Almacenamiento y transporte de productos refrigerados

Р. Д. Хип, Cambridge Refrigeración Tecnología

introducción

Los productos refrigerados son productos que se enfrían a una temperatura superior a su punto de congelación y, por lo tanto, deben almacenarse a esta temperatura para evitar la pérdida de calidad. Casi siempre, tales productos pierden su valor durante la congelación, y en algunos casos el proceso de congelación puede dañarse por completo. Sin embargo, en términos de congelación, la gama de productos refrigerados que pueden someterse a este procedimiento es bastante amplia. En este capítulo, analizaremos las frutas y verduras frescas (tanto tropicales como que crecen en latitudes medias), todo tipo de carne, pescado y productos lácteos, así como las comidas preparadas [6].

Está claro que la refrigeración es una parte importante de la producción, el almacenamiento y el suministro de productos refrigerados, pero se debe tener en cuenta que se necesita una gran cantidad de equipos de refrigeración para congelar los productos. Considere, por ejemplo, el trabajo de una empresa para el suministro de productos semiacabados precocidos y refrigerados. Las materias primas provenientes de diferentes países se enfrían en refrigeradores y se transportan a todos los rincones del mundo utilizando sistemas de transporte refrigerados de alta tecnología. Luego se dirigen a los refrigeradores de los almacenes portuarios y luego se transportan en vehículos refrigerados a los almacenes mayoristas, desde donde se encuentran directamente oa través de intermediarios que se envían al consumidor. Este proceso se refleja en el diagrama de la fig. 4.1.

Como vemos, antes de utilizar el producto, su calidad está asegurada en almacenes refrigerados. Algunos productos iniciales pueden congelarse más profundamente que los productos refrigerados y, por lo tanto, requieren equipo especial para la descongelación. Si consideramos el procedimiento de enfriamiento, los productos se enfrían primero por aire (o, en algunos casos, por contacto), y luego se almacenan en una cámara de refrigeración o se venden en un refrigerador antes de ser vendidos.La cadena de refrigeración

Fig. 4.1. La cadena de refrigeración

transporte, y luego guardado en cámaras frigoríficas o vitrinas refrigeradas. Los residuos del procesamiento de materias primas básicas también pueden ser congelados. El principal requisito en la industria de la refrigeración es la confiabilidad de los equipos de refrigeración y la observancia del ciclo tecnológico. De hecho, los productos de refrigeración siempre forman parte de la cadena tecnológica para la preparación de productos de refrigeración que el consumidor olvida, pero es precisamente esto lo que garantiza la calidad y frescura del producto.

El proceso de enfriamiento de productos no es nuevo. Durante milenios, el hielo natural y la refrigeración por evaporación se han utilizado para estos fines, pero solo recientemente se ha utilizado refrigeración mecánica para almacenar alimentos a bajas temperaturas. De hecho, el almacenamiento de manzanas en instalaciones de almacenamiento a baja temperatura en los Estados Unidos se remonta a 1870 [15]. El transporte refrigerado con carne refrigerada (no congelada) conectó a los Estados Unidos y el Reino Unido alrededor de 1875, y el inicio del transporte transoceánico de productos refrigerados entre Australia, Asia y Europa data de 1895 [9]. Para 1901, Inglaterra importó anualmente más de 160 Ltd. toneladas de carne refrigerada.

obras de refrigeración:

Los principios básicos del enfriamiento con compresión de vapor de agua se descubrieron en el siglo XIX, y este principio de enfriamiento ha llegado a nuestros días casi sin cambios. Es muy simple, ya que el sistema de refrigeración tiene solo cuatro elementos interconectados (Fig. 4.2). El refrigerante en estado de vapor se comprime a alta presión y, por lo tanto, a alta temperatura. El vapor sobrecalentado se enfría y se licua en un condensador, fluyendo más a través de un estrangulador hacia una zona de baja presión, donde se condensa en un líquido que se puede usar para eliminar el calor de las cámaras de almacenamiento o una zona enfriada, y este calor en el evaporador promueve la evaporación.El principal sistema de refrigeración de circuito con compresión de vapor

Fig. 4.2. El principal sistema de refrigeración de circuito con compresión de vapor

líquido enfriado a baja presión. de vapor enfriado se suministra al compresor para completar el ciclo.

