ИСЛЕДОВАНИЕ  ПАРАМЕТРОВ  ВОЗДУШНОЙ  СЕРЕДЫ  В  КАМЕРЕ  ОСАЖДЕНИЯ  КОЛБАСНЫХ  ИЗДЕЛИЙ

Ромась  Елена  Сергеевна

студент  4  курса,  институт  пищевых  производств  ДонНУЭТ,  г.  Донецк

E-mail: 

Рябин  Валерий  Анатолиевич

студент  4  курса,  институт  пищевых  производств  ДонНУЭТ,  г.  Донецк

Кудрин  Александр  Борисович

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент,  ДонНУЭТ,  г.  Донецк

В  работе  рассмотрены  вопросы  исследования  параметров  воздушной  среды  в  объеме  камеры  для  осаждения  колбасных  изделий.  На  сегодня  встает  вопрос  обеспечения  населения  высококачественными  продуктами  питания.  Согласно  данным,  до  40  %  изготовленной  колбасы  на  прилавках  магазинов  не  соответствует  техническим  условиям  её  приготовления.  На  качество  колбасных  изделий  влияет  соблюдение  технологических  требований  к  параметрам  воздушной  среды  в  камере  осаждения  копченых  колбас.

Колбасные  изделия  и  копчености  составляют  большой  удельный  вес  в  питании  населения,  а  их  производство  является  одним  из  самих  важных  в  мясной  промышленности.
Производство  колбасных  изделий  состоит  из  отдельных  технологических  процессов,  которые  базируются  на  различных  способах  влияния  на  сырьё  (химических,  физических,  микробиологических).  При  этом  особо  важную  роль  имеют  тепловые  процессы,  поскольку  применённое  в  колбасном  производстве  сырьё  является  скоропортящимся.
Осаждение  —  это  процесс  выдержки  батонов  колбасы  в  подвешенном  состоянии  при  соблюдении  в  камере  определенных  параметров  воздушной  среды.  В  зависимости  от  длительности  различают  осаждение  коротковременное  (2—4  часа)  для  полукопченых  колбас,  и  длительное  (1—4  суток  для  варенокопченых,  5—7  суток  для  сырокопченых  колбас).  Эффективность  процесса  осаждения  колбас  зависит  от  равномерности  температуры  в  объеме  камеры,  скорости  движения  воздуха  и  его  относительной  влажности.
Целью  проведенных  исследований  было  определение  реального  распределения  температуры,  относительной  влажности,  скорости  движения  воздуха,  а  также  анализ  системы  воздухораспределения  в  камере  осаждения  колбас  на  одном  из  мясокомбинатов  Донецкой  области.

Большой  вклад  в  изучение  процессов  движения  потоков  воздуха  в  помещениях  внесли  такие  ученые,  как  Г.Н.  Абрамович,  В.В.  Батурин,  П.Н.  Каменев,  М.И.  Фильней,  М.И.  Гримитлин,  В.Н.  Галиев,  И.А.  Шепелев,  А.А.  Римкевич  и  др.  Проанализировав  методики  исследования  параметров  воздушной  середы  в  помещениях  [1],  а  также  включая  параметры  действующей  камеры  осаждения  колбас,  нами  проведены  экспериментальные  исследования  на  счет  равномерности  в  её  объеме  температуры,  скорости  движения  и  относительной  влажности  воздуха.

В  камере  осуществляется  один  из  этапов  технологического  процесса  производства  полукопченой  колбасы  —  осаждение  батонов.  Значения  параметров  микроклимата  в  объёме  камеры  регламентированы  техническими  инструкциями  по  осаждению  полукопченых  колбас  и  должны  поддерживаться  в  установленных  приделах  для  благоприятного  протекания  технологического  процесса.  Температура  в  объёме  камеры  должна  поддерживаться  на  уровне  +6^оC,  относительная  влажность  —  85  %,  скорость  движения  воздушных  потоков  —  0,1...0,2  м/с.

Камера  имеет  следующие  внутренние  размеры:  длина  21м,  ширина  7,8м  и  высота  3  м.  Она  оборудована  двумя  тихоходными  потолочными  воздухоохлодителями,  так  как  лишнее  высушивание  оболочки  может  привести  к  образованию  уплотненного  слоя  на  поверхности  батона,  который  утруднит  выделение  влаги  из  его  центральной  части.

Оградительные  конструкции  камеры  выполнены  из  шлакоблока  и  сендвич-панелей.  Толщина  сендвич-панелей  —  80  мм.  Теплоизоляционный  материал  —  ППУ  (пенополиуретан).

На  момент  проведения  исследований  в  камере  расположено  27  возков  с  батонами  колбасы  в  три  ряда  вдоль  камеры,  по  9  возков  в  каждом  ряду.  Суммарная  масса  батонов  на  одном  возке  составляет  около  100  кг.

