Технология производства пельменей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

пельмени демократический блюдо

Полуфабрикаты в нашей стране пользуются все большим спросом, и, несомненно, спрос этот будет увеличиваться. Благодаря умелым маркетинговым кампаниям этот вид продукции стремительно завоевывает популярность среди украинских потребителей. Современный покупатель ценит возможность заполнить холодильник продуктами на недели вперед, а производитель осознает удобство реализации своей продукции в любое время и в любом месте. Причем к списку давно знакомых полуфабрикатов пельменной группы добавляются разнообразнейшие продукты: от голубцов и блинчиков до замороженных овощей и фруктов. К сожалению, на украинском рынке все еще господствует замороженная продукция из Польши, Дании, Голландии и Бельгии, а также России.

Тем не менее, украинские предприниматели постепенно изучают и внедряют технологии быстрой заморозки, осознавая интерес к подобному товару.

Существует мнение, что замороженные продукты (к примеру, овощи или фрукты) проигрывают по вкусовым и качественным показателям свежим дарам природы. Однако специалисты-пищевики утверждают, что в замороженных продуктах сохраняется гораздо больше витаминов и минеральных веществ, чем в консервированных и даже свежих, пролежавших в хранилищах. При консервировании потери биологической ценности продукта составляют более 40%, а в результате замораживания - не более 30%.

На качество замороженных продуктов большое влияние оказывают размер, форма и распределение кристаллов льда, образующихся в продукте при замораживании. Причем большое значение имеет скорость замораживания.

Поэтому главной целью моей курсовой работы является: выбрать систему для заморозки пельмений с минимальными энергетическими и денежными затратами и при этом сохранить высокое качество продукта. А для этого необходимо: тщательно изучить технологию промышленного производства пельменей, способы и методы замораживания данного продукта, рассмотреть виды холодильного оборудования и выбрать самое оптимальное.



1. Аналитический обзор

1.1 Характеристика продукции

Пельмени с давних времен считаются сытным и удивительно вкусным блюдом. Хотя само слово «пельмень» происходит от двух слов финно-угорского происхождения: «пель» - ухо, «мень» - тесто, хлеб. Ушки из начиненного мясным фаршем теста идеально вписались в традиции многих народов. Замороженные пельмени прекрасно сохраняются всю зиму, не теряя своих качеств. Пельмени можно было брать с собой в дальние зимние поездки, обеспечивая полноценное горячее питание, готовить заранее большими количествами и с самыми разными начинками.

Пельмени - одно из самих демократических блюд. Их можно найти в меню как рабочих и студенческих столовах, так и дорогих ресторанов. Хотя вряд ли в студенческой столовой вам подадут горяченькие пельмени с семгой или осетриной, но и обычная пельменная всегда предлагает как минимум десяток разновидностей этого блюда - любой вкус.

Рецепт приготовления пельмений прост и одновременно традиционен. Он остается неизменным уже сотни, если не тысячи лет. Его используют и современные производители замороженных пельменей, и домохозяйки, и ресторанные повара. Разумеется, любой поклонник пельменей скажет, что полуфабрикаты не сравнить с домашними пельмешками. Именно благодаря продуктам быстрой заморозки пельмени превратились из основательного, серьезного блюда с богатой историей в еду для быстрого перекуса. Конечно такая пища не ассоциируется со вкусом, качеством и пользой. Однако хозяева пельменных производств утверждают, что один товар другому рознь, и серьезные производители полуфабрикатов вкладывают в пельмени максимум стараний.

В наше время, когда нужно постоянно работать, чтобы как-то себя обеспечить, когда все меняется не по дням, а по часам не зная, что тебя ждет завтра, очень часто не хватает времени на качественное приготовление пищи остается совсем мало времени, и полуфабрикаты стали настоящей панацеей, экономящей наше время. Они настолько прочно вошли в нынешний рацион, что часто мы даже не задумываемся, а что собственно мы едим?

Насколько полезны и хороши эти продукты, вот что должно быть критерием при выборе производителя того или иного полуфабриката.

К полуфабрикатам можно отнести фарши, готовые котлеты, голубцы, замороженные овощи, ягоды, грибы, полуфабрикаты из теста, само тесто, пельмени, и другие.

Современные технологии заморозки позволяют сохранить полезные вещества и витамины в продуктах. Полуфабрикаты становятся всё качественнее, полезнее и разнообразнее. Дело лишь за добросовестностью производителя. Ведь в целях экономии так просто нарушить рецептуру, использовать менее ценное мясо, а то и вовсе некачественное, добавить растительный белок и жир, которые гораздо дешевле даже некачественного мяса, и все это продавать по цене качественного продукта, вводя тем самым потребителя в заблуждение.

А неумеренное добавление в полуфабрикаты различных консервантов и красителей и вовсе опасно для здоровья. Вот почему мы должны уделять болшое внимание на производство того или иного вида продукта, а чтобы знать как его сделать более качественным необходимо тщательно изучить сам продукт и технологию его производства.

