91
1. Sisteme termodinamice Conversia energiei sau transferul de energie se efectueaza intr-un spatiu geometric finit V ce contine o anumita cantitate de materie si/sau o anumita energie. Volumulul macroscopic asociat spatiului V este denumit sistem termodinamic (sau volum de control). Separarea intre doua sisteme termodinamice este materializata printr-o suprafata Σ care este denumita frontiera sistemului termodinamic care poate fi: deformabila sau nedeformabila. Frontiera sistemelor termodinamice poate fi: diaterma (lasa sa treaca caldura) si adiabatica (sistemul este izolat la exterior). Sistemele termodinamice pot fi: inchise (calorimetre) sau deschise (aplicatiile practice), dupa modul in care se realizeaza schimbul de energie. Proprietati fizice sau chimice ale sistemelor termodinamice: a. Proprietati scalare Variatia masei volumice in raport cu volumul elementar Densitatea ρ este o marime specifica utilizata in mod curent. Definirea sa face apel la volumul elementar ∆V si la masa elementara ∆m asociata acestuia: Ρ = lim ∆l'δl ' ( ∆m ∆V ) Daca sistemul este omoge, atunci masa volumica este o constanta asociata oricarui punct al spatiului V. b. Proprietati vectoriale – un exemplu este comportamentul mecanic al sistemului: vectorul deplasare a sistemului termodinamic ds pe o abscisa curbilinie, caruia ii corespund trei deplasari elementare corespunzatoare axelor de referinta carteziene (O, e x , e y, e z ). Pentru un sistem nedeformabil cei trei vectori, prezentati in cazul precedent se conserva atata timp cat punctul M este asociat domeniului V. Campul vectorial corespunzator este considerat uniform, dar in numeroase aplicatii intervin medii solide si lichide deformabile.

Sisteme termodinamice

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Sisteme termodinamice

1. Sisteme termodinamice Conversia energiei sau transferul de energie se efectueaza intr-un spatiu geometric finit V ce contine o anumita cantitate de materie si/sau o anumita energie. Volumulul macroscopic asociat spatiului V este denumit sistem termodinamic (sau volum de control). Separarea intre doua sisteme termodinamice este materializata printr-o suprafata Σ care este denumita frontiera sistemului termodinamic care poate fi: deformabila sau nedeformabila. Frontiera sistemelor termodinamice poate fi: diaterma (lasa sa treaca caldura) si adiabatica (sistemul este izolat la exterior). Sistemele termodinamice pot fi: inchise (calorimetre) sau deschise (aplicatiile practice), dupa modul in care se realizeaza schimbul de energie. Proprietati fizice sau chimice ale sistemelor termodinamice:a. Proprietati scalare

Variatia masei volumice in raport cu volumul elementar

Densitatea ρ este o marime specifica utilizata in mod curent. Definirea sa face apel la volumul elementar ∆V si la masa elementara ∆ m asociata acestuia:

Ρ = lim∆l '→ δl '

(∆m∆V

)

Daca sistemul este omoge, atunci masa volumica este o constanta asociata oricarui punct al spatiului V.

b. Proprietati vectoriale – un exemplu este comportamentul mecanic al sistemului: vectorul deplasare a sistemului termodinamic ds pe o abscisa curbilinie, caruia ii corespund trei deplasari elementare corespunzatoare axelor de referinta carteziene (O, ex, ey, ez). Pentru un sistem nedeformabil cei trei vectori, prezentati in cazul precedent se conserva atata timp cat punctul M este asociat domeniului V. Campul vectorial corespunzator este considerat uniform, dar in numeroase aplicatii intervin medii solide si lichide deformabile.Vectorul deplasare intr-un sistem cartezian bidimensional

c. Proprietati tensiorialeUn sistem este alcatuit din mai multe faze; atunci cand acesta este alcatuit dintr-o sinfura faza (gazoasa, lichida sau solida) se numeste omogen, iar cand sistemul este format din cel putn 2 faze se spune ca este eterogen. Sunt deci urmatoarele posibilitati ale sistemelor eterogene bifazice: gaz-lichid; gaz-solid; lichid-lichid; lichid-solid; solid-solid.

Page 2: Sisteme termodinamice

Prin faza se intelege o portiune omogena de material distincta d.p.d.v. fizic si care poate fi separata de alte portiuni de materie prin mijloace mecanice. Gheata, apa lichida si vaporii de apa constituie 3 faze ale unei acele substante chimice: apa.Echilibrul termic al doua sau mai multe sisteme termodinamice puse in contact este caracterizat de existenta intre acestea a unei frontiere perfect conducatoare de caldura.Echilibrul termodinamic presupune un ansamblu de proprietati macroscopice invariabile in timp. Aceste proprietati sunt variabilele termodinamice ale sistemului. In cadrul sistemelor termodinamice ce presupun cunoasterea exacta a variabilelor ce au o influenta semnificativa asupra comportamentului acestora , aceste variabile fiind numite variabile de stare care pot fi: variabile de stare extensive: specifice masice, specifice molare; variabile de stare intensive si conjugate.Campul de temperatura – intr-un punct oarecare din spatiu M (x,y,z) temperatura depinde de pozitie si de timp: t = f(x,y,z,τ) – ecuatia de campului de temperatura.. Campul de temperatura reprezinta deci toatalitatea valorilor temperaturii t in intreg spatiul (x,y,z) la un timp oarecare τ. Suprafata izoterma reprezitna totalitatea punctelor din spatiul considerat, care la timpul τ au aceeasi temperatura t.Gradientul de temperatura este o marime cu jautorul careia se exprima cresterea elementara de temperatura intr-un punct al unui camp de temperatura, la un timp dat.Gradientul de temperatura reprezinta un vector normal la suprafata izoterma si este numeric egal cu limita raportului dintre variatia temperaturii ∆t dintre doua suprafete izoterme si distanta ∆n dintre acestea masurata pe normala la suprafata, cand ∆n tinde

catre zero: gradt = lim∆n→0 ( ∆ t

∆n )=ϬtϬn

¿¿cC/m]. Gradientul tempraturii Ϭt/Ϭn variaza de

regula de-a lungul suprafetei izoterme, fiind cu atat mai mare cu cat este mai mica distanta ∆n dintre doua suprafete vecine.Fluxul de caldura Q este cantitatea de caldura care trece printr-un corp sau de la un corp

la altul, printr-o suprafata izoterma S, in unitate de timp: Q = ∆Q∆ τ

[W ]; ∆Q – cantitatea

de caldura transferata (J); ∆τ – intervalul de timp de transfer al caldurii (s).

2. Gaze perfecte Marimile ce caracterizeaza o cantitate oarecare de gaz sunt: masa, volumul, presiunea si temperatura. Relatia care stabileste legatura intre aceste marimi: f (p,V,t) =0 – ecuatia de stare. Mentinand constanta masa gazului si temperatura sa, intre volum si presiune exista relatia: p * v = cst – legea Boyle-Mariotte.Extinderea acestei legi a fost facuta de catre Charles si Gay Lussac care au dat legi pentru variatia presiunii si volumului cu temperatura: p1=p0 (1+β*t) si v1=v0(1+α*t) unde α-coeficient termic al volumului, β-coeficient termic al presiunii. Prima lege arata ca presiunea unei cantitati anumite de gaz, la volum constant, variaza cu temperatura in mod liniar. Cea de-a doua lege arata ca volumul unei anumite cantitati de gaz, la presiune constanta variaza de asemenea liniar cu temperatura. In cazul cand variaza toate cele trei marimi, p,v,t , ramanand constanta numai masa gazului, legatura dintre volum si presiune la gaz, la diferite temperaturi este data de ecutatia: p1 * v1 = p0 * v0(1+ α*t) – ecuatia gazelor perfecte ideale – ecuatia Boyle-Mariotte.Ecuatia gazelor ideale: p*v = R’ *T; iar pentru mol: p*v = R*T. Sistemul reprezinta portiunea din spatiu ocupata de gaz in conditiile p,v,t.

Page 3: Sisteme termodinamice

3. Temperatura critica, presiune critica, punct critic Punand ecutia lui Van der Waals sub forma: p*v3- (p*b+B*T)v2 + a *v – a*b = 0.

Curbele sunt izoterme (T-cst.). Consideram izoterma ABEJFCD. Comparand gazul din D, el incepe sa se lichefieze incepand din punctul C. Intre BG si CH avem vapori saturati. Din B mai departe avem numai lichid: volumul aproape nu variaza. Daca trecem de C fara lichefacere avem vapori suprasaturati.Cand temperatura creste, cele 3 puncte BJC se contpesc intr-unul , cele trei radacini ale ecuatiei fiind egale. In punctul L temperatura corespunzatoare se numeste temperatura critica, presiunea respectiva – presiune critica, iar volumul – volum critic.Punctul C se numeste punct critic, curba C-N se numeste curba de condensare, curba C-M curba de vaporizare si curba M-C-N curba de saturatie.

Page 4: Sisteme termodinamice

4. Primul principiu al termodinamicii Termodinamica este stiinta in care fenomenele calorice joaca rolul principal.Pimul principiu sau principiul conservarii: pentru un sistem care sufera o transformare in ciclu lucrul mecanic si cantitatea de caldura schimbate sunt echivalente.Acest principiu enunta cele 5 forme principale ale conservarii: conservarea materiei, sarcinii electrice, cantitatii de miscare, momentului cantitatii de miscare, energiei. A fost stabilit initial ca echivalenta dintre lucrul mecanic (W) si cantitatea de caldura (Q) corespunzatoare acestui lucru mecanic. Se scrie sub forma: W/Q = J unde W – lucrul mecanic, Q – cantitatea de caldura, J- echivalentul mecanic al caloriei. Acest echivalent J a fost determinat de James Joule in 1843 unde lucrul mecanic produs de caderea unei greutati pe o anumita distanta este transformat in caldura prin frecare de catre un agitator care se roteste in interiorul vasului calorimetric umplut cu apa.Prin conventie W sau Q vor fi pozitive , daca sunt primite de sistem si negative daca sunt cedate de acesta. Relatia echivalentei poate fi scrisa sub forma W-Q*J = 0 cand sistemul primeste lucru mecanic si cedeaza caldura si –W + Q*J = 0 cand sistemul primeste caldura si cedeaza lucru mecanic.Energia interna: W+Q =0 arata ca energia interna U1 a sistemului ramane aceeasi neavand nici o variatie. Daca in trasformare U1 devine U2 atunci principiul I se scrie sub forma: U2 – U2 = Q +WCantitatea de caldura: corpul poate absorbi sau ceda caldura dar el nu contine caldura ci energie interna care se poate modifica in urma acestor schimburi de caldura.Caldura: schimbul de energie determinat de diferenta de temperatura dintre 2 sisteme A si B, energie diferita de aceea a lucrului mecanic.Entalpia : marime termodinamica de stare a unui sistem fizic egala cu diferenta dintre energia interna si lucrul mecanic efectuat de sistem in orice transformare reversibila, izentropa si izobara. Pentru ca un sistem termodinamic sa fie in echilibru fata de transformarile reversibile, trebuie ca variatia entalpiei sa fie nula. E = U-W.Ecuatia Laplace – Poisson a transformarilor adiabatice la gazele perfecteO transformare adiabatica este aceea in care dQ=0, adica este o transformare in care sistemul nu schimba caldura cu mediul exterior. Intr-o transformare adiabatica temeperatura poate varia. Relatia Laplase-Poisson: p*w = constant.

Page 5: Sisteme termodinamice

5. Al doilea principiu al termodinamicii : un sistem care sufera o transformare in ciclu va produce lucru mecanic numai daca va primi caldura de la un izvor cald si o va ceda partial unui izvor mai rece. Acest principiu numit si cel al evolutiei a fost enuntat de savantul francez Sadi Carnot care a precizat sensul evolutiei transformarilor ireversibile.

Teorema lui Carnot: Toate masinile termice cu doua surse de caldura functioneaza reversibil intre Corolarul teoremei lui Carnot: randamentul unei masini termice cu doua surse de caldura functionand ireversibil este inferior randamentului masinii functionand reversibil intre aceleasi surse de caldura. In cazul masinilor frigorifice s-a introdus coeficientul de performanta al masinii definit prin: ζ MF= ∆qF

∆WCarnot a enuntat urmatoarele postulate:

1. Orice masina termica trebuie sa aiba un izvor cald si altul rece pentru a produce lucru mecanic din caldura

2. Randamentul maxim al masinii termice care functioneaza intre doua temperaturi T si T’ este independent de natura agentului termic sau forma masinii, el depinzand numai de diferenta de temperatura T-T’.

Enuntul Clausius: Trecerea caldurii de la un corp rece la un corp cald nu se face spontan ci este nevoie de o pompa de calduraEnuntul Kelvin: Este imposibil sa functioneze un motor cu o singura sursa de caldura.Functia S a fost de Clausius entropie s ide aici principiul lui Carnot a mai fost numit si principiul entropiei.Entropia (S) este o marime termodinaimica de stare, ce caracterizeaza gradul de dezordine al unui sistem a carei valoare creste in urma unei transformari ireversibile. Se masoara in J/K.Transformari ireversibile: In cazul transformarilor ireversibile care cuprind si acele transformari in care avem pierderi de caldura prin conductibilitate, convectie si radiatie, randamentul masinilor

termice scade sub randamentul maxim dat de ciclul Carnot. In acest caz putem scrie: QT

−Q 'T '

<0

Intr-un sistem izolat termic, unde au loc transformari ireversibile, entropia unui sistem izolat in transformare creste.Transformari termodinamiceTransformarea izobara (p – cst) –presiunea este mentinuta constanta si omogena

Page 6: Sisteme termodinamice

Transformarea izocora (v - cst) – volum constant, se produce practic intr-o bomba calorimetrica in prezenta unei reactii chimice si presupunand ca recipientul nu este deformabil.Transformarea izoterma (T – cst) – temperatura este mentinuta constanta si omogena in cadrul sistemului. Poate fi exemplificat prin schimbarea de stare a unui corp pur considerandu-se practic ca masa sistemului este mult inferioara celei a mediului inconjurator.Transformarea izentropica (S – cst) - presupune mentinerea constanta a entropiei pe tot parcursul sau. Un proces este izentropic daca transformarea asociata se efectueaza adiabatic reversibil.Transformarea adiabatica (dQ – 0) Transformarea izentalpica (H – cst) - o transformare izentalpica este aceea in care se conerva entalpia in cadrul sistemului. Se intalneste practic in cazul sistemelor de curgere. Ea prezinta o importanta deosebita in cazul masinilor frigorifice si al pompelor de caldura.Transformarea politropica – diversele transformari termodinamice prezentate anterior pot fi reprezentate in coordonate Clapeyron (p, v) sau entropice (T, S).Efectul de detenta Joule – Thomson: Prin ρ definim coeficientul efectului Joule-Thomson astfel:

Ρ = T 1−T 2p1−p2

=ϬTϬp

= A

T2 . Femenul Joule-Thomson se datoreste existentei fortelor Van der Waals

care lucreaza asupra moleculelor gazului.Caldura specifica: Q = m*c* ∆T

Caldura necesara pentru a modifica temperatura unitatii de masa cu un grad: c=Q

m×∆T

6. Consideratii generale privind instalatiile frigorifice Procese de baza.AplicatiiTrecerea caldurii in mod natural, de la sine, deci fara consum de energie din exterior, are loc numai de la corpurile cu temperatura mai ridicata catre cele cu temperatura mai scazuta. Trecerea caldurii in sens invers presupune marirea potentialului caldurii, adica al nivelului de temperatura al acesteia, proces care se poate realiza numai pe baza unui consum de energie din exterior. Masinile si instalatiile care realizeaza asemenea procese poarta denumirea de transformatoare de caldura.In cazul in care temperatura sursei reci (Tf) este inferiora temperaturii mediului ambiant (Ta) care joaca rolul rezervorului cald (Tf < Ta) procesul este frigorific, ar transformatorul de caldura care permite realizarea acestui proces reprezinta o masina sau instalatie frigorifica.

Au loc

- Transferul de caldura la diferente finite de temperatura care se desfasoara in schimbatoarele de caldura (racitoare de gaz, condensatoare, inccalzitoare, vaporizatoare, regeneratoare).Condensarea este procesul termodinamic prin care agentul frigorific isi schimba starea de agregare, din vapori in lichid, cedand caldura sursei calde, reprezentata de aerul sau apa de racire a condensatoruluiVaporizarea este procesul termodinamic prin care agentul frigorific isi schimba starea de agregare din lichid in vapori absorbind caldura de la sursa rece, reprezentata de mediul racit aerul sau un agent termic lichid, realizandu-se in acest mod efectul util al instalatiei frigorifice

- Laminarea – se manifesta la trecerea agentului frigorific prin ventilele de laminare sau reglaj fiind insotita de scaderea presiunii agentului . In cazul gazelor reale care evolueaza in

Page 7: Sisteme termodinamice

domeniul efectului Joule-Thomson pozitiv precum si in cel al vaporilor saturati umezi laminarea determina o scadere a temperaturii agentului de lucru care permite in continuare realizarea efectului frogorific. Laminarea este considerata adiabatica deoarece se desfasoara fara interactiuni termice cu mediul ambiant.

- Realizarea efectului frigorific este indisolubil legata de existenta proceselor de destindere si comprimare a agentilor de lucru. Ele au loc in detentoare si compresoare (pot fi volumice si rotative).Comprimarea este procesul de marire a presiunii vaporilor de la nivelul presiunii din vaporizator pana la nivelul presiunii din condensator. Prin laminare se asigura conditiile de lucru pentru vaporizator aducand agentul frigorific la presiunea necesara realizarii procesului de vaporizare.

- Umplerea si golirea spatiilor de lucru ale masinilor cu piston de tipul compresoarelor si detentoarelor are loc in conditiile unor diferente finite de temperatura si presiune, fapt ce imprima acestor procese un pronuntat caracter ireversibil.

Frigul artificial joca un rol extrem de important in cadrul a numeroase procese tehnologice din industria alimentara (conservarea produselor, fabricarea berii, inghetatei, patiserie, fabricarea unor produse lactate) prin 3 procedee tehnologice principale realizate cu ajutorul instalatiilor frigorifice: refrigerare; congelare; liofilizare.

Clasificarea instalatiilor frigorifice1. Dupa principiul de functionare:- Instalatii cu comprimare – utilizeaza proprietatile elastice ale gazelor si vaporilor ce se

manifesta prin cresterea temperaturii lor in timpul comprimarii si scaderii acesteia in destindere. Pot fi cu gaze sau vapori

- Instalatii cu sorbtie – se bazeaza pe proprietatea anumitor substante la realizarea succesiva a reactiilor termochimice de sorbtie a agentului de lucru de catre un sorbat care urmeaza sa fie desorbit, procese care sunt echivalente cu cele de destindere si comprimare in cazul instalatiilor frigorifice cu comprimare.

- Instalatii cu jet –utilizeaza energia cinetica a unui jet de vapori sau gaz. Pot fi instalatii cu ejector si respectic turbionare. In primul caz se creaza un efect de ejectie care permite mentinerea unei presiuni coborate in vaporizatorul instalatiei. Vaporii formati in procesul de vaporizare la temperatura relativ redusa sunt aspirati si comprimati in ejector fiind dirijati in condensatorul instalatiei.

- Instalatii termoelectrice – au la baza efectul Peltier, permit obtinerea frigului prin utilizarea directa a energiei electrice. La trecerea curentului electric printr-un ansamblu format din 2 materiale diferite se constata aparitia unei diferente de temperatura la cele 2 lipituri ale sistemului.

- Instalatiile magnetice – permit obtinerea efectului frigorific pe seama magnetizarii adiabate axate pe proprietatea corpurilor paramagnetice de a-si mari temperatura de magnetizare si de a o reduce la demagnetizare.

2. Dupa tipul ciclului:- Instalatii care functioneaza pe baza unui ciclu inchis – in care agentul de lucru parcurge

diferitele elemente componente ale unui contur inchis, proces in care temperatura sa variaza intre limitele impuse de cele 2 surse de caldura. Acestea pot fi: instalatii cu comprimare mecanica de vapori, de absorbtie, cu ejector.

- Instalatii care functioneaza pe baza unui proces deschis – caracterizate prin aceea ca in timpul functionarii agentul este total sau partial extras din instalatie.

3. Dupa periodicitate- Instalatii cu functionare continua – in regim stationar, se incadreaza cele cu compriamre

mecanica, cu absorbtie precum si cu ejector- Instalatii cu functionare discontinua – in regim nestationar, fac parte instalatiile cu

absorbtie.

Page 8: Sisteme termodinamice

7. Agenti de lucru ai instalatiilor frigorifice Clasificarea agentilor frigorifici

Agentii frigorifici sunt substante omogene sau amestecuri de substante ale caror proprietati termodinamice trebuie sa corespunda cerintelor impuse de schema si tipul instalatiei frigorifice, precum si de nivelul de temperatura al celor doua surse de caldura, in special de cel al frigului produs. Pot fi impartiti in 3 mari categorii:

- CFC (clorofluorocarburi) , freonii clasici care contin Cl foarte instabil in molecula- HCFC (hidroclorofluorocarburi), freoni denumiti de tranzitie care contin in molecula si

hidrogen, ial Cl este mult mai stabil si nu se descompune atat de usor sub actiunea radiatiilor ultraviolete.

- HFC (hidrofluorocarburi), considerati freoni de substitutie definitiva, nu contin deloc in molecula atomi de Cl.

Exista si agenti frigorifici naturali : amoniacul este cel mai important si utilizat datorita proprietatilor sale termodinamice care il fac cel mia performant agent frigorific d.p.d.v. al transferului termic.Agentii cu temperatura coborata de vaporizare la presiune atmosferica normala sunt utilizati in instalatiile frigorifice cu comprimare mecanica de vapori; in functie de aceasta temperatura se deosebesc 3 categorii de agenti:

- Cu temperatura ridicata de vaporizare intre 0 si 60 0C- Cu temperatura medie de vaporizare intre -50 si 00C- Cu temperatura joasa de vaporizare intre -130 si -500C.

