Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Трубников Антон Николаевич

Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш
<
Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Трубников Антон Николаевич. Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.04 Санкт-Петербург, 2007 149 с., Библиогр.: с. 129-135 РГБ ОД, 61:07-5/4330

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 13

Анализ методов размораживания мяса 13

Методы расчета продолжительности размораживания 26

Воздухораспределение в процессе размораживания мяса 32

Способы распыления жидкости 40

Выводы по обзору 51

Глава 2. Разработка гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш 53

Введение 53

Кинетика процесса размораживания и температура поверхности 54

Теплообмен в пленке стекающей жидкости на этапе орошения 60

Кинетика двухстадийного размораживания пищевых продуктов 71

Глава 3. Экспериментальное исследование показателей процесса размораживания мясных четвертин и полутуш 84

Описание экспериментальной установки 84

Методика проведения эксперимента и результаты исследования 87

Глава 4. Разработка технологии гидроаэрозольного размораживания мясных четвертин и полутуш в дефростационных камерах 110

Технология размораживания 110

Выводы и рекомендации по технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш в производственных условиях 124

Выводы по работе 127

Список литературы

Введение к работе

В последние годы требования к каждой технологической операции промышленного производства мясопродуктов постоянно повышаются. В современном производстве начальной стадией переработки является процесс размораживания. Основной целью размораживания является, по возможности, максимальное восстановление его первоначальных свойств, а также приведение продукта в состояние удобное для дальнейшей переработки. Объемы же использования мяса на кости, требующего обязательного размораживания, не только не снизились, но и несколько увеличились.

На любом перерабатывающем предприятии, использующем замороженное сырье, возникает вопрос сокращения времени размораживания при сохранении качества получаемого продукта. Одновременно следует учитывать, что предприятия оснащены камерами размораживания, аналогичными по своей конструкции камерам замораживания или хранения мяса. Вследствие этого, возникает необходимость разработки технологии размораживания мясных полутуш, максимально использующей существующие площади и. пригодной для промышленного производства. Обязательными требованиями к разрабатываемой технологии является минимизация времени процесса с учетом качественных характеристик мяса.

Целью данной работы являлась разработка технологии размораживания мясных полутуш в производственных условиях с минимальными затратами времени при сохранении высокого качества размороженного мяса.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

- создать физико-математическую модель процесса размораживания,
позволяющую определить расчетные температуры воды и воздуха,
температуры в толще продукта на различных этапах размораживания;

- экспериментально поверить основные положения физико-
математической модели процесса размораживания и получить подтверждение

соответствия расчетных параметров процесса размораживания действительным;

- разработать кинетическую и оптимизационную модель двухстадийного
способа размораживания полутуш в производственных условиях,
позволяющую определить время этапов орошения и обдува воздухом при
минимальном общем времени процесса;

- разработать технологию двухстадийного гидроаэрозольного
размораживания мясных продуктов (полутуш) в производственных условиях,
дать рекомендации по компоновке основных элементов установки
(распылители воды, воздухораспределители) в объеме камеры размораживания.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- разработана двухстадийная гидроаэрозольная методика размораживания
мясных продуктов, в частности полутуш, для производственных условий,
включающая первый этап - орошение поверхности полутуш водяным
аэрозолем с равномерным его распределением за счет динамических
воздухораспределителей; второй этап - обдув поверхности полутуш воздухом
фиксированной температуры с применением тех же воздухораспределителей;

исследованы аналитически и впервые получены экспериментально данные по распределению температур по толщине продукта в зависимости от времени орошения и температуры воды при размораживании мясных четвертин гидроаэрозольным методом. Проведено сравнение полученных данных с результатами расчетов, показано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных величин;

предложена кинетическая модель двухстадийного гидроаэрозольного способа размораживания, позволяющая оптимизировать процесс с точки зрения сокращения времени. В результате проведенных расчетов определено соотношение периодов орошения и обдува поверхности полутуши на единичном объекте и в промышленном производстве;

- новизна разработанной технологии подтверждена патентом РФ на изобретение № 2237411 «Способ двухстадийной дефростации пищевых продуктов».

Апробация работы.