Таблица 1.1. Теплофизические характеристики пельменей

Точка замерзания,	Удельная теплоемкость, кДж/(кгК)	Скрытая теплота заморозки, кДж/кг
	До заморозки	После заморозки
- 2,2	3,0	1,67	230



Таблица 1.2. Характеристики термообработки пельменей

Условия хранения свежей продукции	Условия термообработки
Температура хранения,	Относительная влажность, %	Температура заморозки,	Температура хранения мороженных пельменей,
-18	90...95	-30... -35	-18

1.1.1 Технология производства пельменей

Широкий выбор начинок позволяет производить пельмени в течении всего года, что обеспечивает разнообразие ассортимента и стабильный спрос на продукцию.

Линия производства пельменей - это то оборудование, на котором можно осуществлять массовое пельменное производство. Сама же технология производства пельменей в кратком виде выглядит так.

Из муки, яйца (яичного порошка) и воды (реже молока) на тестомесе замешивают тесто, загружают в бункер тестораскаточной машины, где оно раскатывается до необходимой толщины. В случае использования муки с невысоким уровнем клейковины применяют экструдер. Когда используется такая технология производства пельменей, тесто получается более грубым, но плотным, зато имеет более натуральную окраску. В формовочной машине тесто подвергается дораскатке, в него подается начинка. Для изготовления начинки используется специальное оборудование для производства пельменей - дробилка. С ее помощью из замороженного мясного сырья после измельчения получается фарш. Затем его вместе с репчатым луком пропускают через волчок (охлажденное сырье сразу пропускают через волчок без измельчения на дробилке), добавляют соль и все хорошо перемешивают в фаршемешалке, куда добавляют при необходимости лед или охлажденную льдом воду. Фарш также загружают в бункер формовочной машины, где формируется сам продукт в соответствии с требуемой формой и весом.

После всех вышеперечисленных операций, в которых используется пельменное оборудование высшего качества, пельмени направляются на тележках в камеру шоковой заморозки или автоматически по конвейеру на спиральный скороморозильный аппарат в случае высокой производительности пельменной линии. Продолжительность заморозки пельменя весом 10 г в камере шоковой заморозки составляет 1-1,5 часа, а в спиральном скороморозильном аппарате - 20-30 минут. После заморозки пельмени упаковываются и перемещаются в холодильную низкотемпературную камеру на хранение [1].



2. Технология термообработки

Холодильная обработка мяса и субпродуктов и их хранение при соответствующих низких температурах являются одним из наиболее совершенных приемов предупреждения или замедления порчи этих продуктов. При холодильной обработке достигается наиболее полное сохранение первоначальных натуральных свойств мяса и субпродуктов. Хранение на холоде обеспечивает минимальные изменения пищевой ценности и вкуса мяса. Обработка холодом обусловливает подавление жизнедеятельности микроорганизмов, а также замедление химических и биохимических процессов, происходящих в продукте под действием собственных ферментов, кислорода воздуха, тепла и света.

В промышленной практике в основном пользуются следующими способами холодильной обработки и хранения мяса и субпродуктов при температуре:

1) на 1-4°С выше точки замерзания тканевой жидкости - это охлаждение и хранение охлажденного мяса;

2) на 1-2°С ниже точки замерзания тканевой жидкости - это подмораживание и хранение подмороженного мяса;

3) значительно ниже точки замерзания тканевой жидкости - это замораживание и хранение мороженого мяса.

2.1 Замораживание пельменей

Замораживанием называется отвод теплоты от продуктов с понижением температуры ниже криоскопической при кристаллизации большей части воды, содержащейся в продукте.

Основное отличие замораживания от охлаждения состоит в том, что замороженные продукты являются более стойкими при хранении, чем охлажденные, поскольку вода в них превращается в лед.

Процесс замораживания применяется также для достижения следующих целей:

1) отделения влаги при концентрировании жидких пищевых продуктов;

2) изменения физических свойств продуктов (твердость, хрупкость и др.) при подготовке их к дальнейшим технологическим операциям;

3) сублимационной сушки;

4) производства своеобразных пищевых продуктов и придания им специфических вкусовых и товарных качеств (мороженое, пельмени и другие быстрозамороженные продукты).

Эффект замораживания достигается при температуре в центре продукта минус 6 °С и ниже.

Вода в продуктах содержит растворенные соли, поэтому она замерзает не при 0 °С, а при более низкой температуре, называемой криоскопической, значение которой на несколько градусов ниже температуры замерзания воды.

Дальнейшее понижение температуры на эту величину практически не влияет. Так как содержание воды в каждом продукте разное, то соответственно у каждого продукта своя криоскопическая температура, которую можно посмотреть в справочнике.