Aerul si alte gaze sau amestecuri de gaze avand temperaturi joase de vaporizare, utilizate in instalatiile frigorifice cu comprimare de gaze, in cele turbionare si in instalatiile de lichefiere si separare a gazelor.In instalatiile cu absorbtie sunt utilizate solutii ale diferitelor substante. Apa este utilizata in instalatii cu jet de abur.Conditii pe care trebuie sa le satisfaca un agent frigorific: presiunea de vaporizare sa fie superioara presiunii atmosferice, dar apropiata de aceasta in scopul evitarii infiltrarii aerului in vaporizator; presiunea de condensare sa fie redusa in vederea micsorarii greutatii compresorului, cresterii randamentului mecanic al acestuia; puterea frigorifica specifica cat mai mare; caldura specifica a lichidului frigorific cat mai redusa; volum specific a licghidului frigorific cat mai redusa; volum specific al vaporilor aspirati cat mai redus; sa nu prezinte pericol de explozie, inflamabililate si toxicitate; stabilitate chimica si pasivitate la coroziune; cost redus.Caracteristicile agentilor de lucru ai instalatiilor frigorifice cu comprimare de vaporiAmoniacul – utilizt in instalatiile frigorifice cu comprimare de vapori cu o treapta si cu 2 trepte, precum si in cele cu absorbtie pentru temperaturi de vaporizare t0 ≥ - 75 0C. Avantaje: volum specific mic la temperaturile de vaporizare uzuale, usurinta depistarii scaparilor de amoniac datorita mirosului, solubilitatea in ulei redusa. Dezavantaje: toxic, exploziv si inflamabil la concentratii de 16,5 pana la 26,8% amoniac in aer. Bioxidul de sulf - utilizat numai in instalatiile ermetice la temperaturi de vaporizare t0 ≥ - 750C. Avantaje: temperatura normala de vaporizare relativ ridicata (tsN = - 10,1 0C) ceea ce permite mentinerea unor presiuni reduse in condensator la temperaturile de condensare apropiate de temperatura mediului ambiant, neinflamabile, solubilitate redusa in ulei.Clorura de metil – nu corodeaza otelul si aliajele sale, dar in prezenta aerului ataca zincul, aluminiul si magneziul. Bioxidul de carbon – utilizat in instalatii de producere a ghetii. Este neutru in raport cu metalele, neinflamabil, netoxic. Dezavantaje: temperatura critica este relativ ridicata + 31 0C la presiunea critica de 75 at.Freonii – Avantaje: nu sunt toxice, inflamabilitate redusa, neexplozivi, prezinta neutralitate chimica, determina temperaturi de comprimare reduse. Dezavantaje: vascozitate foarte redusa, solubilitatea reciproca cu uleiul care se accentueaza la marirea presiunii si reducerea temperaturii freonului, densitate mai ridicata. Freonii conduc la coeficienti de transfere de caldura sensibil mai mici decat in cazul amoniacului. Ataca garniturile de cauciuc.Caracteristicile agentilor de lucru ai instalatiilor frigorifice cu comprimare termochimicaInstalatiile frigorifice cu absorbite permit utilizarea acelor agenti de lucru pentru care exista absorbanti corespunzatori . Este necesara respectarea unor conditii suplimentare: caldura de vaporizare cat mai mare pentru reducerea dimensiunilor schimbatoarelor de caldura si conductelor

Page 9: Sisteme termodinamice

precum si a debitului de agent; caldura de dizolvare cat mai mica a agentului de lucru cu absorbantul in cazul instalatiilor frigorifice si cat mai mare la instalatiile de pompare termice ; caldura specifica mica a absorbantului pentru reducerea suprafetei de incalzire a schimbatorului de caldural viteza de absorbtie mare pentru reducerea dimensiunilor absorbantului.

Agenti purtatori de frigPentru transportul frigului de la generatorul de frig la consumator sunt utilizati agentii purtatori de frig care trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte:

- Temperatura joasa de congelare- Vascozitate redusa pentru reducerea pierderilor hidraulice la circulatia prin conducte- Caldura specifica mare pentru reducerea debitului de agent purtator de frig- Stabilitate chimica- Toxicitate redusa, neinflamabilitate si lipsa pericolului de explozie

In calitate de agenti purtatori de frig la nivelul frigului moderat sunt utilizate saramurile, adica solutiile de clorura de sodiu si clorura de calciu in apa. Ca agenti purtatori de frig pot fi utilizate lichidele antigel de tipul solutiei de etilenglicol pentru temperaturi de -75 0C. Se poate folosi freonul -30 pentru temperaturi de -40 - -90 0C si chiar freonul -11 pentru temperaturi de -105 0CImportanta utilizarii agentilor frigorifici nepoluantiUtilizarea agentilor de lucru de tipul CFC a condus la degradarea stratului protector de ozon al Terrei contribuind la procesul global de incalzire prin efectul de sera. Sub actiunea razelor ultraviolete provenite de la soare, din moleculele freonilor se elibereaza Cl care reactioneaza chimic cu ozonul care se gaseste in stratosfera si rezulta oxigen biatomic si oxizi de clor. In acest mod se distruge treptat stratul de ozon al plantei care are un binecunoscut rol protector prin filtrarea radiatiilor ultraviolete, nocive pentru sanatatea umana.

8. Procese in compresoare frigorifice cu o treapta de comprimare Clasificarea compresoarelor frigorificeCompresorul reprezinta masina principala a instalatiei frigorifice cu vapori. Are rolul de a aspira vaporii formati in vaporizator, de a-i comprima si refula in condensator.

1. Dupa principiul de functionare compresoarele se impart in:- Compresoare cu piston – cele mai utilizate in instalatii si pot fi:

a. Cu actiune simpla

b. Cu actiune dubla

c. In echicurent

Page 10: Sisteme termodinamice

- Compresoare centrifugale- Compresoare cu rotor elicoidal2. Dupa modul de deplasare a agentului frigorific in cilindru se deosebesc:- Compresoare in echicurent – aspiratia vaporilor are loc prin carter, supapa de aspiratie fiind

montata in piston iar cea de refulare in capacul compresorului- Compresoare in contracurent – ambele supape sunt montate in capacul compresorului iar

deplasarea agregatului are loc cu schimbarea sensului la trecerea prin spatiul de lucru al cilindrului.

3. Dupa numarul cilindrilor compresoarele pot fi: monocilindrice si policilindrice4. Dupa dispunerea cilindrilor sunt: cu cilindri dispusi in linie, in V, in W, cu cilindrii opusiAlegerea tipului de compresor al unei instalatii depinde de puterea frigorifica necesara, de conditiile de functionare si proprietatile agentului de lucru.

Compresoarele cu piston pot fi: deschise, semiermetice si ermetice.Compresoare deschise – se pot cupla cu motoare separate, de tip electric sau termic si pot vehicula orice tip de agent frigorific. Utilizate pentru puteri frigorifice medii si mari.Compresoare semiermetice sunt cuplate direct la un motor electric inchis intr-un carter demontabil comun. Utilizeaza pentru puteri medii.Compresoare ermetice sunt inchise impreuna cu motorul intr-o carcasa etansa nedemontabila (sudata). Se utilizeaza pentru puteri mici si medii.Cilindrii compresorului sunt prelucrati prin procedee de precizie ridicata, direct in corpul blocului pana la suprafata oglinda sau pot fi realizati din camasi amovibile prelucrate din fonta extrafina centrifugata, avnad tot suprafata oglinda. Pistonul compresorului este realizat din aliaj de aluminiu, cu o prelucrare particulara a capului, conforma cu forma supapelor, in scopul reducerii la minim a spatiului mort.Arborele cotit si bielele – arborele cotit este realizat din otel matritat sau adesea din fonta nodulara, este dimensionat cu atentie, iar masele de echilibrare, solidificare cu arborele, preiau fortele rezultante precum si neuniformitatile miscariiUngerea are scop asigurarea gresajului partilor aflate in miscare relativa: palierele principale, capurile bielelor, picioarele bielelor, cilindrii si garnitura mecanica. Circuitul de ungere al compresoarelor frigorifice are in general urmatoarele elemente componente: un filtru de aspiratie, o pompa de ulei, un racitor de ulei, un filtru suplimentar la iesirea din schimbator, un regulator de presiune, un distribuitor.Carterul este realizat din fonta , cilindrii fiind prelucrati direct in corp, acesta din urma fiind calculat pentru o presiune de 25 bari, este supus probelor hidraulice.Rotoarele – construite din otel forjat sau din fonta cu grafit sferic, turnata sub vid si prelucrata mecanic cu mare precizie.Avantaje ale compresoarelor elicoidale: dimensiuni reduse, greutate mica, nivel de vibratie redus, siguranta mai mare in functionare. Dezavantaje: preturi ridicate, nivel de zgomot ridicat.

Page 11: Sisteme termodinamice

In categoria compresoarelor volumice rotative sunt incluse: compresoarele cu palete in rotor, cu piston rotativ, cu spiralte (Scroll).Functionarea compresorului Scroll presupune realizarea a 3 faze:

- aspiratia – in timpul deplasarii spiralei inferioare se formeaza doua zone prin care sunt aspirati vaporii de agent frigorific pana in momentul in care cele 2 zone se inchid

- comprimarea – miscarea spiralei antreneaza vaporii spre zona centrala, iar volumul ocupat de vapori se reduce treptat ceea ce produce comprimarea acestora

- refularea – vaporii comprimati sunt evacuati prin orificiul din zona centralaProcese in compresorul frigorific cu pistonParametrii constructivi si functionali caracteristici diagramei compresorului cu piston sunt:

- coeficientul spatiului mort sau vatamator: ε0 = Vo/Vs, V0 – volumul spatiului mort, Vs- volumui cursei pistonului

- raportul de comprimare al compresorului: H = Pc/P0, Pc – presarea de condensare, P0 – presarea de vaporizare

- raportul de comprimare in cilindru: Hc = prf/pas = pc + ∆ pr/ p0 - ∆p0 unde prf – presiunea de refulare, pas – presiunea de aspiratie,

- coeficientii scaderii relative a presiunii in aspiratie si refulare: ψ = ∆ pa/p0 si ψr = ∆pr/prf

9. Bazele teoretice al utilizarii frigului in industria alimentara Influenta temperaturilor scazute asupra vitezelor de racire si asupra principaliilor agenti de modificare a insusirilor produselor alimentareProdusele alimentare pot fi impartite in 3 categorii: foarte perisabile, perisabile, stabile. Principalele operatii utilizate in industria alimentara pentru prelungirea duratei de patrare a produselor sunt: procese termice (gatire, blansare, pasteurizare, conservare); tratamente prin frig (refrigerare , congelare); deshidratare; fermentare; iradiere.Alimente foarte perisabile - pastrate de la ore la o saptamana. Ex: lapte, peste, carne de puiMetode : conservare, congelare, deshidratare.Alimente perisabile: pastrate de la o saptamana la cateva luni. Exemple mere, citrice, cartofi, legume, fructe.Alimente stabile: pastrate de la cateva luni la ani. Exemple: cereale, nuci, zahar, miere.De obicei intr-un produs alimentar nu are loc un singur tip de reactie, ci mai multe, acestea fiind totodata interdependente, functie de natura agentilor modificatori.Actiunea agentilor biologici reprezinta cauza principala a modificarilor profunde din alimente. Functiile vitale ale microorganismelor, inclusiv inmultirea, se bazeaza pe reactii biochimice complexe, ale caror viteze scad odata cu scaderea temperaturii. Efectul scaderii temperaturii este influentat de natura substratului, pH-ul, prezenta de substante bacteriostatice si basctericide, concentratia de saruri.Efectul partial bacteriostatic – caracterisitic procedeului de conservare prin refrigerare – consta in oprirea inmultirii unor microorganisme si incetinirea substantiala a ritmului de inmultire pentru altele .

Efectul bacteriostatic total – caracteristic conservarii produselor prin congelare, consta in oprirea inmultirii tuturor microorganismelor. Microorganismele pot fi : termofile (t min. 45 0C iar cea max. 75 – 80 0C), mezofile (t min. 10-15 0C iar cea max. 35-45 0C), prihofile (t min. -7 - + 5 0C, t max. 25-30 0C)Conservarea si refrigerarea previne actiunea bacteriilor termofile si mezofile dar cele psihrofile pot cauza alterarea la temperaturi scazute de depozitare si de aceea acestora trebuie sa li se acorde o atentie sporita. Bacterii periculoase din alimentele refrigerate: Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Salmonela, E. Coli. Cele mai importante modificari ale alimentelor ce au loc sub actiunea oxigenului atmosferic si a luminii sunt schimbarile nedorite de culoare si rancezirea grasimilor.Influenta temperaturilor scazute asupra principalelor insusiri ale produselor alimentare

Page 12: Sisteme termodinamice

D.p.d.v. al structurii interne, produsele alimentare se prezinta sub una din urmatoarele forme: - sisteme celulare cu celule complet intacte : carnea, pestele- sisteme celulare cu celule complet distruse: piureurile, faina, cacao - sisteme celulare sau necelulare cu celulele partial distruse: lapte, miere de albine, zaharul- sisteme combinate: unele preparate culinareD.p.d.v fizico-chimic alimentele se prezinta intr-o gama mare de stari, de la faza complet lichida pana la faza pur solida, de la simple solutii apoase pana la dispersii coloidale complexe.Carnea este un complex hidrosol-gel avand ca substante componente de baza dispersii coloidale de substante proteice.Laptele integral reprezinta o emulsie intr-o solutie complexa coloidala, moleculara si ionica. Solul este format din coloizi proteici (cazeina, albumina, globulina) iar emulsia de tip U/A are ca faza dispersa globulele de grasime, protejate de o membrana lecitino-proteica. Smantana este o emulsie de tip U/A iar inghetata reprezinta un sistem polidispers sol-emulsie-spuma-suspensie. Untul este o pseudoemulsie grosiera de apa in grasime, iar margarina de asemenea o emulsie de apa in grasime.Influenta apei asupra stabilitatii produselor alimentare supuse actiunii temperaturilor scazuteApa continuta de catre alimente este de doua categorii: apa libera si apa legata.Apa libera este retinuta mecanic sau prin capilaritate si poate fi cedata usor la presare, centrifugare , evaporare. Poate contine in solutie sau in suspensie, toate componentele chimice.Apa legata este cea care nu poate fi indepartata total, ci poate fi doar separata partial prin congelare. Dupa modul de fixare apa legata poate fi:Apa de contitutie participa la stabilirea si metinerea structurilor macromoleculare si poate fi indepartata prin congelare. Deosebim:

a. Apa vitala – indepartarea acesteia avand efect letalb. Apa remanenta (congelabila) – poate fi eliminata dupa moartea celulei prin fenomenul de

sinereza a gelurilor.Apa de adsorbtie: este legata de particularita solide ce compun alimentele intr-o masura mai mare deact celelalte categorii de apa. Apa de cristalizare: nu poate fi indepartata decat la temperaturi inalte, odata cu distrugerea structurii cristaline a produsului.Insusirile fizice ale produselor alimentare care influenteaza viteza de racire si necesarul de frigPrincipalele insusiri fizice ale produselor alimentare care influenteaza viteza de racire si necesarul de frig sunt: caldura specifica, caldura latenta de solidificare, conductibilitatea termica si entalpia. Toate aceste insusiri depinde in mare masura de compozitia alimentelor si in special de continutul acestora de apa si grasimi.Caldura specifica: c = Q/m* ∆ t . Caldura specifica a unui produs alimentar este practic constanta la temperaturi mai mari decat temperatura de congelare a produsului, scade brusc la atingerea temperaturii de congelare si dupa aceasta scade pe masura scaderii temperaturii.

Caldura latenta: qs = 79,71 * x, qs – caldura latenta de solidificare a produsului, kcal/kg; 79,71 – caldura latenta de solidificare a apei, kcal/kg; x – continutul apei din produs, kg/kg produs.Entalpia – marime termodinamica de stare a unui sistem fizic egala cu diferenta dintre energia interna si lucru efectuat de sistem in orice trasnformare reversibila si izobara.Conductibilitatea termica – in cazul majorarii alimentelor conductibilitatea termica scade cu reducerea temperaturii, cu exceptia grasimilor.Obiectivele prelucrarii termice prin frig a produselor alimentareSe realizeaza prin mai multe procedee tehnologice: refrigerare – racire rapida pana la temperaturi de 0-5 0C, congelare, congelare – racire pana la temperatura finala de -18 - -25 0C, criodesicare sau liofilizare – deshidratarea produselor congelate in prealabil prin sublimarea cristalelor de gheata in vid, cu ajutorul unui raport controlat de caldura. Obiective fundamentale pe care le are prelucrarea prin frig a produselor alimentare se refera la prelungirea duratei lor de pastrare si la procesul lor tehnologic, fiind urmatoarele:

Page 13: Sisteme termodinamice

- Prelungirea duratei de conservare - la temperaturi scazute, viteza de reactie si actiunea agentilor modificatori scad in intesitate

- Crearea conditiilor optime de temperatura pentru diverse procese tehnologice sau biochimice

- Modificarea temporara a unor proprietati fizico-chimice in vederea realizarii unor operatii tehnologice

- Tratamentul termic prin frig

10. Utilizarea frigului in cazul oualorConsideratii generaleOul – reprezinta o celula de reproducere care isi pastreaza insusirile vitale un naumit timp dupa ouat.Este format din: Galbenus – de culoare galbena, bogata in substante nutritive de forma sferica. Albusul – substanta vascoala, de culoare alba compusa din albumina care inconjoara galbenusul oului de pasari. Camera de aer – apare dupa o ora de la ouat. Dupa cateva zile ajunge la o inaltime de 2 mm. Pe masura invechirii camera de aer se mareste datorita pierderilor in greutate prin evaporare. Coaja - invelisul tare si calcaros al oului, format din carbonat de calciu, fiind strabatut de pori prin care pot patrunde microorganisme de alterare. Cuticula – o pelicula subtire, uscata cu rol protector impotriva patrunderii microorganismelor de alterare in interiorul oului. Oul se clasifica in functie de calitate astfel:

- Categoria A sau oua proaspete - se clasifica in functie de greutate- Categoria B sau oua calitatea a doua sau oua declasate – destinate pt folosirea lor in

industria alimentara si nealimentara. Ouale pot fi : dietetice – au fost puse in vanzare nu mai tarziu de 7 zile dupa ce au fost ouate si oua de masa : de categoria I : peste 48 g si categoria II : peste 43 g. In cazul infectarii populatiei prin consum de oua un rol important il are Salmonella.

Schema fluxului tehnologic de pastrare si prelucrare a oualor in vederea consumului direct sau utilizarii in industria alimentaraProductia de oua si recoltare - > Depozitare in stare refrigerata -> Curatire -> Ovoscopare, calibrare, impachetare -> Spargerea oualor -> Prelucrare oua lichide -> Deshidratare / congelare -> Prelucrare congelare, Produse lichide, Produse deshidratate. Dupa operatia de impachetare se face o depozitare in stare refrigerata -> oua proaspete dupa consum.

Conservarea prin refrigerareOuale trebuie spalate si dezinfectate trecand prin fazele : igienizare cu apa calda si detergent, uscare cu aer cald, control prin ovoscopare, calibrare si ambalare. Tehnologia conservarii oualor prin refrigerare se face in 2 feluri:

- Conservarea de scurta durata pana la 30 zile – cel mai folosit pt pastrarea oualor. Pentru a asigura mentinerea calitatii la locul de producere in timpul desfacerii si transportului trebuie

Page 14: Sisteme termodinamice

ca temperaturile sa fie scazute. Nivelul de temperatura utilizat este in jur de 10 0C. Umiditatea trebuie sa fie de 75-80% in spatiile de depozitare pentru evitarea pierderilor de umiditate si greutatea oualor.

- Conservarea de lunga durata – se admit numai oua proaspete, sanatoase, curate, fara pete de sange, mucegai si cu coaja nefisurata. Receptia si sortarea se efectueaza intr-un spatiu climatizat cu temperatura de 8 0C si posibilitati de control prin ovoscopare. Transferul de caldura ce are loc in decursul racirii rapide conduce la aparitia de tensiuni in coaja oualor, fapt ce conduce la vatamarea acestora.Ambalarea: platouri alveolare confectionate din material celulozic sau plastic (cofraje)cu o capacitate de 20, 30 bucati; cutii cu capac realizate din carton sau material plastic cu o capacitate de 6 sau 12 bucati; lazi plate din lemn cu o capacitate de 480 bucati.Dupa asezarea oualor in cofraj se realizeaza inscriptionarea acestora.

Procedee de racire – se prefera refrigerarea rapida unde se reduce procentul de oua alterate in timpul depozitarii si se reduc pierderile prin evaporare. Pentru refrigerare sunt indicate tunele avand temperaturi de -2 - -3 0C. Refrigerarea se considera terminata cand temperatura in centrul ambalajului ajunge la 3-4 0C. Pe langa tunele sau camere de refrigerare ouale pot fi tinute 1-2 zile si in anticamere sau coridoare lipsite de miros la temperatura de 7-10 0C. Depozitare - intre lazi trebuie lasate spatii pentru patrunderea aerului. Parametrii la depozitarea oualor a aerului: 0 0C – umiditate 78-92% - circulatia aerului este fortata, -1 - -1,6 0C– umiditate 85-86% - circulatia aerului naturala, -2,5 - -3 0C – umiditatea 90-94 % - circulatia aerului fortata.Avantajele depozitarii: reducerea pierderilor in greutate prin evaporare, reducerea intensitatii modificarilor calitative si prin urmare prelungirea duratei admisibile de depozitareLa depozitarea oualor se recomanda ca variatiile admisibile te temperatura sa nu depaseasca

0.5 0C, iar cele de umiditate de 2% datorita pericolului producerii condensarilor de vapori pe suprafata oualor.Masuri de igiena si dezodorizare: spoirea peretilor si tavanului cu lapte de var inaintea incarcarii camerei, reimprospatarea zilnica a aerului. Pentru a preveni condensarea este necesara reincalzirea oualor inaintea livrarii si este deosebit de importanta in sezonul cald. Temperatura aerului circulat printre abalajele cu oua trebuie sa fie 3-4 0C mai mare decat in cea la depozitare. Durata incalzirii este cuprinsa intre 12 – 36 ore. Temperatura pentru transport sa fie de 1-15 0C in functie de durata transportului.

Conservarea oualor prin congelareCongelarea se aplica la continutul oului amestecat sau galbenusul si albus separat. Avantaje: durata lunga de conservare fara riscuri de alterare, utilizarea mai usoara a oualor de catre consumatori si valorificarea rationala a cojilor. Dezavantaj: risc mare de aparitie a unor toxiinfectii alimentare in masa. La conservarea prin congelare sunt admise numai oua de gaina foarte proaspete sau proaspete. Se elimina ouale sparte, fisurate, cu pete de sange, alterare. Ouale murdare se separa in vederea spalarii. Spalarea oualor murdare se face imediat dupa recoltare cu apa calda 65-75 0C. Dezinfectarea cojii se recomanda a fi aplicata atat oualor spalate cat si cele curatate, se face cu cloramina in apa urmata de spalare si zvantare in aer uscat. Extragerea continutului se poate face mecanizat sau manual. Cea manuala consta in spargerea oului pe un cutit rigid deasupra unui recipient si scurgerea resturilor de albus rezultate la spargere intr-un recipient pentru control vizual si olfactiv. Ouale alterate si cojile sunt eliminate si folosite in scopuri nealimentare ( industria pielariei). Filtrarea este necesara pentru retinerea fragmentelor de coaja, corpurilor straine.Omogenizarea are drept scop amestecarea albusului cu galbenusu, micsorarea vascozitatii si prevenirea sau reducerea intensitatii fenomenului de pastificare. Omogenizarea are loc in omogenizatoare prevazuta cu agitator sau in omogenizatoare speciale cu piston si dispersare sub presiune prin sectiune prin orificii cu sectiune redusa fiind si procedeul cel mai eficient.Pasteurizarea are ca scop distrugerea germenilor patogeni , dar reducerea incarcarii microbiene.Ambalarea pentru congelare se folosesc ambalaje cilindrice. Sunt obligatorii masuri riguroase de igiena prin spalare, dezinfectie, sterilizare frecventa. Spatiul trebuie prevazut cu aer conditionat pentru temperatura de 10 0C. Congelarea – se foloseste procedeul de congelare rapida in aer cu circulatie fortata si temperatura de -30 - -40 0C. Durata de congelare este de 14 h.

