Strona startowa Kontakt Mapa strony Logowanie do panelu administracyjnego

ZAMRAŻARKI PŁYTOWE / Dodatkowe informacje i porady

Zamrażanie produktów

... żywnościowych jest jedną z najkorzystniejszych pod względem biologicznym form utrwalania żywności. Pozwala w maksymalnym stopniu zachować odżywcze, dietetyczne i organoleptyczne walory świeżych produktów.

Zamrażanie produktów żywnościowych jest procesem technologicznym pełnej lub częsciowej zmiany wody w lód poprzez obniżenie temperatury produktu poniżej punktu krioskopowego. Wielkość oraz rozmieszczenie kryształków lodu zależna jest od prędkości zamrażania produktu. Powolne zamrażanie powoduje powstanie dużych kryształków lodu uszkadzających błony komórkowe - żywność ulega uszkodzeniu zmieniającemu jego walory estetyczne, odżywcze i kulinarne. Efektem szybkiego zamrażania jest duża liczba niewielkich kryształków.

Jedną z najlepszych metod zamrażania, ze względu na dużą szybkość zamrażania jest zamrażanie kontaktowe. Zamrażanie kontaktowe prowadzone jest w zamrażarkach płytowych, które ze względu na ułożenie  płyt dzielimy na poziome i pionowe. Płyty wykonywane są z bardzo dobrze przewodzącego ciepło aluminium i wyposażone są w wewnętrzny system kanałów, przez które przepływa czynnik chłodniczy o temperaturze -35 … -45 oC.
Najczęściej stosowanym czynnikiem chłodniczym jest amoniak (R717) lub czynniki syntetyczne z grupy HFC takie jak R404a, R507. Na jednostkach pływających można spotkać jeszcze instalacje z czynnikiem R22, rzadziej układy pośrednie solankowe lub glikolowe. Nowością jest dwutlenek węgla CO2 (R744) skojarzony w układach kaskadowych z R717 lub R134a,  jednakże  z uwagi na wysokie koszty urządzeń, stopień komplikacji rozwiązań technicznych instalacje tego typu nie są jeszcze rozpowszechnione mimo obiecujących parametrów technicznych.

Zamrażarki płytowe poziome

Płyty umieszczone poziomo, na których układa się tace z produktem przeznaczonym do zamrożenia. Zamrażarka wyposażona jest w układ siłownika lub dwóch siłowników hydraulicznych (umieszczonych po bokach) rozsuwających lub ściskających płyty. Kontakt produktu z płytami uzyskiwany jest dzięki silnemu dociskowi płyt do wypełnionych produktem tac – od 300 do 900 kg na 1 tacę (0,25-0,8 kg/cm2 – dane dla tac 255 x 485mm).
Tak silny docisk gwarantuje pełną powierzchnię kontaktu produktu z płytami, a dodatkowo wyciska pęcherze powietrza pozostałego pomiędzy warstwami produktu w tacach. Nakłada to pewne ograniczenia na rodzaj produktów, które można zamrażać w zamrażarkach płytowych poziomych do produktów odpornych na nacisk np. ryby, mięso, mięso mielone, farsze..

Rys. 1 Zamrażarka płytowa pozioma (HPF) w stanie "otwartym" - płyty rozsunięte - przykładowa zamrażarka pozioma HPF 

 


Standardowe tace (przetwórstwo ryb) do zamrażarek płytowych mają wymiary 255 x 485 x 60 mm (wymiar wewnętrzny będący jednocześnie wymiarem bloku produktu) i mogą być wykonane z aluminium lub blachy nierdzewnej. W związku z faktem zwiększania objętości produktu podczas zamrażania do usuwania produktu z tac stosowane są urządzenia pneumatyczne lub hydrauliczne zwane wybijarkami.

Rys. 2 Zamrażarka płytowa pozioma (HPF) w stanie "zamkniętym" - płyty ściśnięte.

