Digitally signed by Biblioteca UTM Reason: I attest to the accuracy and integrity of this document

UNIVERSITATEA

TEHNIC

A

MOLDOVEI

Facultatea Inginerie i Management n Mecanic Catedra Utilaj Tehnologic Industrial

DEPOZITAREA PRODUSELOR REFRIGERATE Ciclu de prelegeri

Chiinu U.T.M. 2007

1

Prezentul ciclu de prelegeri este destinat studenilor specialitii Utilaj , Tehnologie i Ambalarea produselor, ct i studenilor unor specialiti ale Facultii de Tehnologie i Management n industria Alimentar

Alctuitor: conf. univ., dr. Vladimir Dmitriev Redactor responsabil: conf. univ., dr. Mircea Bernic Recenzent: conf. univ., dr. Leonid Ivanov Bun de tipar 15.06.07. Formatul hrtiei 60x84 16 Hrtie ofset. Tipar ofset Tirajul 150 ex. Coli de tipar 6,0 Comanda nr. 99 U.T.M., 2004 , Chiinu, bd. tefan cel Mare, 168. Secia Redactare i Editare a U.T.M. 2068, Chiinu, str. Studenilor, 9/9

U.T.M., 2007

2

1. Domeniile de utilizare a frigului artificial Frigul artificial joac un rol important n dezvoltarea numeroaselor ramuri ale economiei, n apariia unor ramuri ale tehnicii precum i n mbuntirea condiiilor de trai al populaiei. Se remarc, n special, utilizarea frigului n: - industria alimentar pentru conservarea i transportarea produselor alimentare uor alterabile, n vinificaie, fabricarea berii, ngheatei, produselor de cofetrie etc.; - construcia de maini pentru obinerea oxigenului i gazelor inerte necesare pentru tierea i sudarea metalelor,precum i pentru prelucrarea oelurilor la temperaturi joase, ceea ce permite mrirea duritii i a rezistenii. Micorarea plasticitii i creterea duritii la temperaturi joase permite mrirea eficacitii prelucrrii mecanice a multor materiale. Trebuie de remarcat i faptul c utilizarea frigului n tratamentul termic al metalelor permite stabilizarea dimensiunelor pieselor de precizie i obinerea structurii necesare; - metalurgie pentru intensificarea proceselor de topire a oelului, elaborarea fontei, feroaliajelor i a metalelor neferoase prin mbogirea aerului insuflat cu oxigen; - industria chimic pentru separarea amestecurilor de gaze i n particular, a aerului cu obinerea oxigenului, azotului i a gazelor inerte. De asemenea, frigul este utilizat pentru condensarea vaporilor, uscarea gazelor, separarea soluiilor complexe, cristalizarea srurilor, reglarea sensului i vitezei reaciilor chimice, precum i n scopul extragerii deiterului din hidrogen tehnic, utilizat i n fabricarea fibrelor sintetice a materialelor plastice precum i a cauciucului sintetic; - industria farmaceutic pentru producerea medicamentelor pe baz de penicilin,streptomicin, eter etc.; - industria minelor i de construcii pentru congelarea solurilor i consolidarea minelor; 3

-

medicin pentru rcirea local n scop de anestezie n interveniile chirurgicale (criochirurgie) precum i pentru pstrarea unor organe n scop de transportare; industria transporturilor feroviare, rutiere i maritime pentru transportarea produselor alimentare,a gazelor lichefiate i a petelui; energetic pentru crearea diferitelor dispozitive bazate pe superconductibilitate, transformatoare i generatoare de putere mare, linii de transport a energiei electrice; aviaie i cosmonautic pentru alimentarea cu oxigen a oamenilor la altitudine i n spaiul cosmic, pentru condiionarea aerului i pentru rcirea aparaturii electronice; sport pentru realizarea patinoarelor artificiale; gospodrie pentru pstrarea i tratamentul termic al produselor alimentare.

2. Refrigerarea Refrigerarea const n rcirea produselor alimentare pn la temperaturi apropiate de punctul de congelare, ceea ce nseamn o rcire fr formare de ghea n produs. n cele mai multe cazuri refrigerarea este aplicat n scopul conservrii propriu-zise a produselor.Refrigerarea poate fi ns utilizat i n scopul asigurrii condiiilor optime de desfurare a unor procese biochimice necesare fabricrii unor produse alimentare ( unele produse lactate, unele preparate din carne i alte) sau a unor procese fizico- chimice necesare n anumite faze ale unor tehnologii alimentare. n sfrit, refrigerarea poate constitui o faz preliminar de rcire n cazul tehnologiilor de congelare a produselor alimentare. 2.1 Aspecte generale privind refrigerarea n cazul produselor alimentare n care nu au loc procese metabolice ( procese fr via ) conservarea prin refrigerare se realizeaz n special prin aciunea temperaturilor sczute asupra 4

microorganismelor, respectiv prin frnarea sau anularea activitii acestora. De o importan deosebit n vederea obinerii unei durate acceptabile ct mai mari de pstrare n stare refrigerat a produselor este asigurarea la nceputul refrigerrii a unei ncrcturi microbiologice ct mai mici. Acest lucru necesit reducerea la maximum a posibilitilor de contaminare microbiologic a produselor n toate etapele premergtoare a aplicrii refrigerrii propriu-zise. n cazul produselor alimentare n care au loc procese metabolice (produse vii), cum de exemplu ar fi legumele, fructele, oule, conservarea prin refrigerare se realizeaz n special prin aciunea temperaturilor sczute asupra proceselor metabolice, respectiv micorarea vitezelor de reacie i a activitii enzimelor endogene. i n acest caz este foarte important asigurarea condiiilor de elimenare a posibilitilor de contaminare microbiologic a produselor n toate etapele premergtoare a aplicrii refrigerrii. Un proces tehnologic de refrigerare poate cuprinde, ntr-o accepiune mai larg, urmtoarele faze a tratamentului sau a tratamentelor preliminare, refrigerarea propriu-zis, depozitarea n stare refrigerat, nclzirea superficial n vederea evitrii condensrii vaporilor din ap i din aer pe produse la scoaterea din depozit, transportul. n funcie de natura produselor, a procedeului de refrigerare i a destinaiei produselor, una sau mai multe dintre fazele de mai sus pot s lipseasc. Tratamentele preliminare refrigerrii propriu-zise difer esenial n funcie de natura produsului i pot consta n splare, sortare, calibrare, tiere, afumare, dezinfectare, pausteurizare, sterilizare,ambalare .a. Dat fiind marea varietate i specifitate a tratamentelor preliminare n funcie de natura produsului respectiv, acestea vor fi tratate pentru fiecare caz n parte n cadrul tehnologiilor specifice. Trebuie fcut ns remarca cu valabilitatea general, c realizarea ntocmai a tratamentelor preliminare are o deosebit importan asupra ntregului proces de refrigerare, influennd n 5

final att calitatea produselor refrigerate ct i mrimea duratei acceptabile de pstrare. 2.2 Metode de refrigerare n funcie de natura i caracteristicele finale ale produsului precum i de scopul urmrit, refrigerarea se poate realiza prin una dintre urmtoarele metode principale: - refrigerarea cu aer rcit; - refrigerarea n aparate cu perete despritor; - refrigerarea cu ap rcit; - refrigerarea cu ghea. Indeferent de metoda aplicat, un proces de refrigerare poate fi caracterizat din punct de vedere al intensitii de rcire prin viteza de rcire. Aceasta se definete, pentru produsele alimentare solide sau lichide dar care nu curg n timpul rcirii, prin raportul dintre scderea temperaturii centrului termic al produsului i intervalul de timp necesar acestei scderi. Cum ns procesul de refrigerare, ca de altfel orice proces de rcire, este un proces tipic nestaionar de transfer de cldur, nsi definiia vitezei de rcire este deficitar. ntr-adevr, viteza de rcire, conform definiiei de mai sus, este n toate cazurile variabil pe parcursul unui proces de refrigerare. Din aceste motive se accept drept criteriu de comparaie a intensitii proceselor de refrigerare viteza de rcire global definit ca raportul dintre scderea total a temperaturii medii a produsului ( diferena dintre temperatura medie iniial i medie final) i durata total a procesului de refrigerare. Un proces de refrigerare se poate considera terminat atunci cnd temperatura medie a procesului supus rcirii a atins valoarea temperaturii la care urmeaz a fi depozitat sau valoarea temperaturii necesare prelucrrii ulterioare refrigerrii propriu-zise.