Page 15: Sisteme termodinamice

Depozitara - la temperaturi de -18 - - 23 0C, durata fiind de 8 – 15 luni. La -12 0C durata este de 6 luni.Decongelare – pentru decongelarea cu apa sau aer temperatura nu trebuie sa depaseasca 15 0C si durata fiind de 20-25 h. Dupa decongelare masa de ou nu trebuie pastrata mai mult de 48 h la 4.5 0C. In conditii de temperatura obisnuita a camerei nu se admite depozitarea mai indelungata de 3 h. Durata maxima de pastrare a oualor si produse aferente: ou in coaja : refrigerare 3-5 saptamani si nu se congeleaza, albus de ou 2-4 zile refrigerare, congelare 12 luni, galbenus: 2-4 zile refrigerare si nu se congeleaza, caserole cu oua: refrigerare 3-4 zile, congelare: dupa coacere 2-3 luni.

11.Refrigerarea produselor alimentare Consideratii generale privind refrigerarea produselor alimentareRefrigerarea este procedeul cel mia des folosit atat pentru conservarea si tratamentul alimentelor,

cat si in procesele industriale. Se bazeaza pe utilizarea temperaturilor in vecinatatea punctului de congelare a alimentelor, apa continuta de catre acestea ramanand in stare lichida.

Scopul principal al refrigerarii este conservarea respectiv prelungirea duratei de pastrare a produselor alimentare. In cazul produselor vii si sanatoase (legume, fructe,oua) acest obiectiv se ralizeaza in principal prin reducerea intensitatii proceselor de metabolism datorita franarii activitatii enzimelor endogene sub actiunea temperaturilor scazute.

Refrigerarea este utilizata cu succes si in cadrul unor tehnologii alimentare: fermentatiile alcoolice din industria berii si vinului, fabricarea untului, margarinei, ciocolatei. Procesul tehnologic de conservare prin refrigerare cuprinde in mod curent urmatoarele faze:

- Refrigerarea propriu-zisa – racirea produsului de la temperatura initiala pana la ceea de pastrare- Pastrarea in stare refrigerata- Reincalzirea partiala de livrare sau expeditie- TransportulCel mia simplu procedeu de racire a produselor alimentare este depozitarea lor intr-o camera

refrigerata, proces cunoscut sub denumirea de depozitare in camera frigorifica. Alte tipuri de racire: racirea cu circulatie fortata a aerului, refrigerarea in apa (hydrocooling), refrigerarea prin contact cu gheata hidrica, refrigerarea in vid.

Refrigerarea in curent de aer cu zvantare prealabile si direct-rapidaEste cel mai raspandit procedeu datorita aplicabilitatii sale largi, neafecatrii insusirilor organoleptice

a alimentelor si pastrarea integritatii ambalajelor. Principalii parametrii ai aerului la refrigerare sunt temperatura, viteza si umiditatea.

Refrigerarea rapida poate fi facuta intr-o singura faza si in doua faze: - Intr-o singura faza se face prin radiatie (in camere) si prin convectie (in tuneluri)- In 2 faze se face prin convectie in aceeasi incapere sau incaperi diferite.In primul tip de refrigerare tunelurile au lungimi mari pana la 18 m si circlulatia aerului facandu-se

longitudinal, transversal sau vertical. Viteza si temperatura aerului trebuie mentinute constante pe toata durata procesului. (0 0C). Procesul de racire este nestationar in timp, fluxul caloric avand valori maxime la inceputul refrigerarii si minime spre final.

Camerele de refrigerare sunt folosite pentru pastrarea alimentelor cu inaltimi de pana la 8 m si capatitate de pana la 800 t. Sunt prevazute cu racitor si unul sau mai multe canale de refulare a

Page 16: Sisteme termodinamice

aerului. Aspiratia aerului cald se realizeaza liber prin deschizaturi practicate in perete.

O parte a aerului cald (uzat) ramane in camera si este amestecat cu aerul proaspat de catre ventilatoare auxiliare. In cazul tunelelor de refrigerare circulatia aerului poate fi organizata in mai multe moduri: longitudinal, transversal sau vertical in functie de natura produsului si a ambalajului fiind asigurata de ventilatoare axiale sau centrifugale. La cele cu circulatie longitudinala racitoarele sunt montate sub plafon, practicandu-se un tavan fals care separa spatiul de refrigerare de cel de racire a aerului. Sub racitoare sunt monate tavi pentru colectarea apei provenite din condensarea vaporilor.

In cel de-al doilea tip de refrigerare prin convectie in 2 faze se permite scurtarea duratei de racire a produselor alimentare datorita temperaturii scazute a aerului la inceputul procesului de refrigerare.Cele 2 faze principale sunt: faza intai (initiala) se urmareste preluarea intensa a caldurii de la un produs prin marirea diferentei de temperatura folosind aer rece -8 - -10 0C pentru carnea de porc si carnea de vita; faza a doua urmareste desavarsirea procesului de racire care este limitat in timp de valoarea coeficientului de conductibilitate termica a carnii, temperatura aerului fiind de aproximativ 0 0C. Aceste 2 tipuri de refrigerari prezinta urmatoarele avantaje: impiedica dezvoltarea microorganismelor si reduce pierderile in greutate prin deshidratare.Elementul esential al sistemului de refrigerare cu circulatia fortata a aerului este ventilatorul care asigura deplasarea aerului la volumul si presiunea impusa de conditiile tehnologice.Refrigerarea in curent de aer impune pe langa temperatura si controlul umiditatii care trebuie sa fie intre 90 si 98 %.

Refrigerarea cu apa glaciala (hydrocooling) – produsele alimentare fiind racite prin imersare sau prin stropire cu apa glaciala avand o temperatura de 0,5-2 0C. Un avantaj al acestui procedeu de refrigerare il reprezinta prevenirea fenomenului de vestejire deosebit de important in cazul

Page 17: Sisteme termodinamice

legumelor si fructelor. Acest procedeu prin hydrocooling permite atat tratarea unui volum mare cat si unu mic de produse alimentare. Se utilizeaza mai multe tipuri de aparate: conventionale, cu actiune discontinua (in sarje), cu imersie si mobile. In cazul celor conventionale produsele alimentare trec de-a lungul unui conveior sub un dus cu apa glaciala.

La cele cu actiune discontinua produsele alimentare sunt incarcate cu ajutorul unor brate articulate in spatiul in care se executa tratament termic.Cele prin imersie sunt destinate tratamentului termic al legumelor si fructelor. Incarcarea lazilor cu produse pe banda si descarcarea acestora se face manual fapt de duce la cresterea consumului de manopera tehnologica.

Schema instalatiei de refrigerare cu apa glaciala tip hydrocooling

Refrigerarea cu gheata sfaramata si lichida

Page 18: Sisteme termodinamice

Gheata are avantajul ca evacueaza de pe produs rapid caldura, iar efectul frigorific continua prin absorbtia acesteia in decursul topirii.

Prin aplicarea acestui procedeu se mareste mult eficacitatea actiunii ghetii deoarece apa faciliteaza un contact optim cu suprafata produselor supuse tratamentului.

Refrigerarea sub vid (hidro-vacuum cooling) se poate face fara umectarea produselor alimentare inainte de tratament (vacuum cooling), fie cu umectare (hidro-vacuum cooling). Acest proces decurge in 3 etape: introducerea produsului in camera de vid si realizarea vidului (1-2 0C), timp de 20 min. , mentinerea unui palier necesar omogenizarii in masa produsului aproximativ 5 min., aducerea camerei la presiunea atmosferica si evacuarea produsului. Produsele care pot fi tratate prin acest procedeu sunt in special legumele si fructele si in procent mai mic: bucati mici de carne, produse fainoase, flori destinate exportului. Acest procedeu este recomandat fructelor si legumelor deoarece metabolismul lor nu se opreste dupa recoltare si in conditii de depozitare la temperatura ambianta pot suferi o serie de modificari: pierderi de apa prin evaporare, formare de pectine, dezacidificari, aparitia de arome, atacul microorganismelor.

Prin racirea rapida a legumelor si fructelor se realizeaza: incetinirea multiplicarii bacteriilor si cresterea mucegaiurilor, mentinerea culorii, texturii si savorii, valorii nutritionale prin diminuarea oxidarii vitaminelor si zaharurilor. Aceasta racire rapida inseamna o crestere a duratei de viata comerciala a produselor de origine vegetala, dupa recoltare in starea lor initiala de prospetime.

Page 19: Sisteme termodinamice

Regrigerarea cu aer umed recomandata pentru tratamentul termic al produselor vegetale: sparanghel, varza alba, salata, fasole verde, castraveti, tomate, zmeura, caise, cirese, etc. si prezinta o serie de avantaje: metoda practica (aceeasi camera poate servi atat la refrigerare cat si la depozitare), metoda eficare (racirea se face de doua ori ma repede in comparatie cu refrigerarea clasica), metoda economica, metoda fara riscul congelarii produsului (au loc condensari de vapori de apa pe produse in cursul refrigerarii), metoda polivalenta (se aplica la o gama larga de produse vegetale).Dezavantaje: dispunerea paletelor in camera de refrigerare la aceeasi inaltime pt a avea circuite ale aerului cat mai scurte, investitie mare raportata la m3 in comparatie cu o camera de refrigerare clasica, nu este posibil scaderea temperaturii produsului foarte mult pentru a prelungi durata de pastrare in camera frigorifica. Pentru realizarea refrigerarii cu aer umed a produselor alimentare instalatia aferenta include: instalatie frigorifica, bazin cu apa glaciala, camera de refrigerare si stocare a produselor, instalatie de retur a aerului folosit pt refrigerare. Apa glaciala cu temperatura de 1 0C in contact cu aerul incalzit pana la 5 0C prin preluarea de caldura de la produse isi ridica temperatura pana la 2,5 0C.

Refrigerarea in aparate schimbatoare de caldura cu transfer indirect se foloseste la majoritatea produselor lichide (lapte, smantana, sucuri de fructe, bere, vin). Cele mai utilizate schimbatoare de caldura sunt: cu placi, cu manta si agitator, interior, teava in teava si multitubulare. Caldura este preluata fie de agentul frigorific care se evaporeaza (freon), fie de catre un agent intermediar (apa, solutii saline, alcoolice). Se prefera agentii intermediari: apa si alcoolul etilic.

Avantajele aparatelor cu placi : curatire si dezinfectie usor facuta, gabarit redus si posibilitatea de a varia capacitatea, si se pot scoate sau adauga usor alte placi.

Durata refrigerarii si necesarul de frigDurata si viteza de racireViteza de racire a unui produs, respectiv cantitatea de caldura Q’ cedata in unitatea de timp rezulta din relatia: Q’ = G*c* (dt/dτ) = -α * S(t-tc) unde G – masa produsului (kg), c – caldura specifica (kcal/kg*grd), t- temperatura produsului la un moment dat (0C), t0 – temperatura mediului exterior (0C), α – coeficient partial de trasnsmitere a caldurii prin convectie (kcal/m2, h.grd), S – suprafata produsului (m2). La refrigerarea cu un singur nivel de temperatura a aerului, aceasta este cuprinsa intre -1 si +1 0C. Pentru intensificarea procesului refrigerarii se pot utiliza 2 nivele de temperatura: in prima faza curentul de aer are o temperatura de -8 - -15 si apoi ajunge la 0 0C.

Durata procesului de racire se calculeaza dupa formula: τ = 1σ∗ln

tmi−t e

tmf−te

Page 20: Sisteme termodinamice

Necesarul de frig la refrigerareCantitatea de caldura Q0 poate fi calculata cu ajutorul relatiei:

Pe langa stabilirea necesarului global de frig, in cazul dimensionarii instalatiei frigorifice de refrigerare a produselor alimentare, se impune determinarea si a necesarului orar de frig, care la aparatele cu functionare discontinua este maxim la inceputul procesului refrigerarii. Pe baza necesarului de frig se face alegerea racitoarelor din cataloagele de produse ale firmelor cunstructoare de instalatii frigorifice.

Depozitarea produselor refrigerateProdusele lichide se pot depozita in recipienti mari, amplasati in spatii obisnuite sau racite, cu sau fara posibilitati proprii de racire, cu sau fara izolatie termica, in functie de natura alimentului, durata de depozitare si cerintele tehnologice. Temperaturile optime pentru durate maxime de depozitare sunt specifice fiecarui tip de produs alimentar si tehnologiei aplicate. Variatiile de temperatura la depozitarea produselor alimentae trebuia sa fie cat mai reduse pentru evitarea accelerarii reactiilor biochimice si inmultirea microorganismelor. Se admit variatii de ± 10C, cu exceptia oualor si pestelui, la care aceste variatii sunt mai reduse ± 0,5 0C. Umiditatea relativa scazuta franeaza dezvoltarea microorganismelor dar intensifica evaporarea apei din produse, respectiv contribuie la cresterea pierderilor in greutate. Variatiile admisibile de umiditate sunt pana la ± 5%.Circulatia si reimprospatarea aerului este necesara pentru preluarea caldurii, cat si pentru uniformizarea temperaturilor si umiditatii relative in spatiul de depozitare. Improspatarea aerului este necesara pentru indepartarea unor gaze sau substante volatile degajate de produse in timpul depozitarii. Acestea pot fi daunatoare fie prin mirosul lor, fie prin efectul de modificare al metabolismului unor produse vii, cum sunt fructele si legumele. Produsele se introduc la depozitare in stare ambalata pe europaleti. Asezarea lor trebuie facuta pe loturi, separate prin coridoare de acces pentru control si manipuare. Pastrarea concomitenta a alimentelor este posibila doar daca ele nu se influenteaza reciproc prin: transmiterea de mirosuri puternice si persistente iar altele le retin cu usurinta, stimularea maturatiei si transmiterea unor infectii microbiene cel mai susceptibil fiind carnea.Durata scontata de depozitare reprezinta durata in care poate fi pastrat un aliment de buna calitate, insusirile ramanand proaspete.Spatiile de depozitare sunt echipate cu aceleasi sisteme ca si la refrigerare propriu-zisa in camere, racirea fara circulatie fortata sau mixta.

Reincalzirea partiala a produselor refrigerate are drept scop evitarea condensarii vaporilor de apa din atmosfera pe suprafata rece a unor produse expuse la modificari microbiene intense, cum ar fi ouale in coaja, capsuni, zmeura, cirese. Pentru prevenirea condensarile este necesara reincalzirea partiala a suprafetei produselor imediat dupa scoaterea lor din spatiul racit sau chiar in interiorul acestuia cand se livreaza odata intreg lotul depozitat. Reaincalzirea in conditii optime se asigura cu

Page 21: Sisteme termodinamice

circulatie puternica a aerului avand o temperatura si umiditate relativa care sa nu permita condensari pe produs.

12.Congelarea alimentelor Consideratii generale privind congelarea produselor alimentareConservarea si prelucrarea produselor alimentare prin congelare se bazeaza pe folosirea unor temperaturi inferioare punctului lor de congelare. Temperaturile folosite in conservarea de durata a produselor alimentare trebuie sa fie sub -10 0C. (limita inferioara de dezvoltare a microorganismelor). Principalele fenomene fizice care au loc in timpul congelarii unui produs alimentar sunt: solidificarea apei congelabile (intr-o proportie cu atat mai mare cu cat temperatura este mai scazuta) si marirea volumului si intarirea consistentei. Temperatura prezinta variatii nu numai in functie de timp ci si in functie de pozitia punctului de masurare. Centrul termic reprezinta temperatura cea mia ridicata in produs la sfarsitul congelarii. Congelarea se considera terminata atunci cand temperatura medie a produsului ajunge aproximativ egala cu cea care urmeaza sa fie depozitata. Datorita avantajelor oferite congelarea a devenit cea mai raspandita metoda de conservare de lunga durata a produselor alimentare perisabile in tarile dezvoltate d.p.d.v. economic. Congelarea ca si proces a fost folosite prin 1880 cand a fost nevoie de transportul carnii din Argentina in Europa si ulterior in SUA.Aspecte teoretice privind cristalizarea apei in decursul congelarii alimentelorIn decursul congelarii alimentelor pot sa apara o serie de degradari avand drept rezultat scaderea calitatii produselor dupa dezghetare. Aceasta scadere a calitatii poate fi directa (brunificarea, decolorarea si defecte mecanice), dar in multe cazuri este remarcata numai dupa dezghetare si gatire. Gheata si apa pot deteriora alimentele in decursul congelarii astfel:- Apa neinghetata – sub -18 0C aprox. 10% din apa poate fi neinghetata si sa ia parte la reactii

fizice si biochimice.- Degradari prin congelare – trecerea apei in stare de gheata poate fi cauza degradarii

structurale a alimentelor. Aceasta este cauza scurgerilor de apa excesive la dezghetarea produselor congelate.

- Maturarea Ostwald – formarea cristalelor mari de gheata in dauna celor mici- Cresterea – unirea a 2 cristale de gheata avand ca scop cresterea cristalelor de gheata si

implicit a degradarilor cauzate de congelare.- Migrarea vaporilor si pierderi in greutate – conduc la modificari de aspect, culoare, textura a

alimentelor congelate.Congelarea este insotita de o serie de modificari cum ar fi: cresterea in volum si concentrarea constituentilor neaposi (pH, vascozitate, potential redox). Punctul in care nu mai exista solutie neinghetata se numeste punct eutectic (pt solutii zaharoase este -9,5 0C).Pentr inghetata punctul eutectic este situat la -55 0C, carnea la -50 0C si painea la -70 0C. La temperatura comerciala de congelare ramane in produsul alimentar o fractiune de apa neinghetata (ex: la -200 0C procentul de gheata in carnea de miel este de 88%, in peste 91%).Tratamente preliminare executate in vederea congelarii produselor alimentare Congelarea produselor alimentare trebuie sa se faca cat mai curand posibil dupa recoltare (fructe, legume), capturare (peste), abatorizare sau dupa fabricatie. Tratamentul preliminar al produselor vegetale. Calitatea produselro de origine vegetala congelate va depinde de calitatea materiilor prime variate. Se prefera varietati cu textuta ferma fara deteriorari mecanice si microbiologice, viu colorate si cu stralucire. Legumele se recolteaza in starea fiziologica optima (la fasole verde perioada de recoltare este de 2 pana la 3 zile iar la mazare cateva ore in zilele calduroase). Tratamentele preliminare constau in curatire, spalare, depielare si blansare.Depielarea se face cu: vapori la apa la presiunea de 10-12 bari in autoclare rotative timp de 30-60 s; soda caustica solutie 10 % si temperatura de 60-90 0C timp de 5 min., dupa care se indeparteaza pielita cu jet de apa rece sub presiune ridicata.; cu flama unde legumele sunt expuse timp de cateva secunde la temperatura de 900-1000 0C, iar indepartarea pielitei se face cu apa rece sub presiune.Blansarea diferitelor legume si fructe se poate face in apa cu temperatura de 88-97 0C si atmosfera de vapori la 100 0C. Dupa blansare este necesara o racire a produselor care se poate realiza cu apa (imersie sau stropire) cu sau fara recirculare. Racirea se poate face si cu aer uscat insa pierderile in greutate ajung la 10%.Tratamente preliminare in cazul carnii constau in: impartirea carcaselo in jumatati sau sferturi; transare-dezosare-alegere si formarea blocurilor de 25 kg; portionare in bucati si ambalare; maruntire carne si ambalare; obtinere preparate culinare.

Page 22: Sisteme termodinamice

Tratamente preliminare in cazul pestelui constau in: eviscerare, filetare, ambalareTratamente preliminare in cazul oualor constau in: spargere, separare albus de galbenus sau realizare amestec, ambalare in recipiente metalice. Viteze si metode de congelare a produselor alimentareProcesul de congelare a produselor alimentare cuprind 3 faze: faza I – congelarea propriu-zisa; faza II – egalizarea temperaturii; faza III – depozitarea produselor congelate. Capacitatea echipamentului de congelare este determinata de atingerea fazei de egalizare a temperaturii de -18 0C. Aceasta faza precede depozitarea si este data de temperatura inconjuratoare la iesirea produselor de congelator. Viteza de congelarereprezinta viteza de scadere a temperaturi intr-un anumit punct. Congelarea este de 2 tipuri: congelare obisnuita este asimilata cu congelarea lenta, se foloseste in cazul carnii in carcase sau blocuri, unt amplasat in lazi, etc. si congelare rapida cu o viteaza de 0,5 cm/h.In cazul unui produs congelat rapid se presupun o serie de conditii: temperatura finala in centrul termic sa fie ≤−15 ° C ; temperatura de depozitare ≤−18 ° C; temperatura de transport si desfacere ≤−18 ° C; ambalaj obligatoriu la toate produsele puse in vanzare si interzicerea vanzarii produsului sub denumirea de „produs congelat rapid”.Preracirea reprezinta racirea produsului inainte de introducere in congelator. Aceasta operatie are ca efect reducerea seminficativa a sarcinii frigorifice a sistemului.

