Способ охлаждения полутуш мяса Советский патент 1992 года по МПК A23B4/06 F25D17/06 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к холодильной обработке мяса и мясопродуктов, и может быть использовано для охлаждения овощей и фруктов с температурой замерзания (кри- оскопической температурой) аналогичного значения, что и у мяса.

На фиг. 1 изображена схема устройства (гидравлическая и электрическая) для реализации способа; на фиг. 2 - схема размещения воздухоохладителей, воздуховодов, вентиляторов, трубопроводов подачи воды с форсунками, подвесного пути и мясных туш.

Устройство для охлаждения мяса, на котором может быть реализован данный способ, содержит командоаппарат 1 с программным во времени включением

контактов (с помощью синхронного электродвигателя) электросети, линии 2-4 элект- росети, соленоидные вентили 5 и дросселирующие устройства 6, линию 7 подачи жидкого аммиака от холодильной установки, холодильнуютеплоизолированную камеру 8, линию 9 отвода паров аммиака, вентиляторы 10, воздухоохладители 11, линию 12 электрического питания вентиляторов, трубопровод 13 подачи воды, соленоидный вентиль 14 с измерителем 15 температуры, соленоидный вентиль 16 под- . ачи воды в форсунки 17, а также (фиг. 2) электронагреватели 18 трубопровода 13, воздуховоды 19, перегородки 20, ложный потолок 21.

Теплоизолированная камера 8 вмещает 30 т парного мяса, содержит 5 подвесных

2

О

о

00

со

путей общей длиной 110 м, 9 вентиляторов, 9 поверхностных воздухоохладителей ВОП-100 с общей площадью охлажденной поверхности 900 м2 и мощностью электродвигателей вентиляторов 1,1/1.5 кВт и электронагревателей воздухоохладителей 12 кВт.

В линию 4 электросети, например, включены три соленоидных вентиля 5 (0,33 от их общего числа), обеспечивающих под- ачу жидкого аммиака через дроссели 6 в три воздухоохладителя 11. В эту же линию 4 включена линия 12 электрического питания всех вентиляторов, все 9 электродвигателей вентиляторов 10 воздухоохладитепей 11, а также соленоидный вентиль 16 на трубопроводе подачи воды к форсункам 17.

В линию 3 электросети включены, например, два соленоидных вентиля. При этом, например, за счет расстояния между контактами линий 4, 3 и 2 фиксируется (задается) время работы и включения групп соленоидов воздухоохладителей с помощью командоаппарата 1. К линии 4 подключены оставшиеся соленоидные вентили 5. Линии 2-4 электросети подключены к ко- мандоаппарату, обеспечивающему включение и выключение линий 2-4 к силовой сети в необходимой последовательности и во времени. Измеритель 15 температуры свя- зан электрически с командоаппаратом 1 и соленоидным вентилем 14. Датчик его может быть установлен на участке выхода воздуха из одного из воздухоохладителей на линии.

На трубопроводе 13 питьевой воды установлены последовательно два соленоидных вентиля 14 и 16 до форсунок 17. Соленоидный вентиль 16 соединен с линией 4 электросети и обеспечивает открытие ка- нала для прохода воды одновременно с включением вентиляторов 10 создающих поток воздуха.

Соленоидный вентиль 14 управляется измерителем температуры (реле), который закрывает открытый соленоидный вентиль 14, при достижении температуры поверхности мяса на уровне от 12 до 10°С (или в общем случае температуры воздухоохладителя на участке отвода воздуха в пределах от плюс 4 до минус 3°С). Измеритель 15 температуры связан с командоаппаратом 1 для синхронизации отключения подачи воды в форсунки 17 и включения линий 3 и 2 электросети.

После отработки технологического процесса измеритель 15 температуры может быть исключен из схемы, тогда соленоидный вентиль 14 должен быть соединен с линией 3 электросети, а время работы форсунок 16 определяется установкой (времени) расстояния между контактами линий 3 и 2 электросети командоаппарата 1, приводимого в движение синхронным электродвигателем.

