powoduje caákowite zamroĪenie produktu.

Temperatura na powierzchni produktu dochodzi do -100°C i ni

Īej, w Ğrodku

za

Ğ -5÷-10°C. Wyrównanie tych temperatur do poĪądanego poziomu -20°C

nast

Ċpuje w strefie IV. Rozkáad temperatury w tunelu w czasie zamraĪania

pokazano na rys. 6-30.

Zamra

Īalnie LNF. (w ciekáym azocie) są budowane w ksztaácie tunelu

z ta

Ğmą siatkową. Obudowa izolacyjna tunelu jest wykonana z poliuretanu z

obustronn

ą wykáadziną z blachy kwasoodpornej. W strefie natrysków (III)

obudowa tworzy wann

Ċ, na którą Ğcieka nadmiar rozpylanego, ciekáego N2.

Ciek

áy N2 spáywa przez filtr do zbiornika azotu, skąd jest táoczony pod

ci

Ğnieniem i 50 kPa ponownie do dysz.

Zamra

Īanie produktów w opakowaniach jest nieopáacalne, gdyĪ

warstewka powietrza mi

Ċdzy produktem a oĞrodkiem cháodzącym (N

2

) obni

Īa

tak bardzo przejmowalno

Ğü energii cieplnej, Īe proces przebiega w sposób

zbli

Īony do procesu w tunelu owiewowym. Stosowaü moĪna jedynie

opakowania pró

Īniowe w folii ĞciĞle przylegającej do produktu i odpornej na

dzia

áanie bardzo niskiej temperatury. WielkoĞü zamraĪanych porcji wpáywa

tak

Īe na wydajnoĞü urządzenia. Wzrost gruboĞci produktu powoduje

gwa

átowne obniĪanie prĊdkoĞci zamraĪania. Aparaty LNF odznaczają siĊ lekką

i prost

ą konstrukcją, maáymi wymiarami, szybkim uruchomieniem oraz prostą

obs

áugą. W okresie postoju nie wymagają konserwacji. DziĊki temu mogą byü

wykorzystywane np. do zamra

Īania okresowych nadwyĪek produkcyjnych,

niemo

Īliwych do przerobienia za pomocą urządzeĔ staáych. Koszt

inwestycyjny aparatów LNF stanowi 1/5 nak

áadów na tunele fluidyzacyjno-

ta

Ğmowe o podobnej wydajnoĞci. SprawnoĞü zamraĪalni na ciekáy azot wynosi

w praktyce 0,74-0,85.

Zamra

Īanie w ciekáym CO

2

(LCO

2

F). W warunkach ci

Ğnienia

atmosferycznego dwutlenek w

Ċgla moĪe wystĊpowaü jedynie w stanie

gazowym lub sta

áym (suchy lód). UĪywany do celów zamraĪalniczych. ciekáy

CO

2

jest przechowywany w izolowanych zbiornikach w temperaturze -20÷-

30°C i ci

Ğnieniu 1,5÷2,0 MPa. Podobnie jak w przypadku ciekáego azotu,

ciep

áo uĪyteczne q« ciekáego CO

2

zale

Īy od temperatury odlotowej gazu i

wynosi: 353,3 kJ/kg w temperaturze 0°C, 329,5 kJ/kg w temperaturze -30°C i
305,9 kJ/kg w temperaturze -60°C. Metoda zamra

Īania za pomocą ciekáego

CO

2

jest podobna do systemu LNF, a zu

Īycie ciekáego CO

2

jest w przybli

Īeniu

równe zu

Īyciu ciekáego azotu.