6

2.2.1 Refrigerarea cu aer rcit Refrigerarea cu aer rcit este metoda rspndit datorit n primul rnd faptului c este pretabil marii majoriti a produselor alimentare. Indifirent de natura i caracteristicile produselor supuse rcirii i de sistemul constructiv utilizat, un spaiu de refrigerare cu aer cuprinde n esen urmtoarele elemente: - o incint izolat termic ; - produse alimentare supuse rcirii; - schimbtorul de cldur n care este rcit aerul (vaporizatorul instalaiei frigorifice, rcitorul de aer cu agent intermediar . a. ); - circulaia aerului ntre rcitor-produse-rcitor. Aerul, la trecerea peste rcitorul de aer, i scade temperatura i i reduce umiditatea absolut, iar la trecerea peste produse se nclzete i se umidific. Procesul de refrigerare se poate realiza: -n mod discontinuu, caz n care spaiul de rcire este ncrcat cu produsele calde care rmn n poziie fix la terminarea procesului de refrigerare; -n mod continuu, caz n care n spaiul de rcire snt introduse continuu produsele calde care parcurg spaiul rcit (perioada de timp n care snt refrigerate) i tot n mod continuu snt evacuate produsele deja refrigerate; -n mod semicontinuu, caz n care la anumite intervale de timp snt introduse n spaiul rcit produse calde i concomitent evacuate produsele deja refrigerate. Principalii parametri ai aerului utilizat ntr-un proces de refrigerare snt temperatura, umiditatea relativ i viteza la nivelul produselor. Temperatura aerului de rcire n cazul sistemelor de refrigerare discontinue sau semicontinue este variabil tot timpul n procesul de rcire, avnd valori mai ridicate la nceputul procesului i ajungnd 7

n final la valori de 40...100 C mai sczute dect temperatura produselor refrigerate. n cazul sistemelor de rcire continue, deoarece sarcina termic este aproximativ constant pe toat durata procesului, temperatura aerului i menine practic aceeai valoare n tot timpul rcirii. Nivelele de temperatur a aerului n aceste cazuri snt net mai coborte dect n cazul sistemelor discontinue, ajungnd la 00..-180 C n tehnologiile de refrigerare rapid a crnii n carcase. Refrigerarea poate fi realizat cu unul sau mai multe nivele ale temperaturii aerului. Viteza aerului n spaiile de refrigerare are o importaan determinat asupra duratei procesului de rcire. Alegerea unei anumite viteze a aerului la nivelul produselor rcite este determinat n funcie de durata impus a procesului de rcire. Pornind de la vitezele ale aerului corespunztoare conveciei naturale (0,1...0,4m/s) creterea vitezei aerului prin intermediul ventilatoarelor, conduce la creterea vitezei de rcire prin creterea coeficientului de convecie termic la suprafaa produsului. Umiditatea aerului poate influena asupra pierderilor n greutate a produselor supuse refrigerrii. n acest sens sunt recomandate umiditi ct mai ridicate ale aerului pentru a se obine pierderi n greutate mai mici. Spaiile tehnologice n care se realizeaz refrigerarea pot fi mprite n tunele de refrigerare i camere de refrigerare. Refrigerarea n aer se mai poate realiza i n aparate specifice de refrigerare pentru anumite grupe de produse. Tunelele de refrigerare snt spaii care, n general, au lungimea de 3...5 ori mai mare dect limea. Vitezele aerului n tunele de refrigerare ncrcate cu produse au valori cuprinse ntre 1m/s i 2m/s, putnd ajunge i la valori mai mari n cazul tunelelor de refrigerare rapid. n funcie de natura produselor rcite, tunelele de refrigerare pot fi cu circulaie predominant longitudinal, predominant transversat sau predominant vertical. 8

n cazul circulaiei predominant longitudinal, rcitorul de aer 1 poate fi montat la un capt al tunelului (fig 2.1), deasupra tavanului fals 5, sau pe peretele lateral n lungul tunelului, n acest din urm caz circulaia longitudinal a aerului realizndu-se n plan orizontal. Ventilatorul 2 aspir aerul din tunel, l trece peste rcitor i-l trimite n tunel prin gura de refulare amplasat la captul opus, dup ce aerul parcurge canalul format de planeul tunelului i tavanul fals 5. Aerul trece printre produsele 4 aezate pe rastele, crucioare sau suspendate pe crlige agate de linii aeriane. Aerul parcurge astfel n tunel de-a lungul lui i pentru o mai intins splare cu aer a produselor, se monteaz, uneori, icanele 6.

Fig. 2.1 Seciune longitudinal n plan vertical printr-un tunel de refrigerare cu circulaia aerului predominant longitudinal: 1- rcitor de aer; 2- electroventilator; 3- spaiu frigorific izolat termic; 4- rastele, stelaje, containere etc; 5- tavan fals; 6- icane pentru evitarea balpasrii aerului; 7- tav de scurgere a apei de la decongelarea rcitorului de aer. Camerele de refrigerare snt spaii n care rcirea este mai lent dect n cazul tunelelor de refrigerare datorit vitezelor de aer mai 9

mici. Debitele ventilatoarelor snt determinate de viteza de rcire care se urmrete a se realiza, de natura i dimensiunele produselor, de sistemul de distribuie al aerului .a. Vitezele de aer au valori peste 0,3 m/s, ceea ce corespunde n general la 50...100 recirculri orare ( numrul de recirculri se definete prin raportul dintre volumul de aer vehiculat de ventilatoare timp de o or i volumul spaiului de rcire). Distribuia aerului n camer se realizeaz fie prin refulare direct i aspiraie liber ( caz n care se utilizeaz rcitoarele de aer montate pe perete, pe tavan), fie printr-un sistem de canale de refulare i aspiraie. Uneori, refrigerarea este urmat de o depozitare n stare refrigerat care poate s fie n acelai spaiu, fie n camere de depozitare construite asemntor cu camerele de refrigerare, dar la care puterea frigorific instalat la rcitoarele de aer i intensitatea circulaiei aerului snt mult mai mici. Refrigerarea n aparate scimbtoare de cldur cu perete despritor Metoda este utilizat la rcirea lichidelor ( lapte, bere, vin, smntn, mixul de ngheat .a.). Rcirea se realizeaz n aparate schimbtoare de cldur n care de o parte a peretelui dispritor circul un agent de rcire, iar de cealalt parte circul lichidul care urmeaz a fi rcit. Agentul de rcire poate fi un agent frigorific, un agent intermediar sau apa. Snt de preferat agenii de rcire care, n cazul unor eventuale scpri prin neetaneiti, nu afecteaz calitatea produsului. Astfel de ageni snt apa, soluia de alcool-ap .a. n cazul utilizrii apei se pot utiliza scheme care cuprind n circuitul apei i un acumulator de frig sub form de ghea. Aparatele schimbtoare de cldur utilizate pot fi cu funcionare discontinu ( vane cu perei dublu, vane cu serpentin imersat) sau cu funcionare continu ( aparate cu plci, aparate multitubulare n manta, aparate cu fascicol de evi n eav, aparate eav n eav sau aparate cu stropire exterioar ). 10

Vanele cu perei dublu snt recipieni n care agentul de rcire circul n spaiul dintre peretele exterior i cel interior, iar lichidul care trebuie rcit se afl n recipient. Pentru mrirea vitezei de rcire, la interiorul recipientului se gsesc agitatoare cu elice care, prin micarea imprimat a lichidului, mresc coeficientul de convecie termic. n cazul vanelor cu serpentin imersat, agentul de rcire circul la interiorul evilor serpentinei. Aparatele cu plci snt larg utilizate datorit avantajelor importante pe care le prezint: coeficieni globali de transfer termic ridicai, consumuri specifice de metal mici, gabarite reduse, posibilitatea de a regla capacitatea de rcire prin scoaterea sau adugarea unor plci, posibilitatea uoar de curire i dezinfectare Aparatele multitubulare n manta snt de obicei de tipul orizontal. Agentul de rcire circul n spaiul dintre evi i manta, iar lichidul alimentar circul n interiorul evilor pentru a fi astfel posibil curirea i dezinfecia. Datorit construciei, aceste aparate pot funciona cu presiuni mai mari fa de cazul aparatelor cu plci, ceea ce permite utilizarea agenilor frigorifici ca ageni de rcire. Aparatele cu fascicol de evi n eav i aparatele eav n eav au de regul gabarite i greuti mai mari n raport cu cele multitubulare n manta (la o aceeai putere termic). Aparatele cu stropire exterioar snt constituite n evi n form de serpentine sau de tip grtar, la interiorul crora curge agentul de rcire. Lichidul care trebuie rcit este distribuit la partea superioar a suprafeelor de rcire, curgnd sub form de pelicul pe evi. Refrigerarea cu ap rcit Refrigerarea cu ap rcit se folosete n special n industria petelui. Viteza de rcire este mult mai mare dect n cazul rcirii cu aer. Refrigerarea cu ap rcit se realizeaz prin imersia produselor, prin stropire sau mixt, folosindu-se att aparate n flux continuu ct i aparate cu funcionare discontinu. Apa este rcit cu ajutorul unei instalaii frigorifice sau cu ghea. Dac se folosete ap 11

