制冷劑的價格與性能使得食品加工商需要重新評估他們現有的系統并考慮新的制冷方案。
低的pH值與水分活度可使許多食品獲得相對穩定的貨架期,而商業滅菌及包裝可使其他一些食物在室溫下進行處理。但就其他方面而言,冷藏則是保鮮所必需的,食品加工商從中可以有許多選擇以解決成本、產量及質量問題。
食品工廠中通常會安裝一臺或多臺配有變頻驅動器的氨壓縮機,并根據需求提高或降低壓縮量以節約能耗。
由于R-22制冷劑的價格飆升,行業急需對此作出反應進行必要的選擇。因其對全球變暖的影響,氟氯烴正被逐步淘汰,供應的減少導致了價格飛漲。佛羅里達州J杰克遜維爾市Stellar公司的高級工程師Don Stroud估計,氟氯烴一磅15美元,一個中型工業制冷系統需要使用約30000磅,成本為45萬美元。相比之下,同樣大小的合成氨系統只需花費30,000美元。
卡夫集團奧斯卡梅爾公司的前企業工程師Stroud建議正在擴大或更換以R-22為基礎的制冷系統的食品企業認真考慮改為氨系統,他說這是一種“非常高效、環保的天然制冷劑。”
事實上,大多數食品公司已經做出轉變。揮之不去的安全問題使一部分食品公司對安裝氨制冷系統持保留意見,但絕大多數斯特林(Sterling)工業制冷的機械裝置都使用氨,北卡羅來納州Morrisville市的項目工程師Rich Matrunick估計有5%的企業可能選擇了氟利昂。
另一種限制無水氨使用的因素是各州的規定,加利福尼亞州和新澤西州的管控更為嚴格,斯特林公司正在那里的投標一個可對機房中氨進行限制的級聯系統,它可以冷卻貫穿于處理和存儲區域的二氧化碳循環。
除了氨以外還有其他的R-22替代方案,但工程師們都認為它們無效。Matrunick認為,它們都沒有R-22效果好,Stroud也指出,它們通?;旌狭藘煞N或三種制冷劑。如果系統已封頂,當出現泄漏時, “一種泄露的比其他的多時,就會失去融合的制冷特性”。為保證所需的特性被保留,時常進行完整補充非常必要。
CO2和氨可能會成為機械系統的主要制冷劑。對于低溫冷凍,液態二氧化碳和氮是制冷劑的首選。加工商對使用何種制冷劑擁有更大的靈活性,這主要取決于他們所處地區的氣體成本。
例如,Linde North America公司的底部噴射系統可以使用液態氮或二氧化碳。繼俄勒岡州克拉克馬斯的Interstate Meat Distributors Inc成功的進行了beta測試后,Linde于一月份在亞特蘭大召開的國際生產加工博覽會上介紹了該多功能系統。
這兩種氣體的可選性是Linde公司對底部噴射攪拌器和攪拌機所做的最新細微改良,位于新澤西州美利山的Linde公司食品和飲料負責人Mark DiMaggio解釋道,該系統被稱為精確制冷,它克服了制冷劑上載固有的低效問題。
DiMaggio回憶說“我們提出,為什么我們要讓制冷劑經過空氣介質而失去制冷潛力呢? 把一個雪錐放在攪拌器的頂部非常容易,但是從實證的角度來看,使用底部噴射的方法可以去除更多熱量(BTU,英熱單位)。”
制造機器時該公司與數家攪拌器和攪拌機廠商合作設計底部噴射系統。公司還對領域內現有的舊機器進行改造更新。對螺帶式混合機,工人可能會在槽的任一側焊接10個噴嘴以取代頂部的3或4個裝載錐體。DiMaggio稱:當考慮到稱重系統中每批次肉中的肥瘦比例時,底部噴射可降低5-15%的運營成本,并具有更短的循環時間。
對州際肉商公司來說,碎牛肉運往肉餅成型處的周期時間從八分鐘縮短為三分鐘,公司稱,時間的節省不僅提高了產量,而且脂肪含量乳化減少,肉餅更具吸引力。
綜合效益