Предпочтительной является схема с измерителем 15 температуры, так как при этом лучше учитывается степень загрузки камеры парным мясом, а также состояние системы охлаждения (состояние воздухоохладителей). Должны быть предусмотрены (не показаны) трубопроводы слива воды из трубопроводов 13, находящихся внутри камеры 8, для предотвращения замерзания воды в форсунках 16 и внутри труб после прекращения подачи воды.

Соленоидный вентиль 14 снабжен устройством периодической подачи воды на двух реле времени (не показано). Это устройство работает с момента включения вентиляторов 10 до момента выключения общей подачи воды после достижения на поверхности мяса 10 - 12°С (или в общем случае температуры поверхности охладителей на участке отвода воздуха в пределах от плюс 2 до минус 3°С).

Способ охлаждения мяса на описанном устройстве осуществляют следующим образом.

После работы камеры 8 в режиме холодильной обработки мяса сначала проводят оттайку воздухоохладителей 10 с помощью встроенных электронагревателей с отеплением воздуха в камере 8 до температуры от 10доО°С. Может быть проведена и санитарная обработка камеры 8.

Затем из цеха предварительной переработки скота загружают парное мясо с темпе- ратурой в центре бедра 37-39°С в количестве 30 т на 2 ч 45 мин. С самого начала загрузки с помощью командоаппарата 1 включают все вентиляторы 10, обеспечивающие постоянную скорость воздуха у полутуши примерно 0,85 м/с, подвод воды в форсунки 17 на линии, которые уже загружены мясом, при подаче воды в периодическом распылении ее на поверхности полутуш в течение 1-3 мин с интервалом между подачами в пределах 5-30 мин. Эти параметры определены интенсивностью испарения воды при колебании массы туш, колебании влагосодержания воздуха и влагоудерживающейся способности поверхности туш. Также включают три воздухоохладителя 11, при этом жидкий аммиак после дросселирования кипит при температуре минус 13°С. С помощью этих трех воздухоохладителей на первой стадии охлаждения температуру воздуха в камере прддерживают в пределах 0-10°С. Воздухеохладители работают или полностью в режиме конденсации паров воды (последнюю отводят по трубопроводам слива воды при оттайке воздухоохладителей или слива воды из трубопроводов 13), или в режиме отложения инея на участке отвода воздуха. Эти режимы обеспечиваются тепловой нагрузкой от конденсации пара и от работающих вентиляторов при уменьшенной (до 0,22- 0,67) от установленной охлажденной поверхности воздухоохладителей 11.

При достижении температуры поверхности мяса в пределах от 12 до 10°С с помощью измерителя 15 температуры осуществляют вторую стадию охлаждения воздуха в камере 8, при этом прекращают подачу воды включением слива воды из трубопроводов и включают в работу с помощью командоаппарата 1 еще два воздухоохладителя и электронагреватели 18.

Через 10-30 мин, необходимых для надежного слива воды, отключают электронагреватели 18, и для поддержания разности температуры на поверхности мяса и температуры на поверхности воздухоохладителей 11 вводится в работу дополнительная охлаждающая поверхность с помощью командоаппарата 1 (еще 4 воздухоохладителя).

Воздух на выходе из воздухоохладителей доводится до температуры от минус 5 до 0°С, т. е. на поверхности воздухоохладителей происходит уже образование инея за счет снижения нагрузки на единицу охлажденной поверхности от увеличения этой поверхности и от уменьшения влагопереноса. после прекращения подачи диспергированной воды. Температуру воздуха в камере доводят до минус 2 - минус 6°С и поддерживают на этом уровне.

Охлаждение мяса прекращают после достижения температуры в центре бедра в пределах 4-0°С. Обычно это делают по времени охлаждения как общем, так и по стадиям. Для этого в предварительных опытах определяют температуру в центре бедра на различных этапах в зависимости от времени и устанавливают время охлаждения как по этапам, так и общее время охлаждения. Кроме того, результаты этих измерений сопоставляют с результатами измерения температуры поверхности воздухоохладителей.

Сравнение предлагаемого способа и прототипа представлено в таблице.