obinuit, atunci temperatura la care acesta este rcit este cu cteva grade deasupra punctului de congelare ( 00 C ). n cazul rcirii petelui se poate utiliza apa de mare, care datorit coninutului de sruri are un punct de congelare mai sczut, astfel nct este rcit pn la -10 ...20C. n apa de rcire se adaug i substane dezinfectante, iar dac procedeul de rcire este prin imersie, atunci apa trebuie periodic mprosptat. Pe lng viteza mare de rcire, refrigerarea cu ap rcit mai prezint i avantajele evitrii pierderilor de greutate prin evaporare. Refrigerarea cu ghea Refrigerarea cu ghea se utilizeaz n special n cazul petelui i mai puin la alte produse alimentare de origine animal (psri .a.) Rcirea obinut are la baz n principal absorbia cldurii necesare topirii gheii, cldura care se preia de la produse. Principalele proprieti termofizice ale gheii snt urmtoarele: -densitate la 00C 910 kg/m3 -cldura latent de topire la presiunea atmosferic 335 kj/kg - cldura specific 2,09 kj/kg* K -coeficientul de conductibilitate termic 2,21 W/m* Gheaa utilizat la refrigerarea produselor alimentare poate fi obinut fie prin mrunirea blocurilor de ghea, fie n maini de produs ghea sub form de solzi sau cilindri, fie prin bricetarea zpezii obinute n maini speciale. Deoarece intensitatea transferului de cldur ntre produs i ghea depinde n mare msur de suprafaa de contact dintre ghea i produs, este recomandabil utilizarea unor dimensiuni ct mai mici ale bucilor de ghea.

12

Depozitarea produselor refrigerate Refrigerarea produselor alimentare este urmat de cele mai multe ori de o depozitare de scurt durat n acelai spaiu n care s-a fcut refrigerarea sau n alte spaii rcite destinate special depozitrii. Temperaturile sczute, deasupra punctului de congelare a produselor, frneaz dar nu opresc total dezvoltarea i nmulirea microorganismelor, mai ales a celor psihrofile. Modificrile biochimice i chimice din produsele de origine aanimal determinate de enzime snt de asemenea ncetinite de temperaturile sczute. n carnea animalelor, imediat dup sacrificare, aceste modificri pot mai nti ameliora calitatea. Dup terminarea proceselor din perioada de rigor mortis urmeaz perioada de maturitate, perioad n care calitatea se conserv. La depozitri de lung durat ns, n carne i pete se produce progresiv degradarea albuminei ( fenomenul de autoliz ) care poate conduce n final chiar la degradarea complet. Pentru fiecare produs n parte, n funcie de parametri de depozitare care vor fi tratai n continuare, exist durate limit de depozitare peste care produsele perisabile devin inutilizabile. Pentru depozitarea produselor refrigerate este necesar, dar nu suficient, ca temperaturile s fie meninute la valori sczute toat durata depozitrii. n afara asigurrii unor depozitri sczute constante de depozitare mai trebuiesc respectate o serie de condiii referitoare la: -temperatura aerului ; -umiditatea aerului; -puritatea aerului ( att din punct de vedere al ncrcturii microbiologice ct i din punct de vedere al polurii de orice natur). -ventilaia i distribuia aerului la nivelul produselor; -ambalarea i aezarea produselor n spaiul rcit; -refrigerarea prealabil a produselor introduse n depozit; 13

-compatibilitatea de depozitare mixt a mai multor feluri de produse; -gradul de ncrcare cu produse a spaiului de depozitare; -funcionarea instalaiei frigorifice ( mai ales n sensul corelrii permanente a puterii frigorifice cu necesarul de frig ); -asigurarea igienei pe tot parcursul depozitrii produselor. 2.3.1 Condiii recomandate la depozitarea produselor refrigerate.Temperatura aerului Nivelul temperaturii aerului necesar n depozitele de produse refrigerate este determinat de tipul de produse depozitate. Acest nivel va fi ns ntotdeaun mai sczut, la limit egal, cu temperatura final a produselor refrigerate, temperatura impus de tehnologia de refrigerare respectiv. n capitolele de tehnologii frigorifice specifice diferitelor grupe de produse alimentare, se vor analiza temperaturile optime de depozitare n stare refrigerat a acestora. Pentru un acelai produs, nivelul temperaturii aerului la depozitare n stare refrigerat este influenat de durata depozitrii. Durate mai mari de depozitare necesit temperaturi mai sczute de depozitare. Pentru asigurarea temperaturii necesare a aerului, instalaia frigorific aferent depozitului se va dimensiona n corelare cu caracteristicile produselor respective. Limitele admisibile ntre care poate varia temperatura aerului din depozit snt de asemenea determinate de caracteristicile produselor. Meninerea temperaturii ntre limitele admisibile necesit prevederea reglrii automate a acesteia de cele mai multe ori, aceast reglare se face prin intermediul unor bucle de reglare automat bipoziional. n general, pentru depozitarea n stare refrigerat a produselor alimentare de origine animal se admit pentru temperatura aerului variaii 10C ...20C. Snt ns i produse, cum ar fi petele, oule i bananele, la care variaii admisibile ale temperaturii aerului snt mai restrnse, ajungnd pn la +0,50 C. 14

Din punct de vedere al pierderilor n greutate, la depozitarea unor produse, utilizarea de temperaturi sczute ale aerului micoreaz presiunea parial a vaporilor de ap din aer, fapt care determin o cretere a pierderilor n greutate. 2.3.1.1 Umiditatea relativ a aerului

Pe lng temperatur, umiditatea relativ a aerului are o influen important asupra comportrii produselor refrigerate la depozitare. Umiditatea relativ ridicat favorizeaz dezvoltarea microorganismelor, mai ales la temperaturi ridicate ale aerului din depozit. Astfel, de exemplu, pentru carne, numrul bacteriilor crete relativ lent, la umiditatea relativ de 75% i la temperatura de 00C , nedepind 105 pe 1 cm2 de carne dup 8 zile de depozitare, n timp ce la 95% umiditate relativ, dup 8 zile numrul bacteriilor ajunge aproape 108 pe 1cm2 de carne. Umiditatea ridicat a aerului determin pentru unele produse o intensificare a dezvoltrii de mucegaiuri i n consecin determin dezvoltarea de mirosuri. Rezult deci c, din punct de vedere microbiologic snt de dorit umiditi ct mai sczute ale aerului. n acelai timp ns, o umiditate sczut a aerului determin pierderi n greutate a produselor mai mari dect n cazul unei umiditi mai ridicate. n plus, uscarea suprafeei produselor determin n general scderea valorii comerciale a acestora. Cele dou aspecte cu influene diferite, respectiv aspectul microbiologic i cel al pierderilor n greutate, determin nivelul optim al umiditii relative a aerului din depozit. De reinut este faptul c, n general, valorile umiditii aerului sub 85% conduc la pierderi n greutate exagerate ale produselor depozitate n stare refrigerat. Pentru a crete nivelul umiditii relative a aerului este necesar scderea nivelului temperaturii aerului. 15

2.3.1.2

Puritatea aerului

n interiorul spaiilor frigorifice de depozitare a produselor refrigerate trebuie asigurat o puritate ct mai mare a aerului. Poluarea aerului interior este determinat de zestrea iniial de ncrctur microbiologic i de substane chimice poluante de degajrile de substane sau mirosuri ale produselor, precum i de dezvoltarea microorganismelor n timpul ventilrii aerului. Pentru micorarea polurii aerului interior este necesar o mprosptare, de obicei periodic. Aerul proaspt introdus, trebuie filtrat i tratat termic pn la atingerea temperaturii de regim interior. Dac debitul de aer proaspt introdus este relativ mare, atunci, pentru a asigura neperturbarea parametrilor aerului interior, se procedeaz la o tratare complet, n sensul aducerii lui la nivelul aerului interior att ca temperatur, ct i ca umiditate. n acest fel se evit i pericolul condensrii vaporilor de ap pe suprafaa produselor. Debitul de aer proaspt i frecvena introducerii lui n depozitele de produse refrigerate se determin n funcie de natura produselor, durata lor de depozitare, de volumul spaiilor de depozitare i de frecvena introducerii i scoaterii de produse n i din depozit. 2.3.1.3 Compoziia atmosferei interioare a spaiului de depozitare

Pentru depozitarea unor specii de fructe i legume, se utilizeaz o compoziie modificat a aerului interior din spaiul de depozitare care const, n principal, n reducerea coninutului de oxigen i creterea coninutului de dioxid de carbon. Utilizarea atmosferei modificate de depozitare n stare refrigerat determin o reducere a proceselor de respiraie, inhibarea dezvoltrii microorganismelor i prelungirea duratei de pstrare a produselor n condiiile meninerii calitii acestora. 16

