Автоматика холодильного туннеля шоковой заморозки
Автоматика туннельного морозильника для шоковой заморозки продукции мясокомбината, птицефабрики, рыбопереработки. Температура воздуха −35..−40°C, время прохождения продукции 20-180 минут. Автоматика управляет холодильной машиной, вентиляторами, конвейером, оттайкой испарителей.
Шоковая заморозка — технология быстрого замораживания продукции при очень низких температурах воздуха. Цель — пройти температурный интервал от +10 до −18°C внутри продукта как можно быстрее, чтобы в клетках образовывались мелкие кристаллы льда, не разрушающие ткани. Это сохраняет структуру, вкус и питательную ценность после разморозки — главное отличие от обычной бытовой заморозки.
Устройство туннеля
Туннель — теплоизолированный коридор длиной от 15 до 60 метров. Внутри — конвейер (ленточный или спиральный), продукция проходит через зону с холодным воздухом. Испарители холодильной машины установлены сверху или сбоку, мощные вентиляторы прогоняют воздух через испарители и через слой продукции. Воздушный поток 2-6 м/с — чем быстрее поток, тем интенсивнее теплоотдача.
Температура в туннеле поддерживается −35..−40°C. Для некоторых применений (быстрая заморозка филе) — до −45°C. Конвейер движется со скоростью, обеспечивающей нужное время нахождения продукции в туннеле. Для порций мяса 500 г — 40-60 минут, для цельных тушек птицы — 90-150 минут.
Что контролирует автоматика
Контроллер управляет полным циклом работы туннеля:
- Температура воздуха в нескольких точках туннеля (по зонам)
- Скорость конвейера — связана с типом продукции
- Производительность холодильной машины — модулирует работу компрессоров
- Скорость вентиляторов — частотные приводы для энергосбережения
- Оттайка испарителей — критичный процесс (см. ниже)
- Контроль нагрузки — не допускает перегрузку туннеля
Нижний уровень — датчики Pt1000 в воздушном потоке, датчики давления в холодильной машине, импульсные счётчики на конвейере, тензодатчики для определения загрузки.
Оттайка испарителей
При работе на отрицательных температурах на испарителях нарастает слой инея из влаги воздуха и продукции. Иней ухудшает теплоотдачу, повышает энергопотребление, уменьшает производительность. Поэтому обязательна автоматическая оттайка — обычно каждые 6-12 часов работы.
Автоматика планирует оттайку: отключает подачу продукции, останавливает соответствующий конвейерный участок (при модульной конструкции туннеля), запускает нагрев испарителей (горячим паром хладагента или электронагревателями), контролирует температуру испарителей до +5..+10°C, затем возвращает систему в рабочий режим. Параллельно с одной зоной оттайки другие зоны продолжают работать.
Контроллеры
Применяются специализированные решения — Danfoss AK-SM 850, Carel pCO5+, Siemens Climatix. Для крупных туннелей — промышленные ПЛК (Siemens S7-1500, Allen-Bradley). SCADA контролирует все параметры и записывает графики — важно для подтверждения соблюдения технологии при проверках Роспотребнадзора.
Применение
Шоковая заморозка применяется для мяса, птицы, рыбы, полуфабрикатов, готовых блюд, овощей. Правильная работа туннеля — критический фактор качества замороженной продукции. Простой на обслуживании или переохлаждение приводят к браку целой партии.
Частые вопросы
Чем шоковая заморозка отличается от обычной?
В обычном морозильнике при −18°C продукт замерзает за 10-20 часов. За это время в клетках образуются крупные кристаллы льда, разрывающие стенки клеток. После разморозки клеточный сок вытекает, продукт становится рыхлым и теряет вкус. При шоковой заморозке температура воздуха −35..−40°C, обдув интенсивный — переход через опасную зону от +4 до −18°C занимает 30-60 минут. Кристаллы льда мелкие, клетки целы, качество после разморозки близко к свежему продукту.Какую мощность холодильной машины подобрать для туннеля?
Расчёт по теплопритокам: тепло от продукции (её масса × удельная теплоёмкость × разность температур + скрытая теплота фазового перехода), тепло от конвейера и упаковки, теплопритоки через стенки, тепло от вентиляторов и моторов, оттайки. Для туннеля производительностью 500 кг/час продукции обычно требуется 150-250 кВт холодопроизводительности при температуре кипения −45..−50°C. Расчёт делается с запасом 20-30%.
Источники
- СанПиН 2.3.2.1324-03 — Гигиенические требования к срокам годности — Роспотребнадзор
- ASHRAE Refrigeration Handbook — ASHRAE