Entonces, un compresor, un condensador, un estrangulador y un evaporador son los elementos principales de una unidad de refrigeración de tipo de compresión. El calor eliminado durante el proceso de evaporación, así como el calor extraído de la zona de enfriamiento, más el equivalente térmico de la energía gastada para comprimir el refrigerante, deben compensarse en el condensador. Esto significa que cualquier equipo de refrigeración debe compensar una cierta parte del calor, que es mayor cuanto mayor es la cantidad de calor extraído del producto o del espacio refrigerado. La energía consumida por los equipos de refrigeración de tipo compresión depende principalmente del diseño del equipo, pero en general depende de la diferencia de temperatura entre el condensador y el evaporador. Cuanto mayor sea esta diferencia, más energía se requiere para que el compresor realice su tarea, y cuanto mayor sea esta diferencia de temperatura, menor será la capacidad de enfriamiento de la unidad de refrigeración.

Un análisis teórico de los ciclos de refrigeración y una descripción completa de los detalles se pueden encontrar en los numerosos manuales de refrigeración [1,7,11] y están fuera del alcance de este libro. Sin embargo, daremos una visión general de los principios de los sistemas de refrigeración, que pueden ser útiles para todas las personas que utilizan equipos de refrigeración.

La seguridad y la calidad de los productos

El concepto de seguridad alimentaria está directamente relacionado con las actividades de patógenos y toxinas. La comida, por supuesto, no debe dañar al consumidor, causándole enfermedades o envenenándolo. La calidad de un producto alimenticio es su valor y sabor nutricional, la naturaleza de la textura y la apariencia de un producto alimenticio seguro. Idealmente, el tema de la seguridad alimentaria es una cuestión de ley, donde la calidad del producto es una categoría determinada por el mercado.

Para los alimentos refrigerados, los problemas de seguridad y calidad pueden o no intersectarse. Para las frutas y verduras frescas, la presencia de microorganismos y suciedad puede hacer que los alimentos no solo sean insípidos, sino también riesgos para la salud. Para muchos tipos de productos terminados (incluidos los productos cárnicos semiacabados), un aumento en el número de microorganismos patógenos que producen toxinas depende en gran medida de la temperatura y el tiempo. Esto da como resultado daños en el producto, que pueden parecer satisfactorios en apariencia y sabor. Para algunos productos lácteos, el desarrollo de microorganismos patógenos puede afectar tanto el sabor como el tipo de producto. En cualquier caso, la calidad y la seguridad del producto alimenticio se basan en el almacenamiento del producto a la temperatura más baja posible, con el fin de excluir la posibilidad de que crezcan microorganismos que podrían conducir al deterioro del producto. Este principio recorre toda la cadena de proceso de preparación de alimentos refrigerados (ver fig. 4.1).

Refrigerantes y el medio ambiente

Antes del comienzo de los 1990. La cuestión de elegir un refrigerante para unidades de refrigeración no se preocupaba mucho por el consumidor. Desafortunadamente, como se descubrió en la actualidad, los compuestos químicos utilizados como refrigerantes en las unidades de refrigeración, cuando se liberan a la atmósfera, podían producir efectos indeseables e impredecibles.

La reducción de la capa de ozono y el calentamiento global son dos problemas ambientales diferentes que la humanidad ha enfrentado en la actualidad. La capa de ozono, que protege la superficie de nuestro planeta de dosis excesivas de radiación ultravioleta, puede dañarse con compuestos estables de cloro y bromo. Estos compuestos, el CFC (clorofluorocarbono, clorofluoro-carbono) y el HCFC (hidroclorofluorocarbono, hidrógeno-cloro-flúor-carbono), están contenidos en los refrigerantes y, por lo tanto, contribuyen a la destrucción del ozono en la estratosfera y al calentamiento global del clima.

El calentamiento global es un fenómeno natural causado principalmente por el reflejo de la luz solar del dióxido de carbono y el vapor de agua contenido en la atmósfera. Los temores de un cambio climático global excesivo se asocian principalmente con una gran liberación de dióxido de carbono a la atmósfera. La razón de esto se ve en las grandes emisiones de humo a la atmósfera, que se produce principalmente cuando las centrales eléctricas funcionan con combustibles sólidos y por una serie de otras razones. Hay más gases dañinos para el medio ambiente, pero, afortunadamente, su concentración es mucho menor. Estos son principalmente gases de HFC (hidrógeno-flúor-carbono) que causan un "efecto invernadero".