Работа выполнялась в рамках подпрограммы «Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК» Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения». Материалы диссертационной работы докладывались автором на конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и докторантов СПбГУНиПТ, Санкт-Петербург, 2001-2005 г.г., НТК молодежи, посвященный 300-летия Санкт-Петербурга «Петербургские традиции хлебопечения, пивоварения, холодильного хранения и консервирования», Санкт-Петербург,

  1. г., в рамках выставки «Перспективные технологии XXI века» 18-21 мая

  2. г. Министерства образования РФ Федерального агентства по науке РФ. Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 2 публикации в журнале «Вестник МАХ» за 2003-2004 гг., рекомендованном ВАК РФ.

Практическая значимость.

Произведена опытно-промышленная проверка гидроаэрозольного метода размораживания мясных полутуш на предприятии ООО «Холдинговая компания Парнас». Результаты данной работы и практические рекомендации автора были использованы при модернизации камер размораживания мяса названного предприятия.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложений. Содержание работы изложено на 103

страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 10 таблиц, 2 приложения.

В первой главе проведен анализ методов размораживания мяса, обсуждены их преимущества и недостатки. Отмечено, что каждый метод в отдельности не может полностью удовлетворить все требования к технологии размораживания мяса в условиях промышленного производства. Сделан вывод о перспективности комбинированных методов размораживания. Рассмотрены методы расчета продолжительности размораживания, проведена их классификация. Сделан вывод о перспективности аналитического метода расчета с его экспериментальной проверкой. Вопрос воздухораспределения в дефростационных камерах рассмотрен на примерах существующих установок. Анализировались способы распределения воздуха, скорость его движения в рабочей зоне, виды воздухораспределительных устройств. Отмечено, что для условий промышленных установок, перспективным является применение динамических воздухораспределителей. Рассмотрены способы распыления воды для создания гидроаэрозоля высокой дисперсности. Обсужден механизм распыления, выбран тип форсунок, обсуждены их технические характеристики, выбран максимальный диаметр капель для их витания в потоке воздуха. Сделан вывод о перспективности применения пневматических форсунок с регулированием производительности по воде. Отмечено, что при оценке качества конечного продукта (размороженного мяса) важную роль играет способ его замораживания, условия последующего его хранения. Тем не менее, в значительной степени на качество мяса влияет способ его размораживания. Сделан вывод о том, что оценивать качество мяса после размораживания целесообразно по количеству выделившегося сока и показателю рН.

На основании аналитического обзора литературных источников сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе последовательно рассмотрены вопросы размораживания за-счет воздушного душирования продукта теплым воздухом, орошением теплой

водой и двухстадийного гидроаэрозольного способа. Рассмотрены вопросы теплообмена в стекающей по поверхности полутуши пленке воды, кинетика процесса, приводятся зависимости для расчета температуры теплоносителей и времени размораживания мясных полутуш при гидроаэрозольном методе. Доказано, что общее время размораживания гидроаэрозольным методом может быть минимизировано за счет правильного выбора соотношения продолжительности времени орошения (первый этап) и обдува полутуш (второй этап). Показано, что соотношение этих этапов должно быть 4/1.

В третьей главе приводятся результаты экспериментального исследования: дается описание экспериментальной установки, методики исследований, характеризуются факторы процесса, обсуждаются результаты экспериментов. Подчеркивается, что разработанные физико-математическая и кинетическая модели процесса гидроаэрозольного размораживания мясных полутуш хорошо описывают реальные процессы и могут быть применена для примышленного использования. Подтверждено, что гидроаэрозольный способ размораживания не только не ухудшает качество размороженного мяса, но и позволяет получить определенный привес за счет насыщения влагой.

Четвертая глава посвящена разработке технологии гидроаэрозольного размораживания мясных полутуш в производственных условиях. Отмечено существенное различие в технологии размораживания единичного объекта и процесса размораживания в производственных условиях. Особое внимание уделено процессам распыления воды и равномерного распределения пленки жидкости по поверхности полутуши. Выбраны и рекомендованы к использованию в промышленных условиях пневматические форсунки высокого давления и динамические водухораспределители. Эксперименты в производственных условиях показали, что гидроаэрозольный метод является более технологичным, чем традиционный метод размораживания теплым воздухом, так как не только сокращает время размораживания, но и снижает

трудоемкость процесса за счет исключения следующих за размораживанием операций по обмывке и обсушке полутуш.

Основные результаты работы сформулированы в выводах и заключении.

