Изменения происходящие в пищевых продуктах при замораживании

МИНЕСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕНОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Товароведение и технология продуктов питания» 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  дисциплине: «Холодильная техника и технология» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                       Исполнитель Студент гр.ТППз-08

Сигильетова Юлия Игоревна

Шифр 0832605010016224

  Проверил ст.преподователь 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тюмень 2012

Содержание: 

1.Изменения,происходящие  в пищевых продуктах при размораживании. 

2.Компрессионная  холодильная машина, её структура  и назначение основных элементов,  принцип работы. 

3.Льдогенераторы: типы, устройство, применение, технические характеристики, отличительные особенности, правила безопасной эксплуатации. 

4.Холодильный  цикл. 

5.Задача. 

Используемоя  литература. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Изменения,происходящие в пищевых продуктах при размораживании. 

Размораживание  протекает более медленно по сравнению  с замораживанием при одной и  то же разнице температур, что связано  с тем, что условия теплопередачи  различны для льда и воды. Для  обеспечения фазового перехода льда в воду необходим приток очень большого количества теплоты. В то же время теплопроводность льда в 4 раза больше теплопроводности воды. При замораживании сначала замерзают поверхностные слои, их теплопроводность увеличивается, повышается теплообмен, что и ускоряет процесс замораживания. При размораживании, напротив, в первую очередь размораживаются поверхностные слои, что приводит к резкому снижению теплопроводности и теплообмена и соответственно уменьшению скорости самого процесса. Так, если время замораживания продукта составляет 28 мин, то размораживания — около 52 мин. Замедление процесса в основном приходится на самый критический диапазон температур (в районе точки плавления льда). При размораживании (особенно крупных объектов) это связано с перекристаллизацией, что может вызвать дополнительное повреждение тканей.  

 На качество  размороженного продукта существенно  влияют скорость и конечная  температура замораживания: качество  продуктов, быстро замороженных  при низких температурах (-30°С  и ниже), сохраняется лучше, чем  продуктов при медленном замораживании, Для сохранения высокого качества быстрозамороженный пищевой продукт необходимо так же быстро разморозить.

 Воздействие  процессов замораживания и размораживания  на качество продуктов в размороженном  состоянии исследователи объясняют с позиций теории кристаллизации воды. Скорость замораживания является решающим фактором, влияющим на количество, размеры и равномерность распределения кристаллов льда в тканях. От размеров кристаллов зависит степень сохранения целостности естественной структуры тканей.  

 Если кристаллы  льда невелики и их размещение  примерно соответствует естественному  распределению жидкости в мышечной  ткани, то коллоидные системы  продуктов не претерпевают значительных  изменений и полнее восстанавливаются  после размораживания. 

 Степень разрушения  структурных элементов тканей  зависит также от глубины автолитических  процессов в момент замораживания.  Кроме того, в процессе хранения  происходят увеличение кристаллов  льда, дальнейшее углубление автолитических  процессов, явление «старения» белковых коллоидных систем и мембран клеток.  

 Изменения  коллоидной структуры тканей, вызываемое  перераспределением воды и увеличением  концентрации жидкой фазы при  замораживании, отражаются на  величине влагосвязывающей способности  после их размораживания. Они тем больше, чем выше скорость и ниже температура замораживания.  

 Основными  причинами, вызывающими образование  и обильное вытекание клеточного  сока при замораживании-размораживании, являются: денатурация белков в  результате отделения воды от белковой субстанции; рост концентрации минеральных веществ в растворах, содержащихся внутри и вне волокон; механическое воздействие кристаллов льда из стенки мышечных волокон и на соединительнотканные межволоконные прослойки и т. д.  

 Степень воздействия указанных факторов определяется скоростью кристаллообразования и глубиной фазового превращения воды. Максимальное количество воды переходит в лед при замораживании продуктов. В связи с этим, интенсивность теплообмена при прохождении температурной зоны от −1 до −5°С при замораживании и от −5 до −1°С при размораживании имеет большое значение для получения размороженного продукта высокого качества.  

 Чем быстрее  пройден этот температурный интервал  при замораживании и размораживании, тем меньше вытечет мясного сока из размороженного мяса при его разделке, тем лучше будет его качество. 

Изменения, происходящие в пищевом продукте на всех этапах холодильной обработки (охлаждение, замораживание и хранение), становятся заметными только в размороженном виде и проявляются в вытекании клеточного сока. Количество и состав вытекшего сока определяют характер изменений, происшедших в продукте при его холодильной обработке. Естественно, что характер и глубина этих изменений зависят как от условий холодильной обработки, так и от способа и скорости размораживания.  