Для  поддержания  заданной  температуры  воздуха  камеру  обслуживает  холодильная  машина.  По  типу  холодильная  машина  —  хладоновая,  компрессионная,  одноступенчатого  сжатия.  Охлаждение  конденсатора  —  воздушное,  кипение  хладона  происходит  непосредственно  в  воздухоохладителях.

Холодильная  машина  состоит  из  компрессорно-конденсаторного  агрегата  SA  10  39  S-Y/2,  двух  тихоходных  воздухоохладителей  DFE  170-7,  контролирующей  и  запорной  аппаратуры,  трубопроводов.  Агрегат  собран  на  базе  полугерметичного  поршневого  компрессора  фирмы  FRASCOLD.  Рабочим  веществом  холодильной  машины  является  R22.  Холодопродуктивность  агрегата  при  температуре  кипения  холадоагента  –5  ^оC  и  температуры  конденсации  +43  ^оC  составляет  19,92  кВт.  Мощность,  которую  потребляет  электродвигатель  компрессора,  составляет  7,5  кВт.

Нами  выполнены  экспериментальные  исследования  по  определению  параметров  воздушной  середы  в  холодильной  камере  осаждения  колбасы.

Измерение  температуры,  относительной  влажности  и  скорости  движения  воздуха  в  охлаждаемом  объеме  проводилось  после  выхода  холодильной  установки  на  стационарный  режим  работы,  при  работающих  компрессоре  и  вентиляторе  воздухоохладителей.

Места  измерений  параметров  воздушной  середы  определяли  следующим  способом.  Площадь  камеры  равномерно  разделяется  на  зоны.  Для  исследуемого  помещения  было  принято  восемь  таких  зон,  то  есть  восемь  прямоугольников.  В  вершинах  каждого  прямоугольника  проводились  измерения  параметров  воздушной  середы  на  высоте  от  пола  0,5,  1,8  и  2,9  м  (высота  измерений  связана  с  геометрическими  параметрами  возков  для  закрепления  батонов  колбасы).

Точки  измерения  параметров  воздушной  середы  показано  на  рисунке  1.

Для  регистрации  температуры  и  скорости  движения  воздуха  необходим  быстродействующий  прибор,  который  имеет  диапазон  измерений  в  пределах  реальных  значений  этих  параметров  в  камере  осаждения,  который  позволяет  определить  величину  температуры  и  скорость  движения  воздуха  в  одной  и  той  же  точке  помещения  практически  мгновенно.

Рисунок  1.  План  камеры  для  осаждения  колбасы  с  указанием  точек  измерения  параметров  воздушной  середы

Результаты  измерений  приведены  в  таблице  1.

Таблица  1. 

Результаты  измерений  параметров  воздуха  камеры  осаждения  на  высоте  0,5,  1,8  і  2,9  м  от  уровня  пола

Для  определения  температуры  и  скорости  движения  воздуха  использовали  портативный  прибор  комбинированный  “ТКА-ПКМ”,  предназначенный  для  измерения  средних  значений  скоростей  и  температуры  неизотермических  воздушных  потоков,  их  относительной  влажности.  Основные  технические  данные  прибора  “ТКА-ПКМ”  следующие:  диапазон  измерения  температуры:  —  0...50  ^оС,  разрешение  —  0,1  ^оС,  погрешность  —  0,5  ^оС;  диапазон  измерения  скорости  движения  воздушных  потоков  —  0,1...20  м/с,  разрешение  —  0,1  м/с,  погрешность  —  5  %,  диапазон  измерений  относительной  влажности  воздуха  —  10...95  %  с  разрешением  1  %.

Анализируя  данные  таблицы  1,  видим,  что  максимальная  скорость  потока  воздуха,  который  выходит  из  воздухоохладителя  (высота  2,9  м  от  уровня  пола),  наблюдается  в  точках  5  и  11  (2,15...2,2  м/с),  распложенных  в  непосредственной  близости  от  приборов  охлаждения  по  оси  потока.  В  этих  же  точках  наблюдаются  наименьшие  значения  температуры  воздуха  (4,1...4,3  ^оC).  При  сравнении  скорости  движения  воздушных  потоков  в  угловых  точках  (1,  3,  13,  15)  со  скоростью  в  точках,  расположенных  по  оси  движения  потока  воздуха  из  воздухоохладителя  (2,  14),  отмечаем  значительную  разницу  их  величин  (Δv=0,5  м/с).  В  точке  8  наблюдается  явное  падение  скорости  движения  потока.  Эта  точка  равноудалена  от  воздухоохладителей,  низкое  значение  скорости  объясняется  гашением  потоков,  направленных  навстречу  друг  другу.  По  мере  удаления  от  воздухоохладителей  во  всех  точках  наблюдается  постепенное  повышение  температуры  потоков  воздуха.  Зоны,  расположенные  вблизи  точек  4,  6,  10  и  12,  можно  охарактеризовать  как  застойные,  потому  что  там  практически  не  наблюдалось  циркуляции  воздуха  (<0,1  м/с),  а  температура  на  момент  измерений  имела  максимальные  значения  (7,6  ^оC).