Замораживание - один из методов низкотемпературного консервирования пищевых продуктов. Способ, условия и технические свойства процесса замораживания определяют, исходя из вида, состава, свойств, формы и размеров продукта. Различают два основных способа замораживания: однофазный и двухфазный. Однофазный способ заключается в том, что замораживают сразу парное мясо. Двухфазный способ состоит в том, что парное мясо предварительно охлаждают до температуры не выше +4 ⁰С, а уже охлажденное мясо замораживают до температуры -8 ⁰С и ниже. Первая фаза двухфазного замораживания - охлаждение в камере, а вторая - замораживание предварительно охлажденного продукта в морозильном устройстве.

К морозильным устройствам цикличного и непрерывного действия относят камеры, туннели и морозильные аппараты. В морозильных камерах или туннелях замораживают мясо (всех видов) в тушах, полутушах, четвертинах, а также крупнокусковые и мелкоштучные мясопродукты и субпродукты в формах (тазиках), которые располагают на подвесных этажерках, тележках, стеллажах или в штабеле. В морозильных аппаратах замораживают различные пищевые продукты в виде блоков, поштучно или россыпью.

Морозильные аппараты подразделяются на следующие основные типы: с интенсивным движением воздуха; многоплиточные; контактные, в которых продукты замораживают при непосредственном контакте с жидким хладоносителем или холодильным агентом.

Морозильные аппараты с интенсивным движением воздуха различаются между собой способом укладки продукта (в формах, упаковке, поштучно, россыпью и т. д.), а также конструктивным оформлением системы транспортировки продукта через морозильное отделение (на тележках, ленточном, сетчатом или цепном конвейре, гравитационные и т. д.). Из аппаратов с интенсивным движением воздуха в отдельную группу выделены аппараты для замораживания мелкоштучных продуктов в слое методом флюидизации.

При замораживаннии продуктов в потоке холодного воздуха с их поверхности интенсивно испаряется вода, вследствие чего водяной пар осаждается на холодной поверхности приборов охлаждения в виде инея, а следовательно, теплообмен между воздухом и охлаждающей средой в батареях или воздухоохладителях ухудшается.

Многоплиточные морозильные аппараты (мембранные, горизонтальноплиточные, вертикальноплиточные, роторные) различаются расположением блоков продукта и способом его загрузки.

Метод замораживания продуктов в холодном воздухе применяют в осовном при замораживании мяса в тушах, полутушах и четвертинах, готовых кулинарных изделий, а также мелких продуктов (ягоды, пельмени и др.) во взвешенном состоянии (флюидизация). Кроме того, этот метод применяют для замораживания таких продуктов, как мелкокусковое мясо в блоках, субпродукты, творог, масло, когда они упакованы или находятся в закрытых металлических формах.

Замораживание на воздухе осуществляют в морозильных аппаратах, туннелях и камерах с принудительной циркуляцией воздуха со скоростью движения 0,5 - 5 м/с, в камерах с естественной циркуляцией воздуха со скоростью до 0,3 м/с. С технологической стороны замораживание в морозильных аппаратах, в туннелях и камерах с принудительной циркуляцией воздуха предпочтительнее. При этом увеличивается коэффициент теплоотдачи, скорость замораживания.

Замораживание в жидких кипящих средах. Основное требование при реализации этого способа замораживания -- полная индифферентность хладагента и отсутствие каких бы то ни было реакций между ним и компонентами замораживаемых продуктов. В качестве хладагентов используют сжиженные азот, диоксид углерода и фреон. С помощью данного способа осуществляют охлаждение тушек птицы и упакованных кусков мяса. Данный способ отличается быстротой замораживания продукта, простотой регулирования продолжительности замораживания, возможностью включить установку в линию обработки с нормальной температурой рабочего помещения и отсутствием потерь при замораживании. К его недостатку можно отнести низкую экономичность процесса.

Разрабатывается способ замораживания продуктов с помощью жидкого азота, причем в настоящее время находит применение замораживание продукта путем опрыскивания азотом. Продукты укладывают на ленту конвейера и сначала охлаждают холодным газообразным азотом, а затем опрыскивают жидким азотом. Продукты, имеющие начальную температуру 20--21 °С, замораживаются до --18 °С в течение 1--5 мин в зависимости от размеров. На замораживание 1 кг продуктов расходуется 1 --1,5 кг жидкого азота. Продукт, замороженный: в жидком азоте, имеет высокое качество, во время размораживания из него меньше вытекает мясного сока. Однако жидкий азот дорого стоит.

Замораживание в жидких некипящих средах (погружной метод). В качестве жидких охлаждающих сред используют водные растворы хлорида натрия или кальция определенной концентрации, а также смесь воды с пропиленгликолем при температуре не выше --20?С. Для предохранения от воздействия растворов продукт герметично упаковывают в полимерные материалы, плотно прилепающие к поверхности. Погружной метод позволяет интенсифицировть процесс замораживания, а также механизировать и автоматизировать процсс холодильной обработки продуктов. При этом практически отсутствует усушка продкута, не ухудшается товарный вид [2].