 Для того  чтобы восстановилось содержание  влаги в ткани, влага должна  сначала пройти фазовое превращение  (лед — вода), а затем проникнуть  и восстановиться в тех белковых  субстанциях и коллоидных системах, из которых она диффундировала в межклеточное и межволоконное пространство при замораживании и хранении с помощью диффузионно-осмотических сил. Способность белковых субстанций и коллоидных систем поглощать и связывать эту влагу определяется их биологической активностью, которая зависит от режимов холодильной обработки продуктов, включая и размораживание.

 В начальный  период медленного размораживания  мышечная ткань оказывается под  воздействием концентрированных  солевых растворов, что вызывает  частичную денатурацию белков и разрушение коллоидных систем. Последние способствуют, в свою очередь, образованию и вытеканию сока после размораживания и во время последующей обработки. Кроме того, при медленном размораживании быстрозамороженных продуктов сначала происходит укрупнение кристаллов льда, которое сопровождается повреждением структуры ткани и способствует вытеканию сока из продуктов.  

 При быстром  размораживании действие концентрированных  растворов менее выражено, чем  при медленном, поэтому наблюдается  лишь незначительное выделение сока. Отсюда следует, что сочетание медленного размораживания с медленным замораживанием в значительной степени снижает качество продукта.  

 Интенсификация  процесса путем повышения разницы  температур за счет применения  более теплой среды может привести к возникновению местных перегревов поверхности, что отрицательно сказывается на качестве продукта. При повышении температуры может также произойти микробиальная порча поверхностных слоев продукта до размораживания внутренних слоев.  

 Окончание  процесса размораживания определяют  по криоскопической температуре  в тепловом центре продукта. Конечная  же температура размороженного  продукта зависит от его целевого  назначения (употребление, кулинарная  обработка, на производство других  продуктов и др.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Компрессионная  холодильная машина, её структура и  назначение основных  элементов, принцип  работы. 

Холодильная машина - «это кольцевая герметически замкнутая  система, по которой циркулирует  одно и то же количество рабочего вещества, называемого холодильным агентом. 

В торговом машиностроении применяются холодильные машины двух видов: компрессионная и абсорбционная, в которых используются различные  способы обеспечения циркуляции хладагента. В компрессионной холодильной  машине для циркуляции хладагента затрачивается механическая энергия, а в абсорбционной - тепловая. Наибольшее распространение получила компрессионная холодильная машина» [10], в которой основным рабочим узлом является компрессор . 

Компрессионная  холодильная машина (приложение 1) состоит из компрессора , конденсатора , ресивера , терморегулирующего вентиля  и испарителя. Эти части соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую герметичную систему, которая заполнена холодильным агентом - хладоном. 

Компрессор служит для непрерывного отсасывания холодных паров хладона из испарителя, сжатия их и нагнетания в конденсатор. Важнейшими частями компрессора являются цилиндр 5, поршень 4 и два клапана (всасывающий 2 и нагнетающий 3). Поршень совершает  в цилиндре возвратно-поступательное движение с помощью электропривода 6. При опускании поршня увеличивается объем рабочей полости цилиндра и давление в нем снижается. Вследствие этого открывается всасывающий клапан, и цилиндр заполняется парообразным хладоном, поступающим из испарителя. При поднятии поршня (при закрытых клапанах) пары хладона сжимаются и нагреваются за счет сжатия до температуры 50 - 60°С. При достижении наибольшего давления паров в цилиндре открывается нагнетающий клапан, и горячие пары хладона выталкиваются в конденсатор. 

Конденсатор - это  теплообменный аппарат, охлаждаемый  с помощью электровентилятора. Конденсатор  воздушного охлаждения представляет собой  трубчатый змеевик из металлических  труб с насаженными на них ребрами  из металлических пластин. По змеевику сверху вниз проходит охлаждаемый холодильный агент, а снаружи змеевик обдувается воздухом от электровентилятора 7. В конденсаторе горячие пары хладона отдают свою теплоту воздуху помещения. В результате их температура понижается до температуры конденсации, которая обычно на 8-12°С выше температуры воздуха помещения. При дальнейшем охлаждении пары хладона отдают скрытую теплоту парообразования при постоянной температуре и превращаются в жидкость. Интенсивность конденсации зависит от размера охлаждаемой площади поверхности конденсатора, разности температур хладоново-го пара и воздуха помещения, а также чистоты поверхности конденсатора. Загрязнение конденсатора смазочными маслами, пылью затрудняет теплообмен между холодильным агентом и наружным воздухом. Жидкий хладон, постепенно проходя через фильтр-осушитель, накапливается в ресивере 9. 