Методы расчета продолжительности размораживания

Вопрос о продолжительности процесса размораживания в холодильной технологии пищевых продуктов по традиции не рассматривается самостоятельно. Считается, что продолжительность размораживания можно определять по тем же соотношениям, что и продолжительность замораживания, только заменив в них параметры замороженной части на параметры не замороженной. Это связано с тем, что с чисто теплофизической точки зрения эти процессы весьма схожи: оба они состоят в перемещении границы раздела между отвердевшей и жидкой фазами от периферии в глубь тела по мере отвода (подвода) тепла от (к) его поверхности. Отвердевающую (или оттаивающую) в таком процессе жидкость рассматривают как не подверженную свободному или вынужденному конвективному движению, так как она распределена в виде мелких включений в пористом твердом теле или как-либо иначе механически связана с неподвижной скелетной структурой тела. В математической физике подобные задачи обычно называют задачами Стефана.

В [46] отмечается, что процесс размораживания, вообще говоря, с теплофизической точки зрения заметно проще, чем процесс замораживания. Это связано с рядом обстоятельств, главным из которых является следующее: при размораживании подводимое тепло плавления передается через оттаявший слой, а не через замороженный, как это имеет место при замораживании. Оттаявший же слой с точки зрения теплопроводности значительно проще, поскольку он является однородным и его теплофизические характеристики (ТФХ) очень слабо зависят от температуры и координаты. Замороженный же слой неоднороден, поскольку от температуры зависит количество вымороженной воды, которое очень сильно влияет на ТФХ.

Существующие методы определения продолжительности замораживания и оттаивания можно несколько условно подразделить на три класса: 1. Эмпирические методы. 2. Численные методы. 3. Аналитические методы.

К первому классу [68] относятся зависимости, полученные на основе обработки экспериментальных данных. Подобные зависимости обычно дают весьма точные результаты, однако для весьма узкого круга продуктов и в пределах значений параметров процесса, при которых проведён эксперимент. Ко второму классу [64] относятся решения уравнений теплопроводности всевозможными сеточными методами на ЭВМ. При этом получаются довольно точные результаты (при условии, что используемые методы являются устойчивыми, а исследование устойчивости сеточных методов решения задач Стефана крайне сложно), однако метод громоздок, и требует высококвалифицированных специалистов для создания программного обеспечения. К третьему классу относятся приближённые аналитические решения задач Стефана. Ввиду крайней сложности подобных задач, при аналитическом решении приходиться прибегать к большому числу упрощающих допущений, зато результаты являются весьма общими и к тому же, как правило, представляются в виде простых и удобных для расчёта формул. Как было отмечено в докладе [65] на последнем конгрессе ASAE/CSAE, наблюдающийся в последние десятилетия время перекос интересов исследователей в сторону всевозможных численных методов -явление временное, и в будущем неизбежно воскрешение интереса к приближенным аналитическим методам.

Разумеется, представленное выше деление методов определения продолжительности замораживания, является в какой то степени условным. На практике часто какой либо метод носит черты нескольких классов. В частности, существуют полуэмпирические методы [52], в которых на основе теоретических соображений находится вид выражения, а затем из экспериментальных данных находятся коэффициенты в этом выражении. Поскольку метод, предлагаемый нами далее в главе 2, носит чисто аналитический характер, то далее в этом параграфе мы разберём существующие чисто аналитические методы определения продолжительности замораживания и размораживания.

Первым следует упомянуть классическое решение Стефана, полученное в 1891 году [77]. Оно позволяет вычислить время замораживания или размораживания бесконечной пластины при первом краевом условии на границе (то есть если температура поверхности пластины равна температуре среды, или при бесконечном коэффициенте теплоотдачи) при условии выполнения следующих допущений:

1. Тело перед началом замораживания (размораживания) охлаждено (нагрето) до криоскопической температуры.

2. Льдообразование (таяние льда) в этом теле происходит без переохлаждения (перегрева) при криоскопической температуре.

3. Тело однородно. Теплофизические свойства его замороженной (оттаявшей) части не зависят от температуры, температура хладоагента (нагревающего агента) - от времени, плотность тела при замораживании (оттаивании) не изменяется.