2.3.1.4

Ventilaia i distribuia aerului

Sistemul de ventilaie a aerului n interiorul spaiilor frigorifice pentru depozitarea produselor refrigerate este determinat de tipul de depozit i de natura produselor. n cazul depozitelor cu elemente de rcire, circulaia aerului este asigurat de convecia natural. Ventilaia mecanic a aerului intensific transferul de cldur la nivelul produselor i uniformizeaz temperaturile i umiditile aerului. Distribuia aerului are o deosebit importan n asigurarea unor condiii ct mai apropiate de depozitare pentru toate produsele. Orientativ, debitul total de aer recirculat este de cca 1m3 / h pentru fiecare 4,19 kJ/h necesar de frig. n funcie de natura produselor de depozitate, vitezele recomandate ale aerului au valori cuprinse ntre 0,3 m/s i 0,7 m/s la nivelul produselor. n general, sistemul de ventilaie este prevzut i cu posibilitatea de introducere a aerului proaspt. 2.3.1.5 Ambalarea i modul de aezare a produselor

O mare parte dintre produsele alimentare refrigerate snt introduse la depozitare n stare ambalat. Dac ambalarea se face fr vacuum, atunci trebuie asigurat o etaneitate ct mai bun a ambalajului. Materialele folosite pentru ambalaje trebuie s nu reacioneze n nici un fel cu produsul, s aib o permeabilitate ct mai redus la vapori de ap, s fie impermeabile la lichide i grsimi. Modul de aezare a produselor n depozit trebuie s asigure condiii bune de circulaie a aerului printre produse. La aezarea produselor trebuiesc respectate anumite distane minime ntre produse i perei, stlpi sau tavan. Dispoziia produselor n depozit este de preferat s se fac lotizat i cu interspaii corespunztoare ntre loturi pentru a permite o manipulare corect i posibilitatea permanent de control. 17

n general este de dorit ca toate produsele introduse la depozitare s fie corect i total refrigerate n prealabil, astfel nct, n timpul depozitrii, temperatura acestora s nu mai suporte variaii. 2.3.1.6 Compatibilitatea de depozitare mixt a produselor

Depozitarea mai multor tipuri de produse alimentare refrigerate n acelai spaiu devine posibil numai dac acestea nu se influeneaz reciproc din nici un punct de vedere. Compatibilitatea la depozitare mixt este determinat n principal de degajarea de mirosuri, respectiv de capacitatea de a reine mirosuri i de posibilitatea contaminrii microbiene. Din punctul de vedere al degajrii i reinerii de mirosuri, exist produse alimentare care degaj puternic mirosuri specifice, cum ar fi petele i unele brnzeturi i produse alimentare care au o mare capacitate de a reine aceste mirosuri, cum ar fi untul, smntna, carnea .a. Din acest motiv aceste dou categorii de produse snt incompatibile la depozitare mixt n acelai spaiu frigorific. Din punct de vedere al posibilitilor de contaminare microbian, produsele care n procesul de fabricaie utilizeaz anumite ncrcturi microbiene utile ( salamurile crude, unele sortimente de brnz ) reprezint surse de contaminare pentru alte produse. Unele subproduse de abator au de asemenea o ncrctur microbian care poate constitui surs de contaminare pentru alte produse. Dintre toate produsele, cele mai puin rezistente la contaminri microbiene snt carnea, oule i cele mai multe produse culinare. 2.3.1.7 Gradul de ncrcare cu produse ale spaiului de depozitare

Prin proiect, un spaiu frigorific pentru depozitarea produselor refrigerate este dimensionat i echipat pentru o anumit capacitate 18

de ncrcare cu produse, n funcie de natura produselor .a. n consecin, spaiul respectiv se va ncrca numai la capacitatea sa nominal. Att suprancrcarea cu produse, ct i subncrcarea cu produse au efecte negative asupra calitii produselor depozitate i asupra pierderilor n greutate. Exploatarea spaiului tehnologic i a instalaiei frigorifice aferente Este recomandabil ca spaiul tehnologic de depozitare a produselor refrigerate s fie conceput i exploatat numai n scopul de pstrare a produselor refrigerate. n acest caz, n depozit vor fi introduse numai produse deja refrigerate, evitndu-se variaile importante de temperatur i umiditate a aerului care s-ar produce la introducerea de produse calde. Pentru asigurarea condiiilor de microclimat necesare unei bune depozitri a produselor refrigerate, trebuie ca permanent s existe egalitate ntre necesarul de frig i puterea frigorific a rcitoarelor de aer. Pentru aceasta, este recomandabil i necesar ajustarea automat a puterii frigorifice a compresoarelor instalaiei frigorifice aferente depozitului respectiv.De asemenea, de regul, se prevede reglarea temperaturii aerului. Dat fiind faptul c n cele mai multe cazuri temperatura medie a suprafeei rcitorului de aer se afl sub temperatura punctului de rou a aerului, pe aceast suprafa se formeaz de obicei zpad care se acumuleaz n timp. Ca urmare a acestei acumulri, puterea frigorific a rcitorului de aer scade, att datorit micorrii coeficientului global de transfer termic, ct i datorit scderii debitului de aer al ventilatoarelor. Se impune n consecin decongelarea periodic a rcitoarelor de aer. Frecvena necesar a decongelrii depinde de muli factori, printre care: aportul de umiditate la produse, nivelul temperaturii suprafeei rcitorului, limita admisibil a scderii puterii frigorifice i a debitului de aer .a. Deoarece prin seciunea uii deschise ptrunde n depozit o cantitate apreciabil de cldur i umiditate, este foarte important ca 19 2.3.1.8

manipulrile de produs s se fac n aa fel, nct s se reduc la minimum perioada de timp n care uile stau n poziie deschis. 2.3.1.9 Msuri igienico-sanitare Deoarece la temperaturile uzuale ale aerului din spaiile frigorifice de depozitare a produselor refrigerate, ca de altfel i din spaiile frigorifice de refrigerare, microorganismele psihrofile au condiii de dezvoltare, se impun msuri de asigurare a cureniei i msuri suplimentare de dezinfecie. Un prim aspect igienico-sanitar este legat de ncrctura microbian iniial a produselor care urmeaz a fi refrigerate sau depozitate n stare refrigerat. n acest sens se impune respectarea tuturor msurilor preliminare rcirii care s asigure o ncrctur microbian minim a produselor, msuri care depind de natura acestor produse i care vor fi analizate n capitolele de aplicaii ale tehnologiilor frigorifice. Al doilea aspect al asigurrii igienei este legat de spaiile tehnologice propriu-zise. Curenia permanent n interiorul spaiilor rcite este strict necesar. Pentru aceasta se vor ndeprta resturile de produse i oricare corpuri strine care constituie focare de contaminare microbiologic. Splarea spaiilor tehnologice se face cu ap cald sub presiune i detergent. Dup curire i splare urmeaz operaia de dezinfectare care se efectueaz de regul numai dup golirea de produse a spaiului respectiv i decongelarea complet a rcitoarelor de aer. 2.3.2 Sisteme de rcire la depozitarea produselor refrigerate

Spaiile de depozitare a produselor refrigerate snt prevzute cu aceleai sisteme de rcire ca i cele de la spaiile frigorifice pentru refrigerare. n ultima perioad de timp, pe plan mondial, se manifest ca spaiile frigorifice de depozitare s fie prevzute cu mai multe rcitoare de aer montate de-a lungul unui perete: fiecare dintre 20

aceste rcitoare de aer fiind cu funcionare independent, n aa fel, nct s se formeaze decongelarea secvenial. Concomitent cu aceasta, exist tendina de automatizare a decongelrii, astfel nct, prin intermediul unui programator automat, la intervale prestabilite de timp, fiecare dintre rcitoare este decongelat automat. Rcitoarele de aer independente au de cele mai multe ori aspiraia i refularea liber fr utilizarea de tulburturi de aspiraie sau sisteme de distribuiie a aerului. Dac sistemul de rcire este construit dintr-un singur rcitor, atunci acesta este racordat la un sistem de circulaie i distribuiie a aerului care depinde de natura produsului depozitat, de modul de aezare a produselor .a. n cele mai multe cazuri, n tunelele de refrigerare, dup terminarea procesului de rcire, are loc i depozitarea, pentru o anumit perioad de timp, a produselor refrigerate. 2.4 Manipularea i transportul produselor refrigerate