Из анализа таблицы следует, что по способу-прототипу иней на поверхности мяса охлаждается с момента начала процесса охлаждения, а по предлагаемому способу лишь после достижения температуры поверхности мяса ниже 10°С(как правило, через 2,5-3 ч после начала процесса). В это время по предлагаемому способу темпера- тура воздуха на выходе из воздухоохладителя положительная, что позволяет проводить диспергирование воды на туши для компенсации усушки.

Если

г 1чДС 17%;

,5ч 15

.40%: ,46%.

По предлагаемому способу в первые 2,5-3 ч усушка компенсируется нанесением (диспергированием воды), тогда в оставшей- ся период времени усушка составит

Л6(18ч) - ДС(Зч)1,4-0.46 0.94%.

Таким образом, усушка против нормы снижения до величины 0,94% или на

ЈЮ. . .

Кроме того, окончание цикла диспергированием воды на туши перед включением второй группы воздухоохладителей позволит еще более снизить усушку. На мясокомбинатах со сверхнормативной

усушкой предлагаемый способ и устройство обеспечат усушку в пределах нормы (1.4%).

Положительная температура воздуха на выходе из воздухоохладителя обеспечиваедся включением в работу 12-67% воздухоохладителей и всех вентиляторов. Таким образом, сохраняется снятие теплового потока от охлаждаемых туш, как и у прототипа, и отвод этого тепла за счет увеличения ДТ

по воздуху и коэффициента теплопередачи за счет составляющей массопередачи (конденсация паров воды вызывает увеличение коэффициента суммарной теплопередачи в 1,4-2 раза).

Воздухоохладители могут работать и с осаждением инея на участках отвода воздуха из теплообменника воздухоохладителя, это позволяет управлять осаждением инея по поверхности (12-67%) первых теплообменников. По прототипу иней осаждается преимущественно на участках подвода воздуха в теплообменники преимущественно воздухоохладителей, забивает проходное сечение для воздуха.

Таким образом, последовательное включение воздухоохладителей в работу в качестве дополнительного эффекта обеспечивает повышение эффективности работы теплообменников воздухоохладителей за счет снижения осаждения инея (за счет отвода воды в первый период работы), распределения осаждения инея по поверхности, начиная с участка отвода воздуха, и распределения осаждения инея по воздухоохладителям за счет- поочередности ввода их в работу.

Все это обеспечивает в качестве дополнительного эффекта к снижению усушки и сокращение времени охлаждения мяса.

Уменьшение площади охлаждающей поверхности воздухоохладителей в начале процесса охлаждения мяса с диспергированием воды необходимо для обеспечения температур воздуха от 10 до 0°С при его влажности 90-100%.

Минимум рабочей доли охлаждающей

ПЛОЩадИ ВОЗДуХООХЛаДИТелеЙ Рмин/Рштатное

определен практически максимально возможным перепадом температур воздуха на работающих воздухоохладителях, определяемым из условия перепада температур в 10°С между воздухом и температурой мяса - для начальной его температуры и температуры воздуха 0°С на выходе из воздухоохладителя.

Максимум рабочей доли площади теп- лообменной поверхности воздухоохладителей при диспергировании воды определен минимально допустимой температурой поверхности мяса при положительной температуре воздуха на выходе из воздухоохладителя (порядка 10-12°С) и длительностью процесса охлаждения мяса в целом до достижения в центре бедра температуры от 4 до 0°С, да к тому же снижением усушки в процессе охлаждения. Поэтому максимальная рабочая доля поверхности воздухоохладителей определена перепадом температуры на воздухоохладителе в 5,3°С, т. е. воздух выходит из воздухоохладителя при 0°С, а выходит при 5,3°С.

Эта доля составляет

РтаХ/Рштатн.3,5/5,,67

или 67 %.

Таким образом, определен диапазон изменения доли рабочей площади воздухоохладителей в пределах 12-67 % площади всех воздухоохладителей в камере на этапе диспергирования воды.

