7. Техническое оснащение процесса производства мороженого из смесей

7.1. Фризерование смесей.

Фризерование - основной процесс производства мороженого, при осуществлении ко­торого происходит частичное замораживание и насыщение смесей воздухом. В процессе фризерования смеси образуется структура мороженого, которая окончательно формируется при последующей холодильной обработке продукта. На «Петрохолоде» смеси фризеруют в специальных аппаратах - фризерах непрерывного действия фирмы «TetraPakHoyer» (Да­ния).

Фризеры непрерывного действия непрерывно получают смесь с помощью поршневых насосов и непрерывно выпускают частично замороженной продукт. Продолжительность фризерования зависит от механических и физических факторов, а также от свойств смеси. К механическим и физическим факторам относятся:

- тип и конструкция фризера;

- состояние стенок цилиндра и скребков;

- скорость взбивающего механизма;

- температура хладагента;

- скорость хладагента при прохождении им камеры фризерования;

- количество масла, отложившегося на наружной стенке цилиндра фризера;

- требуемая взбитость;

- температура, при которой извлекается мороженое.

На продолжительность фризерования оказывают влияние следующие характеристики смеси:

- состав;

- точка замерзания;

- методы обработки;

- вид и количество вкусоароматических материалов.

Процесс непрерывного фризерования был впервые запатентован в 1913 году, но до 1930-х годов он не находил широкого применения. Этот процесс основан на непрерывной подаче воздуха и дозированного количества смеси с одной стороны камеры для фризерова­ния. При прохождении смеси через эту камеру она перемешивается и перед выпуском час­тично замораживается. Полученный продукт фасуется в упаковку, которая затем направля­ется на закаливание для завершения процесса замораживания.

Промышленные фризеры непрерывного действия обеспечиваются жидким хладаген­том от общей холодильной системы на производстве. Хладагент поступает в камеру, окру­жающую цилиндр фризера, через электромагнитный клапан и поплавковый клапан, поддер­живающий необходимый уровень хладагента вокруг цилиндра фризера. Этот цилиндр окру­жен жидким хладагентом, который, поглотив теплоту от смеси мороженого, закипает и испа­ряется. Испарившийся хладагент, покидая фризер, поступает в накопитель, расположенный над цилиндром фризера. Там захваченная хладагентом жидкость отделяется от газа и не про­пускается в линию всасывания, которая отводит от фризера газ. Затем хладагент сжижается для повторного использования во фризере.

Серия Hoyer Frigus® kf

Фризеры Hoyer Frigus KFотличаются высокими эксплуатационными показателями с низкими колебаниями температуры, массового расхода и взбитости, что обеспечивает ис­ключительно стабильное качество продукта на выходе. Выпускаются 3 модели, каждая из которых оснащена различными системами управления: системой ручного управления (мо­дель C), системой автоматизированного управления основными функциями (модель N) и системой полностью компьютеризированного управления (модель F).

Для расширения ассортимента продуктов фризеры HoyerKF могут укомплектовы­ваться рециркуляционным насосом, двумя выходными насосами и/или аэратором.

На предприятии «Петрохолод» установлены следующие фризеры:

- фризер KF1200XC(2 шт.);

- фризер KF500XC(3 шт.);

- фризер KF1000XC(2 шт.).

Cмесь мороженого подается в морозильный цилиндр при помощи шестеренчатого на­соса смеси. Вместе со смесью мороженого в цилиндр постоянно подается воздух. Во время прохождения через цилиндр воздух и смесь смешиваются и взбиваются. Замораживание осуществляется окружающим цилиндр хладагентом. Ножи из нержавеющей стали соскабли­вают замерзшее мороженое с внутренней стенки цилиндра, а второй шестеренчатый насос направляет мороженое в наполнительную машину.

Насосы для смеси и мороженого являются шестеренчатыми. Насосы могут регулиро­ваться для компенсации нормального износа. Конструкция и материалы насосов тщательно подобраны для минимизации износа.

Сжатый воздух подается от существующей линии и необходим для контроля взбито­сти и безразборной мойки. Все части фризера, находящиеся в контакте с продуктом, моются без разборки и демонтажа. При включении функции безразборной мойки на панели управле­ния насосы расцепляются и открывают доступ для мощного потока моющего раствора. В процессе мойки насосы и взбиватель автоматически активируются через определенные ин­тервалы времени.

Фризер Hoyer Frigus KF 1000 соответствуют санитарным стандартам 3-A установлен­ным Ассоциацией поставщиков пищевой и молочной промышленности США.

Рама, облицовка и система охлаждения выполнены из нержавеющей стали. Все части, входящие в контакт с мороженым, выполнены из нержавеющих материалов, что

позволяет облегчить мойку оборудования, и сокращает время на обслуживание.

Морозильный цилиндр выполнен из чистого никеля, а его внутренняя поверхность

имеет твердое хромовое покрытие и зеркально отполирована.

Система охлаждения обеспечивает стабильное охлаждение, необходимое для поддер­жания необходимой вязкости и температуры мороженого. Горячий газ используется для пре­дотвращения замерзания во время производства и, при необходимости, во время остановки, например, в связи с моментальной остановкой.

Поступающий жидкий NH₃ должен быть свободным от паров и иметь минимальное абсолютное давление 4 бара. Давление всасывания фризера Hoyer Frigus KF должно соответ­ствовать температурам -34° C для достижения номинальной производительности.