Zamrażarki poziome z reguły wymagają stosowania funkcji odtajania płyt gorącymi parami czynnika  w celu ułatwienia „odklejania” przymrożonych do płyt tac z produktem. Odtajanie płyt pozwala też na usunięcie resztek lodu, sopli z powierzchni płyt co pozwala na ponowne uzyskanie 100% kontaktu następnego wsadu tac z płytami. W przypadku zasilania zamrażarek czynnikiem chłodniczym w układach pompowych odtajanie płyt gorącymi parami czynnika nie stanowi problemu i jest standardowym rozwiązaniem technicznym. W przypadku zasilania DX  (zawory ekspansyjne) jest to układ rzadziej stosowany, a w przypadku gdy instalacja składa się z pojedynczej zamrażarki płytowej praktycznie niestosowany.
Układy pompowe są układami najbardziej sprawnymi jednak kosztownymi, o wysokim stopniu napełnienia czynnikiem chłodniczym. Alternatywą są układy ciśnieniowe DX w instalacjach zintegrowanych, w których „dostarczycielami” ciepła niezbędnego do prowadzenia odtajania są inne odbiorniki instalacji (Rys. 3)

Zamrażarki płytowe pionowe

W odróżnieniu  od zamrażarek poziomych nie wymagają stosowania tac do produktu gdyż pionowo ustawione płyty zamrażalnicze tworzą razem z wysuwanymi łapami przestrzenie  mrożące. Utworzone w wyniku zamrożenia produktu bloki wyciągane są spomiędzy płyt za pomocą łap zawieszonych na belce nośnej, unoszonej parą siłowników hydraulicznych (rys.3). Dla ułatwienia wysuwania bloków spomiędzy płyt zamrażarki wyposażone są w dodatkowy siłownik boczny, rozsuwający płyty w kierunku poziomym.
Grubość bloków w zamrażarkach pionowych jest stała (limitowana szerokością łap)  i standardowo wynosi 60 - 100 mm. Wymiary  bloków zależne są od wielkości zastosowanych płyt i dla prezentowanych na zdjęciach zamrażarek wynoszą 530 x 530 mm (wymiar płyt 1060 x 530 z przekładką dzielącą w ½ długości). Dzielenie bloków na ½ lub czasem na 1/3  ułatwia rozładunek i paletowanie.

Rys. 4 Zamrażarka płytowa (VPF) w stanie "otwartym" - płyty rozsunięte, łapy uniesione - rozładunek - przykładowa zamrażarka pionowa VPF 


 

Rys. 5 Zamrażarka płytowa pionowa (VPF) w stanie "zamkniętym" - płyty ściśnięte, łapy opuszczone - mrożenie.

W zamrażarkach pionowych produkt nie jest ściskany przez płyty (siłownik boczny zamyka jedynie przestrzenie bloków) stąd nadają się one do zamrażania np. ryb całych. Popularnym zastosowaniem zamrażarek pionowych to zamrażanie mięsa mielonego, MOM, farszów, a także mielonych odpadów drobiowych lub rybnych z przeznaczeniem na karmę dla zwierząt domowych lub futerkowych.
Zamrażarki pionowe wymagają odtajania płyt przed rozładunkiem zamrażarki. W odróżnieniu od zamrażarek poziomych brak odtajania uniemożliwia rozładunek zamrażarki z uwagi na dużą powierzchnię przymarzania bloków do płyt. Brak odtajania, odtajanie niepełne może doprowadzić do nierównomiernego unoszenia i zniszczenia zamrażarki co jest częstą przyczyną awarii tych urządzeń.

Zalety  zamrażarek płytowych to:

  • duże prędkości zamrażania (4-8 cm/h) przy współczynnikach wnikania ciepła 500-1000 W/m2K, a co za tym idzie krótkie czasy mrożenia- relatywnie niskie zużycie energii w stosunku do zamrażania w strumieniu powietrza (średnio 10-15% niższe)
  • wysoki wskaźnik wydajności zamrażania w stosunku do zajmowanej powierzchni produkcyjnej

Wadami są:

  • duża pracochłonność obsługi (dotyczy szczególnie zamrażarek poziomych)
  • możliwe wycieki czynnika chłodniczego przez przewody elastyczne łączące płyty z kolektorami
  • wysokie koszty wyposażenia dodatkowego (tace, wybijarka do tac, automatyczne linie do rozładunku, etc.)