Ресивер представляет собой стальной герметичный сосуд, служащий для накопления, хранения сжиженного хладона и равномерной  его подачи в другие части холодильной машины. В ресивере и конденсаторе поддерживается одинаковое давление, равное давлению конденсации. Из ресивера жидкий хладон подается к терморегулирующе-му вентилю 10. 

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) - автоматический прибор, который регулирует заполнение испарителя жидким хладоном. Основными его частями являются игольчатый клапан, закрывающий доступ жидкого хладона из ресивера в испаритель, и датчик 11, контролирующий температуру паров хладона на выходе из испарителя. При повышении температуры, что является признаком недостаточного заполнения испарителя, клапан вентиля автоматически открывается, увеличивая подачу жидкого хладона в испаритель. Другой важной функцией ТРВ является дросселирование (расширение жидкости при истечении через узкие отверстия) жидкого хладона. Дросселирование происходит в кольцевой щели между игольчатым клапаном и седлом вентиля. На этом участке резко падает давление жидкого хладона, поскольку в испарителе поддерживается более низкое давление, чем в конденсаторе и ресивере. При этом давление конденсации хладона понижается до давления кипения. Соответственно понижается температура кипения жидкого хладона. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Льдогенераторы: типы, устройство, применение, технические характеристики, отличительные особенности, правила безопасной эксплуатации. 

Льдогенератор - это холодильная установка, состоящая  из холодильного агрегата и льдообразующей машины. Разнообразие современных льдогенераторов  позволяет получать лёд разной формы  и разного назначения. 

Льдогенератор – оборудование, которое предназначено для производства льда для использования в ресторанах, барах, гостиницах, торговой, мясной, рыбной и медицинской промышленности.  

Типы и применение льдогенераторов:  

- Чешуйчатый  льдогенератор готовит лед, используемый  при выкладки рыбных и мясных полуфабрикатов.  

- Аппараты гранулированного  льда применяются при оформлении  салат-баров и шведских столов.  

- Кубиковый  льдогенератор готовит лед для  коктейлей.  

-Льдогенераторы  пальчикового льда. Аппараты производят  лед, имеющий форму цилиндра с отверстием внутри (немного похож на стакан).Пальчиковый лед при той же массе, что и лед в кубиках, обладает большей поверхностью теплообмена — соответственно и процесс охлаждения напитка происходит быстрее. Пальчиковый лед используется в барах и ресторанах для приготовления коктейлей и других напитков Особенно хорошо подходит для лонг-дринков. 

-Льдогенераторы  пирамидообразного льда

Производят лед  в форме пирамидки. По весу пирамидка  намного меньше кубика (от 5-7 г). Такой  лед очень быстро растворяется, быстро охлаждает напиток и наиболее распространен в фаст-фудах. Кроме того, лед подходит для шипучих напитков. 

-Льдогенераторы  гранулированного льда

Гранулированный лед имеет температуру 0°С и размеры  кусочков-гранул примерно 5-10 мм. Большая  поверхность соприкосновения с охлаждаемым продуктом позволяет давать быстрый и интенсивный морозильный эффект. Лед легко смешивается с продукцией и плотно обволакивает ее. 

По исполнению льдогенераторы подразделяются на аппараты со встроенным и выносным холодильным агрегатом, с водяным или воздушным охлаждением, настольные или напольные, стационарные, заливного типа, со встроенным и отдельным бункером.  

Принцип действия льдогенератора зависит от формы  получаемого льда и его производительности, но в целом, заключается в следующем: питьевая вода из накопительной емкости под давлением, создаваемым встроенной помпой, попадает в испаритель, где намерзает на стенки. 

Далее кубики и  пирамидки отделяются от формы с  помощью горячего пара, чешуйки и  гранулы нарезаются специальными ножами. Готовый лед попадает в накопительный бункер. С помощью фотоэлементов определяется уровень льда в бункере. 

Работой холодильного агрегата, водяной помпы и клапана  подачи воды управляет программное  реле времени, которое отключает  льдогенератор при заполнении бункера и включает по мере использования льда, то есть при понижении его уровня внутри накопительного бункера. Бункеры могут быть встроенными или устанавливаться отдельно от льдогенератора. Первый вариант подходит для небольшого ресторана, к «промышленным» моделям лучше подключать выносные накопители.  