Теплообмен в пленке стекающей жидкости на этапе орошения

Если перенос тепла к поверхности продукта от нагревающей среды происходит через какие-либо промежуточные слои, создающие добавочное термическое сопротивление (например, когда оттаивается продукт в упаковке, что нередко делается при оросительной дефростации), то его следует учесть, дополнив внешнее термическое сопротивление суммой термических сопротивлений дополнительных слоев, теплопроводность каждого из которых Kdd, а толщина 8а . С этими изменениями формула (2.2.14) примет вид

Соотношения (2.2.7) и (2.2.13), рассматриваемые как система уравнений, позволяют определить температуру поверхности, как функцию времени ts(i). Для этого необходимо решить уравнение (2.2.13) относительно А (то есть найти функцию А(т), обратную к функции т(А), задаваемой (2.2.13)), и подставить найденное А в уравнение (2.2.7). Поскольку аналитически разрешить (2.2.13) относительно А можно лишь в случае тел простой формы (при Ф = 1 и Ф = 1/2, то есть для бесконечных пластины и цилиндра, имеем квадратное уравнение, а при Ф = 1/3, то есть для шара, имеем кубическое уравнение на А), то проще делать это численно.

Для проверки возможности применения соотношений (2.2.7) и (2.2.13) к размораживанию мясных туш (эти соотношения были получены в результате весьма серьезных упрощающих допущений), нами были проведены эксперименты по размораживанию четвертин говяжьих туш (бедренная часть) чисто воздушным способом. Параметры продукта следующие (см. [4, 7, 49, 51]: масса 50 кг, коэффициент формы Ф - 0,56; характерный размер (половина толщины бедренной части) R = 0,1 м; плотность р = 1030 кг/м3; теплопроводность оттаявшей части X = 0,47 Вт/(мС); влажность W = 0,74; криоскопическая температура tcr = - 2 С. Четвертины обдувались воздухом со скоростью 1,5 м/с. При этом коэффициент теплоотдачи, вычисленный по известным соотношениям для обдувания тел [7] составил а = 14 Вт/(м20С). Число Био соответственно равно Bi = 3,2. Начальная температура продукта составляла -18 С, продукт обдувался воздухом с температурами t = + 10; + 15 и t = + 20 С соответственно. В процессе дефростации измерялись температуры центра туши (чтобы зафиксировать момент прохождения фазового перехода в центре тела) и ее поверхности. Время дефростации составляло 48; 35 и 27 часов соответственно. На графиках 2.2.1; 2.2.2 и 2.2.3 показаны экспериментальные значения температуры поверхности продукта в ходе процесса вкупе с теоретическими кривыми, рассчитанными по соотношениям (2.2.7) и (2.2.13). Расчетные значения времен оттаивания составляют 26,8; 34,7 и 49,1 часов соответственно. Наблюдается достаточно хорошее соответствие теории эксперименту, что позволяет сделать вывод о применимости этих соотношений.

В настоящем параграфе получено расчетное соотношение для определения коэффициента теплоотдачи от вертикальной поверхности к медленно стекающей по ней водяной пленке. Это необходимо для определения продолжительности гидроаэрозольной дефростации. вопрос об оптимальном расходе воды при орошении, который, с одной стороны, обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи, а с другой, не приводит к излишнему расходу питьевой воды. Известная теория Нуссельта [6], [43] для практических расчетов неудобна, так как в ней коэффициент теплоотдачи рассчитывается исходя из локального значения температуры жидкости, которая, в свою очередь, заранее неизвестна и должна быть рассчитана. Мы же получим соотношение для коэффициента теплоотдачи исходя из известной начальной температуры воды.

Для решения этих задач мы будем исходить из следующих предположений: 1) Течение пленки носит ламинарный характер. Поскольку пленка стекает весьма медленно, то это предположение выглядит достаточно естественным. 2) Единственными силами, действующими в жидкости, являются сила тяжести и сила внутреннего трения (вязкости), инерционными силами пренебрегаем. Это опять же обоснованно из-за медленности движения пленки. 3) Взаимодействие пленки с окружающим воздухом, как гидродинамическое, так и тепловое, отсутствует. Действительно, трение пленки о воздух заведомо во много раз меньше, чем силы внутреннего трения, поэтому гидродинамическое взаимодействие слабо. Тепловой поток от воздуха к жидкости мал по сравнению с потоком от жидкости к поверхности, поэтому и тепловым взаимодействием можно пренебречь. 4) Скорость жидкости в любой точке имеет только вертикальную компоненту. 5) Толщина пленки во всех точках поверхности одинакова. 6) Процесс является стационарным: ни скорость, ни температура жидкости от времени не зависят. 7) Толщина теплового пограничного слоя равна толщине пленки (то есть вся пленка является пограничным слоем). Это предположение естественно в силу малой толщины пленки.