Gracias al Protocolo de Montreal [2], los fabricantes de todo el mundo han dejado de producir compuestos que agotan la capa de ozono basados ​​en compuestos de CFC de 1990 y los han reemplazado con compuestos de HCFC menos inocuos para el medio ambiente. Es probable que estos últimos también sean los principales refrigerantes en 2010-2020, ya que en la mayoría de los casos no se han encontrado compuestos más adecuados. En Europa, se detendrá el uso de equipos que utilicen clorofluorocarbono y se prohibirá el suministro de equipos nuevos basados ​​en carbono hidrógeno-cloro-flúor (sin embargo, durante la preparación de este libro, estas restricciones aún no han entrado en vigor). Estas sustancias dan dos golpes a los productores y consumidores de unidades de refrigeración. En primer lugar, cualquier cambio en la tecnología cuesta dinero y puede llevar a un aumento en los costos operativos, así como el costo de la conversión. En segundo lugar, el reemplazo futuro de clorofluorocarbonos ambientalmente sucios a amoníaco y propano más respetuosos con el medio ambiente a escala global conducirá a mayores costos de equipo y costos de capacitación para el personal de servicio. Como alternativa, se han desarrollado carbonos de hidrógeno y flúor que no dañan la capa de ozono, pero como algunos ambientalistas han descubierto, pueden contribuir a mejorar el "efecto invernadero" y, por lo tanto, están en la lista de sustancias prohibidas por el Protocolo de Kyoto.

Todas estas consideraciones deben ser consideradas por el potencial comprador de equipos de refrigeración. La ignorancia de estas cosas puede llevar al hecho de que el equipo comprado por una gran cantidad de dinero tendrá que modernizarse seriamente mucho antes de que su vida real haya expirado. Además, la ignorancia de tales hechos puede llevar a pérdidas financieras, así como a la pérdida de tiempo y equipo. La reducción del uso de compuestos de CFC y HCFC como espumas de sellado en gabinetes refrigerados y bóvedas se describe en detalle en la literatura, pero hasta ahora no se ha utilizado ampliamente.

Teniendo en cuenta el calentamiento global, la reducción del consumo de energía y su eficiencia, podemos llegar a la siguiente conclusión. Los refrigerantes nuevos pueden tener una menor eficiencia y, como resultado, requieren un mayor consumo de energía, pero es probable que las restricciones ambientales futuras también puedan afectar las reducciones del consumo de energía. En un futuro próximo, el consumidor potencial de equipos de refrigeración se enfrentará a un difícil dilema de elección: enfrentar los requisitos más estrictos de fugas de refrigerantes, los requisitos para garantizar un uso eficiente de los equipos y los requisitos para utilizar solo personal debidamente capacitado. Para más sobre esto, vea [14].

alimentos refrigerados y de congelación

El principal beneficio de almacenar alimentos en un estado frío es aumentar la vida útil al reducir la posibilidad de daños al producto por microorganismos. El enfriamiento, y esto debe ser enfatizado, no puede mejorar la calidad del producto defectuoso, no puede detener el proceso de deterioro, solo lo ralentiza (vea los capítulos 7, 9,10).

Para el transporte terrestre internacional de productos refrigerados, el Acuerdo comercial sobre el transporte internacional de productos perecederos y el equipo especial utilizado en estos envíos (UNECE) [15] enumera muchos requisitos. Los productos alimenticios se clasifican correctamente y, para ellos, el Acuerdo especifica la temperatura máxima de almacenamiento:

  • despojos - + 3 ° C;
  • aceite - + 6 ° С;
  • juego - + 4 ° С;
  • Leche para consumo directo - + 4 ° С;
  • leche para su posterior procesamiento - + 6 ° С;
  • yogures, kéfir, crema, queso fresco - + 4 ° С;
  • pescado, moluscos, crustáceos - 0 ° С (en una miga de hielo);
  • productos cárnicos no estabilizados - + 6 ° С;
  • carne (no despojos) - + 7 ° C;
  • Ave, conejos - + 4 ° C.

Esta lista no incluye platos cocinados con salsas de verduras o sin ellos, así como frutas y verduras frescas.