Procedee si echipamente industriale pentru congelarea produselor alimentareClasificare. Tipuri functionale D.p.d.v. al fluxului tehnologic, procedeele, respectiv aparatele de congelare a produselor alimentare, pot fi de tipul: cu functionare discontinua, semicontinua si continua.La cele cu functionare discontinua se incarca mai intai produsele dupa care urmeaza operatia de congelare. Au avantajul simplitatii iar ca dezavantaje ar fi: nu pot fi incadrate in linii tehnologice cu flux continuu, necesita o manopera specifica ridicata, au sarcina termica neuniforma si determina temperaturi ridicate la inceputul congelarii, impun stationarea indelungata a produselor inainte de introducerea la congelare.La cele cu functionare semicontinua se face prin functionarea sarjei folosind un singur aparat de congelare. La un interval regulat de timp se scoate o parte din produse gata congelate si se introduce o noua cantitate. La cele cu functionare continua trecerea produselor alimentare prin aparatul de congelare are loc continuu sau ritmic intrerupt, folosindu-se in acest scop sisteme mecanizate si in general complet automatizate. D.p.d.v. al mediului de racire si al sistemului de preluare a caldurii de la produse, congelarea poate fi efectuata: in aer, in aparate schimbatoare de caldura cu trasnfer indirect si prin contact direct cu agenti intermediari, sau frigorifici.Congelarea cu aer in strat fixSe foloseste sistemul de racire directa si se pot realiza temepraturi de congelare cuprinse inte -18 si -40 0C. Principalii parametri ai aerului la congelare sunt temperatura si viteza de recirculare. In functie de starea produsului in timpul congelarii se deosebesc aparate de congelare in strat fix si in strat fluidizat. In cazul aparatelor de congelare in strat fix produsele raman nemiscate in timpul congelarii sau se deplaseaza odata cu suportul (tava, rastela, banda). Temperatura aerului in constructia diferitelor sisteme si tipuri de aparate variaza intre -30 si -50 0C. Circulatia aerului printre produse poate avea loc longitudinal, transversal sau vertical. Pentru circulatia longitudinala se folosesc debite minime de aer pentru obtinerea unei anumite viteze, iar incalzirea este mai mare 4-6 0C fata de cea transversala 1,5 – 4 0C. In industria alimentara sunt folosite mai multe tipuri de congelatoare cu aer in strat fix: congelatoare cu tavi, palete sau forme metalice si congelatoare cu banda transportoare de tip Gyrofreeze, Cartofreeze.Unul dintre cele mai performante tipuri de congelatoare cu aer in strat fix este congelatorul spiral cunoscut sub numele de Gyrofreeze. Congelatorul este echipat cu un evaporator si ventilatoare pentru circulatia aerului care este vehiculat de sus in jos si parcurge descendent diferite niveluri ale benzii transportoare de pe singurul drum in spirala.

Page 23: Sisteme termodinamice

Este compus din: unitate frigorifica, banda transportoare, dispozitiv frigorific, vaporizatorDupa evacuarea produsului din congelator banda transportoare trece printr-o zona in care se executa o spalare cu apa calda, spalare cu solutie detergenta, clatire cu apa calda si uscare prin insuflare de aer cald prin ventilatie. Aparatul Gyrofreeze poate fi folosit cu succes la congelarea unei game largi de produse ambalate si neambalate: fileuri de peste, produse mici de panificatie, carne portionata, chifle, pateuri, fructe, legume.Congelarea cu aer in strat fluidizat Aparatele de congelare in strat fluidizat sunt folosite pentru congelarea produselor alimentare de dimensiuni mici. Principiul lor de functionare consta in insuflarea ascendenta a aerului rece prin stratul de produse cu o anumita viteza incat sa le imprime acestora o miscare permanenta, fiecare particula fiind in suspensie relativa si implicit in contact cu toata suprafata cu aerul rece in circulatie. Cele mai utilizate tipuri de congelatoare cu aer in strat fluidizat pentru produsele alimentare sunt: congelatoare cu jgheab de tip Floofreeze si congelatoare cu banda de tip Lewis, Frick, Linde.

Page 24: Sisteme termodinamice

Alimentarea jgheabului de fludizare al congelatorului cu produse se face de la o sita vibratoare care asigura o curgere uniforma a acestora pe jgheab. Curgerea produsului in congelator este controlata de catre o poarta pusa in miscare de o cama care regleaza inaltimea stratului ce se fluidizeaza. Aerul rece pentru congelare este trimis sub jgheab si de aici in stratul de produs pe care-l congeleaza in pat fludizat pana la -20 0C. Pentru racirea aerului in congelator este montat un evaporator racit cu amoniac la -35 0C. Circulatia aerului se face cu ventilator suplimentar.

Page 25: Sisteme termodinamice

Acest tip de congelator are 2 zone de congelare independente fiecare zona fiind deservita de o banda transportoare si de ventilatore proprii. In prima zona produsele sunt supuse unei congelari superficiale in vederea formarii unei cruste care fixeaza structura. In a doua zona congelarea pe banda este o congelare in pat fludizat viteza aerului fiind de 5-6 m/s si temperatura de -36 0C Motoarele electrice ce actioneaza ce actioneaza ventilatoarele sunt plasate in exteriorul tunelului, fiind usor de intretinut si functionand la randament superior. Acest tip de congelator prezinta si un racord de alimentare cu produs dupa care acesta este trecut pe o banda transportoare urmand a se evacua intr-un colector de produse.

Page 26: Sisteme termodinamice

Congelarea cu freonIn aceste instalatii, vaporii de freon fiind mai grei decat aerul, se realizeaza congelare produselor alimentare intr-o atmosfera de freon 100%.

Aceasta instalatie cuprinde o incinta izolata termic de forma unui tunel, o banda de alimentare cu produse care deverseaza aceste produse intr-un bazin cu freon lichid. Banda de transport 5 preia produsele din bazinul cu freon lichid. In rezervorul 7 se colecteaza freonul lichid rezultat de la stropire si prin condesare. Condensatorul 9 este cuplat cu o instalatie frigorifica cu amoniac si realizeaza condensarea vaporilor de freon rezultati in zona de aspersie a produselor cu freon lichid.

Page 27: Sisteme termodinamice

Banda de evacuare 11 are rolul de a prelua produsele deja congelate de la banda 5. Butelia 12 pentru stocarea si distributia freonului este utilizata dupa cum urmeaza: in timpul functionarii instalatiei vanele 13 si 14 sunt deschise iar vana 15 inchisa. Pe masura ce freonul lichid din rezervorul 7 se scurge in butelia 12 o parte din acest freon se trasnforma in vapori care sunt condusi in isntalatie prin conducta si vana 14. Acesti vapori sunt condensati de condensatorul 9 si readusi in rezervorul 7 si in butelia 12. Congelatoare cu lichide criogenice Lichidele criogenice in conditii normale de presiune si temperatura sunt in stare de gaz, pot fi lichefiate si au temperatura de fierbere la presiune normala inferioara temperaturii de -70 0C. In industria alimentara se utilizeaza cel mai adesea azotul si dioxidul de carbon. CO2 se prezinta in stare gazoasa in conditii normale (presiune atmosferica, temperatura de 15-30 0C).La presiune de 51 de bari si temperatura intre -56 si + 31 de grade anhidra carbonica se gaseste sub forma lichida si ca urmare CO2 lichid nu poate fi folosit la congelarea prin imersie iar la o temperatura scazuta de -78,9 0C si presiune atmosferica CO2 se gaseste in stare solida (zapada).Azotul lichid are un punct de fierbere scazut -195,8 0C. Imersarea produselor alimentare in azot lichid la -196 0C ingheata instantaneu suprafata exterioara a acestuia.

Aceasta instalatie prezinta o banda transportoare de produse pusa in miscare de un sistem de antrenare 7. Produsele sunt introduse pe la partea superioara si duse de banda unde strabat 2 zone, una de preracire cu vapori de azot lichit si inainte de a fi evacuate vor fi stropita cu azot lichid in zona de racire. In zona de preracire avem si ventilatoare pentru recircularea vaporilor cu azot. Produsele vor fi evacuate la partea insferioara prin racordul 10.

Page 28: Sisteme termodinamice

Congelarea alimentelor prin hridrofluidizareHidrofluidizarea este o metoda de congelare rapida a alimentelor fiind dezvoltata recent. Ea cauta sa elimine neajunsurile prin combinarea avantajelor oferite de congelarea in pat fludizat si de cea prin imersie.

Aceasta instalatie foloseste un sistem circulator in care lichidul refrigerat este pompat prin orificii in vasul de congelare creandu-se astfel puternice jeturi agitatoare. Jeturile le lichid realizeaza in interiorul spatiului de congelare un pat fluidizat care deplaseaza produsele obtinandu-se in acest mod coeficienti de transfer de caldura deosebit de ridicati si scurtandu-se timpul de congelare.Aceasta instalatie se utilizeaza in cazul pestelui, legumelor, fructelor si carnii.

Congelarea prin contact cu suprafete metalice D.p.d.v. constructiv pot fi : cu placi si cu banda.Cele cu placi pot fi cu placi orizontale, verticale si rotative. Cele cu banda au proces de functionare continuu si sunt destinate tratarii termice a produselor in straturi subtiri. Pot fi de mai multe tipuri: cu o banda sau doua, cu banda liniara sau cu toba.

Aceste congelatoare cu toba realizeaza congelarea produselor lichide sau semilichide in peleti individuali. Produsul este congelat intre doua benzi, banda superioara fiind plata iar cea inferioara ondulata prevazuta cu locasuri flexibile pe fiecare fata. Produsul este alimentat in locasurile de pe banda inferioara care apoi sunt acoperite de catre banda plata superioara. Dupa parcurgerea zonei de formare-congelare cele 2 benzi se despart, produsul congelat trecand prin zona de finisare.

Page 29: Sisteme termodinamice

Congelarea combinata prin contact si curenti de aer rece

Dupa introducerea produselor are loc congelarea de suprafata in congelator, urmeaza doua faze pentru atingerea congelarii depline timp e 25-30 min. In acest mod se reduc semnificativ pierderile in greutate si creste aspectul exterior al produsului.Congelarea prin atomizare se utilizeaza in cazul produselor alimentare lichide si semilichide. Se poate realiza prin 2 procedee fundamentale:

- Congelare cu pulverizare pneumatica lichidul alimentar este pulverizat intr-un curent de aer rece care circula in circuit inchis, fiind racit de un grup frigorific. Sub actiunea temperaturii scazute a curentului de aer picaturile sunt congelate, particulele astfel formate fiind apoi

Page 30: Sisteme termodinamice

antrenate de curentul de aer ascendent si transportate la un ciclon unde are loc separarea, produsul fiind apoi recirculat in sistem.

- congelare in curent de azot lichid pulverizat – produsul alimentar lichid este pulverizat prin intermediul unui atomizor sau al unei duze intr-un mediu de congelare. In acest caz scaderea temperaturii mediului pana la nivelul temperaturii de congelare se realizeaza prin vaporizarea azotului lichid. Astfel se disting viteze de congelare a produselor alimentare lichide mult mai mari decat in cazul congelarii prin atomizare in curent de aer.

Page 31: Sisteme termodinamice

Procedee neconventionale de congelare a produselor alimentareCongelarea la presiune ridicataPrin utilizarea presiunii ridicate microorganismele pot fi dezactivate cu un aport de caldura redus, fapt care conduce la pastrarea intacta a caracteristicilor nutritionale si senzoriale fara reducerea duratei vietii de raft a produselor. Alte avantaje oferite de acest procedeu ar fi scurtarea timpilor de procesare, pastrarea prospetimii produsului, texturii si culorii, lipsa scaderii vitaminei C.Criofixarea este o metoda fizica pentru imbilizarea materiilor biologice prin congelare ultrarapida. Prin aceasta medota de criofixare se pastreaza morfologia ultrastructurala, membrana celulalra ramanand foarte aproape de starea sa naturala. Rezultatul este pastrarea rapida a detaliilor morfologice fara degradari artificiale, mai putine schibmari ale proteinelor prin fixarea aldehidelor si reducerea situatiilor antigenice mascate.Congelarea cu rezonanta magnetica previne deshidratarea celulara ce are loc in decursul tratamentului termic si implicit contribuie la pastrarea prospetimii produsului alimentar. Procesul de congelare sub flux magnetic rezonant include urmatorii pasi:

- Produsul alimentar trece printr-un camp cu rezonanta magnetica, prevenindu-se cristalizarea si supraracirea sub punctul initial de congelare

- Dupa o anumita durata campul magnetic este oprit brusc rezultand o serie de avantaje pentru alimentul congelat: uniformitatea congelarii in intreg volumul, prevenirea deshidratarii celulare si pastrarea integritatii alimentelor, structura fina a ghetii din produs.

Durata congelarii si necearul de frigDurata de congelare. Apa si gheata au o caldura specifica, conductivitate termica si densitate mult diferite si ca urmare este o stransa dependenta intre proprietatile termice ale produselor alimentare si punctul lor de congelare. Aceasta durata de congelare poate fi calculata dupa urmatoarea formula:

τ0=∆ ic∆ t

∗γ∗h¿) unde A si B – coeficienti ce depind de forma geometrica a produsului,

∆ t = (tcg – te) unde tcg – temperatura de congelare (0C), te – temperatura mediului de racire (0C), iar

1αtot

= 1α

+Σδ a

αa

, unde Σδ a

α a

– rezistenta termica a materialului de ambalare si a aerului inclus intre

produs si ambalaj (m2 * h * grd./kcal).Calculul necesarului de frigCantitatea de caldura Qp care trebuie preluata la congelarea produsului este data de formula:Qp = Qs + QL + Qa; Qs + Ql = G(i1 – i2). La aparatele cu functionare cuntinua sau semicontinuea Qp are relatia: Qp = Qr/τt = Qpm

Sisteme de depozitare a produselor alimentare congelateConditii pentru depozitarea produselor alimentare congelatePrincipalii parametrii care asigura o calitate superioara alimentelor depozitate sunt:

- Temperatura de depozitare influenteaza semnificativ nivelul costurilor legate de aceasta operatie. O temperatura mai ridicata duce la cresterea pierderilor calitative si cantitative, iar o temperatura mai scazuta de depozitare impune costuri de exploatare mai mari. Optimul este realizat in cazul temperaturilor de depozitare situate in jurul valorii de -30 0C.

- Umiditatea relativa – la produsele congelate umiditatea relativa a aerului poate fi cat mia apropiata de saturatie, spre a reduce la minimum pierderile in greutate

- Viteza de circulatie a aerului – la produsele introduse cu o temperatura medie egala cu cea de depozitare, circulatia aerului este necesara numai pentru preluarea caldurii patrunse din exterior si pentru uniformizarea temperaturii. Reimprospatarea aerului din camerele de depozitare se realizeaza in mod natural, prin deschiderea usilor si difuziune.

- Mod de ambalare si asezare – majoritatea produselor se introduc la depozitare in stare ambalata, pentru reducerea modificarilor cauzate de actiunea aerului, evitarea impurificarii sau infectarii la manipulare si usurarea operatiilor de incarcare, stivuire si descarcare. Singurele produse care se depoziteaza si neambalate sunt carcasele de carne. Intre stivele de produse trebuie lasate interspatii pentru circulatia libera a aerului, necesara uniformizarii temperaturii.

Page 32: Sisteme termodinamice

- Compatibilitatea produselor la depozitare – criteriul unic de compatibilitate il reprezinta degajarea, respectiv absorbtia de miros. Produsul cel mai expus preluarii de mirosuri straine este untul, iar cel care poate degaja cele mai persistente arome volatile este pestele.

- Pierderi in greutate - in decursur depozitarii produselor congelate are loc evaporarea unei anumite cantitati de apa aflate la suprafata acestora. Principalii factori sunt: grosimea produselor , temperatura mediului de congelare, rata schimbului de caldura.

- Incaperi folosite pentru depozitare – se folosesc incaperi separate de cele in care are loc congelarea. In timpul depozitarii, produsele congelate nu degaja caldura, fapt pentru care necesarul de frig se stabileste numai pe baza patrunderilor de caldura din exterior, echivalentului termic al lucrului mecanic produs de ventilatoare, iluminat, manipulari. Camerele de depozitare a produselor alimentare congelate pot fi construite destul de usor din panouri de tip „sandwich” prefabricate din poliurentan de mare densitate prins intre 2 fete de tabla de otel acoperita cu PVC alb. Pentru iluminatul spatiilor de depozitare se folosesc lampi cu vapori de mercur deoarece au un consum de energie de 75-80% mai redus decat a celor cu fir incandescent.

Durata scontata de depozitare a produselor alimentate congelate este in functie de natura produsului, gradul lui de prospetime la congelare si conditiile de depozitare. Durata admisibila de depozitare se calculeaza pe baza caracteristicii „t-τ” (temperatura-durata) a produsului respectiv.Scaderea de punctaj admisibila in perioada depozitarii produsului la frigorifer va fi:

Daca ∆C=1 avem: Z1 = τ1 [1-(Z21τ2

+Z31τ3

+…+Zn1τ n

¿¿

Degivrarea vaporizatoarelor este o operatie necesara in cazul instalatiilor frigorifice utilizate la congelarea produselor alimentare deaorece gheata sau zapada care se depune pe suprafata de trasnfer termic a bateriilor se comporta ca s izolator termic si astfel se reduce suprafata libera de circulatie a aerului. Se pot aplica mai multe procedee:

a. Degivrarea cu aer cald se utilizeaza in camerele cu temperaturi pozitive sau in cazul vaporizatoarelor pentru pompele de caldura.

b. Degivrarea electrica procedeu utilizat in camerele cu temperaturi negative. Caldura necesara topirii ghetii este furnizate de rezistente electrice amplasate in interiorul tevilor cu aripioare sau in exteriorul acestora.

c. Degivrarea prin inversarea ciclului se poate utiliza in cazul in care vaporizatorul si condensatorul sunt alcatuite din tevi prevazute cu aripioare. Prin inversarea cilcului, vaporizatorul devine condensator, iar condensatorul devine vaporizator.

d. Degivrarea cu vapori calzi – procedeu in care vaporizatorul este alimentat cu vapori calzi proveniti direct de la sistemul de racire al compresorului in timp ce restul instalatiei functioneaza normal.

e. Degivrarea cu apa consta in stropirea cu apa a vaporizatorului incarcat cu gheata. Acest procedeu prezinta avantajul ca apa realizeaza o actiune mecanica de antrenare a ghetii care se dezlipeste de pe tevi.

13.Liofilizarea alimentelor Consideratii generale privind liofilizarea alimentelorLiofilizarea reprezinta procedeul de uscare rapida a produselor alimentare in prealabil congelate, prin sublimarea ghetii, sub vid inaintat. Utilizarea procedeului liofilizarii in industria alimentara prezinta urmatoarele avantaje: singurul procedeu prin care se extrage apa din substanta organica fara a distruge structura celulara si fara a se pierde substante volatile; se pastreaza proprietatile senzoriale: textura gust, miros; pastrarea valorii nutritive: vitamine, acizi grasi, proteine, substante de aroma; stabilitatea: produsele liofilizate conditionate in ambalaje etanse fara oxigen se pot pastra o perioada indelungata fara precautii speciale; diminuarea greutatii volumului: deoarece apa este elimintata aproape total greutatea produselor fiind ¼ din greutatea initiala; reconstituire usoara: produsele se rehidrateaza usor.Dezavantaje: costuri ridicate; tehnica de lucru – relativ complicata ducand la un randament scazut; costuri energetice mari; personalul de deservire trebuie sa aibe o inalta calificare.

Procesul de liofilizare a alimentelorLiofilizarea propriu-zisa se realizeaza in 3 stadii: congelare, sublimare sau desicare primara si desicarea secundara sau desorbtia. Prin congelare se separa apa sub forma de cristale de gheata, proces care initiaza mai intai fluidul extracelular, apoi avand loc migrarea umiditatii din celule

Page 33: Sisteme termodinamice

spre cristalele de gheata contribuind la deshidratarea acestora -> incalzire sub vacuum ducand la sublimarea ghetii, apa fiind evacuata sub forma de vapori fara a se produce topirea.Schema tehnologica de conservare a produselor prin liofilizareProduse proaspete -> Pregatire preliminara mecanica si termica -> Refrigerare -> Congelare: (depozitare in stare congelata si tratamente termice si mecanice)-> Liofilizare (desicare primara si secundara) -> Conditionarea finala in ambalaje impermeabile la vapori de apa si oxigen (sub vid)->depozitare (la t < 20 0C) -> livrare.Alegerea materiilor prime. Tratamente preliminariiIn cazul liofilizarii se recomanda utilizarea unor materii prime cu un continut ridicat de s.u., anumita compozitie chimica si o textura convenabila care sa favorizeze eliminarea umiditatii. Fructele si legumele care se comporta bine la congelare se comporta la fel de bine si la criodesicare. In cazul carnii un continut ridicat de tesut conjuctiv si gras ingreuneaza eliminarea umiditatii avand drept rezultat prelungirea duratei de desicare. Pentru liofilizare se prefera carnea slaba maturata cel putin 96 ore care prezinta consistenta si capacitate de retinere a apei optime. Produsele ce urmeaza a fi congelate in vederea desicarii ulterioare sunt supuse unor tratamente prealabile: mecanice, fizice (m aruntire, blansare, frigere), uneori chimice, functie de natura produsului. Carnea si pestele supuse conservarii prin criodesicare sunt in prealabil dezosate, apoi degresate cu ajutorul unor solventi, sectionate felii si uneori chiar fripte. Pentru sucuri de fructe, extracte de ceai, cafea in ceea ce priveste uscarea prin criodesicare, operatii preliminare presupun eliminarea unei cantitati de apa prin vaporizare si marirea suprafetei de uscare prin granularea produsului in timpul operatiei de congelare sau la sfarsitul acesteia.Congelarea produselor alimentareCongelarea prealabila a produselor alimentare are o importanta majora asupra celorlalte 2 etape ale procesului de liofilizare, prin congelare urmarindu-se stabilizarea produsului proaspat. Congelarea produselor alimentare se face in pat fluidizat, in cazul celor lichide congelarea se realizeaza in blocuri, dupa care are loc sfaramarea acestora si obtinerea produsului liofilizat sub forma de pudra. Pentru carne se recomanda o congelare lenta, iar pentru peste sau cafea o congelare rapida. Uscarea – reprezinta faza principala a liofilizarii. Procesul se realizeaza prin plasarea produsului congelat intr-un spatiu etans astfel incat printr-un aport de caldura controlat si o presiune scazuta sa se poata asigura o viteza marede sublimare a ghetii si de eliminare a vaporilor de apa. Se realizeaza in 2 faze: uscare primara – o parte mare din apa sub forma de gheata se elimina prin sublimare la temperatura si presiune scazuta; uscare secundara – indepartarea apei de absorbtie in stare lichida care este foarte bine legata si de aceea se impune o fortare a procesului de uscare prin ridicarea temperaturii si scaderea presiunii din sublimator.In cadrul uscarii primare se au in vedere: intensitatea aportului de caldura este in functie de felul produsului congelat. Pentru produse lichide caldura ajunge in zona de emisiona a vaporilor traversand masa de produs congelat. In cazul produselor solide sublimarea se face pe toata suprafata acestuia, caldura trebuind sa traverseze s.u. pana la zona de sublimare care avanseaza de la periferie spre interiorul produsului ; transferul de masa depinde de porozitatea si compozitia chimica a produsului. In faza de uscare secundara umiditatea scade pana la 6% pt produsele amidonoase, pana la 3,5% pt carne, peste, oua si 2 % pt mazare, ceapa, varza lapte si sub 2% pentru sucuri de fructe, cafea, ceai.Ambalarea si depozitarea produselor liofilizateSe folosesc ambalaje impermeabile la vapori de apa si oxigen. De regula se recomanda ambalaera sub atmosfera de gaz inert. In cursul depozitarii pot avea loc urmatoarele procese: imbrumarea neenzimatica care este favorizata de un continut ridicat in umiditate si o temperatura de depozitare mai mare; oxidarea lipidelor favorizata de un continut redus de umiditate si temperatura ridicata la depozitare; modificari structurale – consecinta agrerarii proteinelor denaturate, sau interactiunii dintre cele proteinele denaturate cu lipide si carbohidrati.