Замораживании в многоплиточных морозильных аппаратах. Эти аппараты применяют для замораживания пищевых продуктов, упакованных в мягкую прямоугольную тару - рыбного филе, расфасованных плодов, ягод, овощей, а также мяса, субпродуктов и рыбы в блоках.

В плиточных морозильных аппаратах продукт зажимается с помощью гидравлического устройства между металлическими плитами, которые имеют каналы для циркуляции холодильного агента. Такое устройство обеспечивает хорошую теплопередачу. Преимущества хорошей поверхностной теплопередачи сводятся на нет с увеличением толщины продукта, поэтому ее часто ограничивают 50-60 см.

Усилие сжатия металлических пластин поддерживается постоянным во время всего процесса замораживания, что практически полностью исключает «выпучивание» продукта, которое наблюдается в воздушных морозильных аппаратах.

Основными преимуществами многоплиточных аппаратов по сравнению с аппаратами воздушного охлаждения являются: компактность; высокая производительность на единицу площади пола (более 3 т/м² в сутки); возможность использования системы непосредственного охлаждения, позволяющей, в свою очередь, не применять очень низкие температуры кипения холодильного агента; интенсивная теплоотдача от продуктов к плитам; небольшая продолжительность замораживания.



3. Классификация морозильных аппаратов и их характеристики

Устройство и принцип действия скороморозильных аппаратов весьма разнообразны. Основными и наиболее распространенными из них являются: а) аппараты воздушного охлаждения, в которых продукты замораживаются в интенсивном потоке холодного воздуха; б) многоплиточные аппараты, где продукт замораживается между полыми металлическими плитами, охлаждаемыми кипящим в них холодильным агентом или циркулирующим холодным рассолом; в) иммерсионные морозильные аппараты, в которых продукт, предварительно упакованный в полимерную пленку, замораживается в охлаждающей жидкости; г) аппараты для замораживания продуктов в жидком азоте или фреоне.

Скороморозильные аппараты воздушного охлаждения. Это универсальные аппараты, в которых можно замораживать самый разнообразный ассортимент продуктов - мясо и субпродукты в блоках, рыбу в блоках и штучно (кроме рыбы крупных пород), тушки птицы, полуфабрикаты, пельмени, готовые кулинарные изделия в блоках и отдельными порциями, творог в пачках и блоках, плоды, ягоды, овощи, зеленый горошек и др.

В промышленности используют следующие морозильные аппараты воздушного охлаждения: туннельные, конвейерные, флюидизационные - для замораживания продуктов во взвешенном состоянии в потоке воздуха.

Многоплиточные скороморозильные аппараты. Эти аппараты применяют для замораживания пищевых продуктов, упакованных в мягкую прямоугольную тару - рыбного филе, расфасованных плодов, ягод, овощей, а также мяса, субпродуктов и рыбы в блоках.

В плиточных морозильных аппаратах продукт зажимается с помощью гидравлического устройства между металлическими плитами, которые имеют каналы для циркуляции холодильного агента. Такое устройство обеспечивает хорошую теплопередачу. Преимущества хорошей поверхностной теплопередачи сводятся на нет с увеличением толщины продукта, поэтому ее часто ограничивают 50-60 см.

Основными преимуществами многоплиточных аппаратов по сравнению с аппаратами воздушного охлаждения являются: компактность; высокая производительность на единицу площади пола (более 3 т/м² в сутки); возможность использования системы непосредственного охлаждения, позволяющей, в свою очередь, не применять очень низкие температуры кипения холодильного агента; интенсивная теплоотдача от продуктов к плитам; небольшая продолжительность замораживания [3].

3.1 Спиральный скороморозильный аппарат

Аппарат предназначен для замораживания штучных продуктов, продолжительность замораживания которых от 10 мин. до 3 часов. В этом аппарате можно замораживать такие продукты, как мясные и рыбные полуфабрикаты, кусочки цыпленка, готовые блюда в формочках, изделия булочные и из теста, мороженое в стаканчиках. Продукты поступают непосредственно с прродуктовой линии на конвейер аппарата, который транспортирует их в зону замораживания.

В теплоизолированной камере транспортная лента движется вокруг вертикального барабана по спирали снизу вверх. С верхней части барабана транспортная лента выводится через ограждение аппарата, поворачивает вокруг роллеров и вновь направляется в теплоизолированную камеру. В месте поворота ленты вне камеры продукт сходит с транспортной ленты и направляется на упаковку. Свободная транспортная лента через теплоизолированную камеру возвращается к загрузочной стороне, предварительно пройдя устройство для автоматизированной мойки. Воздух охлаждается воздухоохладителем, расположенным рядом со спиральным барабаном.