Przy wyborze zamrażarek należy brać pod uwagę:

  • zdolność zamrażalnicza urządzenia, wyrażana często w tonach/dobę zależy od wielkości zamrażarki (ilości płyt) oraz od mocy chłodniczej sprężarek obsługujących instalację chłodniczą, do której podłączona jest zamrażarka
  • czas zamrażania silnie zależy od grubości bloku i może się wahać od 40 do 180 minut (dla grubości bloków 40-100 mm), a także od rodzaju produktu mrożonego i opakowania (mrożenie w innerach)
  • z uwagi na wysokie koszty urządzeń chłodniczych i samych zamrażarek kontaktowych należy kalkulować możliwie maksymalny czas pracy na urządzeniach w ciągu doby

Właściwy dobór aparatu ma istotne znaczenie z punktu widzenia ekonomii procesu zamrażania. Przy zakupie aparatu, zarówno dla inwestora jak i użytkownika, ważniejsza niż jego cena jest niezawodność działania. Tylko urządzenia sprawne, nieprzerwanie pracujące przy pełnej wydajności i optymalnych parametrach są w stanie zapewnić krótki okres amortyzacji, przy zachowaniu wysokiej jakości produktów i możliwie niskim poziomie powstających w toku procesu strat. Poniższe zestawienie ułatwi Państwu wybór metody zamrażania.(2)

 

 

ZALETY

 

WADY / OGRANICZENIA

 

ZASTOSOWANIA (przykłady)

 

Zamrażanie owiewowe – tunele okresowego działania  

  • możliwość zachowania wymiarów i kształtów
  • stosunkowo niski koszt inwestycji
  • prostota obsługi  
  • możliwość bezobsługowej pracy w trakcie zamrażania (wykorzystanie godzin nocnych)
  • ubytek masy produktu zamrażanego
  • duża energochłonność procesu
  • duża pracochłonność układania produktów
  •  niska prędkość zamrażania – do 1,5 cm/h
  • półtusze
  • tuszki drobiowe
  • ryby  
  • filety IQF
  • pieczywo

Zamrażanie owiewowe – tunele fluidyzacyjne

  • duża prędkość zamrażania – 5-10 cm/h
  • możliwość otrzymania „sypkich”, rozdzielonych produktów
  • ograniczone zastosowanie do produktów poddających się fluidyzacji
  • duże gabaryty urządzeń
  • owoce jagodowe
  • warzywa rozdrobnione

Zamrażanie owiewowe – tunele spiralne

  • duża prędkość zamrażania – do 4 cm/h
  • zapewnienie ciągłości produkcji
  • dobry stosunek zajmowanej powierzchni do wydajności
  • duża pracochłonność układania produktów
  • dania gotowe
  • filety rybne

Zamrażanie kontaktowe – zamrażarki poziome VPF

  • duża prędkość zamrażania– 5-7 cm/h
  • małe gabaryty aparatów zamrażalniczych
  • ograniczone zastosowanie do produktów mogących ulec sprasowaniu
  • ryby cale
  • filety rybne
  • mięso rozdrobnione - MOM

Zamrażanie kontaktowe – zamrażarki pionowe HPF

  • duża prędkość zamrażania – 5-7 cm/h
  • małe gabaryty aparatów zamrażalniczych
  • ograniczone zastosowanie do produktów mogących ulec sprasowaniu
  • konieczność zastosowania systemu odtajania płyt
  • duża pracochłonność układania produktów
  • ryby cale
  • mięso rozdrobnione
  • MOM - odpady mielone

 

 

Nasze wieloletnie doświadczenie w projektowaniu i budowaniu układów zamrażalniczych pozwoli Państwu na dokonanie optymalnego wyboru metody zamrażania Waszego produktu. W tym celu prosimy o  kontakt pozwalający nam na wstępne określenie Państwa potrzeb, ocenę kosztów inwestycji, zużycia energii elektrycznej, , optymalizacji zintegrowanych systemów chłodniczych.

 

"Źródło:

   1. M.Czapp, H.Charun "Bilans cieplny pomieszczeń chłodni", Politechnika Koszalińska, Koszalin 1997

   2. J.Postolski "Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna" 01/2007

   3. Wikipedia"

 

 

Zamrażanie produktów żywnościowych jest jedną z najkorzystniejszych pod względem biologicznym form utrwalania żywności. Pozwala w maksymalnym stopniu zachować odżywcze, dietetyczne i organoleptyczne walory świeżych produktów.