Modul de manipulare i mijloacele utilizate n acest scop snt n funcie de natura produsului, mrimea unitii respective i gradul de dotare a acesteia din punct de vedere tehnic. Un aspect important care trebuie avut n vedere la manipularea i transportul produselor refrigerate este prevenirea condensrii vaporilor de ap din atmosfer pe produse. Condensarea poate s se produc atunci cnd temperatura produselor refrigerate este sub punctul de rou al aerului nconjurtor. Pericolul condensrii este mai mare vara ( cnd temperatura aerului exterior este ridicat ) i este cu att mai mare cu ct umiditatea aerului este mai ridicat. Pentru prevenirea condensrii pe produse a vaporilor de ap din aer la scoaterea din depozite este recomandabil, n unele cazuri, operaia denumit temperare. Aceast operaie const n nclzirea parial a produselor refrigerate nainte de a veni n contact cu aerul exterior, pn cnd temperatura suprafeei lor crete peste temperatura punctului de rou al aerului exterior. n funcie de 21

durata n care produsele scoase din depozite vor sta n contact cu aerul exterior, de natura produselor, de dimensiunele acestora i de intensitatea circulaiei aerului exterior peste produse, temperarea se face pn la o anumit temperatur peste cea a punctului de rou al aerului exterior. Pentru transportul produselor refrigerate se utilizeaz mijloace de transport auto, feroviare, navale sau aeriane, prevzute cu instalaii proprii de producere a frigului sau cu posibiliti de meninere a microclimatului interior fr instalaii de producere a frigului ( rcire cu ghea de ap, cu ghea carbonic, rcire cu zerotoare ). 3. Congelarea 3.1 Aspecte generale privind congelarea Congelarea const n rcirea produselor alimentare pn la temperaturi inferioare punctului de solidificare a apei coninute n produs, adic o rcire cu formare de cristale de ghea. Scopul principal a congelrii este conservarea produselor alimentare perisabile. Din acest punct de vedere, congelarea, ca metod de conservare, mrete durata admisibil de pstrare a produselor alimentare de peste 5....50 ori fa de conservarea prin refrigerare. Mrirea conservabilitii obinut prin congelare se bazeaz pe efectele temperaturilor sczute de ncetenire puternic sau inhibare complet a dezvoltrii microorganismelor, de reducere sau stopare a proceselor metabolice n cazul produselor cu via i de reducere a reaciilor chimice i biochimice. Avnd n vedere nivelele temperaturilor minime de nmulire a microorganismelor psihrofile, se consider ca valoare maxim a temperaturii de congelare a produselor alimentare, n general, temperatura de -100 C. Sub aceast temperatur dezvoltarea microorganismelor este practic neglijabil. n cadrul tehnologiilor de congelare a diferitelor produse alimentare de origine animal se folosesc ns temperaturi mai sczute n produs, i eventual, se 22

utilizeaz metode de inactivare a enzimelor proprii, n vederea reducerii activitii tuturor agenilor modificatori. Congelarea asigur mrirea apreciabil a conservabilitii produselor alimentare, dar aceasta necesit respectarea, pe lng condiiile impuse de specificul tehnologiei respective i a unei serii de condiii general valabile: -utilizarea unor materii prime i produse de calitate corespunztoare; introducerea acestora n spaiile sau aparatele de congelare ct mai repede posibil dup producerea lor; -asigurarea tuturor elementelor igienico-sanitare necesare evitrii contaminrii cu microorganisme a produselor naintea congelrii sau dup decongelare; -asigurarea unor temperaturi de refrigerare adecvate n cazurile n care produsele nu snt introduse direct n spaiile sau aparatele de congelare sau nu snt utilizate imediat dup decongelare; -evitarea congelrii produselor alimentare improprii consumului, deoarece aceast metod de conservare nu mbuntete calitile iniiale; -n cazul unor specii de legume i fructe este necesar inactivarea enzimelor endogene i care de regul se face prin tratament termic denumit blanare. ntr-o accepiune mai larg, procesul tehnologic de conservare prin congelare a unui produs poate cuprinde urmtoarele faze: tratamentul sau tratamentele preliminare, congelarea propriu-zis, ambalarea, depozitarea n stare congelat, transportul, decongelarea, pstrarea de scurt durat n stare decongelat pn la consum sau utilizare ntr-un proces de fabricaie. nainte de a fi supuse congelrii, produsele alimentare snt supuse unor operaii i tratamente preliminare specifice tipului de produs, metodei de congelare utilizate i scopului cruia i este destinat produsul respectiv. n cazul n care produsul nu este supus congelrii n faza cald , atunci refrigerarea poate fi privit ca un tratament preliminar. Ca tratamente i operaii preliminare pot fi amintite: ndeprtarea prilor necomestibile, splarea, sortarea, blanarea, 23

rcirea,porionarea, ambalarea etc. Aplicarea corect a acestor tratamente i operaii are o importan deosebit asupra calitii ulterioare a produselor supuse congelrii. Pentru o nelegere mai bun a metodelor de congelare este necesar definirea i cunoaterea elementelor de baz ale procesului de congelare. Congelarea unui produs alimentar este procesul de rcire n care au loc urmtoarele fenomene fizice importante: -solidificarea ntr-o anumit proporie a apei coninute n produs; -mrirea volumului produsului; -ntrirea consistenei. Fenomenele fizice de mai sus au loc ca urmare a schimbului de cldur de la produsul supus congelrii ctre un mediu de rcire (aer, ageni frigorifici intermediari sau criogenici etc.) Temperatura mediului de rcire trebuie s fi mai sczut dect temperatura medie final a produsului supus congelrii. Temperatura n produsele alimentare supuse congelrii variaz n timpul procesului de rcire n funcie de timp i de locul punctului de msur. Punctul cu temperatura cea mai ridicat la un moment dat poart numele de centrul termic al corpului respectiv i reprezint un indicator al aprecierii stadiului congelrii. Congelarea produselor agroalimentare se consider finalizat n momentul n care temperatura sa medie este egal cu temperatura la care urmeaz s aib loc depozitarea. Rcirea produselor alimentare sub 00 C este nsoit de un proces de formare a gheii, ncepnd cu o anumit temperatur, caracteristic fiecrui produs, denumit temperatura punctului crioscopic. n funcie de viteza medie liniar de congelare, Wm, Institutul Internaional al Frigului recomand urmtoarea clasificare a metodelor de congelare: -congelare lent Wm= 0,5 cm/h; -congelare rapid Wm= 0,5...3cm/h; -ongelare foarte rapid Wm=3...10 cm/h; -congelare ultrarapid Wm= 10...100 cm/h. 24

Viteza de congelare minim la care are loc procesul de rcire trebuie astfel stabilit nct s nu produc modificri microbiologice i enzimatice nedorite. Clasificarea metodelor de congelare se poate face i dup alte criterii n afar vitezei medii de congelare. Astfel, m multe ri produsele conservate prin congelare se ntlnesc sub urmtoarele denumiri: -produse congelate ( Frozen foodstuffs ) ; -produse congelate rapid ( Deep-Frozen foodstaffs ). Produsele congelate snt obinute printr-o congelare obinuit, pe parcursul creia, temperatura medie a acestora coboar sub -100 C ntr-o durat care nu permite declanarea reaciilor enzimatice i microbiologice nedorite; depozitarea acestor produse congelate se face la temperaturi sub -100 C. Aceast metod se caracterizeaz prin adoptarea unor viteze medii liniare de congelare de 0,1...0,5 cm/h i este folosit pentru produse cu grosimi mari, cum ar fi: carne n carcase, sau blocuri, unt sau alte grsimi ambalate n lzi etc. Produsele congelate rapid se obin la viteze medii liniare de congelare mai mari de 0,5 cm/h. Producerea, depozitarea i distribuirea produselor congelate rapid presupun respectarea urmtoarelor condiii: -traversarea zonei de formare i cretere a cristalelor de ghea (denumit i zon de congelare ) ntr-un timp ct mai scurt. Pentru majoritatea produselor alimentare de origine animal zona de congelare este cuprins ntre -10...-50 C; -temperatura medie a produselor s fie mai mic de -180 C; -depozitarea,transportul i desfacerea produselor s se fac la temperaturi mai mici de -180 C, fr variaii importante ale acestora; - fiecare produs congelat rapid pus n vnzare va avea ambalaj individual inert fa de coninut, rezistent din punct de vedere mecanic, impermeabil;

25

-interzicerea vnzrii produselor alimentare sub denumirea de produse congelate rapid n cazul decongelrii accidentale (pariale sau totale), chiar dac, ulterior, acestea au fost recongelate. Respectarea condiiilor de mai sus asigur o calitate superior produselor congelate rapid, garantat din punct de vedere sanitar i comercial. 3.2 Metode de congelare Metode de congelare definete mijloacele materiale i modul n care este preluat cldura de la un produs n vederea congelrii acestuia. n cadrul aceleiai metode, exist variante de realizare practic denumite procedee de congelare. n funcie de modul de desfurare a procesului de congelare se deosebesc trei sisteme de congelare i anume: cu funcionare discontinu,cu funcionare semicontinu i cu funcionare continu. Sistemul de congelare cu funcionare discontinu presupune introducerea produselor ce vor fi supuse congelrii n incinte special amenajate, dup care instalaia de rcire aferent intr n funciune; dup atingerea n produs a temperaturii prescrise, instalaia de rcire se oprete, iar produsele congelate snt descrcate. Acest sistem de congelare este simplu, dar prezint urmtoarele dezavantaje: -necesit manipulrii importante ale produselor supuse congelrii, datorit gradului redus de mecanizare i automatizare a ncrcrii / descrcrii acestora; -necesitatea supradimensionrii instalaiei frigorifice datorit neuniformitii sarcinii termice; -durate relativ mari de congelare; -staionare ndelungat a produselor pn la nceperea procesului de congelare. Sistemul de congelare cu funcionare semicontinu se caracterizeaz prin aceea c o anumit cantitate de produse este introdus ( spre congelare ) sau scoas ( congelat ) n/din aparatul de congelare la un interval de timp constant. n acest fel, aparatele de congelare snt ncrcate n permanen cu o aceeai cantitate de 26