Рис. 3.1. Спиральный скороморозильный аппарат: 1 - грузовой конвейер; 2 - устройство для мойки транспортной ленты; 3 - вентилятор; 4 - привод; 5 - щит управления; 6 - охлаждающие батареи; теплоизолированная камера; 8 - перегородка.

Таблица 3.1 - Характеристики спирального морозильного аппарата

Технические характеристики	АСМ-300	АСМ-400	АСМ-600	АСМ-700
Производительность при замораживании пельменей от Тн= +15 до Тк= --18, кг/час	300	400	600	700
Хладопотребление аппарата при замораживании пельменей от Тн= +15 до Тк= --18, кВт	40	50	80	80
Время замораживания, мин минимальное максимальное	20 60
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	5000 3200 3030	5400 4100 3050	5400 4100 3390	5400 4100 3390
Масса аппарата, т	5,0	6,0	6,5	6,8
Рекомендуемый тип холодильного агрегата	АКК-40В	АКК-50В	АКК-80	АКК-80



Осевые вентиляторы, расположенные внизу, нагнетают воздух через охлаждающие батареи вверх. Внутренний обьем теплоизолированной камеры разделен горизонтальной перегородкой на две части: наружный кожух спирального барабана в сочетании с этой перегородкой образует канал для движения воздуха через пространство, в котором перемещается транспортная лента с продуктом. В нижней части аппарата воздух выходит из спирального барабана и направляется к всасывающей стороне вентиляторов. Схема движения воздуха в аппарате показана на рис. 3.3.

Рис. 3.2. Схема движения воздуха в спиральном аппарате

В процессе замораживания продукт сохраняет свое положение относительно транспортной ленты. Эта особенность позволяет одновременно замораживать различные продукты, продолжительность замораживания которых одинакова, сохраняя при этом определенное направление потока каждого из них в общем технологическом процессе, что дает возможность использовать один аппарат в сочетании с несколькими линиями для производства различных быстрозамороженных продуктов.



3.2 Пельменный скороморозильный аппарат стелажного типа

Аппарат предназначен для быстрого замораживания в потоке холодного воздуха пельменей, уложенных на поддоны. Возможна также заморозка других мелкоштучных продуктов.

Принцип работы аппарата основан на замораживании в потоке холодного воздуха продукта, размещённого на поддонах.

Агрегат, выполнен на базе компрессора фирмы Bitzer, в качестве хладагента используется хладон-22.

Рис. 3.3. Скороморозильный аппарат пельменный стелажного типа

Таблица 3.2. Технические характеристикики пельменного скороморозильного аппарата стелажного типа

Технические характеристики	АМС-25	АМС-35	АМС-50	АМС-100
Производительность замораживания по пельменям при температуре продукта (начальная/конечная) t = +15°С / t=-18°С, кг	25	35	50	75
Температура воздуха в камере аппарата, ° С	-30 ± 1
Время заморозки пельменей от t = +15° С до t = - 18° С, мин	50± 5	50± 5	50± 5	50± 5
Хладагент	R22
Электропитание	380 В, 50 Гц
Габаритные размеры, мм (ДхШхВ)	1480х1900х1850	1480х2162х1850	2100х1750х1850	1480х2584х1850
Масса аппарата, кг	500	550	650	680
Установленная мощность, кВт	4	5,0	6,63	10,5

3.3 Пельменный скороморозильный аппарат типа АПС

Аппараты типа АПС предназначены для быстрого замораживания пельменей и других подобных продуктов. Замораживание продуктов происходит в потоке холодного воздуха с принудительной циркуляцией.

Аппарат представляет собой теплоизоляционную камеру с размещённой внутри транспортной системой, конвейером ленточным выгрузки и воздухоохладителем, соединённым трубопроводами с холодильным агрегатом. Камера аппарата собирается из панелей типа "Сэндвич". Основание обеспечивает естественную циркуляцию воздуха под полом камеры, что исключает промерзание полов помещения во время эксплуатации аппарата. Загрузка продукта осуществляется на верхний ленточный конвейер, с которого продукт последовательно перегружается на нижележащие конвейера. Выгрузка продукта из камеры производится конвейером выгрузки.

Рядом с транспортной системой установлен воздухоохладитель, который состоит из ребристо-трубного испарителя с поддоном и вентиляторов. Обдув транспортной системы с продуктом обеспечивает система ограждений.

Испаритель трубопроводами соединен с холодильным агрегатом. Агрегат, выполнен на базе компрессора фирмы Bitzer, в качестве хладагента используется хладон-22.

Таблица 3.3. Технические характеристики пельменного скороморозильного аппарата типа АПС.