Устройство  льдогенератора:

Льдогенератор состоит из привода, двигателя,лопасти,формы  для льда, термостата, нагревательного  элемента, ручки включателя,трубки подачи воды и водяного клапана.Схема устройства льдогенератора в приложении 3. 
 

Отличительные особенности льдогенераторов: 

Льдогенераторы  различают по системе охлаждения: она бывает воздушной и водяной. Льдогенераторы с водяным охлаждением  работают быстрее, они компактнее, но стоят дороже. Такие аппараты можно поставить вплотную к стене, вмонтировать в барную стойку или прилавок. Они потребляют в 3-4 раза больше воды, но приблизительно на 10% экономят электроэнергию, требуют дополнительного шланга перелива, однако более стабильно работают в жаркую погоду.  

Льдогенератор с воздушным охлаждением незаменим там, где невозможно обеспечить стабильное давление воды в системе или где надо ограничивать ее расход. Полезной будет функция регулировки параметров охлаждающей системы в зависимости от температуры окружающей среды. Многие модели льдогенераторов выпускаются в двух вариантах – с воздушной либо водяной системой охлаждения.  

Льдогенераторы  оснащаются встроенным или выносным холодильным агрегатом. Встроенный находится непосредственно внутри льдогенератора.  

При этом устанавливать такую машину можно не ближе 70 см от стены, чтобы обеспечить свободную циркуляцию воздуха. Надо помнить и о том, что выделяемое тепло дает дополнительную нагрузку на систему кондиционирования помещения. Выносной агрегат (компрессор и конденсатор), как правило, располагают на улице, тогда как сам льдогенератор содержит лишь испаритель. Выносной агрегат требует дополнительных затрат на установку, однако его серьезное преимущество в том, что все тепло выводится из помещения.  

Давление воды в водопроводе, к которому подключается льдогенератор, должно составлять 0,1-0,6 мПа (1-6 атмосфер). Между водопроводом и вводным шлангом следует установить вентиль аварийного отключения воды и механический фильтр, который нужно периодически прочищать. Значительно улучшить качество воды способен водоумягчитель. Сливается отработанная вода в канализацию.  

Льдогенератор важно правильно подключить к  электросети. В зависимости от модели и производительности, потребуется  напряжение в 220 или 380 В: 220 (1 фаза) –  для аппарата, рассчитанного на производство не более 500-600 кг льда в сутки, 380 (3 фазы) – для моделей с более высокой производительностью. Аппарат следует защищать от скачков напряжения. Для безопасного использования полезным будет наличие в сети автоматического выключателя.  

Среди разновидностей льдогенераторов нужно отметить также модели заливного типа: в  отличие от стационарных, они не требуют подключения к водопроводу  и канализации – холодную питьевую воду просто наливают в специальную  емкость. Поскольку производительность таких машин невысока (15-20 кг льда в сутки), они идеально подойдут для небольших кафе и баров.  

Льдогенератор требует ухода со стороны эксплуатирующего персонала: необходимо ежедневно удалять  частицы грязи, наросты и осадки. Также необходимо регулярное обслуживание льдогенератора специалистами сервисного центра, включающее в себя чистку конденсатора, фильтров, контейнера для сбора льда, проверку заправки хладагентом, проверку рабочего цикла, дезинфекцию деталей льдогенератора. Дезинфекция проводится не реже одного раза в год или после долгого простоя оборудования.  

В зависимости  от того, как будет использоваться лед на предприятии, можно выбрать  льдогенератор кубикового, гранулированного или чешуйчатого льда.

Кубиковые льдогенераторы. 

Кубиковые льдогенераторы производят лед в форме кубика, пальчика, пирамидки, конуса, кубика неправильной формы и т.д. – всего более десятка разновидностей. Кубиковый льдогенератор со встроенным бункером можно устанавливать в барную стойку. Классический кубик имеет грань длиной около 20, 30 или 40 мм и вес от 13 до 33 граммов. Он идеально подходит для прохладительных напитков, коктейлей, незаменим в ресторанах, кафе, гостиницах.  

Считается, что  такой лед хорошо охлаждает напиток, при этом не сильно разбавляет его. Пальчиковый лед имеет форму цилиндра с отверстием внутри.(приложение 2.) При той же массе, что и кубик, он соприкасается с напитком большей поверхностью и быстрее охлаждает его. Более легкие пирамидки (5-7 г), как правило, используются с газированными напитками.  