На  высоте  1,8  м  от  пола,  что  соответствует  высоте  возков  с  батонами  колбасы,  в  точках  2  и  14  наблюдается  большое  значение  скорости  движения  воздуха  (0,34  м/с).  В  точках,  расположенных  в  углах  камеры  (1,  3,  13,  15),  значения  скорости  движения  воздушных  потоков  находится  в  интервале  0,19...0,23  м/с.  Данные,  полученные  в  точках  4,  6,  10,  12,  свидетельствуют  о  том,  что  эти  зоны  не  являются  застойными,  как  на  высоте  2,9  м.  Тут  воздух  движется  со  скоростью  0,35...0,4  м/с,  при  температуре  до  7,5  ^оC.  В  точках  5  и  11  происходит  интенсивный  отсасывание  воздуха  в  воздухоохладитель  снизу  вверх,  о  чем  свидетельствует  полученное  значение  скорости  воздуха  (до  2,2  м/с).  Поток  воздуха  тут  имеет  температуру  до  7,5  ^оC.  Такое  значение  температуры  воздуха  объясняется  тем,  что  воздух,  выходя  из  воздухоохладителя,  проходит  последовательно  через  2  ряда  возков  с  продуктом  и  нагреваясь,  охлаждает  батоны  колбасы,  потом  всасывается  в  воздухоохладитель  для  охлаждения.  Точки  7,  8,  9,  расположены  вдоль  малой  оси  симметрии  камеры,  имеют  такой  же  порядок  значений  скорости  и  температуры  воздуха.

На  уровне  0,5  м  от  пола  располагаются  нижние  части  батонов  колбасы,  подвешенные  в  возках.  На  этом  уровне  по  всему  объёму  камеры,  кроме  точек  5  и  11,  происходит  слабая  циркуляция  воздуха  (0,1...0,17  м/с),  также  застойные  зоны  зафиксированы  в  углах  камеры,  по  её  периметру.  Воздух,  двигаясь  от  периферии  камеры  к  осям  воздухоохладителей  на  этой  высоте,  постепенно  подогревается  от  6,1  до  7,0  ^оC.

Относительная  влажность  в  объёме  камеры  находится  в  интервале  значений  81...89  %.  При  таком  большом  значении  температуры  воздуха  соответствует  меньшее  значение  относительной  влажности.  Максимальное  усушивание  продукта  (φ<85  %)  возможно  в  точках  4,5,6,  а  также  10,11,12  на  высоте  0,5  и  1,8  м  от  пола.

Направление  движения  воздушных  потоков  в  объёме  холодильной  камеры  показано  на  рисунке  2.

Рисунок  2.  Направление  движения  воздушных  потоков  в  объёме  камеры  для  осаждения  колбасы

Исследование  параметров  воздуха  в  объёме  камеры  осаждения  колбасных  изделий  свидетельствует  о  неравномерном  распределение  температуры  и  скорости  движения  воздуха.  повышенная  вместе  с  низкой  температурой  вызывают  нежелательную  усушку  продукта,  чрезмерное  подсушивание  верхних  слоев,  оболочки  батона,  что  значительно  усложняет  дальнейшую  тепловую  обработку  колбасного  изделия.  Большой  является  небезопасность  усушки  для  батонов,  которые  находятся  в  непосредственной  близости  от  воздухоохладителей.  Внизу  воздухоохладителя  всасывается  нагретый  воздух  со  скоростью  2,1...2,2  м/с.  В  застойных  зонах  камеры  ухудшается  отвод  влаги  и  теплоты  от  продукта,  который  не  дает  возможности  получения  равномерной  подсушенной  корки  батона.  Все  это  неизбежно  сказывается  на  качестве  продукта,  который  прошел  обработку  в  таких  условиях  (на  предприятиях  для  получения  более-менее  однородной  по  свойствам  продукции  нужно  перемещать  возки,  менять  их  местами).

Таким  образом,  для  создания  в  камере  осаждения  колбасных  изделий  нужно  техническое  решение  (использование  воздухоохладителей  другой  конструкции,  применение  воздухоотводов,  оборудованием  лжаного  потолка),  которое  бы  при  минимальных  экономических,  энергетических  потерях  позволило  получить  продукт  оптимального  качества.  Результаты  исследований  могут  быть  использованы  для  модернизации  действующей  камеры,  а  также  для  создания  рекомендаций  для  монтажа  воздухоохладителей  в  холодильных  камерах  с  целью  равномерного  распределения  параметров  воздуха  в  их  объёме.

Список  литературы:

1.Гримитлин  М.И.  Распределение  воздуха  в  помещениях.  [Текст]  /  м.и.г.  М.:  Стройиздат,  1982.  —  164  с.