Технические характеристики	АПС-150	АПС-200	АПС-300	АПС-450	АПС-600	АПС-800	АПС-1000
Пр. зам. по пельменям при температуре продукта (нач./конечная) t°=+15°С/t° =- 18° С, кг/час.	150	200	300	450	600	800	1000
Температура воздуха в камере аппарата, °С	-30±2
Время зам. пельменей от t=+15°С до t=-18°С, мин	25...35
Хладагент	R-22
Электропитание	380 В, 50 Гц
Габаритные размеры (ДхШхВ), мм	3500х2000 х2300	4400х2500 х2410	4400х2300 х2710	5000х2500 х2710	5900х2300 х2900	6200х4400 х2400	6600х4400 х2400
Тип агрегата	АКК-20В	АКК-20В	АКК-40В	АКК-50В	АКК-60В	АКК-80В	АКК-100В

Рис. 3.4. Пельменный скороморозильный аппарат типа АПС

3.4 Cкороморозильная камера с тележками циклического типа

Камера такого типа предназначеная для шоковой заморозки продуктов следующих типов: пельменей, вареников, пирогов, блинчиков; котлет, гамбургеров, чебуреков, сосисок; мясных и рыбных полуфабрикатов; теста и булочек; ягод и грибов; закалки мороженого. Продукты, расположенные на тележках - стеллажах ровным слоем. Подаются в морозильный туннель и устанавливаются непосредственно перед постаментным испарителем.

Рис. 3.5. Скороморозильная камера шоковой заморозки



Охлажденный воздух, пройдя через испаритель, подается вентиляторами со средней скоростью 3-4 м/c противотоком или под перекрестным потоком к продукту, обеспечивая тем самым интенсивную теплоотдачу.

Применение постаментного воздухоохладителя в составе установки обеспечивает равномерное направление воздушных потоков на продукт по всем уровням тележек. А также в объем камеры.

Конструкция испарителя позволяет длительное время (от 6 до 24 часов, в зависимости от типа продукта) работать без оттайки, поддерживая заданную температуру в камере.

Камеры скороморозильные с тележками циклического действия применяются для шоковой заморозки продуктов за минимальное время (30 мин. для пельменей , 50 мин. для котлет , 70 мин. для рыбного филе и т.д.).

Эффективно применять такое холодильное оборудование для производств объем выпускаемой продукции от 2000кг до 5000 кг в сутки.

Таблица 3.4. Технические характеристики камеры шоковой заморозки

Производительность по пельменям, кг\ч	150	300	500	600
Температура воздуха в камере аппарата, °С	-30-35	-30-35	-30-35	-30?-35
Начальная температура внутри продукта, °С	+15	+15	+15	+15
Конечная температура внутри продукта, °С	-12?-18	-12?-18	-12?-18	-12?-18
Время замораживания, мин	30...60	30...60	30...50	30...50
Холодопроизводительность, при Т0= -40 °С, кВт	18	36	54	72
Потребляемая мощность, кВт	22	42	65	85
Рекомендуемые размеры камеры, м	5,3х3,5х2.6	6,3х3,5х2.6	6,5х4,0х2,6	7,3х4,0х2.6



4. Расчетная часть

4.1 Выбор технологи заморозки и морозильного аппарата

Для получения высококачественного продукта, а затем для его дальнейшего длительного хранения, необходимо правильно подобрать систему заморозки. В зависимости от вида продукта, его свойств, состава, формы выбирают способ заморозки, устанавливают скорость и глубину замораживания, а затем подбирают наиболее оптимальное морозильное оборудование.

В нашем случае замораживание осуществляется в воздушной среде с вынужденной цыркуляцией воздуха, а именно методом шоковой заморозки. Метод шоковой заморозки назван так потому что процесс заморозки происходит очень быстро. При быстрой заморозке кристаллики льда имеют маленький размер и не повреждают мембраны клеток замораживаемого продукта. Эта особенность быстрой заморозки позволяет, при дефростации (разморозке) продукции, сохранить вес и первоначальную форму продукта, без потери качества и вкусовых свойств.

Для выбора морозильного аппарата произведем сравнительную характеристику наиболее распостраненных морозильных аппаратов:

Таблица 4.1 Сравнение характеристик некоторых аппаратов

Тип аппарата	АСМ-300	АПС-300	Камера
Производительность,кг/час	300	300	300
Начальная тем-ра продукта,	+15	+15	+15
Конечная температура продукта,	-18	-18	-18
Температура воздуха в морозильном аппарате,	-30	-302	-30-35
Продолжительность замораживания, мин	20...40	25...35	30...60
Хладопроизводительность, кВт	40	40	36

Высокая стоимость спирального конвейера оправдывается рядом преимуществ - это и универсальность, то есть замораживание любого вида продукции, и компактность, следовательно, небольшая производственная площадь, и максимальная скорость замораживания продукта, достигающаяся оптимальным распределением потоков холодного воздуха. Такие транспортеры не требуют специальных устройств для передачи продукта с одного яруса на другой. Поэтому для замораживания пельменей я выбираю спиральный морозильный аппарат.

4.2 Формирование исходных данных и расчет габаритов аппарата

В качестве исходных данных было принято

G = 200 кг/час - производительность;

w = 2 м/с - скорость движения воздуха;

Табл. 4.1 - Используемые температуры.