Методика проведения эксперимента и результаты исследования

Объектом исследования служили бедренные четвертины говяжьих туш 1 категории упитанности (производство Польши и Испании). Была проведена серия опытов по размораживанию двумя методами: воздушным и гидроаэрозольным (двухстадийным). Метод и температура среды для каждого опыта приведены в табл. 3.2.1. Под каждым из номеров опыта подразумевается эксперимент над серией объектов (не менее 15 объектов при выборке из разных партий) при одних и тех же режимных параметрах. Для размораживания отбирались четвертины массой около 50 кг одной партии. Замороженные четвертины мяса отбирали на производственном холодильнике мясоперерабатывающего предприятия «Парнас-М». Отбор объектов производился согласно ГОСТ 7269-79. При этом четвертины без видимых признаков порчи отбирались из партии, поставленной одной страной-производителем. Размораживание проводилось на экспериментальной установке, описанной в разделе 3.1.

Четвертины подвешивались на штангу и в камеру подавались воздух, вода или водо-воздушная смесь в зависимости от условий эксперимента. Размораживание производилось до температуры в термическом центре тела равной -ЮС. Такие параметры обеспечивают последующую обвалку мяса в нормальном рабочим режиме. Во время размораживания воздухом его скорость у поверхности четвертины поддерживалась около 1,5 м/с. На первом этапе орошение осуществлялось питьевой водой посредством мелкодисперсного распыления пневматической форсункой. Расход воды составлял 6 г/с, диаметр капель - 20 мкм, что соответствует толщине пленки приблизительно 50 мкм на одну четвертину. Увеличение расхода оказалось нецелесообразным, так как при этом не наблюдалась интенсификация процесса размораживания, а расход воды резко возрастал. Температура орошающей воды выбиралась на 2...8 С выше максимально допустимой температуры поверхности и составляла +20 С. На втором этапе размораживание производилось воздухом, при этом температура поверхности достигала+18 С. После размораживания в говядине определялись те же показатели, что и до размораживания.

Так как настоящее исследование посвящено решению технологических вопросов, связанных с интенсификацией тепло-массообменных процессов при размораживании в производственных условиях, выражающейся минимизацией времени размораживания мяса, технология замораживания и условия хранения которого не известны, необходимо оценить лишь изменения осредненных значений качественных показателей продукта. Эти показатели касаются в основном потери массы и внешнего вида конечного продукта. Известно, что определяющим фактором, обуславливающим потерю влаги, является рН: чем выше этот показатель, тем меньше вытекание сока. Это связано с истощением запасов гликогена. К тому же известно, что стойкость различных мышц к разрушению при замораживании и размораживании различна. При организации технологического процесса производства мясопродуктов на покупном замороженном сырье значение рН может являться тестом для оценки возможности прогнозирования поведения мяса в последующей переработке. Если рН лежит в пределах 5...5,4, то потеря сока по отношению к исходной массе весьма велика и может достигать 12%, затем вытекание сока экспоненциально уменьшается с ростом рН и при достижении величины рН = 6...6,5 вытекание уменьшается до 3...5 %.

При проведенных экспериментах по различным способам размораживания возник вопрос: как способ размораживания влияет на изменение рН, и, соответственно, на потери мясного сока? По результатам исследований можно сделать вывод, что предложенный способ гидроаэрозольного размораживания не ухудшает качество конечного продукта, что выражается в незначительном изменении показателя рН по сравнению с традиционными методами.

Для подтверждения правильности выдвинутого положения были проведены эксперименты, позволяющие соотнести величину усушки и потерь при размораживании и обвалке со значением величины рН. Доля вытекающего сока определялась по разности исходной и конечной (после обвалки) массы продуктов, отнесенной к исходной массе четвертины.

В связи с тем, что свойства исследуемого продукта различались существенно, при обработке данных рассматривались осредненные результаты, полученные при выборке 15....20 объектов из разных партий. Естественно, что все полученные зависимости имеют достаточно высокую относительную погрешность (12... 15%), однако, она значительно меньше, чем пределы изменений исследуемых переменных.

При проведении исследований рассматривалось влияние соотношений определяющего размера продукта, размораживаемого на первой и второй стадиях, на продолжительность процесса размораживания. Момент прохождения фронта размораживания через определенную точку фиксировался по времени достижения в ней криоскопической температуры. Температура измерялась термопарой и записывалась в память компьютера. Одновременно измерялись и фиксировались температуры в 8 точках. Их значения приведены ниже.