Hay dos métodos de refrigeración completamente diferentes para los productos refrigerados: el proceso de enfriamiento en sí mismo, en el que los productos alimenticios se enfrían (desde la temperatura ambiente, por ejemplo, 30 ° C, o desde la temperatura de cocción, sobre 70 ° C), o se almacenan refrigerados con Temperatura controlada (desde -1,5 ° С a + 15 ° С) dependiendo del tipo de productos. El sistema de refrigeración o las cámaras de refrigeración pueden ser muy diferentes entre sí tanto en diseño como en características. Se debe tener en cuenta que aunque algunos equipos para enfriamiento pueden usarse como refrigeradores, las cámaras de enfriamiento en sí mismas no están diseñadas para enfriar productos, sino solo para mantener la temperatura requerida. Los refrigeradores de transporte son un caso especial de almacenamiento de alimentos, ya que el equipo de refrigeración de estos refrigeradores generalmente no está diseñado para un enfriamiento rápido del producto.

Охлаждение

La velocidad a la que se enfriará el producto depende de muchos factores. El tamaño y la forma de los recipientes pueden ser importantes para la intensidad del intercambio de calor con el aire de refrigeración (o en algunos casos con el agua). La temperatura y la velocidad del aire también afectan el proceso de enfriamiento. Muchos factores: empaque, masa, densidad, contenido de agua, capacidad de calor, conductividad térmica, contenido de calor latente, temperatura inicial, todo esto en conjunto e individualmente afecta la velocidad de enfriamiento.

En el caso de los productos desempaquetados, los factores que contribuyen a un enfriamiento rápido también conducen a una rápida pérdida de humedad, por lo que puede parecer que la mejor manera es el enfriamiento lento. De hecho, no lo es. Aumentar el tiempo de enfriamiento aumenta el tiempo durante el cual el producto pierde humedad. Es posible un enfriamiento más rápido en el caso de empaques delgados, flujo de aire de enfriamiento a alta velocidad y con la temperatura más baja del aire, pero todo esto conduce a un aumento en los costos operativos, y por lo tanto, el equipo se desarrolla como un tipo de compromiso para obtener el sistema de proceso más aceptable. Esto significa que para diferentes operaciones tecnológicas hay diferentes equipos, y dependiendo de la operación planificada, puede elegir el equipo más apropiado.

El equipo de refrigeración

sistemas de refrigeración

Para la mayoría de los tipos de productos alimenticios terminados, se utilizan refrigeradores o túneles enfriados por aire. Para algunas verduras, se utiliza la inmersión en agua (enfriamiento hidráulico), y para alimentos frescos cubiertos de hojas, se puede usar enfriamiento al vacío. Para algunos productos con períodos de almacenamiento relativamente largos, el proceso de enfriamiento puede llevarse a cabo en cuartos fríos, pero a menudo el proceso de enfriamiento se acelera mediante medidas especiales de circulación de aire. Cualquiera de estos esquemas debe ser cuidadosamente pensado.

Refrigeración cámara de aire enfriamiento (circulación de aire)

Los refrigeradores de circulación de aire se basan en enfriar el producto con aire frío que sopla el producto a alta velocidad. Para las empresas que suministran productos semiacabados y refrigerados y productos similares, hay directorios especiales (como el DHSS en inglés), donde se recomienda usar equipos que deberían proporcionar productos de refrigeración de hasta 50 mm de espesor con 70 0С a una temperatura en el centro del producto en 3 ° ° o inferior más de 90 min. Esto requiere una velocidad del aire de alrededor de 4 m / sy una temperatura del aire de alrededor de -4 ° C.

También hay pequeños gabinetes refrigerados capaces de procesar lotes de hasta 30 kg para almacenar productos, así como para capacitación e investigación. También se desarrollaron modelos grandes con una capacidad de hasta un cuarto de tonelada, diseñados para el uso de carros o bandejas. Un carro típico para tal sistema tiene una capacidad nominal de 45 kg y generalmente está equipado con bandejas para alimentos 20. El evaporador y el ventilador están, por regla general, en la pared interior de la cámara, y el compresor y el condensador pueden ubicarse sobre la cámara (encendido o apagado), dependiendo de si el nivel de ruido correspondiente del compresor es aceptable o no en la habitación. El control de temperatura debe proporcionar el almacenamiento del producto a 0-3 ° C o puede usar un ciclo de enfriamiento basado en el control necesario de la temperatura del aire de enfriamiento, en el control de la temperatura de las muestras del producto o en el uso de un temporizador ordinario. Al final del ciclo de enfriamiento, el ciclo de descongelación elimina el hielo y la escarcha del evaporador. La potencia consumida por la unidad de enfriamiento de 45 kg es de aproximadamente 7 kW.