Температура	°С
Температура охлаждающего воздуха	- 30
Температура окружающей среды	+ 20
Температура продукта до заморозки после заморозки	+ 15 - 18
Криоскопическая температура продукта	- 2,2
Криоскопическая температура теста	- 2
Криоскопическая температура фарша	- 1

Табл. 4.2 - Теплофизические характеристики

Теплофизические характеристики	Тесто	Фарш
Плотность, кг/м3	1000	1100
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК)	0,85	1,3
Количество вымороженной влаги, %	0,5	0,75



Рис. 4.1. Внутренний вид спирального морозильного аппарата и движение воздуха в нем

4.3 Расчет продолжительности замораживания пельменей

Расчет продолжительности замораживания пельменей был произведен по формуле Планка (а точнее по приближениям формулы Планка) для двух случаев:

- по соотношению для двухслойного тела:

Рис.

где Ф - коэффициент формы;

q - удельная теплота кристализации воды, Дж/кг;

2 - плотность фарша и теста соответственно, кг/м³;

R1, R2 - характерный размер (толщина) фарша и теста, м;

- доля вымороженной влаги фарша и теста;

- коэффициент теплопроводности фарша и теста, Вт/(мК);

tкр1, tкр2 - криоскопическая температура фарша и теста, °С;

tхл - температура холодильного воздуха, °С.

Ф = V/SR

где V - обьем замораживаемого продукта, м³;

S - площадь замораживаемого продукта, м²;

R - характерный размер продукта, м.

- для однородного тела с усредненными характеристиками:

(4.3)

где - плотность однородного тела, кг/м³;

R - характерный размер (толщина) однородного тела, м;

- доля вымороженной влаги однородного тела;

- коэффициент теплопроводности однородного тела, Вт/(мК);

tкр - криоскопическая температура однородного тела, °С.

Таблица 4.3 - Результаты расчетов

Продолжительность заморозки двухслойного тела, мин	11,2
Продолжительность заморозки однородного тела, мин	9,7

4.4 Расчет габаритов спирального морозильного аппарата

Вместимость аппарата М = G· = 40 кг. В конвейере используют ленту шириной b_l = 0,6 м. Пельмени располагаем перепендикулярно движению ленты на расстоянии 0,03 м один от другого. Тогда по ширине ленты разместится n_p.l = 10, а в аппарате n_p.ap = 2480 пельменей.

n_p.l = b_l/(l_p + 0,03)

n_p.ap = M/m_p

где l_p - длина продукта, м;

m_p - масса одного продукта, кг.

Необходимая длина ленты конвейера (с учетом расстония между рядами продукта d_z = 0,02 м) составит:

L_k = n_p.ap(b_p + d_z ) = 124

При такой длине конвейера с учетом вида замораживаемого продукта целесообразно использовать морозильный аппарат со спиральным конвейером. Стальная сетчатая лента вращается по спирали вокруг барабана диаметром d_b = 2м, тогда диаметр спирали: D_sp = d_b + b_l = 2,6 м, а длина одного ряда спирали: l_sp = · D_sp = 8,168 м. Всего на барабане должно быть размещено n_sp = L_k/l_sp = 15 рядов спиралей конвейера.

При толщине пельменя 0,02 м, толщине сетки конвейера 0,01 м, ширине отступа между конвейерами 0,05 м и четырех 15-ти рядах спиралей получим минимальную высоту барабана H_b1 = 1,2 м. Учитывая конструктивные выступы барабана с двух сторон по 0,2 м, получим уточненную высоту барабана H_b = 1,6 м.

Ширина морозильного аппарата определяется диаметром барабана d_b = 2м, шириной двух лент конвейера (2· b_l), двумя зазорами между лентой и стенкой аппарата (2·0,1 м), толщиной двух стенок корпус аппарата (2·0,1 м). Таким образом, ширина аппарата B = 3,6 м, а с учетом установки воздухоохладителя принимаем В = 4,5 м. Длина аппарата больше ширина на размер воздухоохладителя в направлении движения воздуха. Принимаем L = 5,5 м.

Высота аппарата определяется высотой барабана H_b, высотой воздухоохладителя, отступом для поворота потока воздуха (0,5 м) и двумя толщинами корпуса аппарата (2·0,1 м), H = 3,4 м.

4.5 Расчет теплопритоков

Теплоприток через ограждения:

Q₁ = k F·T

где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² К);

F - площадь поверхности ограждения, м²;

T - разность между иемпературами вне скороморозильного аппарата (температура окружающей среды) и внутри аппарата (температура холодильного воздуха), °С.