produse ( cu excepia pornirilor- opririlor-operaiilor de ntreinere), sarcina instalaiei frigorifice fiind constant. Introducerea i scoaterea produselor congelate n sistemul semicontinuu se poate mecaniza i automatiza. Sistemul de congelare cu funcionare continu se caracterizeaz prin aceea c trecerea produselor prin aparatul de congelare se realizeaz continuu sau ntrerupt ritmic. Aplicarea sistemul de congelare cu funcionare continu presupune urmtoarele condiii: -existena liniilor continue la tratamentele preliminare; -limitarea grosimii produselor supuse congelrii n scopul scurtrii duratei de congelare i a reducerii gabaritului aparatelor; -capaciti de congelare relativ mari (de obicei capaciti de peste 1 ton/h ) deoarece la capaciti mici costurile de amortizare ale mecanizrii i automatizrii devin inacceptabil de mari. Principalele metode de congelare a produselor agroalimentare snt: -congelarea cu aer rcit, congelarea prin contact cu suprafee metalice rcite, congelarea cu ageni criogenici, congelarea prin contact cu ageni intermediari. 3.2.1 Congelarea cu aer rcit

Metoda de congelare cu aer rcit este cea mai rspndit datorit faptului c majoritatea produselor alimentare se preteaz acestui tip de conservare. n general, aplicarea metodei de congelare cu aer rcit presupune existena unui spaiu nchis, izolat termic, un rcitor de aer i un sistem de distribuie a aerului rcit peste produse. n funcie de starea produsului, pe durata procesului de congelare n raport cu suportul material pe care snt aezate, se deosebesc: -sisteme de congelare cu poziie fix a produselor; -sisteme de congelare a produselor n strat fluidizat. 27

Sistemele de congelare cu poziie fix a produselor n raport cu suportul material pe care snt aezate pot fi: -discontinue, caz n care produsele mpreun cu suportul material pe care snt aezate rmn n poziie fix n spaiul de congelare pn la terminarea procesului; -semicontinue, caz n care, la anumite intervale de timp snt introduse n spaiul de congelare produse care trebuiesc rcite i, concomitent, snt evacuate produsele deja congelate; -continue, caz n care, n permanen, n spaiul de congelare snt introduse produse care urmeaz s fie rcite i care parcurg spaiul rcit ( perioada de timp n care snt congelate ) i tot n permanen snt evacuate produsele deja congelate. Ca i n cazul refrigerrii, principalii parametri ai aerului utilizat n procesul de rcire a produselor snt temperatura, viteza la nivelul produselor i umiditatea relativ. Temperatura aerului de rcire n cazul sistemelor discontinue i semicontinue este variabil pe parcursul procesului de congelare. La nceputul procesului, temperaturile snt mai ridicate fa de sfritul procesului, n acest caz, valorile temperaturi aerului ajung, n mod uzual, la -300...-400C. Pentru sistemele de congelare n flux continuu, temperatura aerului este practic constant pe toat perioada procesului de rcire. Diferenele uzuale dintre temperatua aerului i cea de vaporizare a agentului frigorific n rcitoarele de aer snt cuprinse ntre 50...20C n funcie de tipul aparatului de congelare i de durata anual de funcionare a acestuia. Din punctul de vedere pur energetic snt indicate valorile ct mai mici posibile ale acestor diferene de temperatur. Influena vitezei aerului asupra duratei procesului de congelare este aproape asemntoare cu cazul refrigerrii. La congelarea cu aer rcit a produselor alimentare, se adopt viteze ale aerului la nivelul produselor de 2...8 m/s. Asigurarea unei distribuii ct mai uniforme ale vitezelor aerului n spaiul de congelare, conduce la terminarea, teoretic, concomitent a rcirii pentru toate produsele supuse congelrii. O 28

neuniformitate a distribuiei aerului la nivelul produselor conduce la prelungirea duratei totale a procesului, cu implicaii negative asupra consumului de energie i asupra pierderilor n greutate n cazul produselor neambalate. Umiditatea relativ a aerului are o influen mai redus asupra pierderilor n greutate a produselor supuse congelrii n raport cu cazul refrigerrii. Acest fapt se datorete faptului c temperaturile aerului snt mai sczute, iar influena umiditii relative asupra presiunii pariale a vaporilor de ap din aer este net mai mic. Congelarea cu aer rcit, fiind o metod foarte rspndit de conservare prin frig a produselor alimentare, exist o mare diversitate de aparate de congelare. 3.2.1.1 Aparatele de congelare cu poziie fix a produselor Aparatele de congelare cu poziie fix a produselor, n raport cu suportul material pe care snt aezate, pot fi cu funcionare discontinu, semicontinu sau continu. n funcie de dimensiunele spaiilor de congelare, aparatele cu funcionare discontinu pot fi mprite n dou categorii i anume, tunele de congelare i celule de congelare. Tunelele de congelare au spaiul de rcire a produselor cu lungimea de cteva ori mai mare dect limea, iar nlimea este funcie de sistemul de distribuie a aerului, de tipul produselor pentru care snt utilizate, modul de aezare a produselor .a. Capacitile de congelare ale unui tunel de congelare variaz de la cteva tone de produs pn la cteva zeci de tone de produs. Tunelele de congelare pot fi n funcie de sistemul de distribuie a aerului, cu circulaie predominant transversal sau predominant vertical ( fig.3.1 ) Celulele de congelare au capaciti de rcire mult mai mici dect cele ale tunelelor de congelare, fiind de ordinul- sutelor de kilograme de produs. n multe cazuri, celulele de congelare snt realizate, din punct de vedere constructiv, ca aparate monobloc, 29

fiind prevzute cu instalaii frigorifice proprii i se monteaz n interiorul unor spaii tehnologice.

Fig. 3.1 Tunele de congelare cu aer rcit: a- cu circulaie longitudinal n plan vertical a aerului i rcitor montat deasupra tavanului fals; b- cu circulaie longitudinal n plan vertical a aerului i rcitor montat la un capt al tunelului; c- cu circulaie longitudinal n plan orizontal a aerului; d- cu circulaie transversal a aerului, cu tavan fals; e- cu circulaie transversal a aerului cu perete lateral fals, cu orificii sau fante; Produsele snt aezate, de regul, n tvi dispuse pe crucioare rastel. Exist aparate de congelare cu o celul de congelare sau cu 30

mai multe celule de congelare rcite de la o aceeai instalaie frigorific. Datorit circulaiei intense a aerului, vitezele de congelare snt relativ mari, duratele de rcire ale unei arje, fiind de cteva ore, la temperaturi finale ale aerului de -350...-400C. Aparatele de congelare cu funcionare semicontinu se caracterizeaz prin faptul c, la anumite intervale de timp, snt introduse n spaiul de rcire produse i, concomitent, se scot din spaiul de rcire produse care snt deja rcite. De regul, aceste aparate snt de tipul cu crucioare rastel pe care se aeaz tvile n care se gsesc produsele, micarea crucioarelor rastel n interiorul spaiului de rcire fcndu-se mecanizat. Sistemele de mecanizare ale aparatelor de congelare cu funcionare semicontinu pot fi cu acionare electromecanic ( conveiere cu lan sau cablu de traciune ) sau cu acionare hidraulic. Crucioarele rastel pe care snt aezate tvile cu produse snt aduse i poziionate la captul de ntrare n aparat n locaul special amenajat. Dispozitivul de acionare deplaseaz cruciorul n interiorul aparatului i concomitent, scoate din aparat cruciorul de la captul opus n care produsele snt deja congelate. Sistemul de acionare a crucioarelor poate aciona i nchiderea i respectiv deschiderea uilor aparalui. Pentru a elimina influena temperaturilor sczute din interiorul aparatului de congelare asupra sistemul de mecanizare, acesta este, de regul, plasat n exteriorul aparatului, sub nivelul pardoselei. Sistemele de rcire ale aparatelor de congelare cu funcionare semicontinu cuprind vaporizatoare rcitoare de aer, deservite de instalaii frigorifice cu ageni halogenai, circulaia aerului fiind cel mai des transversal sau vertical. Adoptarea sistemului de circulaie transversal sau vertical este justificat de avantajele pe care aceste sisteme le prezint i anume scderile mai mici de presiune pe circuitul aerului n raport cu sistemul de circulaie longitudinal, evitarea nclzirii prea mari a aerului la trecerea peste produse, posibilitatea compartimentrii spaiului de rcire pe zone care pot funciona cu temperaturi diferite ale aerului n funcie de stadiul de rcire n care se afl produsul. 31

Ca exemplu, fig.3.2 prezint un aparat de congelare cu funcionare semicontinu, cu sistem de acionare hidraulic. Aparatul este destinat congelrii unei game largi de produse ambalate ( psri n ambalaje de carton .a.) sau neambalate ( pateuri de carne, produse culinare s.a.)