Zamra

Īanie w ciekáym freonie umoĪliwia uzyskanie najmniejszych

czasów zamra

Īania produktów. ZamraĪanie groszku trwa 0,5 min, frytek — 1

min, fasolki 1÷2 min, truskawek 2÷3 min, hamburgerów 2÷4 min, elementów
drobiu 8÷l0 min; Freon jest szczególnie przydatny do mro

Īenia produktów

delikatnych, takich jak: truskawki lub maliny. Bardzo du

Īe prĊdkoĞci

zamra

Īania dają bardzo dobre rezultaty technologiczne. Produkty wraĪliwe na

zamra

Īalnicze zmiany struktury zachowują po rozmroĪeniu swoiste walory

smakowe i zapachowe, a zmiany kszta

átu i wyciek są minimalne. Koszt

zamra

Īania metodą freonową jest nieco wyĪszy niĪ przy stosowaniu metod

tradycyjnych, ale wielokrotnie ni

Īszy od zamraĪania w ciekáym azocie.

Przebieg zamra

Īania przedstawia rys. 6-32. PrzenoĞnik 1 podaje

produkt do pojemnika 2 z przep

áywającym ciekáym freonem. DziĊki bardzo

dobrym warunkom ciep

áa powierzchnia produktu jest zamraĪana natychmiast.

Powstaj

ąca glazura lodu chroni produkt przed przymarzaniem do siatki

przeno

Ğnika i wzajemnym zlepianiem siĊ jego cząstek. StrumieĔ ciekáego

freonu porywa cz

ąstki produktu i przenosi je na przenoĞnik poziomy 3, gdzie

zachodzi g

áówny proces zamraĪania. Zamontowane nad tym przenoĞnikiem

dysze 4 rozpylaj

ą ciekáy freon, kierując go na przesuwający siĊ produkt,

dzi

Ċki czemu nastĊpuje jego peáne zamroĪenie.

Zamro

Īony produkt spada na ukoĞny przenoĞnik wyáadowczy 5, który

wyprowadza go na zewn

ątrz izolowanego tunelu. Tutaj nastĊpuje koĔcowa

faza procesu — odparowanie resztek czynnika z powierzchni produktu, dzi

Ċki

czemu jego temperatura obni

Īa siĊ do -20°C, a nawet niĪej. JednoczeĞnie

otrzymuje si

Ċ produkt czysty, bez domieszek freonu. Podczas kontaktu freonu

z produktem nast

Ċpuje jego silne parowanie. Intensywne odbieranie ciepáa od

produktu polega na wykorzystaniu ciep

áa parowania czynnika. Mokre pary

freonu skraplaj

ą siĊ na powierzchni wymiennika ciepáa 6 (parownika

normalnej instalacji ch

áodniczej o wymaganej temperaturze wrzenia czynnika -

-43÷-45°C). Wymiennik znajduje si

Ċ wewnątrz tunelu. Powstaáy ciekáy freon

zawracany jest ponownie do obiegu. Straty eksploatacyjne wynosz

ą ok. 20÷30

kg czynnika na 1 t zamro

Īonego produktu.

20

Rys. 6-32. Zasada pracy immersyjnej zamra

Īalni freonowej

Zamra

Īalnia LFF (Liquid Freon Freezant — w ciekáym freonie) jest

pokazana schematycznie na rys. 6-33. Zamra

Īalnie te cechuje duĪa

oszcz

ĊdnoĞü miejsca (ok. 50°/o w stosunku do tuneli fluidyzacyjnych), na

powierzchni produktu, zatem warto

Ğü parametru a zbliĪona jest do ciągáych

linii technologicznych o ró

Īnych wydajnoĞciach i szerokim wyborze

produktów.

Zamra

Īanie w ciekáym powietrzu ma przebieg podobny do

zamra

Īania w ciekáym azocie. Tunel ma równieĪ 4 strefy z tym, Īe ciekáe

powietrze nie jest wtryskiwane bezpo

Ğrednio na powierzchniĊ produktu, ze

wzgl

Ċdu na niekorzystne dziaáanie tlenu, lecz w strumieĔ powietrza z

wentylatora. Dawki ciek

áego powietrza wtryskiwanego do obiegu są

regulowane zaworem termostatycznym nastawionym na odpowiedni

ą

temperatur

Ċ wnĊtrza tunelu. W metodzie tej nie ma bezpoĞredniego parowania

cieczy na powierzchni produktu, zatem warto

Ğü parametru a zbliĪona jest do

warto

Ğci dla tuneli owiewowych z bardzo silną wentylacją i wynosi 30÷40

W/(m

2

•K). Czas zamra

Īania jest trzykrotnie krótszy niĪ w metodzie

owiewowej dzi

Ċki bardzo duĪej róĪnicy temperatury miĊdzy strefami.