Page 34: Sisteme termodinamice

Instalatii de liofilizare

Componentele principale ale unei instalatii de liofilizare sunt: camerele de uscare (sublimare si desicare secundara), sistemul de incalzire si de evacuare a vaporilor. In camera de uscare produsul congelat primeste cantitatea de caldura necesara sublimarii, aceasta putand avea loc in diverse moduri: prin conductie, convectie sau prin iradiere. Cantitatea de caldura data produsului in timpul procesului de liofilizare trebuie sa asigure sublimarea ghetii cu o intensitate ceruta de conditii initial impuse, iar in continuare trebuie sa asigure si evaporarea apei absorbite in porii materialului.

14.Conditionarea aerului si pierderi in greutate la conservarea prin frig Notiuni de termodinamica a aerului umedParametrii de stare ai aerului umedProcesele de conservare prin frig decurg in aer si contin o anumita cantitate de apa sub forma de vapori, fap pentru care este numit in termodinamica aer umed.Presoimea barometrica reprezinta suma presiunilor partiale ale aerului uscat si ale vaporilor cu care se gaseste in ameste.Continutul de umiditate sau umiditate absoluta – cantitatea de vapori raportata la unitatea de greutate a aerului uscat.Umiditatea relativa a aerului (ϕ) – exprima gradul de saturare a aerului in conditii date de

temperatura si presiune barometrica. Este dat de relatia: ϕ = pvpv , s

∗100 unde pv – presiunea

partiala a vaporilor de apa si ps – presiunea de saturatie.Punctul de roua reprezinta temperatura la care are loc condensarea vaporilor pentru o anumita perioada.Entalpia aerului umed – reprezinta suma entalpiilor aerului uscat si a vaporilor de apa.Temperatura termometrului umed reprezinta temperatura de saturare a aerului umed.

Masa specifica aerului umed dat de relatia: γ=(1+ x )∗ph

3,461 ( x+0,622 )∗T, iar volumul specific este

dat de relatia: υ=1γ

.

Page 35: Sisteme termodinamice

Reprezentarea grafica a unor parametrii de stare – s-au intocmit mai multe diagrame dintre care cea mai importanta fiind diagrama Mollier care indica pe ordonata din stranga i,t si y, pe cea din dreapta presiunea partiala a vaporilor de apa [mm Hg], iar pe abscisa continutul de umiditate x.

Page 36: Sisteme termodinamice
Page 37: Sisteme termodinamice

Reglarea parametrilor aerului in spatiile frigorificeReducerea umiditatii relativeRacirea urmata de incalzire procedeul folosit cel mai adesea in practica deoarece se impune conditia mentinerii constante a temperaturii medii din spatiul de depozitare a produselor, rezulta ca pe masura ce incalzirea suplimentara creste trebuie sa se asigure functionarea timp mai indelungat a instalatiei de racire. Pentru incalzirea aerului din spatiile de depozitare se folosesc rezistente electrice capsulate sau schimbatoare de caldura uscate.Scaderea temperaturii agentului de racire o solutie putin eficienta in cazul camerelor frigorifice si ca atare neutilizata practic.Marirea umiditatii relative se poate realiza in mai multe moduri:

- Introducerea de vapori saturati se utilizeza mai rar in cazul conservarii alimentelor prin frig din cauza incalzirii aerului

- Micsorarea diferentei de temperatura tA – ts – 1-2 0C datorita domeniului ridicat al umiditatii relative la conservarea prin frig si curbura accentuata a liniei de saturatie la temperaturi scazute

- Contactul direct cu apa se aplica in 2 variante: trecerea aerului printr-un spalator cu dusuri care se foloseste mai ales la refrigerarea si depozitarea unor fructe refrigerate cu scopul absorbtiei de substante volatile nocive si variatia de pulberizare poate fi aplicata in 2 sisteme: pulverizarea apei in curentul de aer inainte de distributia acestuia in incapere si pulverizarea apei direct in aerul din incapere.

- Limitarea variatiilor umiditatii in spatiile de depozitare – se asigura o circulatie suficient de intensa a aerului, izolatie termica satisfacatoare si prin perioade cat mai scurte si mai frecvente de functionare a racirii ceea ce duce la micsorarea variatiilor de temperatura si umiditate. Avantaje: impiedicarea transmiterii mirosului de la un produs la altu cand se depoziteaza in aceeasi incapare produse diferite; reducerea pierderilor in greutate; posibilitatea adoptarii sistemului de racire prin convectie fortata.

Circulatia erului in spatiile frigorifice – se face in mod natural (datorita diferentelor de temperatura si presiune) sau artificial (prin actiuni mecanice). Se poate exprima prin urmatorii indici: debitul specific de aer, coeficientul de circualtie, coeficientul de reimprospatare. Circulatia aerului naturala sau controlata are ca scop: activarea racirii produselor; omogenizarea temperaturii produselor depozitate si a umiditatii relative; antrenarea in afara ambalajelor , a gazelor, compusilor volatili.Pentru inlaturarea caldurii circulatia aerului se realizeaza cu viteze mari. Dupa inlaturare cand produsele intra in regim de pastrare este necesara scaderea vitezei de circulatie a aerului.

Dezodorizarea Cele mai frecvent folosite solutii de dezodorizare sunt: reimprospatarea aerului din spatiul de depozitare, utilizarea de carbune activ si ozonizarea. Cel mai des pentru dezodorizarea spatiilor de depozitare se utilizeaza filstrele cu carbune activ.Ozonizarea aerului din spatiul de depozitare are o eficienta relativ limitate si necesita anumite precautii la utilizare. Pentru mirosul de peste se foloseste SO2 sau stropirea cu o solutie de hipoclorit de sodiu in apa, iar pentru mirosul de fructe se recomanda spalarea aerului intr-un spalator cu apa racita.

Pierderi in greutate prin deshidratarea partiala a alimentelor sunt supuse tratamentului termic, respectiv depozitarii depind de o serie de factori:

- Natura produsului – cu cat alimentul contine o cantitate mai mare de apa si respectiv o proportie mia mare de apa libera cu atat presiunea partiala a vaporilor de apa la suprafata alimentelor este mai mare si pierderile in greutate sunt mai insemnate. In cazul produselor animale un procent ridicat de grasime reduce semnificativ nivelul pierderilor in greutate.

- Prezenta si natura ambalajului – pierderile in greutate a produselor alimentare sunt diminuate in cazul ambalarii acestora.

- Natura mediului de racire – utilizarea gazelor cu masa moleculara mare reduce cu peste 50% valoarea coeficientului β avand valori de circa 1000 ori mai mari in cazul pergamentului si hartiei pergamentate fata de cazul polietilenei si policlorurii de vinil

- Procesul tehnologic de tratament termic adoptat – viteza de refrigerare si congelare daca este mai mare pierderile vor fi mai reduse si se explica prin: scaderea duratei procesului, scaderea mai rapida a temperaturii suprafetei produsului, scaderea capacitatii aerului de a transporta vapori de apa.

Page 38: Sisteme termodinamice

- Temperatura de depozitare - cu cat temperatura este mai scazuta cu atat diferenta dintre presiunea partiala a vaporilor de la suprafata produsului si presiunea partiala a vaporilor de apa a aerului din spatiu de depozitare va fi mai redusa si pierderile in greutate mia putin insemnate.

- Caracteristicile camerei frigorifice – sunt date de: eficacitatea izolatiei termice si raportul suprafata exterioara/volum , umiditatea relativa din camera. Cu cat suparafata specifica a camerei de frigorifice va creste cu atat fluxul de caldura raportat la 1 m3 de spatiu racit va fi mai mare.

- Caracteristicile instalatiei frigorifice – isi exercita influenta prin sistemul de preluare si transport a caldurii cedata de catre alimente si a celei provenite din alte surse. Caldura poate fi preluata din spatiul de depozitare prin convectie sua prin radiatie.

- Conditii de exploatare a sistemului de depozitare – anotimp – la depozitarea carnii congelate pierderile sunt vara de circa 2 ori mai mari decat iarna. Gradul de incarcare al

camerei de depozitare influenteaza valoarea raportului ∆ i∆ x

si implicit nivelul pierderilor.

Operatiile de completare a congelarii si efectuare de recongelari in camera de depozitare sporesc cantitatea de caldura ce trebuie evacuata si ca atare maresc pierderile in greutate ale loturilor aflate in curs de depozitare in spatiul respectiv.

15.Utilizarea frigului in industria carnii si produselor din carne Consideratii generaleCarnea reprezinta carcasa animalelor in forma in care aceasta se preia de la abator, adica ceea ce ramane de la animalul sacrificat dupa indepartarea subproduselor de abator comestibile (cap, organe) si tehnice precum si deseurile de abator. Carnea de bovine in functie de varsta animalului poate fi: carne de vitel (pana la 6 luni), carne de manzat (6-3 ani) si carne de vita adulta (peste 3 ani). D.p.d.v morfologic carnea cuprinde diferite tesuturi (muscular, conjunctiv, cartilaginos, adipos, osos), raportul variind in functie de specie, sex, rasa, varsta, hrana. Procesul tehnologic de taiere a animalelor in abator cuprinde urmatoarele operatii: asomare, sangerare, indepartarea capului, pielii si a partilor inferioare ale membrelor, eviscerarea, sectionarea, toaletarea si dusarea.Operatia de eviscerare trebuie facuta atent pentru evitarea murdariei suprafetei carcasei cu microorganisme din fecale. La sectionare carcasele de bovina se impart in 2 jumatati simetrice sau uneori in sferturi. La porcine sectionarea se face numai in jumatati iar la ovine nu se sectioneaza. Carnea tocata reprezinta carnea maruntita in fragmente sau trecuta printr-o masina de tocat cu spirala. Preparate de carne – cele la care se adauga condimente sau aditivi sau care au primit un tratament insuficient pentru a modifica structura celulara interna a carnii si astfel caracteristicile carnii proaspete sa dispara.Organele – se prelucreaza in abator si cele supuse operatiei prin frig sunt: limba, creierul, inima, ficatul, rinichii, ugerul si pulmonii, splina.Grasimile se utilizeaza in scop alimentar fie ca atare, fie dupa o prealabila prelucrare: sarare sau topire.Slanina reprezinta grasimea de acoperire a porcinelor. Zona periculoasa de creste rapida a bacteriilor este intre 40 si 130 0C, depozitarea in stare proaspata sau procesata se face la 0 0C, punctul de inghetare a carnii este la -10 0C, pentru congelare se recomanda o temperatura de -20 - -40 0C, iar inghetarea completa a apei din carne se face la -60 0C.

Conservarea prin frig a carnii in carcasePrincipii tehnologice la conservarea prin frig a carnii in carcaseIntreaga cantitate de carne obtinuta in abator trebuie supusa tratamentului prin frig in scopul reducerilor care au loc imediat dupa sacrificare. Procesul tehnologic de taiere a animalelor in abator cuprinde urmatoarele operatii: asomare, sangerare, indepartarea capului, pielii si a partilor inferioare ale membrelor, eviscerarea, sectionarea, toaletarea si dusarea. Operatia de eviscerare trebuie facuta atent pentru evitarea murdariei suprafetei carcasei cu microorganisme din fecale. La sectionare carcasele de bovina se impart in 2 jumatati simetrice sau uneori in sferturi. La porcine sectionarea se face numai in jumatati iar la ovine nu se sectioneaza. Toaletarea are ca scop indepartarea partilor hemoragice si realizarea unui strat de grasime superficiala uniform. Dusarea cu apa are rolul de a indeparta resturile de sange si impuritati care

Page 39: Sisteme termodinamice

duc la alterare dar si contribuie la racirea mai rapida a carcasei si la reducerea pierderilor in greutate prin evaporare.

Conservarea prin refrigerare a carnii in carcaseDupa sacrificare carcasele sunt supuse unei raciri rapide care au ca scop: reducerea transformarilor de origine microbiologica; evitarea sau reducerea modificarilor de culoare datorate oxidarii hemoglobinei din sange in contact cu aerul; reducerea pierderilor in greutate prin evaporare. Carnea se considera a fi refrigerata in momentul in care temperatura din centrul termic al paritii anatomice de grasime maxima are valori intre 3 si 5 0C. Sisteme de refrigerare a carnii in carcase: refrigerare in carcase -> refrigerare directa si cu zvantare pralabila. Cea directa se face prin refrigerare lenta si rapida in carcase. Cea rapida consta in refrigerare intr-o faza: prin radiatie si prin convectie si in 2 faze: in aceeasi incapere sau incaperi diferite. Refrigerarea directa lenta se face in camere frigorifice prevazute cu linii aeriene cu capacitate de 40 t carne, temperatura aerului se mentine in jurul valorii de 0 0C.Refrigerarea directa rapida – prin scaderea rapida a temperaturii suprafetei carcasei care se face prin radiatie sau convectie fortata.Cea prin radiatie se face in camere mici prevazute cu panouri radiante unde carcasele se plaseaza pe un singur rand de linii aeriene. Durata de racire la o temperatura a aerului de + 2 0C este 16 ore si pierderi reduse in greutate.Cea prin convectie fortata – in tunele cu circulatie de aer intensificata prin sisteme de suflare a aerului (dusare) la o temperatura de 5 - -7 0C.Refrigerarea rapida in 2 faze: prin racirea rapida a suprafetei carcasei si conduce la o temperatura a suprafetei carnii foarte apropiata de cea a mediului ambiant.Prima faza – urmareste preluarea intensa a caldurii de la suprafata carcaseiA doua faza: urmareste desavarsirea procesului de racire, limitat in timp de valoarea coeficientului de conductibilitate termica a carnii. Se face in instalatii prevazute cu ventilatoare cu 2 turatii. Carnea de porc se recomadna la temperaturi mai scazute -8 - -10 0C iar cea de vita se recomanda temperaturi nu mai mici de -5 0C.Refrigerarea rapida in 2 faze si aceeasi incapere se face in camere de dimensiuni mici (tip tunel).

Refrigerarea rapida in 2 faze in incaperi diferite se realizeaza intru-un tunel pentru faza I si o camera frigorifica de depozitare. (faza II). Prezinta avantajul racirii rapide imediat dupa sacrificare si avantajul unui necesar de frig uniform si mai redus comparativ cu celelalte metode.

Page 40: Sisteme termodinamice

Depozitare – in camere frigorifice prevauzute cu linii aeriene, permitandu-se o incarcare mai ridicata decat la refrigerarea propriu-zisa. Umiditatea trebuie sa fie intre 90-95%.

Conservarea prin congelare a carnii incarcase – temperatura in centrul termic la carcasele de carne trebuie sa fie -15 0C. Pentru realizarea circulatiei aerului de-a lungul suprafetei carcaselor este necesara ca acestea sa fie orientate paralel cu sensul circulatiei aerului. Capacitatea tunelelor de congelare este intre 7,5 si 15 t si mai rar intre 20 si 25 t.Metode si aparate de congelare:- Congelare cu refrigerare prealabila – aceasta metoda este cea mai raspandita la noi cu

temperaturi de 0 0C. Duratele maxime de 30 h la carnea de vita si 17 h la cea de porc au fost obtinute in cazurile folosirii unor sicane despuse alternativ in partea inferioara si superioara a tunelului si o asezare dezordonata a carcaselor.

- Congelare in refrigerare si depozitare prealabila – conduce la obtinerea unui produs cu calitati organoleptice superioare. Congelarea directa prezinta urmatoarele avantaje: reducerea spatiilor frigorifice; reducerea manipularilor; reducerea pierderilor in greutate. Dezavantaje: pierderi de suc, pierderi suplimentare in greutate si valoare nutritiva, consistenta necorespunzatoare a carnii.

- Depozitarea carnii congelate – la temperaturi intre -18 si – 30 0C si umiditate raltiva ridicata. Ambalarea fiecarei carcase se poate face in saci de panza, fieca la acoperirea stivelor cu prelate.

- Decongelarea carnii – decongelare lenta este considerata de unii mai indicata, iar altii prefera decongelarea rapida sau semirapida.

Conservarea prin frig a carnii transateConsideratii generaleIn cazul carnii refrigerate pastrate in conditii de aerobioza, putrefactia superficiala este tipul de alterare cel mai frecvent, cauza principala fiind multiplicarea excesiva a bacteriilor din asociatia Pseudomonas-Acinetobacter-Moraxella. Prin ambalarea carnii refrigerate sub vid profilul microflorei se modifica, germenii de putrefactie fiind inlocuiti cu bacterii lactice (Leuconostoc, Lactobacillus) care sunt capabile sa tolereze concentratii ridicate de CO2. Efectul bacteriostatic exercitat de ambalarea sub vid este manifestat in special prin reducerea vitezei de multiplicare a bacteriilor aerobe, cu activitate proteolitica si se datoreaza: modificarii compozitiei mediului gazos din interiorul ambalajului; cresterii gradului de selectivitate a mediului in care acete microorganisme se dezvolta , formarea si acumularea in strat a unor compusi cu actiune bacteriostatica (acizi organici). Operatia de transare a carni se face in sectii special amenajate pe langa abatoare si trebuie sa cuprinda spatii pentru: depozitarea carnii refrigerate in carcase temperaturi intre – 1 si +1 0C, transare temperaturi sub 10 0C, sortare, ambalare, si cantarire temperaturi in jur de 0 0C, congelare, depozitare produse finite refrigerate temperaturi de -1 0C si congelare temperaturi de -20 0C. Sistemul de racire al spatiilor de transare se realizeaza prin racitoare de aer amplasate la plafon sau prin racitor de aer exterior si canale de distributie.Carnea transata refrigerata destinata livrarii se ambaleaza in folii transparente care asigura satisfacerea cerintelor moderne legate de prezentarea produselor si de marirea rezistentei de conservare a acestora. Probleme care apar in cazul carnii transate preambalate: pierderi prin evaporare, culoare si incarcarea microbiana. Reducerea pierderilor in greutate a carnii transate preambalate poate fi realizata prin alegerea unei folii cat mai impermeabile la vaporii de apa. La carnea tocata pentru mentinerea culorii se folosesc uneori agenti de retinere a culorii: sulfitul de sodiu sau acidul ascorbic singur sau in amestec cu acid citric, nicotinic si glucoza. Pentru conservarea carnii transate preambalate se recomanda: temperaturi scazute ale carcaselor; folosirea ambalajelor

Page 41: Sisteme termodinamice

impermeabile la vaporii de apa; temperaturi scazute in toate verigile lantului frigorific circa -1 0C avand ca efect pierderi reduse prin evaporare si mentinerea culorii si reducerea activitatii microbiene.Carnea transata congelata – este recomandata congelarea rapida si ultrarapida a carnii transate preambalate se face in tunele cu convectie fortata, pe cale criogenica sau in aparate cu placi. Pentru carnea dezosata in blocuri destinata consumului industrial ca si pentru carnea transata in portiuni mari se recomanda congelarea in tunel, iar pentru carnea transata destinata populatiei se foloseste congelarea in aparate cu placi la o temperatura de racire a placilor de -34 0C.

Conservarea prin frig a subproduselor de abatorOrganele formeaza cea mai importanta parte a subproduselor de abator ce se utilizeaza in scop comestibil. Cele care se prelucreaza in mod curent in abatore si supuse frigului sunt: limba, creierul, inima, plamanii, ugerul si pulmonii, rinichii, splina. Dupa recoltare si prelucrare organele se supun cat mai rapid procesului de racire (1-2 dupa eviscerare). Refrigerare se executa in camere sau tunele de refrigerare unde organele sunt asezate pe tavi metalice in caruciore rastel sau sun agatate pe carucioare speciale, parametrii fiind: temperatura 0-1 0C si circulatia aerului. Congelarea organelor se face cu sau fara refrigerare prealabila in tunele de congelare (Gyrofreeze) cu temperarui ale aerului intre -30 si -40 0C . Subprodusele de triperie (burta de vita, picioare), se livreaza in stare proaspata dupa o racire prealabile in camere frigorifice obisnuite sau in stare congelata. Burtile se ruleaza inainte de congelare, pentru a ocupa un spatiu cat mai redus la depozitare.Congelarea glandelor cu secretie interna se face fara refrigerare pralabila in instalatii de congelare rapida la temperaturi de pana la -50 0C. Transportul glandelor endocrine congelate se face in containere cu gheata carbonica sau mijlocie de transport frigorific cu temperaturi sub -18 0C.

Conservarea prin frig a slaninii si unturiiSlanina reprezinta grasimea de acoperire a porcinelor. Pentru conservarea slaninii cea mai raspandita forma este sararea. Refrigerearea slaninii crude se face cu aer rece in stare agatata in camere frigorifice obisnuite pana la o temperatura de max. 8 0C. Sararea se face in camere frigorifice la temperatura de 8 0C. Depozitarea se face fie in stiva fie dupa o ambalarea prealabila in butoaie, in camere frigorifice separate durata temperaturii fiind: 3-5 0C pt 2 luni, 0 0C pt 3 luni, -10 si – 18 0C pentru 6 luni. Untura – racira se face in 2 faze: o preracire in aparate cu placi pana la temperatura de apoximativ 40 0C dup care urmeaza racirea propriu-zisa la 27 0C in aparate de racire si omogenizare. Untura ambalata se pastreaza in stare refrigerata intre -1 si 0 0C si umiditate relativa de 80-95% timp de 4 pana la 8 luni, iar in stare congelata la -18 0C timp de 9 - 12 luni.

Conservarea prin frig a produselor din carneDintre fazele de proces tehnologic in productia preparatelor din carne care necesita temperaturi scazute sunt de mentionat: scurgerea si zvantarea carnii tocate sau maruntite, prepararea si maturarea bradtului si srotului, sararea carnii, uscarea salamurilor crude, depozitarea produselor finite.Conditii de depozitare: preparate proaspete: 0-4 0C, umiditatea 75-85% timp de max 3 zile; preparate semiafumate: 5-15 0C, umiditatea de 75-85% timp de pana la 45 de zile; preparate din carne afumate: maxm 10 0C, umiditatea de 75-85% timp de max 15 zile; preparate din carne cruda: 5-15 0C, umidiatate max. 80%, durata 3-6 luni.