Fig. 3.2 Aparat de congelare cu aer rcit, cu funcionare semicontinu, cu sistem de acionare hidraulic ( TrollyfreezeFrigoscandia ): 1- incint izolat termic; 2- sistem de ghidare a conveierelor pentru crucioare; 3,8- crucioare rastel; 4- panou electric i de automatizare; 5- rcitor de aer; 6- ventilatoare; 7- structur metalic; 9- pomp de ulei. Produsele snt dispune n tvi aezate pe crucioare rastel. Sistemul hidraulic asigur mpingerea crucioarelor n interiorul aparatului pe ci de rulare special amenajate i respectiv evacuarea acestora din aparat. Duratele de congelare pentru astfel de aparate snt de ordinul ctorva ore, n funcie de greutatea, forma i dimensiunile 32

produselor i de temperatura iniial a acestora. Astfel, pentru congelarea de produse culinare cu greutatea de 1750g. Dispuse n cutii cu dimensiunile 285 * 225 * 46 mm.i o temperatur iniial de 500 C duratele de congelare snt de 225...230 minute. Aparatele de congelare cu funcionare continu se caracterizeaz prin introducerea practic permanent de produse care urmeaz a fi congelate i evacuarea concomitent de produse care snt deja congelate. La aceste aparate, pentru a se obine durate ct mai mici ale procesului de congelare, vitezele aerului la nivelul produselor snt mai mari dect la aparatele cu funcionare discontinu sau semicontinu. Sistemele de rcire la aparatele cu funcionare continu cuprind, ca i la aparatele cu funcionare semicontinu, vaporizatoare rcitoare de aer n care circulaia aerului n spaiul de congelare este transversal sau vertical. Exist o mare diversitate de aparate de congelare cu funcionare continu. Dup modelul n care se realizeaz micarea produselor supuse congelrii, exist aparate cu micare continu a produselor i respectiv cu micare nentrerupt a produselor. Din punctul de vedere al sistemului de mecanizare, exist aparate cu conveier acionat hidraulic sau electromecanic. Aparatele de congelare cu micare continu a produselor snt realizate cu conveiere cu band, lan sau cablu. Vitezele de micare ale produselor snt relativ mici. Produsele snt aezate n tvi sau forme metalice.

33

Fig. 3.3 Aparat de congelare cu aer rcit, cu band spiral tip Gyrofreeze- Frigoscandia: 1- alimentarea benzii cu produse; 2- sistem hidraulic de acionare a tamburului rotativ; 3- panou electric i de automatizare; 4- ventilator; 5- vaporizator rcitor de aer; 6- tavan fals pentru evitarea baipasrii aerului; 7- tambur rotativ; 8- evacuarea produselor congelate; 9- dispozitiv de ntindere a benzii; 10sistem de splare i igienizare a benzii; 11- ventilator de uscare a benzii. Ca exemplu tipic de aparat cu band transportoare,n fig. 3.3 este redat aparatul de congelare cu band spiral, realizat de firma suedez Frigoscandia i destinat congelrii unei game largi de produse: produse de patiserie, carne porionat, pateuri din carne, fileuri de pete, preparate culinare .a. precum i la clirea ngheatei n pahare de plastic. Duratele procesului de congelare variaz n funcie de produs de la 10min. la 3 ore. Produsele snt aezate pe band i transportate de aceasta n zona de congelare din 34

interiorul aparatului. Circulaia aerului este vertical. Pentru asigurarea condiiilor igienico-sanitare, aparatul are prevzut un sistem automat de splare, dezinfectare i uscare a benzii, n cazul n care se congeleaz produsele neambalate. Pereii aparatului snt izolai termic, podeaua i tavanul snt perfect etane. 3.2.1.2 Aparatele de congelare n strat fluidizat Aparatele de congelare n strat fluidizat snt foarte utilizate la congelarea unor legume i fructe. Rcirea n strat fluidizat se realizeaz prin insuflarea unui gaz pe la partea inferioar a unui suport material perforat pe care se gsete un produs ( sub form de particule ) ce urmeaz a fi rcit i care se fluidizeaz sub aciunea gazului. Fluidizarea unui produs reprezint procesul gazodinamic prin care particulele de material solid execut, sub influena curentului de gaz, o micare continu. Grosimea stratului de produse la rcirea n strat fluidizat variaz n limite largi n funcie de dimensiunile particulelor i se limiteaz la o valoare de maximum 150 mm. Congelarea cu aer n strat fluidizat ofer o serie de avantaje n raport cu congelarea n strat fix: -evitarea aglomerrii particulelor de produs la suprafaa acestora n urma splrii preliminare a congelrii; -viteze mult mai mari de rcire i implicit durate mult mai mici de congelare a produselor; -productivitatea sporit; -gabarite mai mici i greuti specifice ale aparatelor mai reduse; -posibilitatea mecanizrii i automatizrii procesului, care poate fi realizat n acest caz n flux continuu. Orientativ, n tabelul 3.1 snt redate pentru cteva fructe i legume duratele de congelare n aer n strat fluidizat

35

Tabelul 3.1 Duratele procesului de congelare n strat fluidizat Durata congelrii Diametrul sau nalimea de la grosimea,mm. stratului,mm. +180C la 200C, minute 6 - 10 32 - 38 3 - 5 8 - 12 51 - 75 5 - 10 6 - 8 32 - 68 5 - 7 10 - 12 78 - 102 8 - 10 15 - 30 1 strat 9 - 15 8 - 15 1 strat 4 - 8 15 - 20 1 strat 6 - 12

Produsul

1 2 3 4 5 6 7

Mazre Fasole Morcovi felii Cartofi prjii Cpuni Zmeur Viine

Exist o mare diversitate de aparate de congelare n strat fluidizat, produse n diferite ri. Aceste aparate pot fi mprite n dou categorii: aparate de congelare cu jgheab ( fr band transportoare ) i aparate de congelare cu band transportoare. Exist i aparate bivalente, n care se poate realiza att congelarea n strat fluidizat, ct i n strat fix. 3.2.2 Congelarea prin contact cu suprafee metalice rcite

n cazul congelrii prin contact cu suprafee metalice, cldura este preluat de la produse, prin transfer direct, de ctre suprafaa rcit. Rcirea suprafeei se realizeaz fie cu un agent frigorific care vaporizeaz, fie cu un agent intermediar. Transferul de cldur se realizeaz n cele mai multe cazuri exclusiv prin conductibilitatea termic, fapt care reprezint un avantaj energetic important n raport 36

cu metoda de congelare prin convecie forat la care se consum energie electric la ventilatoare. Congelarea prin contact direct cu suprafee metalice rcite asigur durate mici ale procesului de rcire, dar este pretabil doar produselor cu forme relativ regulate, de grosimi relativ mici. Exist mai multe procedee de congelare i, corespunztor acestora, mai multe tipuri de aparate de congelare. Astfel, exist aparate de congelare cu plci, aparate de congelare cu band metalic rcit i aparate cu cilindri metalici rcii. Aparatele de congelare cu plci cuprind mai multe plci metalice paralele ntre ele i deplasabile pe direcia perpendicular pe ele, la interiorul crora circul fie agentul frigorific care vaporizeaz, fie un agent intermediar rcit (soluie de propilenglicol-ap, tricloretilen .a.). n cazul utilizrii ca agent de rcire a unui agent frigorific se pot folosi mai multe sisteme de alimentare a plcilor vaporizatoare: -alimentare prin robinet de laminare termostatic. Sistemul este folosit la aparate de capacitate mic prevzute cu agregat frigorific propriu; -alimentare prin gravitaie i termosifon, utiliznd separatorul lichid; -alimentare prin pompe de agent de joas presiune. n cazul folosirii amoniacului ca agent de rcire, trebuie luate msuri de prevenire a scprilor de amoniac sau a accidentelor de rupere a furtunelor elastice care alimenteaz plcile. Dup poziia plcilor, aparatele pot fi cu plci orizontale sau cu plci verticale. Aparatele de congelare cu plci orizontale pot fi cu funcionare discontinu sau cu funcionare continu. n raport cu aparatele de congelare cu aer rcit, aceste aparate realizeaz durate ale procesului cu 50% mai mici ( n cazul unor grosimi de 50 mm. ale produsului ). n aceste aparate se congeleaz de obicei produsele cu grosimi cuprinse ntre 25 i 100 mm. Consumul de energie electric la aparatele cu plci orizontale este mai mic cu peste 30%, iar suprafaa ocupat este cu 50% mai 37