6.7.7.

Zamra

Īanie kontaktowe

Zamra

Īanie kontaktowe, oprócz zamraĪania w powietrzu, naleĪy do

najstarszych technik zamra

Īania ĪywnoĞci. Produkt, zwykle opakowany w

regularne, p

áaskie porcje bądĨ páaskie bloki, ustawia siĊ na metalowych

(najcz

ĊĞciej aluminiowych) tacach, pomiĊdzy páyty, które są nastĊpnie

dociskane hydraulicznie (rys. 6-34), aby stworzy

ü dobry kontakt z produktem

W starych urz

ądzeniach kontaktowych oĞrodkiem cháodzącym páyty byáa

21

solanka. Obecnie p

áyty cháodzi siĊ drogą bezpoĞredniego odparowania

czynnika ch

áodniczego. Brak poĞredniego oĞrodka cháodzącego, jakim jest —

np. w zamra

Īalniach owiewowych — powietrze, umoĪliwia podwyĪszenie

temperatury parowania czynnika ch

áodniczego od -25°C do -40°C. Warunki

wymiany ciep

áa w zamraĪalniach kontaktowych są bardzo dobre, a przejmo-

walno

Ğü energii cieplnej osiąga wartoĞü Į = 500÷1000 W/(m

2

•K), dzi

Ċki

czemu proces zamra

Īania trwa bardzo krótko.

Przy odpowiednim docisku p

áyt (w granicach 5÷70 kPa) wymiana

ciep

áa jest zaleĪna wáaĞciwie jedynie od gruboĞci zamraĪanej warstwy. I tak

np. przy temperaturze p

áyt — 35°C czas zamraĪania bloków gruboĞci 50 mm

wynosi oko

áo 1 h, cienkich filetów zaĞ gruboĞci 25 mm — 12÷15 min.

Warstwa produktu zamra

Īanego kontaktowo powinna mieü jednakową

grubo

Ğü. RóĪnice w gruboĞci powodują pogorszenie kontaktu páyt z produktem

i przed

áuĪają czas zamraĪania. Urządzenia kontaktowe — páytowe nie nadają

si

Ċ do zamraĪania produktów o nieregularnych ksztaátach, np. drobiu w

tuszkach, wi

Ċkszych ryb.

Ogromn

ą zaletą urządzeĔ páytowych jest duĪa zwartoĞü konstrukcji,

wp

áywająca na wysoką produkcyjnoĞü. Wynosi ona 80÷120 kg produktu na

1m

2

p

áyt. Zaletą jest równieĪ prostota obsáugi. WydajnoĞü zamraĪalni

kontaktowej zale

Īy w duĪym stopniu od stop¬nia wypeánienia opakowania.

Czas zamra

Īania róĪnych produktów tej samej gruboĞci jest w przybliĪeniu ten

sam; produkty nie wype

ániające szczelnie opakowania muszą byü zamraĪane

d

áuĪej. Dla niektórych produktów wyznaczono wspóáczynniki zmniejszające

nominaln

ą wydajnoĞü urządzenia kontaktowego. Wynoszą one np. dla:

groszku w kartonach 0,55÷0,7; szpinaku w kartonikach 0,85; szpinaku puree
0,95; truskawek luzem w kartonikach 0,55.

Wydajno

Ğü zamraĪalni zaleĪy ponadto od temperatury parowania

czynnika oraz rodzaju opakowania produktu.