Page 42: Sisteme termodinamice

16.Utilizarea frigului in industria carnii de pasare Consideratii generaleCarnea de pasare reprezinta musculatura care acopera scheletul pasarilor formata din tesut muscular striat, tesut conjunctiv adipos, nervos si vase sanguine. Cei mai mari consumatori de carne de pasare sunt americanii. Aceasta a crescut in ultimii 10 ani datorita: cresterii numarului populatiei; cresterii veniturilor populatiei; pretului scazut al carnii de pasare in comparatie cu carnea de porc si de vita; calitatilor dietetice. La carnea de pasare se observa anumite diferente in compozitia carnii ea nefiind omogena. Carnea alba de curcan contine proteina 81% mai multa decat la carnea de porc sau vita cu un continut de 64% respectiv 49%. Carnea alba de pui are un continut de asemenea ridicat de proteina 77% la fel ca si cea rosie de pui 57%. Carnea de pasare se caracterizeaza printr-un grad mare de digestibilitate , mai ales carnea alba de gaine si curca.Produse realizate de societati avicole:- Carnea de pasare – destinata consumului uman, provenita din sacrificarile puilor de carne si

nu a fost supusa nici unui tratamen, exceptand tratamentul de racire-refrigerare, congelare: carcasa de pasra, piept, pulpa, aripi, piept dezosat, spinari de pasare

- Organe de pasare – inima, pipota, ficatul- Alte parti comestibile – grasimea de pasare.

Carnea de pasare se poate comercializa atat sub forma de carcasa cat si sub forma transata. La noi transarea se face in 4 piese principale: piept , pulpe, aripi si spate sau in 3 piese: piept, pulpe si spate.Carnea de pasare se livreaza refrigerata la 1-4 0C sau congelata -12 0 C in profunzime.Conservarea carnii de pasare prin refrigerareInainte de a fi supuse tratamentului termic de refrigerare sau congelare, carcasele ce parasesc conveierul sunt sortate pe specii si calitati, in functie de greutate, stare de ingrasare si varsta. Temperatura carcaselor de pasare la sfarsitul operatiilor de sortare si dresare este intre 25 si 28 0C. Procesul de refrigerare este considerat terminat atunci candtemperatura medie a carcasei a coborat sub 4 0C.Principalele metode de refrigerare a carnii de pasare:

- Refrigerare in aer – consta in racirea carcaselor in camere sau tunele de refrigerare cu temperatura aerului de 0-1 0C, durata refrigerarii variind intre 12 si 24 ore.

- Refrigerarea prin imersie – imersarea in apa racita sau amestec de apa cu gheata reprezinta procedeul cel mai modern utilizat in prezent in multe dintre marile intreprinderi de prelucrare a pasarilor. La o durata de mentinere a carcaselor in apa racita la 0 0C timp de 135 minute cantitatea de apa absorbita de carnea de pasare ese: pentru gaini intregi 1,5%, pentru carcase eviscerate 7,4%, pentru bucati transate 9%.

Page 43: Sisteme termodinamice

- Refrigerarea prin stropire cu apa racita – se evita in mare masura contaminara apei din bazinul de refrigerare. Apa de racire ce provine de la un racitor separat este pulverizate pe carcasele ce avanseaza pe un conveier cu viteza reglabila.

- Refrigerarea carnii prin soc termic - consta in ambalarea prealabila a carcaselor in folii pefect etanse, imersarea sau stropirea cu saramura racita la -7 0C timp de 10-40 min., cu continuarea refrigerarii in camere de depozitare timp de inca aprox. 3 h pana la atingerea temperaturii finale de refrigerare.

Ambalarea, depozitarea si desfacerea carnii de pasare refrigerate –carcasele refrigerate se ambaleaza in lazi de lemn captusite cu hartie pergaminata sau cerata. Uneori se poate preambala individual la pasari in pungi de folii de polietilena sau folii speciale prin vacuumare. Duratele maxime de pastrare in conditii de temperatura, umiditate, circulate si improspatare a aerului sunt de 7-10 zile. In cadrul transportului pasarile sunt ambalate in in lazi, se utilizeaza mijloace de transport refrigerate cu temperatura sub 4 0C. Conservarea carnii de pasare prin congelareIndicele organoleptic cel mai caracteristic pentru carnea de pasare congelata de buna calitate este culoarea. Principalele metode de congelare a carnii de pasare:

- Congelarea in aer – carcasele se ambaleaza in lazi de lemn captusite cu hartie pergaminata sau cerata si sunt introduse in tune de congelare la temperaturi cuprinse intre -35 si -40 0C. La sfarsitul operatiei de congelare carcasele de pasare congelate pe carucioare-rastel se ambaleaza in lazi, temperatura aerului fiind de -8 0C.

- Congelare prin imersie – se aplica la speciile cu carne alba (pui, curcani, gaini) si alba opaca. La congelarea prin imersie a carnii de pasare se folosesc 2 tipuri de lichide : lichide cu punct de congelare scazut (Nacl, CaCl2, glicerina, solutii alcoolice) si lichide criogenice( N si CO2 lichid)

- Congelare prin dusare cu lichide criogenice – este dat de utilizarea lichidului criogenic, deoarece lichidul este pulverizat peste produs printr-un numar de duze montate pe o rampa.

Instalatia prezinta 2 zone: prima zona : A – zona de precongelare unde gazul rece rezultat in urma evaporarii azotului lichid este dirijat de-a lungul transportorului de produse cu ajutorul ventilatoarelor. In cea de a 2-a zona: B- zona de congelare carcasele sunt dusate cu azot lichid, cantitatea de lichid criogenic utilizata fiind reglata printr-un manometru cu ventil.

- Congelare prin soc termic – consta in congelarea partiala a produsului prin imersarea carcaselor in bazinul congelator la temperaturi de -8 si -29 0C si desavarsirea procesului

Page 44: Sisteme termodinamice

termic intr-un tunel de congelare sau direct in camera de depozitare pana la atingerea temperaturii finale de -15 0C pana la -20 0C.

Conditii de ambalare, depozitare, transport si desfacereCarcasele de pasari congelate individual prin diferite procedee sunt ambalate inainte de a fi depozitate in lazi de lemn sau carton. Temperatura aerului trebuie sa fie max. -8 0C. Parametrii aerului in camerele de depozitare sunt: temperatura sub -18 0C, umiditatea relativa peste 90% si circulatia aerului 2-4 ori volumul camerei/h. Pierderile in greutate la depozitara carnii de pasare in carcase depind in mod esential de modul de ambalare. Pentru carcasele semieviscerate neprotejate in folii din material plastic, pierderile in greutate sunt mai ridicate, fata de cele ce rezulta la carcasele eviscerate, ambalate prin sistemul criovac. In ceea ce priveste transportul si desfacerea carnii de pasare congelata se recomanda temperaturi sub -18 0C.

17.Utilizarea frigului in cazul pestelui si produselor din peste Consideratii generaleIn conditii obisnuite de temperatura pestele este mai alterabil decat carnea mamiferelor sau a pasarilor, datorita caracterului sau poichiloterm (organism cu sange „rece”). Continutul in proteina al pestilor este de 15-20% depinzand de specie si sezon. Continutul de apa al pestilor este intre 70-80% in functie de specie. Punctul de congelare la marea majoritate a speciilor de pesti de la noi din tara este intre -0,6 si -1 0C. De la recoltare si pana la consumator pestele parcurge urmatoarele etape: punct de pescuit, transport la cherhana, transport de la cherhana la frigoriferul de colectare, expediere la centrul de consum si distribuire in reteaua de desfacere. Inainte sa fie supus conservarii prin refrigerare sau congelare pestelui se aplica o spalare, sortare sau facultativ: prerefrigerare, eviscerare, transare, filetare). Sortarea se face imediat dupa spalare, se executa pe mese speciale destinate, sau benzi rulante. Criteriile de sortare sunt: specia, marimea, destinatia, calitatea. Eviscerarea se aplica doar pestilor mari si trebuie precedata si urmata de o spalare temeinica. Conservabilitatea pestilor si a produselor de peste depinde in mare masura de respectarea stricta a unor conditii igienico-sanitare corespunzatoare pe tot parcursul tehnologic de la recoltare pana la desfacere.

Conservarea pestelui prin refrigerare – sunt indicate a fi utilizate drept medii de refrigerare numai gheata hidrica si solutii apoase usor saline. Prin refrigerarea pestilor a o temperatura ce cca. 0 0C, anumite bacterii ce sunt responsabile pentru alterarea acestora isi vor reduce activitatea si astfel alterarea va fi mult diminuata. Refrigerarea se aplica inaintea unor operatii preliminare: eviscerare, spalare fie in urma acestora. Metode si aparate pentru refrigerareRefrigerarea cu apa glaciala se foloseste apa glaciala si bazine cu manta prevazute cu agitatoare mecanice pentru uniformizarea gradientului de temperatura. Pentru refrigerare se mai pot folosi si instalatii cu aspersie de apa glaciala care realizeaza stropirea pestelui aflat pe o succesiune de benzi

Page 45: Sisteme termodinamice

transportoare suprapuse.

Refrigerarea in gheata hidrica – pestele este pus in contact direct cu gheata; ficatul si gonadele trebuie sa fie in preambalate in materiale impermeabile la apa si grasimi. Gheata artificiala se poate folosi sub forma de solzi, cioburi, sau bucati obtinute prin concasarea blocurilor, cea mai indicata fiind gheata cu solzi deoarece asigura o suprafata specifica mai mare de contact si o racire mai rapida.Tipuri de ambalaje si metode de depozitare a pestelui refrigerat Tipuri de ambalaje folosite: se folosesc lazi de lemn, dar au dezavantajul impregnarii cu substante organice care constituie focare de infectie. Actualmente se folosesc lazi din polietilena care rezista la temperaturi ridicate necesare sterilizarii si la actiunea substantelor dezinfectate. Depozitarea pestelui refrigerat: in gheta : se foloseste gheata hidrica. Pentru depozitare in gheata hidrica durata maxima este de 14-18 zile si temperatura de 0 0C si umiditatea de 100% si in solutii saline: se poate folosi apa de mare sau o solutie de clorura de sodiu care prin racire asigura depozitarea pestelui la temperatura de cca -1 0C.

Conservarea pestelui prin congelareConsideratii generalePastrarea prin congelare se poate aplica la toate speciile de peste destinate consumului ca atare sau fabricatiei de conserve. Ca mod de prelucrare si prezentare se deosebesc urmatorele grupe principale de sortimenre:

- Peste intreg – cuprinde pestele congelat ca atare, pestele eviscerat, pestele eviscerat si decapitat. Ca operatii preliminare sunt mentionate spalarea, sortarea pe specii si marimi. Poate fi congelat separat in lazi sau in blocuri 10-55 kg.

- Fileul – reprezinta portiunile musculare prelevate paralel cu coloana vertebrala si congelate fie in pachete mici pana la 400 g fie in blocuri pana la 28 kg. Dupa spalare si sortare pestele este supus urmatoarelor operatii: spintecare, eviscerare, decapitare, jupuire, scoaterea coloanei vertebrale si a oaselor aderente, separarea fileului, spalarea, scurgerea, zvantarea , portionarea, introducerea in ambalaj sau in tava in care urmeaza a fi congelat.

- Batoane – dupa decuparea din fileu acestea sunt supuse operatiei de acoperire cu pesmet, prajite, ambalate si congelate.

Metode de congelare a pesteluiCongelarea in aer se poate utiliza la toate grupele de sortimente, in aparate cu functionare continua, semicontinua sau discontinua. Temperatura aerulu este cuprinsa intre -30 si -40 0C, iar viteza aerului de 20 m/s.

Page 46: Sisteme termodinamice

In cazul congelarii discontinue se folosesc aparate tip celula sau tunel.Congelarea cu lichide criogenice (azot lichid) se aplica pestelui datorita vitezelor foarte mari de racire ce pot fi atinse prin acest procedeu.

Materiale si metode de ambalare a pestelui congelatPrincipalele cai de protejare a pestelui impotriva deshidratarii si oxidarii sunt glasarea si ambalajele propriu-zise. Glasarea are rol de protectie impotriva rancezirii si deshidratarii si se executa atunci cand temperatura la suprafata pestelui este sub -70 0C. Aceasta operatie se executa in cazul in care produsele nu au fost ambalate si poate fi executata prin imersare sau prin dusare. Ambalajele propriu-zise se folosesc ambalaje principale, secundare si tertiare. Datorita faptului ca peste este expus in masura aproape egala atat rancezirii cat si deshidratarii, sunt indicate foliile mixte care au impermeabilitate suficienta atat la oxigen cat si la vaporii de apa.Factorii care limiteaza durata depozitarii : schimbarile proteice, schimbari in grasimi, de culoare, prin deshidratare.

18.Utilizarea frigului in industria laptelui si produselor lactate Consideratii generaleLaptele este produsul integral obtinut in urma mulgerii de la femelele in lactatie bine hranite. Recoltarea trebuie facuta in conditii igienice si sa nu contina colostru. Din productia totala de lapte aproape 90% este reprezentat de laptele de vaca. Prin lapte se intelege laptele de vaca, laptele celorlalte mamifere purtand denumirea speciei respective. Prezenta in laptele muls a lacteninei o substanta cu caracter bactericid prin care inhiba dezvoltarea microorganismelor, dar pe timp limitat.

Conservarea laptelui prin frigLaptele destinat consumului poate fi clasat in 2 categorii:

- Lapte crud: trebuie sa indeplineasca anumite conditii: provenienta de la animale indemne de bruceloza si tuberculoza; exploatatii bine organizate; muls, conditionat, stocat in conditii de igiena satisfacatoare

- Laptele tratat termic: poate fi de 2 feluri:a. Lapte pasteurizat – pasteurizarea este tratamentul termic capabil sa distruga agentul de

transmitere al tuberculozei (bacilul Koch). Se realizeaza in instalatii de tratament termic, in placi sau tuburi. Se pot distinge 2 categorii de lapte pasteurizat: lapte pasteurizat conditionat la 75-85 0C timp de 15-30 sec. si lapte pasteurizat de inalta calitate la 72-75 0C /15-30 sec.

Page 47: Sisteme termodinamice

b. Lapte sterilizat – sterilizarea presupune distrugerea microorganismelor se poate face prin UHT la 135-150 0C timp de 2,5 sec.

c. Lapte aromatizat – laptele la care s-au adaugat arome (cacao, vanilie, capsuni). Schema tehnologica de procesare a lapteluiMaterii prime -> Receptie ->Depozitare->Preluare-> Procesare (filtrare, separare, standardizare, pasteurizare, omogenizare, forti-vitamizare)-> Ambalare (masini de ambalat)->Distributie (depozitare, livrare, raft, depozitare casnica (refrigerare)).Conservarea laptelui prin refrigerareMateria prima In primul caz laptele este muls de cele mai multe ori manual si mai rar cu ajutorul aparatelor de muls, dupa care este colectat in centrele de colectare unde se realizeaza si refrigerarea sa in tancuri izoterme tampon.In cel de-al doilea caz laptele este muls cu ajutorul unor instalatii moderne si nu intra in contact cu aerul fiind depozitat imediat dupa recoltare in tancuri de refrigerare.

Capacitatea tancurilor de refrigerare a laptelui din ferme este intre 300 si 30000 l.Imediat dupa mulgere laptele are o temperatura relativ ridicata 39 0C si este necesara o racire cat mai rapida la 3 0C. Procesare – racitoarele cu placi se utilizeaza atat pentru preracirea laptelui crud cat si pentru pasteurizare.

Depozitarea si ambalarea. Laptele pasteurizat si racit la 1-3 0C este pastrat pana in momentul prelucrarii ulterioare sau al ambalarii pentru desfacere in rezervoare cilindrice (tancuri), orizontale sau verticale din otel inox, izolate termic si prevazute cu un agitator destinat amestecarii laptelui inainte de depozitare. Capacitatea acestor tancuri este intre 2000 si 15000 l.Depozitarea laptelui se face in butelii de sticla sau ambalaje nerecuperabile: tip punga, tip „Perga”, tip „Tetra-Pack”. La livrarea laptelui se recomanda o temperatura de 6 0C.Conservarea laptelui prin congelare – consta in pasteurizarea acestuia, omogenizarea la presiuni ridicate, racirea si concentrarea in vid, ambalarea si apoi congelarea foarte rapida la temperaturi in jur de -40 0C. Pentru evitarea destabilizarii sistemului polidispers specific laptelui si impiedicarea unor procese de oxidare se pot adauga fosfati, citrati sau alginai de sodiu.

Utilizarea frigului in cazul smantaniiConsideratii generaleSmantana se obtine cu ajutorul separatoarelor centrifugale la ferme, centrele de smantnirea laptelui din zona de colectare, sau in fabrica de produse lactate. Materia prima la fabricarea smantanii este laptele proaspat cu o aciditate maxima de 22 0T. Se produc diferite sortimente de smantana in functie de continutul in grasime: smantana dulce cu continut de grasime de 35% si o aciditate pana la 25 0T destinata consumului sub forma de frisca batuta si smantana dulce pentru cafea cu continut de grasime de 10-18%. Dupa pasteurizare ambele tipuri de smantana dulce sunt racite si depozitate la

Page 48: Sisteme termodinamice

temperaturi in jur de 4 0C pentru maturare fizica in care se urmareste marirea vascozitatii si obtinerea unei consistente specifice pe seama cristalizarii unei parti a globulelor de grasime si a modificarilor starii coloidale a proteinelor din smantana la temperaturi de 1-8 0C. Conservarea smantanii prin refrigerareIn cazul smantanii temperatura si durata procesului de refrigerare dupa pasteurizare se aleg in functie de sortimentul ce urmeaza a fi realizat respectiv de procedeul de fermentare ce se are in vedere precum si de compozitia chimica a grasimii din lapte. Compozitia chimica si temperatura de solidificare a grasimii din lapte variaza in functie de numerosi factori si de anotimp. In timpul verii temperatura de solidificare este de 19 0C iar iarna de 23 0C.Metode si aparate de racire depind de nivelul si tipul de productie al acesteia: in ferma sau in fabrici de proceare a acesteia. In cazul unor intreprinderi se utilizeaza aparatele plan-tubulare de tip deschis in care concomitent cu racirea smantanii se produce si o dezodorizare a acesteia cu influente pozitive asupra insusirilor organoleptice ale produsului finit.Ambalare si depozitare – smantana se ambaleaza in pahare de carton parafinat. Depozitarea inainte de livrare se face in depozit frigorific la o temperatura intre 0 si + 2 0C timp de 24-48 h.Conservarea smantanii prin congelare- se folosete numai smantana dulce cu un continut in grasime mai ridicat de max 40-50%. Smantana destinata fabricarii untului este mai intai pasteurizat la 85 0C, racita la 3-4 0C ambalata si congelata cat mai rapid. In cazul congelarii smantanii se folosesc aparatele de congelare pe suprafata exterioara a cilindrului. Congelarea in aparate cu placi functioneaza la o temperatura de vaporizare a agentului frigorific de sub -40 0C asigura durata de aproximativ 90- 100 min. (temperatura finala a produsului -20 0C. Depozitarea smantanii se face obisnuit in camere cu o temperatura cuprinsa intre -18 si -30 0C.

Utilizarea frigului in cazul untuluiMateria prima folosita in procesul tehnologic de fabricare a untui este smantana. Fabricarea untului din smantana de iarna conduce adeseori la obtinerea unui produs cu o consistenta tare si sfaramicioasa, spre deosebire de untul provenit din smantana de vara care exceleaza prin calitatea de a putea fi intins intr-un strat subtire.Principii tehnolohice de aplicare a frigului in fabricatia untului

Pentru obtinerea untului din smantana fermentata, aceasta este supusa in prealabil maturarii biochimice si fizice. Temperatura

de matura

Page 49: Sisteme termodinamice

biochimica adoptata la cele mai multe procedee este cuprinsa intre 14 si 20 0C durata fiind de 8-12 h. Temperatura de maturare fizica adoptata la cele mai multe procedee este cuprinsa intre 2 si 8 0C, durata fiind intre 1 si 6 h. Pentru realizarea maturarii se recomanda utilizarea unor vane confectionate de preferinta din otel inoxidabil, prevazute cu dispozitive de agitare, preti dubli cu sepentine de racire si izolatie termica exterioara.

Fabricarea discontinua a untului – cel mai raspandit procedeu este acela de batere, malaxare si spalare in putinee metalice, prevazute cu nervuri interioare. Alegerea unei temperaturi optime de batere 8-14 0C se face in funcite de anotimp, conditii de lucru specifice fiecarei intreprinderi, de calitatea si gradul de maturare a smantanii, de tipul constructiv al aparatelor, de patrunderile de caldura din exterior. Temperatura apei de spalare este intre 5 si 13 0C.Ambalarea si conservarea prin refrigerare a untuluiTrebuie asigura o protectie eficienta care sa evite contactul direct cu aerul si lumina. Pentru ambalarea untului in pachete se foloseste ca material de ambalaj hartia imitatie de pergament sau folia de aluminiu. Pachetele se ambaleaza mai departe in cutii de carton sau in lazi de lemn.Cinservarea untului prin congelare Untul care in stare proaspata prezinta defecte de farbricatie (consistenta prea moale, unsuroasa, sfaramicioasa, neomogena) sau defecte de gust si miros nu este indicat pentru conservarea prin congelare, deoarece in timpul depozitarii aceste defecte se accentueaza. In ceea ce priveste tratamentul frigorific se recomanda: viteze de congelare cat mai ridicate; temperaturi de depozitare cat mai constante si de preferinta sub -10 0C.

Utilizarea frigului in cazul branzeturilorIntreg procesul tehnologic de fabricatie a branzeturilor este determinat aproape exclusiv de conditiile de dezvoltare asigurate microflorei existente sau adaugate laptelui.Tratamentul frigorific la fabricarea branzeturilorLa fabricarea branzeturilor se folosesc vane cu pereti tripli confectionate din otel inox alimentar. Apa calda si rece este circulata intre cele doua interspatii realizandu-se incalzirea si racirea laptelui.