Все функции машины регулируются с передней панели, которая включает в себя дат­чик нагрузки двигателя, манометр для показаний давления воздуха, манометр давления горя­чего газа, кнопки запуска и остановки насосов и главного двигателя, а также переключатель управления подачи хладагента и смеси мороженого.

Панель управления состоит из сенсорного дисплея и мембранных кнопок, что облег­чает работу оператора, позволяя контролировать процесс фризерования.

Все функции машины контролируются с панели. Замораживание, а также подача воз­духа и смеси осуществляется и отслеживается компьютерной программой, использующей заданные оператором значения вязкости, температуры мороженого, взбитости и производи­тельности. Панель управления дает четкую и доступную для понимания информацию в виде текстовых сообщений и картинок.

В памяти компьютера могут храниться полные технологические данные для 100 видов продукции, что облегчает начало работы и способствует быстрому выходу на рабочий ре­жим.

Необходимые технологические параметры (например, поток массы мороженого, вяз­кость и загрузка) постоянно отображаются на сенсорном экране во время работы, причем с помощью кнопок оператор может вывести на экран и другие данные, например, температуру смеси и мороженого, запас смеси и выход мороженого, скорость насоса и т.д.

Технологические параметры могут быть изменены как до начала работы, так и во время ее. По желанию возможен ручной режим работы. Если во время производства возни­кают неполадки, эта информация появляется на экране для принятия необходимых мер. В случае серьезных неисправностей автоматически активируется процедура моментальной ос­тановки.

Для облегчения поиска неисправностей при остановке фризера на дисплее автомати­чески появляется сервисное меню, подсказывающее какие операции необходимо выполнить в соответствии с предусмотренным графиком проверки.

В стандартной комплектации фризер Hoyer Frigus KF 500 ХС оборудован ПЛК либо марки Siemens S7, либо Allen Bradley CompactLogix.

Тип смеси должен позволять пуск фризера с минимальным числом ручных операций и минимумом потери смеси. Насосы запускаются автоматически, когда содержимое цилин­дра достигает оптимальной вязкости.

Если линия выгрузки мороженого к устройству для наполнения закрыта или в ней об­разовался засор, включается режим моментальной остановки и отображается информация о неисправности.

Подача воздуха осуществляется при помощи массового расходомера. Поток воздуха, поступающий в смесь, автоматически дозируется, что означает, что взбитость мороженого сохраняется в пределах заданных значений. Датчик подачи воздуха калибруется отдельно. Компенсация колебаний давления воздуха обеспечивается наилучшее соответствие взбито­сти заданным требованиям. Содержание воды менее 0,8 г/нм³ обеспечивается встроенным блоком для сушки воздухом.

Если нагрузка на главный двигатель превышает предварительно установленное зна­чение более, чем на 10%, замораживание будет отключено, давление паров хладагента под­нято и информация отображена на экране. Это предотвратит повреждение взбивающего ме­ханизма.

В дополнение к обычному управлению потоком смеси скоростью шестеренчатого на­гнетательного насоса, точное регулирование осуществляется посредством современного магнитного расходомера. Благодаря этому, компьютер автоматически компенсирует объем­ные потери, вызванные внутренним противотоком в нагнетательном насосе смеси при по­мощи регулирования скорости этого насоса.

Соотношение между скоростью насоса смеси и насоса мороженого автоматически ре­гулируется для сохранения желаемого давления в цилиндре.

Фризер – независимый агрегат, готов к подключению электропитания, линии подачи хладагента и смеси мороженого.

Производительность основана на следующих условиях:

- Температура смеси +5 °C

- Температура мороженого -5 °C

- Температура всасывания -34 °C

- Температура испарения -30 °C

- Взбитость 100 %

- Тип смеси: Обычная смесь мороженого, с общим содержанием сухих веществ 38%. Точная производительность и температура на выходе может быть определена по получении действительной рецептуры смеси.

Технические характеристики фризеров приведены в таблице 8 .

Таблица 8 .

Технический показа­тель	Hoyer Frigus KF 500 ХС	Hoyer Frigus KF 1000 ХС	Hoyer Frigus KF 1200 ХС
Сетевое подключение	Местное напряже­ние	Местное напряже­ние	Местное напряже­ние
Потребляемая мощ­ность	10 кВт	17 кВт	24 кВт
Количество хладагента (аммиак)	3,5 кг	12 кг	23 кг
Максимальная потреб­ность в холоде (температура всасыва­ния -34 °C)	15,5 кВт (13300 ккал / ч)	30 кВт (27000 ккал / ч)	63 кВт (56000 ккал / ч)
Сжатый воздух (тре­буемое рабочее давле­ние 6 бар)	1 нм^3 / ч (н = норм.)	1 нм^3 / ч (н = норм.)	1 нм^3 / ч (н = норм.)
Подача насоса (взби­тость 100 %)	55 - 500 л / ч	200 - 1000 л / ч	460 - 1200 л / ч
Производительность по замораживанию		30 кВт (26000 ккал / ч)	63 кВт (54000 ккал / ч)
Количество мороже­ного	500 л / ч	1000 л / ч	1200 л / ч

Помимо аммиачных фризеров фирмы «Тетра Пак Хойер» на «Петрохолоде» исполь­зуется фреоновый фризер «Explorer» фирмыCogil.