Из этого общего диапазона 12-67 % долей рабочей площади воздухоохладителей оптимальным является диапазон с нижним пределом 0,22 и верхним пределом, обеспечивающим перепад температур на воздухоохладителе не менее, чем в 2 раза

больше, чем у прототипа, т. е. 3,5°С х , Это условно обеспечивается включением 0,51 (между 5 и 4 воздухоохладителями из 9) общей площади воздухоохладителей. Верхний предел обеспечивает охлаждение поверхности мяса до 10°С при включении 5 воздухоохладителей и 12°С при включении 4 воздухоохладителей из 9, находящихся в камере. Кроме того, температура 10-12°С предотвращает активное развитие микроорганизмов на поверхности мяса.

Начальная температура воздуха в камере перед ее загрузкой 0-10°С определена не только тем, что после оттайки воздухоохладителей в камере, как правило, достигается такая температура, но и тем, что на первой стадии при охлаждении парного мяса необходимо поддерживать минимальную разность температур- между поверхностью мяса и воздухом для снижения

.движущей силы усушки. Ниже 0°С нельзя диспергировать воду, выше 10°С - необходимо будет подогревать воздух камеры после оттайки и затем охлаждать после включения воздухоохладителей. Это приводит к ненужной трате энергии. Температура выше 10°С создает условия нежелательного усиленного развития микробов на поверхности мяса.

На 1-й стадии невозможно понизить

температуру поверхности мяса ниже 10- 12°С, так как при интенсивном охлаждении охлаждающий воздух имеет при этом температуру 0°С. Снизить температуру воздуха ниже 0°С невозможно из-за замерзания воды.

Окончание 1-й стадии при температуре выше 10-12°С нежелательно из-за замедления прохождения мясом интервала опасных в микробиологическом отношении температур. К таким же последствиям приводит и

поддержание температуры воздуха на выходе из воздухоохладителей выше 10°С.

Экономический эффект изобретения определен снижением усушки в пределе на 30% по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ охлаждения полутуш мяса, предусматривающий цикличную загрузку парного мяса в камеру, охлаждение воздуха в камере в две стадии с обеспечением омывания им полутуш с постоянной скоростью до достижения конечной температуры в центре бедра 0-4°С, и выгрузку их из камеры, отличающийся тем. что, с целью снижения усушки мяса, полутуши загружают в камеру с исходной температурой в ней

от 0 до 10°С, на первой стадии охлаждения

температуру воздуха поддерживают в этих пределах с периодическим распылением на поверхность полутуш воды в течение 1-3 мин с интервалом 5-30 мин до достижения температуры на их поверхности 10-;120С. а на второй стадии температуру воздуха доводят до минус 2 - минус 6°С и поддерживают на этом же уровне.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к холодильной обработке мяса и мясопродуктов, и может быть использовано для охлаждения овощей и фруктов с той же температурой замерзания, что и у мяса. Целью изобретения является снижение усушки продукта. Парное мясо циклично загружают в камеру с исходной температурой в ней 0-10°С. охлаждают воздух в камере в две стадии и обеспечивают смывание им полутуш. На первой стадии температуру воздуха поддерживают в пределах 0-10°С и на поверхность полутуш рас- пыляют воду в течение 1-3 мин с интервалом 5-30 мин. Первую стадию охлаждения осуществляют до достижения температуры на поверхности полутуш 10- 12°С. На второй стадии температуру воздуха доводят до минус 2 - минус 6°С и поддерживают на этом уровне до достижения температуры в центре бедра 0- 4°С. 2 ил., 1 табл. Ј

-6

18

С

37-39

от 0до 10

(-ЗЫ-5) 0-10 Н)-Н,5) (-2)-(-6)

18 37-39

и

0,85 0,6

24,84

-13

р

10-15 (в10-12 (на

центре бед-поверхности

ра)мяса)

4 (в центре0-4 (в толще

бедра)мышц)

(норма 1,4-1,84)

1,64-2,020,94

0,85 0,6

24,84

Постоянный Нарастающий

(3,9; 5,9;9,9)

-13

2,5 (750)

2,5-3

3,5 3,5

15,3-5,2 3,5

(-8Ы-10)

(+2)-(-3

(-Ч5)-(-6,5) 6,5-5,3

Продолжение таблицы

15,3-5,2 3,5

(+2)-(-3)

Фиг 2