Page 50: Sisteme termodinamice

Sararea branzeturilor – principalii factori care contribuie la reusita procesului de sarare a branzeturilor sunt concentratia si temperatura saramurii si parametrii aerului din incaperile de sarare. Alegerea acestora se face in functie de sortimentul de branza ce urmeaza a fi realizat: temperatura saramurii 10 – 20 0C; concentratia saramurii 14-23 %, temperatura aerului 8 – 12 0C; umiditatea relativa 85-95%. Durata procesului de sarare 3-5 h.Maturarea branzeturilor – parametrii aerului in incaperile de maturare sunt specifice sortimentului de branza ce se realizeaza. Valorile temperaturii sunt intre 8 si 18 0C, iar cele ale umiditatii intre 85-95%.Conservarea branzeturilor prin refrigerareCand branzeturile au atins aproape durata rezervata procesului de fermentare se introduc la depozitare in camere frigorifice destinate anume acestei faze a procesului tehnologic.Conditii de pastrare a branzeturilor: proaspata (de vaca) : temperatura 0-5 0C, umiditatea de 75%; cu pasta moale (cammembert, telemea, gorgonzola): temperatura 0-7 0C si umiditatea 80-90%; cu pasta semitare (Edam): temperatura 12-15 0C ; cu pasta tare (Emmenthal (Svaiter)): temperatura 10-12 0C si umiditatea 80%, topita: temperatura 5-10 0C si umiditatea 70-80%. Durata medie de antrepozitare : branzeturile proaspete 2 zile; cu mpasta moale fara telemea: 3-8 saptamani; cu pasta tare si semitare: 3-8 luni.Conservarea branzeturilor prin congelare – folosirea procesului de congelare in scopul duratei de pastrare a branzeturilor se practica numai in cazul branzei proaspete de vaci cu durata de pastrare pana la 6 luni printr-o congelare cat mai rapida si o depozitare la temperaturi in jur de -18 0C.Puncte de congelare a diferitelor sortimente de branza: Branza proaspata de vaci -1,2 0C; Roquefort -15 0C; Emmenthal -10 0C; Cheddar -13 0C. Temperaturile de depozitare pentru diferite sorturi de branza se situeaza intre -3 si -5 0C si umiditate de 85-90%.

Utilizarea frigului in cazul produselor lactate acideIn procesul de fabricare frigul artificial intervine in urmatoarele faze ale procesului : prepararea maielelor din culturi pure; prepararea si pastrarea maielelor de productie; racirea laptelui de la temperatura de pasteurizare pana la cea de insamantare; racirea si depozitarea produsului finit.Preracirea produselor se recomanda sa se faca la 15 0C iar temperatura aerului intre 2 si 5 0C permite o durata de pastrare de cateva zile. Durata minima de pastrare in camerele frigorifice este de 12 h.

19.Utilizarea frigurlui in cazul legumelor si fructelor Materia primaConditia esentiala in obtinerea unor produse de calitate superioara si sigure dupa pastrare este date de introducerea in procesul tehnologic a unor produse de inalta calitate. Recoltarea fructelor si legumelor destinate conservarii prin frig trebuie sa aiba in vedere: alegerea momentului optim de recoltare; sanatatea si integritatea produselor recoltate; realizarea recoltarii in conditii de temperatura si umiditate optime care sa nu permita alterari. Recoltarea se face diferentiat in functie

Page 51: Sisteme termodinamice

de gradul de perisabilitate, de perioada de pastrare si destinatia productiei. Fructele si legumele au o capacitate redusa de pastrare, cele perisabile sau foarte perisabile (capsunile, zneura, cirese, visine, caise) sunt sensibile la manipulari si se depreciaza intr-un timp relativ scurt. Conservarea fructelor si legumelor se poate realiza atat prin refrigerare cat si prin congelare.Conservarea fructelor si legumelor prin refrigerare – in decursul depozitarii pot aparea urmatoarele tipuri de modificari:

- Pierderi in greutate au loc in urma deshidratarilor partiale si a proceselor de respiratie ce conduc la pierderi de substante nutritive

- Modificari de consistenta – procesele naturale de maturare conduc la o inmuiere a consistentei, modificare favorabile d.p.d.v. organoleptic. Fenomenul de vestejire conduce la o inmuiere exagerata a consistentei, aceasta devenidn flasca, nenaturala.

- Modificari de natura fiziologica si biochimica – dupa recoltare fructele si legumele sufera o serie de modificari normale sau anormale in cadrul proceselor de respiratie si maturare. Respiratia reprezinta mijlocul de asigurare a energiei vitale. Respiratia aeroba si anaeroba dupa la consumarea de substante nutritive, la pierderi in greutate si la degajare de caldura.

- Maturarea – in functie de momentul consumului, fructele si legumele trec succesiv prin urmatoarele stadii: crestere-acumulare, prematuritate, maturitate propriu-zisa si postmaturitate.Primul stadiu se caracterizeaza prin procese de anabolism (sinteza, polimerizare) si de acumulare. Stadiul de prematuritate se caracterizeaza prin intesificarea proceselor de catabolism. Stadiul de maturitate propriu-zisa apare ca rezultat al intensificarii proceselor catabolice si se caracterizeaza prin atingerea insusirilor organoleptice. Postmaturitatea se caracterizeaza prin continuarea proceselor catabolice incepute in stadiile anterioare si prin aparitia unora noi.

- Boli fiziologice – cauzele aparitiei acestor boli pot fi: soiuri inapte pentru pastrare prin frig, conditii de cultura si pedoclimatice necorespunzatoare, recoltarea la un stadiu necorespunzator, temperaturi prea scazute de pastrare.

- Tehnologia de pastrare – dupa recoltare fructele si legumele destinate conservarii parcurg urmatoarele faze principale: receptie, sortare si depozitare, calibrare, ambalare si desfacere.

Procedee de refrigerare- Refrigerare cu aer – preluarea caldurii de la produs poate fi asgurata in urmatoarele sisteme:

prin contactul aerului cu exteriorul masei de racit; prin contactul aerului cu intraga masa a produsului – ambalajele sunt prevazute cu orificii care asigura circulatia aerului in interiorul masei de produse.Refrigerara prin contactul aerului cu exteriorul masei de racit

Page 52: Sisteme termodinamice

Refrigerarea in camere – pot fi prevazute cu diferite sisteme de racire si de distributie a aerului sau cu racitor exterior si distributie prin tavan fals. Pentru pastrarea merelor prin refrigerare se utilizeaza atat depozite de dimensiuni mari pana la 500 t cat si depozite de dimensiuni mici si medii, in functie de durata pastrarii si tipul unitaitii economice.In cazul depozitarii merelor in depozite mici se utilizeaza sistemul de refrigerare cu perete rece sau de tip „serpentina”.

In cazul depozitarii in vrac a tuberculilor de cartofi pe padimentul depozitului se plaseaza canale semicirculare sau triunghiulare realizata din tabla perforata cu nervuri. Pentru uniformizarea gradientului de temperatura in depozit, in spatiul de deasupra produsului sunt plasate ventilatoare axiale care realizeaza deplasarea suplimentara si amestecarea masei de aer de la partea superioara a spatiului de depozitare.

Refrigerarea prin contactul aerului cu intraga masa a produsului – se realizeaza in instalatii in care circulatia aerului racit prin masa produsului se datoreaza diferentei de presiune intre intrare si iesire. Avantaje: consum de energie mai redus la ventilatoare si suprafata racita mai mica. Acest sistem se utlizeaza la struguri, piersici, caise, capsuni si tomate.

Refrigerarea cu apa glaciala – este utilizat mai mult la mazare boabe, piersici, legume frunzoase (salata, spanac). Se folosesc ca metode principale imersia, dusarea sau pulverizarea. Refrigerarea cu gheata hidrica – utilizat la legume frunzoase, telina, castraveti, pepeni galbeni,conopida, etc. Se utilizeaza gheata cu o granulatie fina obtinuta prin maruntirea (freezarea) ghetii bloc sau in instalatii speciale. Ambalajele trebuie sa asigure scurgerea apei rezultate din topirea ghetii.

Refrigerarea in vid – utilizat in cazul legumelor frunzoase : salata, spanac, caracterizate printr-o suprafata specifica mare pentru schimbul de caldura. Procedeul consta in introducerea produselor in interiorul unor recipiente metal, rezistente la presiune in care se atinge un vid de 5-6 mm Hg.

Conservarea frictelor si legumelor prin congelare – prin congelarea majoritatea fructelor si legumelor isi pastreaza culoarea, aroma, si textura mai bine decat in cazul altor procedee de pastrare, dar are de suferit textura produselor si implica costuri mari de investitie si tehnologie. Se folosesc 3 tipuri de congelare: usoara: -2 -0 0C; medie -4 - -2 0; puternica sub -4 0C. Congelarea conduce la inghetarea apei din produse, formandu-se cristale de gheata care exercita o presiune asupra membranei celulare producand in unele cazuri chiar spargerea acesteia si conducand la transformarea texturii intr-una moale.

Tratamente preliminare conservarii prin congelareCuratirea – se executa manual pe benzi transportoare sau cu utilaje specifice industriei conservelor vegetale. Indepartarea impuritatilor se executa prin batele, taiere, abraziune, cu abur, sub presiune,

Page 53: Sisteme termodinamice

cu apa fierbinte, sau chimic. Spalarea se face in aparate de diferite tipuri: cu tambur, cu site vibratoare sub dusuri, cu recipient de imersie si elevator sub dusuri, cu recipient de imersie si palete.Sortarea – criteriile de sortare sunt: dimensiunea, stadiul maturitatii, culoarea, starea de sanatate si prospetime a produselor.Blansarea - scopul oparirii este inactivarea enzimelor si evacuarea in mare masura a aerului din tesuturi ceea ce conduce la o mai buna conservare a continutului in factori nutritivi si insurilor organoleptice. Blansarea se executa in abur sau apa. Racirea dupa oparire este obligatorie si se face apa cat mai rece si in cantiatate suficienta. Controlul produselor inainte de congelare – scop indepartarea exemplarelor necorespunzatoare, a resturilor needibile sau necorespunzatoare calitativ si a corpurilor straine.Preracirea inainte de congelare – scop reducerea temperaturii produselor la valori sub + 10 0C care sa previna aparitia modificarilor microbiologice si sa asigure functionarea mai eficienta a aparatului de congelare prin reducerea depunerilor pe vaporizatoare si reducerea necesarului de frig.Congelarea fructelor si legumelor se poate executa inainte sau dupa ambalarea produselor in functie de specie si sortiment. La punctele de congelare pot sa apara stari de supraracire pana la -5 0C la legume si pana la -6.5 0C la fructe.

Depozitarea, transportul si desfacerea fructelor si legumelor congelateDurata de depozitare fiind intre 240 si 330 zile. Folosirea unei temperaturi de -12 0C scurteaza durata admisibila de depozitare cu 70-80% fata de cazul depozitarii la -18 0C. Temperatura de transport pentru produsele destinate consumului industrial este intre -10 si -18 0C. Pentru fructe se recomanda -18 0C tinand seama de tendinta de a ceda suc a acestora.

20.Utilizarea frigului in cazul depozitarii cerealelor Consideratii generaleBobul de cereala ofera atat datorita structurii cat si suprafetei sale si proprietatii fizice o premisa favorabila pentru racirea in vrac. Aerul conditionat racit si uscat este introduc in silozuri sau depozite orizontale de orice marime. Prin aplicarea procedeului de conservare prin frig a cerealelor are loc reducerea pierderilor de substanta uscata, respectiv in greutate.Evitarea pierderilor in greutate si de calitate datorate insectelor si microorganismelor este un avantaj net al refrigerarii cerealelor. Temperaturi de depozitare peste 21 0C ofera tuturor speciilor de insecte conmditii excelente de dezvoltare. Caldura favorizeaza dezvoltarea ciupercilor de mucegai si a micotoxinelor acestora (aflatoxina). Domenii de aplicare a frigului: malterii si braserii (producerea maltului si berii) – orzul pt bere este racit atat pentru mentinerea capacitatii de germinare cat si pentru reducerea perioadei de repaus germinativ; porumbul – boabele de porumb se incing rapid, datorita continutului de grasimi. Boabele sunt uscate pana la valori de 12-13% continut de apa sau chiar sub aceasta valoare. Cereale furajere – cerealele folosite ca nutret pt ingrasarea vacilor pot fi conservate prin racire fara uscare chiar cu o umiditate de 20% pana la 22% maxim.

Instalatii de refrigerare a cerealelor

Page 54: Sisteme termodinamice

Cerealele pot fi depozitate atat in silozuri turn cat si in silozuri orizontale.Racirea in celulele silozului - distribuirea aerului se face prin canale de racire ce sunt deschise la partea inferioara a acestora. Cerealele depozitate in silozuri turn prezinta 2 sisteme de refrigerare:

- Refrigerare lenta - Refrigerare cu un pas de temperare de 4-10 ore inainte de racire

In cazul sistemelor de depozitare cu refrigerare lenta pot fi alimentate continuu si sunt dimensionate corespunzator pentru a face fata in flux continuu debitelor maxime ce trebuie prelucrate in perioada de recoltare a cerealelor.

Cerealele in vrac pot fi pastrate in depozite de tip orizontal prevazute cu canale de venitlare cu aer rece si sunt plasate la nivelul sau sub padimentul celulei de depozitare.

21.Utilizarea frigului in cazul produselor de panificatie si patiserie Utilizarea frigului la pastrarea materiilor primeFaina, laptele praf si alte produse pudra sau uscate se depoziteaza la temperatura de 21-27 0C si umiditatea de 60%. Se realizeaza pe de-o parte prevenirea dezvoltarii insectelor si a cresterii de

Page 55: Sisteme termodinamice

aciditate, iar pe de alta parte se realizeaza stabilizarea continutului de umiditate al produselor la o valoare convenabila. Pentru pastrara drojdiei, untului, laptelui se recomanda temperaturi d 2-7 0C.

Utilizarea frigului in tehnologia de fabricare a painii si produselor de patiserieFormarea aluatului – in decursul amestecarii ingredientelor si framantarii aluatului se produce o crestere a temperaturii aluatului care se datoreaza pe de-o parte caldurii de hidratare a fainii, iar pe de alta parte caldurii de frecare in timpul framantarii. Daca la sfarsitul operatiei aluatul are temperaturi mai mari de 25 0C, apar ulterior dificultati in conducerea procesului de lucru.Fermentarea dirijata a aluatuluib – aluatul framantat trebuie fermentat inaitne de coacere. Pentru ca fermentarea sa se desfasoare in bune conditii trebuie asigurat un regim optim de temperatura si umiditate. Reincalzirea aluaturilor (cresterea finala) – deoarece la iesirea din camera de fermentare activitatea de fermentare a aluaturilor este mult incetinita se impune o reactivare a drojdiilor inainte de coacere. Pentru aceasta se introduc aluaturile intr-un spatiu cu temperaturi de cca. 35 0C si umiditatea de 90%, unde sunt mentinute 50-75 min. Aceasta operatie este indicata a fi executata mai ales in cazul aluaturilor mai tinere sau cu crusta.Racirea painii dupa coacere – este indicata in momentul ambalarii sau taierii felii. Racirea are loc in 2 faze: in prima are loc o racire rapida datorita diferentei mari de temperatura si evaporarii unei parti din umiditate, iar in a doua faza o racire mai lenta pana la atingerea temperaturii finale de 32-35 0C.

Utilizarea frigului la depozitarea produselor de panificatie Utilizarea frigului la conservarea painiiPainea fiind un produs perisabil sufera o serie de transformari dupa scoaterea sa din cuptor. Principalele cauze ale invechirii painii sunt: pierderea de umiditate si modificarea structurii amidonului. In timpul invechirii amidonul evolueaza in mod ireversibil de la amorfa catre una cristalina. Ritmul invechirii depinde de temperatura si umiditatea spatiului de conservare. Cu cat umiditatea relativa a aerului inconjurator este mai scazuta cu atat continutul in apa din paine scade, accelerandu-se astfel procesul de invechire.Congelarea painii – painea introdusa la congelare nu trebuie sa fie nici prea calda, pentru a nu se produse dezlipirea cojii si nici invechita pentru a se putea asigura u produs corespunzator dupa decongelare. La introducerea pentru congelarea temperatura sa fie de 40 0C. Durata procesului de racire sa nu depaseasca 4 h, in scopul folosirii de temperaturi ale aerului de -25 - -40 0C si anume cu atat mai scazute cu cat grosimea produsului este mai mare.Depozitarea painii congelate - -15 - -20 0C in ambalaje impermeabile pe o durata de 3-4 saptamani.Decongelarea painii – se poate face in mai multe moduri: in cuptorul incalzit la temperaturi obisnuite 250 0C si la care umiditatea este asigurata prin injectare cu abur, durata 2-3 min. Si in spatii speciale de decongelare la temperaturi de 50 0C, umiditatea de 50-60% si viteza aerului de 1 m/s.Utilizarea frigului la consevarea semipreparatelor si a produselor finiteConservarea semipreparatelor prin refrigerare se aplica la toate tipurile de aluat pentru pastrare pe durate de 3 ore pan ala 3 zile la temperaturi de 0-4 0C. La congelare se comporta bine aluaturile bogate in materii grase, lapte, oua si zahar. Conservarea produselor finite – conservarea prin refrigerare se aplica la produsele care pot fi conservate cateva zile la temperaturi de cca. 4 0C. Prin conservare se conserva cel mai bine produsele din aluaturi „bogate” decat cele „sarace” cu un continut ridicat de apa. Congelarea produselor finite se realizeaza in dulapuri de congelare.

22.Utilizarea frigului in industria bauturilor fermentative Utilizarea frigului in industria beriiConsideratii generaleProcesul tehnologic de fabricare a berii cuprinde urmatoarele faze principale:

- Fabricarea maltului – are ca scop obtinerea amilazei care in anumite conditii poate transforma amidonul din bob in maltoza, zahar solubil si fermentescibil. Pentru obtinerea

Page 56: Sisteme termodinamice

maltului se face inmuierea orzului, germinarea la temperaturi de 10-18 0C mentinute cu ajutorul frigului artificial.

- Fierberea – are ca scop obtinerea mustului de bere extragand din malt substantele solubile si solubilizand o parte din cele insolubile. Maltul macinat este introdus la plamadire unde dupa solubilizarea amidonului are loc trasnformarea lui in dextrina si maltoza sub actiunea amilazelor. Se face filtrarea si fierberea cu hamei si racirea la 5-7 0C.

- Fermentatia principala – are loc transformarea maltozei in alcool si CO2 sub actiunea drojdiilor si prin slaba atacare a dextrinelor. Operatia se face la temperaturi de cca. 5 0C si dureaza 7-12 zile.

- Fermentatia secundara – favorizeaza fermentarea dextrinelor, cresterea continutului de CO2, limpezirea si maturarea berii. Are loc in vase inchise la temperaturi de 0-2 0C timp de 30-90 zile dupa care este necesara filtrarea berii.

- Turnarea berii in sticle si butoaie – inainte de tragerea in sticle se face racirea sub 0 0C pentru ca eventualele proteine sa poata precipita si astfel sa fie retinute prin filtrare. Transportul si pastrarea berii se face la temperaturi de cca. + 8 0C.

Instalatii de racire in industria beriiRacirea silozurilor de orz – pastrarea orzului se recomanda sa se faca in silozuri la care aerul in circulatie sa aiba temperatura de 10 – 12 0C si umiditatea de 75-80%.Racirea in timpul germinarii – in timpul germinarii orzul absoarbe pentru respiratie oxigen din aer, punand in libertate caldura. Racirea se ralizeaza cu ajutorul circulatiei de aer.Racirea mustului dupa fierbere – se face in aparate cu placi la care in prima sectiune se face racirea cu apa racite de cca. 0 0C. Aceste aparate prezinta avantajul unui circuit inchis al mustului reducand astfel pericolul de infectare.Racirea in timpul fermentatiei principale – in pivnite de fermentatie principala mustul este tinut in linuri timp de 7-12 zile, la temperatura de 5 0C. O parte din caldura de fermentare cca. 40% este preluata de apa racita care circula prin serpentinele din cupru montate in interiorul linurilor de fermentare, restul urmand sa fie preluat impreuna cu caldura patrunsa din exterior de instalatia de racire a pivnitei.

Racirea in timpul fermentatiei secundare – trebuie preluata atat caldura sensibila necesara racirii berii de la +5 la +2 0C, cat si a caldurii de fermentatie complementara. Tancurile inchise cu sectiune dreptunghiulara in care se face pastrarea berii timp de 30-90 zile la temperatura de +2 0C, in timpul fermentatiei secundare, sunt confectioante din metal. Racira se face cu racitoare de aer.Racirea depozitelor de hamei si drojdie – In unele fabrici de bere hameiul se pastreaza la temperatura de 0 0 C in camere de depozitare si umiditate de 75%. Pastrarea laptelui de drojdii se face in camere de depozitare cu o temperatura de +3 0C si umiditate relativa de 85%.

Utilizarea frigului in industria vinuluiFolosirea frigului la tratarea si conservarea mustuluiRacirea mustului imediat dupa obtinere are ca scop intarzierea fermentatiei, asigurand in acelasi timp conditii de pastrare in timpul limpezirii care dureaza 1-2 zile. Racirea mustului dulce se face la 6-12 0C in vase de pastrare confectionate din lemn, beton sau metal prevazute cu serpentine de racire, in interior sau in pereti, fie cu ajutorul unor racitoare exterioare de tipul cu placi sau tubular.

Page 57: Sisteme termodinamice

Concentrarea mustului – se face in scopul crearii unor rezerve in anii cu recolte mari de struguri. Se obtine un must cu un continut in zaharuri de cca. 60%, nivel capabil sa impiedice dezvoltarea drojdiilor osmofile. Se face in 2 faze: in prima s obtine o concentrare de 30% s.u., dupa care se face o noua congelare si separare obtinandu-se in final o concentrare de 50-60% s.u. Folosirea frigului in timpul fermentatiei mustuluiIn decursul fermentatiei are loc transformarea zaharurilor din must cu degajare de caldura. Pentru mentinerea unei temperaturi optime a mustului in timpul fermentatiei se folosesc instalatii de racire numite refrigeratoare care poti fi: cu scurgere libera a apei de racire si cu circulatie fortata a apei de

racire. La baza refrigeratorului se afla un bazin de colectare a apei uzate. Mustul din cisterna este pompat de refrigerator pe la partea inferioara si este dirijat pe la partea superioara in cisterna de fermentare. Apa de racire se scurge din bazinul superior peste tevile refrigeratorului preluand caldura degajata de must. Folosirea frigului dupa terminarea fermentatiei mustuluiLimpezirea vinului are ca scop indepartarea excesului de bitartrat de potasiu si de coorantii aflati in vinurile tinere. Procedeul se aplica la vinurle destinate unei trageri timpurii la sticle in vederea consumului, precum si vinurilor destinate fabricarii sampaniei si vermutului.Pentru racirea vinului se folosesc de preferinta racitoare inchise, continue de tipul teava in teava, multitubular si mai recent tipcul cu placi. Racirea se mai poate face si in cisterne metalice izolate, prevazute cu manta dubla prin care circula agentul de racire si cu un sistem de agitare.Concentrarea vinului - in decursul concentrarii vinului au loc pierderi de 1-2% vin.Depozitarea vinului – se face la 7-11 0C pentru vinurile albe si 12-14 0C pentru cele rosii. Umiditatea este de 92-95% in cazul folosrii vaselor din lemn pt evitarea dezvoltarii microorganismelor si mia scazuta in cazul vaselor din beto si metal pentru a se reduce degradarea aparatelor.Folosirea frigului la fabricaea vinurilor spumoaseVinurile spumoase se fabrica pornind de la vinuri integral sau partial fermentate care contin inca o oarecare cantitate de zaharuri sau din vinuri la care se adauga o anumita cantitate de zahar si drojdie. Se depoziteaza la 9-11 0C timp de 6 saptamani in care are loc fermentarea zaharului cu formare de CO2 si in acelasi timp are loc depunerea de saruri si drojdie.

