В21. Замораживание погружением, криогенное замораживание. Общая характеристика. Режимы. Достоинства и недостатки. Общие сведения об оборудовании.

В настоящее время в промышленном масштабе для замораживания пищевых продуктов используются следующие криогенные агенты: жидкий азот, диоксид углерода и хладон. Основными преимуществами криогенного метода являются: малая продолжительность процесса, сохранение качества продукта, минимальные потери его массы за счет усушки без применения специальных упаковочных материалов. Наибольшее распространение для замораживания штучных продуктов получил жидкий азот, обладающий относительной инертностью, низкой температурой и высокими термодинамическими свойствами. Замораживание пищевых продуктов жидким азотом в настоящее время осуществляется способами погружения и орошения.

Способ погружения продукта в жидкий азот применяется в основном для замораживания продуктов, имеющих сферическую форму, или для продуктов других форм, предназначенных для дальнейшего дробления: это объясняется возникновением внутреннего напряжения в продукте, что приводит к образованию трещин. Отрицательным моментом данного метода является возможность накопления жидкого кислорода в ванне с жидким азотом, что может привести к самовозгоранию по мере испарения последнего.

С целью уменьшения расхода жидкого азота для замораживания используют метод орошения азота на продукт, который оказался более экономичным по сравнению с погружением. Для этой цели используются различного вида форсунки с большим конусом факела, которые могут производить распыление жидкого азота в мелкодисперсное состояние. Способ орошения предусматривает использование паров азота для предварительного охлаждения продукта и выравнивания температуры по объему. В этом случае холодопроизводительность 1 кг азота состоит из количества теплоты, отводимой жидким азотом от продукта при переходе его в газообразное состояние, и дополнительного количества теплоты, образующейся при нагревании паров азота до температуры, с которой азот выходит из морозильного аппарата

t = r+ c_n (t_n – t_а ),

где r- теплота парообразования азота, кДж/кг

c_n – теплоёмкость паров азота, кДж/кг

t_n – выходная температура паров азота,

t_а– температура кипения жидкого азота,

Так, например, при температуре отходящих паров минус 50°С 1 кг азота поглощает 83, 5 кДж теплоты. Расход азота зависит главным образом от теплосодержания замораживаемого продукта, степени использования холодильного потенциала паров азота, величины постоянных потерь за счет теплопритоков извне, расхода азота на охлаждение аппарата в начале работы. На величину расхода азота большое влияние оказывает коэффициентполезного действия скороморозильного аппарата и вид замораживаемого продукта. Продукты больших размеров обеспечивают более высокий КПД аппарата, т. к. при этом возможна более высокая производительность и сумма постоянных потерь распределяется на большее количество замороженного продукта.