Выводы и рекомендации по технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш в производственных условиях

После проведенных расчетов определяют площадь сечения выходных каналов по уравнению расхода и рассчитывают диаметр этих каналов. Таким образом, обеспечив геометрические и режимные параметры эксплуатации форсунки, гарантируется требуемый диаметр капель воды.

По данной методике произведен расчет показателей пневматической форсунки для условий распыления воды в условиях эксплуатации камеры дефростации для получения капель диаметром не более 20 мкм. Пример расчета приведен в приложении 2.

При проведении данной работы была проведена опытно-промышленная проверка гидроаэрозольного метода размораживания мясных полутуш на предприятии ООО «Холдинговая компания Парнас». Для распыления воды использовались форсунки, конструкция которых приведена в главе 2. В соответствии с выводами главы 3 регулирование производительности форсунки производилось при постоянном минимальном давлении газа за счет перемещения иглы. Для этого использовался график зависимости расхода жидкости от положения иглы (рис. 1.4.2.). Для расхода воды 54 кг/ч, полученного в результате расчетов (см. прил. 2), возможны 2 варианта положения иглы: 1-й вариант: Д1 = 5 мм при давлении воды 300 кПа; 2-й вариант: А1 = 4,5 мм при давлении воды 500 кПа. С практической точки зрения был выбран 1-й вариант как менее энергоемкий и проще реализуемый, тем более что при наладке системы распыления существовала возможность регулирования расхода в широком диапазоне значений. Для лучшего взаимодействия потоков воздуха и распыленной воды форсунки были размещены под воздухораспределительными отверстиями воздуховода: в этом случае наибольшее количество капель вовлечено в поток воздуха и формируется динамический поток аэрозоля.

Основной целью разработки и внедрения гидроаэрозольного метода является сокращение времени размораживания мясных полутуш в производственных условиях при сохранении высокого качества конечного продукта. Проведенные расчеты и их экспериментальная проверка позволили рекомендовать соотношение времени орошения и сухого обдува 4:1 для достижения минимального суммарного времени размораживания. Это соотношение будет выполняться для любых размеров камер дефростации при условии соблюдения положений изложенной выше технологии.

1. На этапе напыления жидкости при гидроаэрозольном методе размораживания необходимо обеспечить распыление воды с максимальными размерами капель 20 мкм. При этом скорость движения воздуха у поверхности полутуши должна быть не ниже 0,3 м/с, что обеспечит доставку капель аэрозоля к любой точке поверхности полутуши.

2. На этапе обдува при гидроаэрозольном методе размораживания скорость движения воздуха у поверхности полутуш должна быть в области бедра 2 м/с, пашин 1,3 м/с, лопаток 0,7 м/с.

3. В качестве распылителей рекомендуется использовать пневматические форсунки высокого давления с регулируемой производительностью, Наилучшим вариантом размещения форсунок является установка их между рядами полутуш под воздуховыпускными отверстиями с шагом 250....300 мм. Расчет и характеристики форсунок приведены в приложении 2.

4. Для достижения эффекта, аналогичного испытаниям, проведенным на единичном объекте, рекомендуется использовать динамические воздухораспределители арочного типа с соотношением длины к диаметру арки равным 6. Размещение воздухораспределителей выполнить вдоль монорельса между рядами полутуш с шагом 250...300 мм. Конструкция и размеры воздухораспределителей приведены в главе 1.3. Для достижения требуемых скоростей воздуха у поверхности полутуши при гидроаэрозольном методе размораживания и использовании воздухораспределителей данной конструкции скорость воздуха на выходе из распределителя должна быть 2 м/с на этапе орошения и 5м/с на этапе обдува воздухом.

5. При выдерживании указанных выше рекомендаций по размещению форсунок и воздухораспределителей при размораживании мясных полутуш в производственных условиях будет выполняться то же соотношение периодов орошение/обдув воздухом, что и на единичном объекте (в частности: 4/1) при минимизации общего времени процесса.

6. После гидроаэрозольного размораживания полутущи могут непосредственно подвергаться дальнейшей переработке без проведения операций мойки и обсушивания.

Похожие диссертации на Разработка технологии гидроаэрозольного метода размораживания мясных четвертин и полутуш