23.Utilizarea frigului in cazul inghetatei Consideratii generaleInghetata - produsul congelat format dintr-un numar variabil de componente dintre care lapte si oua sub diferite forme; zahar, apa, fructe sau sucuri fructe; samburi, substane aromatizante si coloranti alimentari; stabilizatori si emulgatori.

Page 58: Sisteme termodinamice

Inghetata este un produs deosebit de nutritiv, avand o valoare calorica superioara datorita continutului de glucide, lipide si proteine, continut ridicat de vitamine (A si B) si de saruri minerale (calciu si fosfor).Inghetata in functie de sortimentele ei prezinta anumite criterii:

a. Dupa consistenta: inghetata moale; calitab. Dupa compozitie: parfait ; spume; sufleu; inghetata de fructe; salata de fructe; de tip

Mellorinec. Dupa umpluturile adaugate: inghetata de fructe; cu samburi; de ciocolata; cu biscuiti;

budincid. Dupa modul de prezentare: inghetata marmorata (vanilia+sirop de ciocolata); curcubeu (6

sau mai multe inghetate diferit colorate care se amesteca); inghetata modelata la forme (brichete cu unul sau mai multe straturi, checuri, placinte); inghetata praf (amestec inghetata uscata cu continut redus de zahar pt evitarea caramelizarii)

Realizarea unei structuri cat mai fine a inghetatei este legata si de marimea, forma si aranjarea cristalelor de gheata ce se obtin in timpul congelarii amestecului. Cu cat cristalele de gheata sunt mai mici iar repartizarea lor mai uniforma, structura inghetatei este mai buna.Procesul tehnologic de fabricare a inghetatei - faze:Masurarea materiilor prime se face prin cantarireAmestecarea materiilor prime se face in vane de amestecare prevazute cu posibilitati de agitare si incalzire, in cazul instaltiilor mari si direct in vana de pasteurizare in cazul instalatiilor mici. Mai intai se introduc materiile prime lichide (lapte, smantana) preincalzite la 15-20 0C dupa care se adauga lapte praf amestecat cu zahar si se continua incalzirea pana la circa 45 0C cand se adauga restul de zahar si eventual cacao amestecata cu zahar , iar cand amestecul a ajuns la 60 0C se adauga emulgatorul sub forma maruntita si stabilizatorul.Schema tehnologica de producere a inghetateiAmestecare (ingrediente lichide+solide) -> se poate face o pasteurizare discontinua, omogenizare si refrigerare sau pasteurizare-omogenizare-racire continua -> maturare (se poate face prin congelare discontinua/imbracare sau prin refrigerare continua prin incorporare de aer) -> ambalare -> calire

Depozitare/distributiePasteurizarea – depasirea valorii de 120 0C apare in inghetata un gust de lapte fiert. Pasteurizarea se face intr-un pasteurizator care poate fi: discontinuu (in vane) – 66 – 68 0C/90 min; continuu (cu placi sau tubulare) – 80 0C/15-25 s; continuu (tip Roswell) – 93 – 105/9 s.Filtrarea amestecului – indepartarea impuritatilor mecanice introduse in amestec odata cu materia prima.Omogenizarea - trebuie facuta la temperatura de pasteurizare. O temperatura mai mare contribuie la spargerea globulelor de grasime si reduce formarea de cocolosi. Se recomanda in decursul procesului de omogenizarea ca temperatura sa fie de 65-70 0C. In cazul inghetatei este de preferat a se realiza omogenizarea in 2 faze: una la presiune mai ridicata si cea de-a doua la o presiune mai scazuta (45-50%).Racirea amestecului – se face imediat dupa omogenizare la temperatura de 0-4 0C in racitoare cu placi sau tubulare.Maturarea se face in vane cu agitare la temperatura de + 4 0C timp de 3-4 h si permite racirea si cristalizarea grasimilor precum si hidratarea completa a polizaharidelor cu efect pozitiv asupra texturii inghetatei.Introducerea in amestec a substantelor de aromatizare si colorare – se face in interiorul vanei de preparare prevazuta cu agitator imediat inaintea operatiei de congelare a amestecului.Congelarea partiala a amestecului se realizeaza in congelatoare (freezere) orizontale cu functionare continua. Ele prezinta avantajul unei congelari rapide si continue si al introducerii unor mari cantitati de aer in amestecul de baza. Se recomanda ca la iesirea din congelator temperatura inghetatei sa fie de -4 - -5 0C pentru inghetata ambalata in bidoane si -6.5 - -7 0C pentru inghetata portionata si ambalata inainte de calire.Calirea se face in aparate folosind ca mediu de racire aerul sau saramura si trebuie sa decurga rapid. Pentru calirea cu aer temperatura variaza intre -25 si -35 0C, iar durata intre 30 min si 8 h in functie de marimea ambalajului. Pentru calirea in saramura inghetata se introduce in interiorul unor forme metalice imersate, ambalarea facandu-se dupa calire.Acoperirea cu ciocolata (glazurarea) – operatie care se realizeaza numa la anumite sortimente de inghetata. Se face dupa calire trecandu-se bucatile de inghetata printr-un aparat special in care se face acoperirea cu ciocolata. Glazura trebuie sa fie fluida la temperatura de 33-45 0CDepozitarea inghetatei – la -25 - -30 0C pentru evitarea transformarilor chimice ale grasimilor si modificarile structurale provocate de cristalizarea apei. Durata de depozitare este de 4-6 luni.

Page 59: Sisteme termodinamice

Utilizarea frigului in cazul preparatelor si semipreparatelor culinareConsideratii generalePreparatele culinare sunt produse compuse din mai multe ingrediente supuse prelucrarii initiale si tratarii termice inainte de conservarea prin frig. Conservarea acestor produse prin frig se face intr-o foarte mica masura in stare refrigerata, in mod obisnuit utilizandu-se pastrarea in stare congelata.Clasificare:

a. Dupa modul de folosire: preparate ce servesc in stare lichida; la temperaturi ambiante; congelate.

b. Dupa natura materiei prime de baza: preparate din carne, peste, pasare, cu aluatc. Dupa destinatia produsului finit: preparate pentru felul I, II, desertd. Dupa procesul tehnologic si caracteristicile produsului finit se disting urmatoarele grupe de

produse: - Grupa 1: ciorbe si supe de carne; supe si creme de legume- Grupa 2: mancari: preparate prin fierbere din carne cu diverse legume si sosuri- Grupa 3: batoane din carne, pasare, peste- Grupa 4: fripturi- Grupa 5: soteuri, pireuri, salate de legume, produse dietetice pentru copii: preparate din

legume fierte.- Grupa 6: produse de cartofi- Grupa 7: Sosuri- Grupa 8: deserturi, creme cu lapte- Grupa 9: preparate din aluat

Materii prime pentru realizarea preparatelor culinare: carne (bovine, ovine, porcine); pasari (carne de pui); peste (proaspat si congelat); legume si fructe (proaspete sau congelate); lapte (la sosuri, creme, aluaturi); oua; grasimi (preferate cele cu acizi grasi saturati: shorteninguri); faina de grau; paste fainoase, orez (ingredient la supe, ciorbe); emulgatori-stabilizatori ( emulgatori: monogliceridele; stabilizatori: produse amidonoase modificate (faina de orez glasata), extracte de alge sau gume (metoxipectina)); antioxidanti (ascorbatul de sodiu si acidul ascorbic); ingrediente de aroma (hrean, ghimbir, scortisoara, chimen, vanilie, lamaie).Tehnologia de fabricare si pastrare a preparatelor culinareTehnologia prezinta 3 faze principale: faza de prelucrare initiala caracterizata fiecarei materii prime cu operatiile si utilzajele specifice pregatirii acesteia (spalare, curatire, sortare, oparire, transare); faza de preparare: caracterisitica sortimentelor de preparate culinare cu operatiile si utilajele specifice (fierbere, coacere, prajire, malaxare, presare); faza de tratare prin frig caracteristica metodei de conservare prin congelare cu operatii si utilaje procedeului de congelare utilizat.Ambalarea preparatelor: pe scara industriala se realizeaza de obicei cu linii mecanizate care efectueza operatii de dozare, umplere si inchidere. Ambalaje sunt folosite: caserole din folie de aluminiu, caserole din mase plastice, cutii de carton, pungi.Tratarea frigului: poate cuprinde conservarea prin refrigerare sau prin congelare. Cea prin refrigerare se face la -5 -0 0C in scopul livrarii proaspete cu durata pana la 1-3 zile. Cea prin congelare este procedeul utilizat cu precadere la conservarea prin frig de lunga durata a preparatelor culinare.

Page 60: Sisteme termodinamice

Domeniul de temperatura pentru formarea primelor cristale de gheata in preparatele culinare este de -1,5 - -9 0C, iar punctul criohidric este intre -50 si -70 0C. La produsele culinare se foloseste cel mai des congelarea cu circulatie fortata de aer. Pentru congelarea unor produse neambalate (chifetele, batoane) se utilizeaza congelatorul Gyrofreeze. Congelarea in aparate cu placi orizontale se foloseste pentru produse ambalate in recipiente sau cutii avand suprafete plan-paralele si forma regulata.Depozitarea – preparatele culinare congelate se poziteaza la -18 0C sau chiar mai mici. Durata : pentur supe si ciorbe: 4-8 luni, batoane: 6-8 luni; fripturi: 4-12 luni depinde de tipul de friptura; deseturi : 1-9 luni; preparate din cartofi: 6-10 luni. Factorii care conditioneaza durata de depozitare a preparatelor si semipreparatelor sunt : calitatea si proportia materiilor prime folosite, ingredientele, felul ambalajului si metoda de ambalare, temperatura de depozitare si fluctuatia acesteia in timp. Transportul, desfacere si decongelare – transportul preparatelor culinare este necesar sase faca la temperaturi scazute. Aceste preparate sunt depozitate in dulapuri conservatoare de unde pot fi vandute: in stare congelata consumatorilor individuali; dupa decongelare si reincalzire in cazul diverselor tipuri de intreprinderi de alimentatie publica.

24.Lantul frigorific Consideratii generaleLantul frigorific reprezinta reteaua de unitati economice in care se aplica temperaturile scazute cu scop de conservare a alimentelor.Sistemul productiei agro-alimentareProducere de materii prime (cultivate, tehnologii de cultivare, nutritie, climat, perioada de recoltare) -> depozitare (timp, temperatura, umiditate, atmosfera) -> procesare (timp, temperatura, umiditate, vatamari fizice) -> ambalare (umiditate, atmosfera, timp) -> Depozitare (timp, temperatura, umiditate, atmosfera) -> Procesare de catre consumator (timp, temperatura, vatamari fizice) -> Consum.Clasificarea unitatilor ce compun lantul frigorific se face dupa mai multe criterii:

a. Unitati fixe: centre de colectare, unitati de productie; antrepozite frigorifice de stocaj si distributie, unitati comerciale si de alimentatie publica; aparate de uz casnic

b. Unitati mobile: izoterme auto sau CF; transport frigorific (nave, CF, auto).c. Dupa natura produselor depozitate: frigorifere generare; frigorifere cu profil specializatd. Dupa destinatie: frigorifere de colectare; frigorifere de tip industrial sau tehnologice;

frigorifere de stocaj; frigorifere de distributie ; frigorifere specialee. Dupa regimul de temperatura: frigorifere pentru produse refrigerate (00C); frigorifere pentru

produse congelate (-200C); figorifere mixtef. Dupa tipul constructiei: frigorifere orizontale sau monoetajate; frigorifere verticaleg. Dupa capacitatea de depozitare: frigorifere de capacitate mare (16000 t); de capacitate

medie (600 t); capacitate mica (125 t).

Depozite frigorifice de tip industrial – se deosebesc in principal prin natura si destinatia produselor, procedeul de conservare prin frig, caracterul depozitarii (de lunga sau scurta durata) si tipul unitatii (independenta sau incadrata intr-o intreprindere de industrie alimentara). Caracteristicile generale pentru proiectarea si exploatarea unui depozit frigorifer de tip industrial sunt: profilul de activitate, capacitatea si spatiul frigorific necesar, sistemul de constructie, sistemul de transport interior si sistemul de racire.Capacitatea depozitului frigorificCapacitatea de depozitare: depinde de natura si dimensiunile produselor alimentare, de suprafata spatiilor racite, precum si de inaltimea de stivuire. Cunoscandu-se capacitatea necesara de depozitare (in tone) spatiul frigorific corespunzator se stabileste spatiul frigorific necesar pe baza cunoasterii incarcarii specifice corespunzatoare fiecarui produs.

Spatiul util al depozitului frigorific – este mai redus decat spatiul racit, datorita intersaptiilor libere obligatorii , necesare din considerente tehnologice si de manipulare.Suprafata utilza a spatiilor se determina: cantitatea de produse care trebue pastrate/ incarcarea specifica (kg/m2).Suprafata construita este cu 20-40% mai mare decat cea utila deoarece se tine seama de faptul ca exista stalpi pentru sustinerea cladirii. Se calculeaza cu ajutorul relatiei: SSi = β1 * Sui. Unde :

Page 61: Sisteme termodinamice

β1 – coeficientul de adaus. Sui – suprafata utila de incarcare cu produse a depozitului si se calculeaza

astfel: Sui = mi

N i

[m2] unde mi – cantitatea de produse pentru spatiul de depozitare [kg] si Ni – norma

de incarcare cu produse pe unitatea de suprafata a pardoselii [kg/m2].Sistemul de constructie a depozitului frigorificSistemul de constructie – depozitele frigorifice de tip industrial pot fi construite pe unul sau mai multe paliere. Impartirea spatiilor – sunt necesare spatii care sa asigure efectuarea operatiilor de receptie, sortare, ambalare, depozitare, reincalzire partiala (temperare), expeditie, izolarea produselor defecte.Diferentele de temperatura trebuie sa fie minime in vederea reducerii necesarului de frig, respectiv pentru diminuarea puterii frigorifice a instalatiei de racire aferente.Dispunerea spatiilor racite impreuna cu culuarele necesare circulatiei produselor se va realiza intr-o forma cat mai apropiata de un patrat. Patrunderile de caldura dinspre exterior spre spatiile racite vor fi minime.Culoarele depozitului se dimensioneaza in functie de necesitatile tehnologice si de mijloacele de transport utilizate. Latimea culoarelor sa fie intre 3 si 5 m. Instalatiile electrice – tablourile de distributie a energiei electrice vor fi de constructie special (capsule) si se recomanda amplasarea intr-ocamera speciala incazilta la +15 0C.Izolarea optima a spatiilor de depozitare – conditie fundamentala pentru realizarea parametrilor energetici si economici doriti. Etansarea trebuie efectuata la pereti, tavane, pardoseli, usi, treceri de conducte, canale.Bariere aplicate pe ambele fete ale izolatiei termice – se foloseste de obicei sistemul panourilor prefabricate de tip „sandwich” Miezul panoului este un material termoizolant iar fetele sunt alcautite de obice din foi de tabla de otel sau de aluminiu.Usile frigorifice – se construiesc uzual din metal si mai rar din lemn si sunt izolate termic. Constructia usilor prevede o bariera cu vapori pe partea exterioara a usilor (calda), astfel incat sa fie impiedicata umezirea izolatiei.Sistemul de transport interior, manipulare si stivuirePentru transportul produselor solide sau ambalate rigid se folosesc in interiorul depozitului urmatoarele mijloace: carucioare manuale sua autotractate; transpalete manuale sau autotractate; conveiere continue , cu banda sau role; ascensoare; elevatoare continue; tobogane drepte sau elicoidale; carucioare cu elevatoare cu furca.Sisteme de manipulare si stivuire pot fi manuale si paletizate. Cele manuale se folosesc in cazul camerelor frigorifice de dimensiuni mici si joase, inaltimea maxima de stivuire neputand depasi 3-4 m. Cele paletizate consta in indivizibilitatea unei incaperi care reprezinta o unitate de transport, manipulare si o marire insemnata a productivitatii muncii.In unele cazuri (peste congelat) transportul si stivuirea ambalajelor se face cu ajutorul unei macarale monorai.Sisteme de racire a depozitelor la produsele neambalate adoptarea sistemului prin convectie fortata este conditionata de scaderea temperaturii de depozitare pana la -30 0 pentru evitarea cresterii pierderilor in greutate. La cele ambalate (congelate) se face racirea prin convectie fortata dar mai ales in sistemul racitor exterior si distributia aerului prin canal de refulare sau tavan fals.

Utilizarea frigului in reteaua comerciala

Page 62: Sisteme termodinamice

D.p.d.v constructiv unitatile frigorifice din reteaua comerciala se pot clasifica astfel: frigorifere de „mic-gros”, camere (boxe) si mobilier frigorific. Cele de „mic-gros” reprezinta o veriga intermediara intre frigoriferele de stocaj si magazinele de desfacere sau unitatile de alimentatie publica. Cele frigorifice pot fi de tipul monolip sau demontabile fiind realizate din panouri prefabricare, iar din punctul de vedere al destinatiei pot fi: pentru depozitarea de produse refrigerate sau pentru produse congelate.

Constructia camerelor demontabile sunt confectionate din panouri izolate termic (tip „sandwich”) si sunt prevazute cu instalatii frigorifice proprii, complet automatizate. Racirea are loc prin convectie naturala cu elemente de tavan sau cu racitoare de aer suspendate. Temperaturile realizabile in camerele frigorifice demontabile sunt de 3-6 0C.Mobilier frigorificDulapurile frigorifice au un volum mai redus decat camerele frigorifice demontabile dar sunt indicate a fi utilizate pentru aceleasi produse.Vitrinele frigorifice sunt destinate expunerii produselor mentinute la temperaturi scazute. Poti fi de 2 tipuri: tip „inchis” sau de tip „deschis”.Cele de tip „inchis” se folosesc in special la produse ambalate. Pot fi de tip rastel sau orizontale. Temperatura este intre 4-8 0C.

La vitrinele de tip „deschis” necesarul de frig este de 3-4 ori mai mare decat la cele de tip „inchis”.

Utilizarea frigului artificial in supermarket: dispun de 20 vitrine racite si 4-6 camere frigorifice. Pentru carne 0-2 0C; mezeluri: 8-10 0C; fructe si legume: 6-8 0C; produse congelate: -22 - -25 0C, se impune asigurarea cu aer conditionat in intreg spatiul comercial pentru produsele alimentare.

Page 63: Sisteme termodinamice

Mijloace de transport pentru produse alimente Consideratii generaleMijloacele de transport pentru produse alimentare conservate prin frig sunt unitati mobile, continand spatii izolate termic, cu sau fara sursa de racire, functie de nivelul temperaturii ce trebuie asigurata, natura produselor si durata transportului. Mijloacele de transport sunt de mai multe tipuri:

- Izoterme: normale si cu izolatie imbunatatita- Refrigerate: prevazute cu sursa de frig: gheaza hidrica, carbonica sau eutectica pentru a

asigura o ambianta de 30 0C prezinta 3 clase: A +7 0C; B -10 0C si C -20 0C.- Frigorifice: mijloace izoterme prevazute cu o instalatie frigorifica mecanica sau prin absorbtie

pentru a putea asigura o ambianta de +30 0C, prezinta 6 clase: A +12 – 0 0C; B +12 - -10 0; C +12 - -20 0C; D < +2 0C; E < -10 0C; F < -20 0C.

Alegerea mijloacelor de transport se face astfel:- Produse refrigerare: peste proapat +2 0C; organe +3 0C; lapte +4 0C; carne in carcase +7 0C- Produse congelate: inghetata -20 0C; organe, oua, pasari, vanat -12 0C; carne congelata in

carcase sau blocuri si alte produse congelate -10 0C.Constructia mijloacelor de transportVagoane de cale ferataVagoane refrigerente pot fi prevazute cu mai multe sisteme de racire si anume:- Racirea cu gheta hidrica asigura in sezonul calduro temperaturi minime de 9-10 0C in functie

de eficacitatea izolatiei termice si intensitatea circulatiei aerului.- Racirea cu gheata carbonica – gheta carbonica poate fi introdusa in recipiente montate la

tavan si avand acces direct sau raspandita direct pe suprafata produselor.- Racirea cu amestec de gheata hidrica si gheata uscata se foloseste pentru transportul

pestelui si carnii refrigerate- Racirea cu azot lichid - racirea cu CO2 lichid

Vagoane frigorifice pot asigura temperaturi scazute, temperatura interioara este mentinuta in mod automatizat intre – 30 si +30 0C.Trenurile frigorifice alcatuite din mai multe vagoane cu racire indirecta. Asigura temperaturi intre -15 si +15 0C si capacitatea unui vagon fiind de 20 t.Mijloace de transport rutiere – prevazute cu instalatii frigorifice tip IFV.

- Autovehicule izoterme- Autovehicule refrigerate se foloseste racirea cu gheata eutectica, gheata carbonica sau cu

azot lichid.- Autovehicule frigorifice construite atat pentru transportul produselor alimentare solide cat

si pentru cele lichide. Sistemul de racire consta printr-un agregat frigorific montat in afara autovehiculului si un racitor de aer montat in interior.

Transporturi aeriene – temperatura aerului este de 10 0C (vara) si pentru transportul produselor congelate se folosesc containere speciale.

Page 64: Sisteme termodinamice

Frigidere casnie sunt realizate sub forma unei combinate frigorifice ce include in comonenta sa un spatiu destinat produselor refrigerate si un spatiu destinat produselor congelate. Evaporatorul frigiderului este espandat in dulap. La setarea termostatului intr-o pozitie medie se atinge temperatura de -18 0C in compartimentul de congelare si de +5 0C in cel de refrigerare. Calitatea alimentelor pastrate este influentata de utilizarea corecta a combinei, ambalarea corespunzatoare a alimentelor, temperatura corecta si respectarea normelor de igiena. Inainte de a fi introduse in frigider alimentele se racesc pana la temperatura camerei. Cele sensibile si fragile trebuie pastrate in partile reci ale frigiderului. Se recomanda igienizarea frigiderului prin spalare cu apa calda la fiecare 3 -4 saptamani.