DiMaggio稱Accu-Chill “是我們最熱門的產品”,他說該系統比頂部噴射“更有效率也更準確。”最好的方案是在建混合器或攪拌器時整合制冷劑噴嘴。
在機械制造過程中集成制冷通常會產生更好的效果,而總部位于芝加哥的集團Provisur技術公司經理也不會忽視這一事實,該公司包括Formax等成型、切片和研磨品牌。公司最近與丹麥奧爾堡專業從事商業冷凍技術的Scanico A / S公司建立了合作關系。
在肉類,家禽,海鮮和其他蛋白類食品輸送到成型機過程中對精確的溫度控制要求十分嚴格。三年前,Provisur收購了一家荷蘭公司的目的就是希望獲得這樣的技術。
“每一個FORMAX,都有有一個制冷機,”Scanico總經理Lars Colding談到。全球產品管理副總裁Brian Perkins也談到:“坦白地說,當客戶討論轉移到制冷時,我們感到無力。”通過與Scanico合作,Perkins認為他們可以通過設計集成系統使性能和產量達到最優。
自1972年公司成立以來,Scanico采用不銹鋼結構專業從事于食品生產設備。Perkins談到,雖然它的產品銷往49個國家,但是北美地區仍是是空白,而且Colding預計這樣交易將有益于這兩個組織。Perkins說,最大的受益者可能是食品加工商,他們現在可以利用Scanico的專利系統來進行沖擊式單體速凍。
沖擊凍結還需要阿肯色州塞爾維爾市的C.A.T.公司的模塊化系統,該公司英文縮寫意思為制冷應用技術。禽類加工是CAT的強項,而幫助食品公司在雞產品深加工中保留成分和水分是公司的重點。這推動了公司FreezeCAT的發展,FreezeCAT是一種氨沖擊系統,能夠對產品的上層和底部進行外殼凍結。
C.A.T. 公司的Andy Townsend說,模塊化冷凍器 –其四個部分每小時可使
然而,鹵汁和產品水分仍然可以從個別速凍產品上部蒸發。 CAT'S的設計在底部采用了平板凍結和在上部與傳送帶同寬的錐體,從而在產品進入螺旋形制冷機前鎖住水分和汁液。
頂部和底部冷凍是在CAT的FreezeCAT系統中完成的,當產品在平板冷凍機上傳送時,用于空氣循環的錐體則會沖擊產品的上部。
北卡羅來納州達勒姆銷售總監Joseph Vozella稱,將包裝主菜的托盤放在一個鼓風單元的房間里是冷凍食品充填后和預倉儲處理的傳統方法,不過期間停留時間可能長達數天。但這種方式會使產品質量受到損害,在中心溫度低于40華氏攝氏度之前微生物的生長會引起食品安全問題。
單一保留時間冷凍器可以大大地加快包裝箱的冷凍過程,雖然包裝箱不能比任何慢凍的裝箱產品移動的更快??勺儽A魰r間(VRT)系統是在適合每個產品冷凍特性的速度下,專為冷凍多種規格包裝箱而設計的,雖然,到目前為止,只有產量最大的加工商才能成本合理的使用VRT 。
GEA的VRT-1000紙箱冷凍器和冷卻器是VRT-3000的縮小版,它每小時可以處理高達
他預計,較小的機型將有助于禽肉加工企業進軍蓬勃發展的黑肉出口市場。 “如果他們能飼養沒有腿的雞,他們會這樣做,因為美國消費者更喜歡白肉,”Vozell說到加工商們在俄羅斯、中東和以色列這些市場獲得了高價,而不是解決了幾乎一半產量的商品價格。海外買家希望高昂的價格有高質量的產品, 而VRT可幫助制造商滿足凍結時間內的質量標準。
制冷經濟一直在不斷變化,某些制冷劑較高的成本可以通過一些加工過程的高附加值抵消。當涉及到成本合理化的新技術或確定要使用哪種制冷劑時,這種靈活性可能會有決定性作用。
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