Теплоприток от замораживания пельменей:

Q₂ = G· q_z/3600

где G - масса замораживаемых пельменей, кг;

q_z - теплота, отводимая от продукта при замораживании, Дж;

Теплота, отводимая от продукта при замораживании определяется следующим образом:

q_z = c₀·(T_n - T_kr) + w··r + c_z·(T_kr - T_k)

где c₀ - удельная теплоемкость не замороженных пельменей, Дж/(кгК);

c_z - удельная теплоемкость замороженных пельменей, Дж/(кгК);

T_n - начальная температура пельменей до замораживания, °С;

T_kr - криоскопическая температура пельменей, °С;

T_k - конечная температура пельменей после замораживания, °С;

w - влагосодержание пельменя, кг/кг;

- доля вымороженной влаги;

r - скрытая теплота заморозки, кДж/кг.

Теплоприток от охлаждения ленты конвейера длиной 124 м:

Q_2k =

где - масса ленты конвейера, кг;

- удельная теплоемкость ленты конвейера кДж/кг;

- начальная температура ленты конвейера, °С;

- конечная температура ленты конвейера, °С.

Теплоприток от инфильтрации воздуха через окна загрузки и выгрузки:

Q_inf = 0.3·Q₁

Теплоприток от работы электродвигателей вентиляторов:

Q_el = 0.2·Q₂

Суммарная тепловая нагрузка на аппарат будет равна сумме теплопритоков:

Q = Q₁ + Q₂ + Q_2k + Q_inf + Q_el (4.13)



Таблица 4.4 - Результаты расчетов

Теплоприток через ограждения, кВт	2,085
Теплоприток от замораживания пельменей, кВт	14,453
Теплоприток от ленты конвейера, кВт	3,038
Теплоприток от инфильтрации, кВт	0,635
Теплоприток от работы электродвигателей вентиляторов, кВт	2,891
Суммарная тепловая нагрузка на аппарат, кВт	23,132

4.7 Подбор холодильного оборудования

Исходя из расчета тепловой нагрузки Q = 23 кВт с помощью специальной программы производим выбор холодильного оборудования.

Выбираем компрессорно-рессиверный агрегат на базе компрессора Bitzer (Германия), модель: 6F-40.2Y.40P. При Т_кип = - 36 °С, Т_конд = 35 °С и при работе на хладагенте R404A его мощность составляет 16,96 кВт, хладопроизводительность - 22,5 кВт.

Испаритель подбираем по выбранному агрегату, т.е. учитывая его хладопроизводительность, так как он должен испарить полностью весь хладагент. Выбираем испаритель фирмы Gunter (Германия), модель: GHN 071.2E/27-AND50.E. При работе на хладагенте R404A его хладопроизводительность составляет - 22,5 кВт. Габаритные размеры испарителя: L = 3460 м, B = 900 м, H = 955 м. Это позволяет нам удобно расположить его в нашем аппарате. Данный испаритель оснащен двумя вентиляторами с автоматической оттайкой.

Конденсатор фирмы Gunter (Германия), модель: GVHX 045.1A/3-NX.E, мощностью 78,6 кВт при Т_{на входе} = 35 °С, Т_{на выходе} = 33,6 °С.



Заключение

В данной курсовой работе я ознакомилась с технологией производства пельменей, их характеристиками. Были рассмотрены способы термообработки и методы замораживания пельменей. Для замораживания пельменей оптимальным методом оказался метода замораживания в холодильном воздухе, а именно шоковая заморозка, т.к. заморозка этим методом происходит очень быстро. При быстрой заморозке кристаллики льда имеют маленький размер и не повреждают мембраны клеток замораживаемого продукта. Эта особенность быстрой заморозки позволяет, при дефростации (разморозке) продукции, сохранить вес и первоначальную форму продукта, без потери качества и вкусовых свойств.

Был произведен расчет времени замораживания пельменей, которое составило 11,2 мин.

Также был расчитан спиральный скороморозильный аппарат, производительностью 200 кг/час и подобрано оборудование для него.



Список источников информации

1. http://meat-pro.ru/pelmeni/kratkaya-tehnologiya-proizvodstva-pelmeney.htm, 2010г.

2. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. Общая технология мяса и мясопродуктов. - М.: Колос, 2000г.

3. Мещеряков Ф.Е. Основы холодильной техники и технологии. - М.: Пищевая промышленность, 1975г.

4. Быков А. В. Применение холода в пищевой промышленности, справочник. - М.: Пищевая промышленность, 1979г.

5. http://www.alis.org.ua/shokovaja-zamorozka/, 2009г.

6. http://www.rosholod.ru/apparat.html, 2006г.

7. http://www.porkka-nw.ru/?page_id=188, 2009г.

8. Бараненко А.В., Куцакова В.Е., Борзенко Е.И., Фролов С.В. Примеры и задачи по холодильной технологии пищевых продуктов. - М.: Колос, 2004. - 240 с.

9. ЗАО «Остров» - Руководство по расчету теплового баланса холодильных камер, 1999. - 56с.

Размещено на Allbest.ru

...