Кубиковые льдогенераторы можно найти у таких производителей как Кuchenbach, Scotsman, Frimont и др. 

Гранулированные льдогенераторы. 

При производстве гранулированного льда вода намерзает  на стенки испарителя, после чего лед  срезается специальным шнеком и дробится. Получаются гранулы диаметром примерно 1 см, температурой около -0,5оС и влажностью 80%. Лед в форме гранул не смерзается, легко транспортируется, не портит продукцию за счет отсутствия острых краев.  

Он широко применяется  на мясоперерабатывающем и кондитерском производстве для охлаждения мяса и теста, используется в качестве подстилки для выкладки рыбы, икры, салатов, свежевыжатых соков в супермаркетах и на предприятиях общественного питания. С его помощью охлаждают напитки, также им заполняют ведерки для охлаждения бутылок. Другие области применения гранулированного льда – сельское хозяйство (охлаждение фруктов и овощей), строительство (охлаждение бетона), химическая и фармацевтическая промышленность.  

Среди производителей гранулированных льдогераторов – Кuchenbach, Scotsman, Frimont и др.  

Чешуйчатые льдогенераторы 

Ножи внутри чешуйчатого льдогенератора устанавливаются  параллельно стенке испарителя, благодаря  чему получается лед в форме плоской  чешуйки длиной 20-30 мм и толщиной 1-2 мм. Температура такого льда довольно низкая (-6…-12оС), что позволяет ему долго сохранять свой внешний вид. Чешуйки хорошо обволакивают продукт и быстро охлаждают его. Чешуйчатый лед имеет схожее с гранулированным применение. Он используется для охлаждения напитков, оформления витрин со свежими продуктами, применяется на рыболовецких судах, в рыбном, мясном и кондитерском производстве.  

Льдогенераторы  чешуйчатого льда можно найти  у таких производителей как Кuchenbach, Scotsman, Frimont и др. 

За последние годы льдогенераторы научились подстраиваться под температуру окружающей среды, фильтровать некачественную воду, сопротивляться коррозии и быстрее производить лед. С помощью установки дополнительных деталей и настройки дополнительных функций стало возможным улучшить многие характеристики.  
 

  Технические характеристики: 

Льдогенератор Im-25

    Льдогенератор  KS-55A 

      Технические характеристики льдогенераторов чешуйчатого  льда: 
 

Правила безопасной эксплуатации 

Прежде чем  приступить к техническому обслуживанию и чистке оборудования всегда отключайте его от сети питания, вынув вилку  из розетки.  

 Если возникнет  необходимость вносить изменения  в электрическую систему, вызовите  специалиста. 

Автоматический льдогенератор предназначен только для приготовления кубиков изо льда. Не используйте оборудование для охлаждения и хранения продуктов или напитков, поскольку это может повлечь засорение дренажной системы, что приведет к переполнению контейнера и утечке воды.  

Любое другое использование  оборудования, кроме как для приготовления  кубиков из питьевой воды, рассматривается  как несоответствующее. 

Внесение изменений  в конструкцию аппарата является опасным и аннулирует гарантию.

Для эффективной  и правильной эксплуатации льдогенератора необходимо соблюдать данную Инструкцию. Все работы по обслуживанию должны проводиться высококвалифицированным персоналом. 

Ни при каких  условиях не пытайтесь ремонтировать  льдогенератор самостоятельно. Обращайтесь  в сервисную службу продавца. 

Если Вы решили более не использовать оборудование, сначала отсоедините его от сети питания и затем отрежьте кабель. Далее выполните следующие действия: 

Сломайте и  снимите дверцу, чтобы избежать попадания  внутрь детей 

Не допускайте попадания хладагента и масла, содержащегося в компрессоре, в окружающую среду 

Уничтожьте или  переработайте различные материалы  в соответствии с действующим  законодательством. 

Данное оборудование не содержит хладагент, который мог  бы повредить озоновый слой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Холодильный  цикл. 

Холодильный цикл - циклический процесс, в котором  расширение рабочего тела происходит при более низкой температуре, чем  сжатие.  

Холодильный цикл - обратный круговой термодинамический процесс, используемый для искусственного охлаждения. Кроме основного теоретического холодильного цикла холодильных машин всех систем существуют усложненные циклы (многоступенчатые, каскадные, с регенерацией теплоты и др.), назначение которых - повышение экономичности, расширение интервала температур и т.д.