Urz

ądzenia kontaktowe naleĪą do najbardziej ekonomicznych pod

wzgl

Ċdem zuĪycia energii i zajmowanej przestrzeni. Brak wentylatorów i

stosunkowo wysoka temperatura parowania powoduj

ą, Īe zuĪycie energii w

tych aparatach jest o 40÷50% ni

Īsze niĪ w tunelach owiewowych. Aparat

wydajno

Ğci 600÷800 kg/h zajmuje przestrzeĔ zaledwie okoáo 10m

3

i

powierzchni

Ċ 4 m

2

.

Wad

ą aparatów kontaktowych jest stosunkowo pracocháonna i trudna

do zmechanizowania obs

áuga i okresowy charakter pracy. Ostatnio wprowadza

si

Ċ zamraĪalnie páytowe o pracy ciągáej, umoĪliwiając wáączenie procesu

zamra

Īania do potokowej linii produkcyjnej.

Zamra

Īalnie kontaktowe są skonstruowane jako samodzielne urządzenia o

poziomym lub pionowym uk

áadzie páyt z agregatem cháodniczym lub jako

urz

ądzenia, do których „zimno" dostarcza siĊ z centralnej maszynowni

ch

áodniczej. WyróĪniają siĊ one maáymi wymiarami oraz áatwoĞcią montaĪu i

nie maj

ą wad zamraĪalni tunelowych. Zasadniczą ich wadą jest koniecznoĞü

stosowania form metalowych i stosunkowo ma

áa zdolnoĞü przerobowa (18 t/24

h).

Ka

Īdy produkt powinien byü zamroĪony taką metodą, przy której

warunki wymiany ciep

áa i efekt technologiczny procesu są najlepsze. Póátusze

i

üwierütusze naleĪy zamraĪaü w tunelach owiewowych, na hakach lub

stojakach; ryby, mi

Ċso w blokach —- w aparatach kontaktowych lub na tacach

Īebrowych; owoce jagodowe, rozdrobnione warzywa, groszek, fasolkĊ, frytki
itp. — metod

ą fluidyzacyjną; drób i caáe ryby oraz niektóre produkty szczelnie

opakowane — metod

ą immersyjną.

B

áĊdny wybór metody daje nie tylko pogorszenie jakoĞci produktu, ale

straty ekonomiczne i energetyczne. B

áĊdem byáoby, na przykáad, zamraĪanie

groszku czy ca

áych owoców jagodowych w aparacie kontaktowym lub w

tunelu owiewowym na tacach. Wymiana ciep

áa, która siĊ tutaj odbywa, polega

g

áównie na przewodnictwie ciepáa i jest powaĪnie utrudniona wskutek

niejednorodno

Ğci warstwy. Ponadto stosowanie docisku páyt pod pewnym

nadci

Ğnieniem powodowaáoby uszkodzenia mechaniczne produktów i tym

samym ich gorsz

ą jakoĞü. Podobnie niewáaĞciwe byáoby zamraĪanie drobiu w

aparatach kontaktowych — p

áytowych, gdyĪ ze wzglĊdu na jego nieregularny

kszta

át nie zapewniáoby siĊ wykorzystania peánej powierzchni przylegania.

Produkty paczkowane powinno si

Ċ równieĪ zamraĪaü metodą

kontaktow

ą (bądĨ immersyjną). Aby zmniejszyü izolacyjne dziaáanie

opakowania, konieczne jest zastosowanie docisku (aparaty kontaktowe, tace
dociskane).

Niew

áaĞciwa metoda zamraĪania przedáuĪa czas trwania procesu,

zwi

Ċksza ususzkĊ, zuĪycie energii wskutek dáuĪszego czasu pracy silników

oraz zmniejsza przelotowo

Ğü urządzenia.

Dobór w

áaĞciwej metody zamraĪania ma zatem istotny wpáyw na

jako

Ğü zamroĪonego produktu oraz ekonomiĊ procesu zamraĪania. KaĪda

grupa produktów, a nawet poszczególne produkty, maj

ą sobie wáaĞciwą i

optymaln

ą metodĊ zamraĪania, co zestawiono w tabeli.

22