Durante el ciclo de "carga-enfriamiento-descongelación" de dos horas, es conveniente usar cuatro cargas por turno, donde la última carga del producto enfriado permanece en el refrigerador durante la noche. A veces, los registradores de procesos se utilizan para controlar el proceso. En sistemas grandes, las puertas se pueden ubicar en cada lado para que los carritos con producto enfriado se enrolen dentro del almacenamiento refrigerado a la temperatura 0-3 ° С. Existe la oportunidad de combinar cámaras frigoríficas con armarios refrigerados, lo que permite a los clientes recoger productos alimenticios refrigerados, cocinarlos, empacarlos y, como resultado, empacar porciones ya preparadas en paquetes.

Se han desarrollado otros tipos de refrigeradores de circulación de aire para enfriar aves recién batidas. Utilizan un túnel de hielo seco de ácido carbónico para garantizar el proceso de enfriamiento. Aunque en tales cámaras y obtenga el resultado deseado, existe un riesgo de congelación de la superficie, lo cual es inaceptable para muchos alimentos. Uno de los prometedores refrigerantes para enfriadores es el nitrógeno líquido, pero a -196 ° C y presión atmosférica, es necesario un control estricto y un estricto cumplimiento de las precauciones de seguridad. Una alternativa es el "aire licuado sintético" (SLA, aire líquido sintético) [15], que elimina el peligro de asfixia inherente a otras sustancias criogénicas.

Todos estos sistemas dependen de la capacidad de comprimir y licuar los gases. Se puede observar que la intensidad de energía total de tales sistemas (teniendo en cuenta los costos de energía para la licuefacción del gas) puede ser mucho mayor que la de sistemas de refrigeración similares, y los costos operativos también pueden ser mucho más altos, pero en algunos casos, para reducir los costos de capital totales o acelerarlos. enfriar tales sistemas puede ser bastante aceptable.

Gidroohladiteli

El uso de agua fría, que se rocía en una cámara especial o se alimenta en un tanque de inmersión, proporciona un enfriamiento muy rápido sin el riesgo de congelar el producto, pero este método solo es aceptable para verduras y frutas que pueden soportar la inmersión en agua. Este método es difícilmente aplicable a la fila principal de productos refrigerados (excepto para comidas preparadas envasadas en envasado al vacío). El agua en tales sistemas se actualiza periódicamente, y para evitar la contaminación progresiva del agua, se le agregan agentes antifúngicos u otros aditivos que pueden ser necesarios para ciertos tipos de productos. Por supuesto, es posible combinar el proceso de enfriamiento por agua con las medidas habituales para la purificación del producto, como la limpieza de cultivos de raíces o raíces de plantas.

plantas de refrigeración de vacío

Las unidades de refrigeración por vacío son un tipo de equipo altamente especializado y extremadamente caro, bien adaptado para enfriar rápidamente plantas empacadas con un gran número de hojas. Dichos sistemas funcionan a baja presión: los greens se colocan en una cámara sellada y se produce una evaporación a baja temperatura de la humedad del producto. El proceso se lleva a cabo en porciones con el tiempo de enfriamiento de una porción en 15-30 min, y el equipo típico puede procesar varias toneladas de producto a la vez, que generalmente se coloca en paletas o carros.

De almacenamiento en frío

Para una gran cantidad de productos "vivos", especialmente frutas y verduras frescas, el enfriamiento puede consistir en colocar el producto envasado en cajas o cartones (cestas) en un almacén frigorífico y asegurarse de que el aire circule a la temperatura adecuada. Este proceso extremadamente lento, que requiere varios días para enfriar el producto a la temperatura deseada, depende de la circulación de aire en la habitación y de las opciones para colocar el producto. Muchas instalaciones de almacenamiento de fruta utilizan una combinación de ventilación por extracción, rollos de película y planificación de la colocación del producto (Fig. 4.3). De las pilas de cajas de cartón del mismo grosor, se extrae el aire, y de las cajas cubiertas con papel de aluminio, se trata de otras. Si es necesario, la parte inferior de la plataforma se cubre desde el aire con espuma de montaje u otro material adecuado.

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