mic n comparaie cu un aparat de congelare cu aer rcit de aceeai capacitate. Aparatele de congelare cu plci verticale au avantajul eliminrii necesitii tvilor, a ambalajelor mari de carton sau a formelor metalice. Operaiile de ncrcare i descrcare cu produse pot fi uor mecanizate i automatizate. Pentru congelarea produselor neambalate, ncrcarea se face pe la partea superioar, n vrac, prin cdere liber, iar descrcarea, dup cogelare, se face de obicei prin partea de jos, dup ce s-a procedat la deslipirea blocurilor de produse de plci printr-o decongelare superficial de scurt durat. 3.2.3 Alte metode de congelare

n afara metodei de congelare cu aer rcit i a metodei prin contact cu suprafee metalice rcite, se mai utilizeaz i alte metode de congelare a produselor agroalimentare, prin contact cu ageni criogenici ecologici i prin contact cu ageni intermediari rcii. 3.2.3.1 Congelare prin contact cu ageni criogenici Metoda de congelare prin contact cu ageni criogenici const n utilizarea cldurii latente de vaporizare la presiune atmosferic a unor substane (ageni criogenici) precum i a cldurii sensibile pe care vaporii formai o absorb mrindu-i temperatura de la nivelul foarte sczut al vaporizrii pn la un nivel apropiat temperaturii la care se congeleaz produsul. Agenii criogenici care se utilizeaz n acest caz snt: azotul lichid, oxidul de azot, dioxidul de carbon. Aparatele de congelare cu azot lichid snt cu funcionare discontinu sau continu. Aparatele de congelare cu azot lichid cu funcionare discontinu snt realizate sub form de dulapuri sau celule de congelare cu capaciti de congelare relativ mici, de 100...500 kg. Produse pe or. Consumul de azot pentru congelare depinde de natura produselor i de temperaturile lor iniiale i finale, innd seama de cldura pe care o poate absorbi 1 litru de azot. 38

Aparatele de congelare cu azot lichid cu funcionare continu pot fi cu imersie n azot lichid, prin pulverizarea cu azot lichid sau cu rcire cu azot gazos. Cel mai utilizat procedeu este cel prin pulverizare cu azot lichid, caz n care aparatele snt realizate cu band n micare liniar sau cu band spiral. Congelarea produselor alimentare cu dioxidul de carbon lichid poate fi utilizat n aparate cu funcionare discontinu sau continu. Aparatele de congelare cu dioxidul de carbon lichid cu funcionare discontinu snt realizate sub form de celule sau dulapuri de congelare similare cu cele care utilizeaz azotul lichid ca agent criogenic. Pentru o capacitate de congelare de 300kg. Pe arg, o astfel de celul are dimensiunile 1300mm. lime, 1350mm. adncime i 2145mm. nalime. Aparatele de congelare cu dioxidul de carbon lichid cu funcionare continu se realizeaz similar cu azot lichid, respectiv cu band n micare liniar i cu band spiral. 3.2.3.2 Congelarea prin contact cu ageni intermediari Aceast metod de congelare const n rcirea produsului prin contactul cu un agent intermediar rcit ( soluie apoas de propilenglicol .a.). Metoda de congelare prin contactul cu agenii intermediari ofer avantajul unor durate de congelare mai mici dect n cazul rcirii cu aer. Coeficientul de convecie termic la nivelul produsului este de cel puin de 10 ori mai mare dect n cazul aerului. Acest fapt conduce, n cazul unor produse de dimensiuni relativ mici la scurtarea considerabil a duratei congelrii. n cazul unor produse cu grosimi mari, mrirea coeficientului de convecie termic la suprafaa produsului nu mai conduce n aceeai msur la scurtarea duratei procesului, din cauza frnrii transferului de cldur determinat de rezistena termic, conductiv a produsului. Congelarea prin contactul cu agenii intermediari prezint n raport cu congelarea n aer a avantajelor realizrii unor durate de congelare de cteva ori mai mici, a evitrii pierderilor n greutate i 39

protejarea suprafeei produselor de efectele defavorabile ale contactului cu oxigenul din aer. Pentru a se evita contactul direct cu produsele care urmeaz a fi congelate i, deci, evitndu-se astfel penetraia agentului n produs, se practic ambalarea produselor sub vid n pelicule impermeabile, sau se utilizeaz ambalaje metalice etane. Dup congelare, produsele ambalate pot fi splate cu ap rece pentru a ndeprta urmele de agent de pe suprafaa ambalajului. Cele mai multe aparate de congelare cu ageni intermediari snt realizate n variante cu funcionare continu. Exist aparate la care contactul ntre produse i agentul intermediar se face prin imersie, prin stopire sau mixt.Aceste aparate snt utilizate la congelarea petelui, a psrilor .a. n cazul congelrii produselor la care trebuie evitat contactul direct cu agentul intermediar de rcire, cum ar fi unele produse de origine animal de calitate superioar sau destinaie special este necesar ca aparatul de congelare respectiv s fie integrat ntr-un flux tehnologic care s cuprind o main automat de ambalare sub vid n membrane de plastic transparent i impermeabil, aparatul de congelare propriu-zis i spaiul de depozitare n stare congelat. 3.3 Depozitarea produselor congelate Scopul principal al congelrii produselor agroalimentare este prelungirea duratei de conservare. Pentru asigurarea duratei scontate de depozitare a produselor congelate este necesar s fie ndeplinit o serie de condiii de microclimat n care acestea snt pstrate. n acest scop snt utilizate spaii frigorifice special amenajate. Cel mai utilizat sistem de rcire utilizeaz instalaii frigorifice cu amoniac, cu comprimare mecanic n dou trepte. Rcirea aerului n depozitele frigorifice se realizeaz cel mai adesea cu rcitoare de aer cu convecie forat, cu aspiraie i refulare liber. Congelarea produselor realizat dup una dintre metodele descrise anterior este urmat de o depozitare, de cele mai multe ori, de durat relativ lung, n alte spaii dect n cele n care s-a fcut congelarea. 40

Pentru fiecare produs congelat n parte, n funcie de parametrii de depozitare, exist durate limit de depozitare, peste care produsele i modific inacceptabil calitatea i devin inutilizabile. n afara asigurrii unor temperaturi sczute constante de depozitare la un nivel cel puin la fel de sczut ca i temperatura final de congelare, este necesar s se asigure o serie de condiii cu privire la: -temperatura aerului; -umiditatea relativ a aerului; -ventilaia i distribuia aerului la nivelul produselor; -congelarea prealabil a produselor introduse n depozit; -compatibilitatea de depozitare mixt a mai multor feluri de produse; -gradul de ncrcare cu produse a depozitului; -ambalarea i aezarea produselor n depozit; -asigurarea igienei pe tot parcursul depozitrii produselor; -modul de funcionare i exploatare a instalaiei frigorifice; -rulajul i manipularea produselor. Ne vom referi pe scurt la toate aceste condiii. 3.3.1 Temperatura aerului

Nivelul temperaturii aerului necesar n depozitele frigorifice de produse congelate depinde n primul rnd de natura produsului, fiind mai sczut sau cel mult egal cu temperatura final a produsului n urma procesului de congelare. Pentru un produs alimentar oarecare, nivelul temperaturii aerului la depozitare n stare congelat este determinat de durata necesar de depozitare. Ca regul general, cu ct temperatura aerului este mai sczut, cu att durata admisibil de depozitare este mai mare, deoarece, n acest caz, modificrile calitii produsului snt mai mici. n acelai timp, ns, utilizarea unor temperaturi de depozitare mai sczute implic o cretere a consumurilor energetice i o cretere a cheltuelilor generale de exploatare. 41

Temperaturile de -250...-300 C snt uzuale pentru antrepozite frigorifice construite n multe ri. n ara noastr, cele mai multe dintre frigoriferele construite snt proiectate pentru temperaturi de depozitare de -180...-200 C. 3.3.2 Umiditatea aerului Umiditatea aerului se recomand a fi ct mai mare posibil, la limit, umiditatea relativ putnd ajunje la saturaie. Dat fiind nivelul sczut al temperaturii, umiditatea realativ foarte ridicat nu mai este limitat ca n cazul depozitrii produselor refrigerate, caz n care, umiditile prea ridicate pot determina sau favoriza dezvoltri nedorite ale microorganismelor. Cu ct umiditatea relativ a aerului este mai apropiat de starea de saturaie, cu att snt mai reduse pierderile n greutate ale produselor depozitate. 3.3.3 Ventilaia i distribuia aerului la nivelul produselor

Sistemul de ventilaie i distribuie a aerului depinde de tipul constructiv de depozit, de natura produselor, de modul de manipulare a produselor i de mrimea camerelor de depozitare. Dac se accept c sarcina tehnologic a unei camere frigorifice este nul, adic, dac se consider c temperatura produselor introduse n camer este egal cu temperatura de depozitare, atunci ventilaia aerului are drept scop uniformizarea temperaturilor i preluarea cldurii ptrunse n depozite prin izolaii, deschideri de ui etc. Ca sisteme de distribuie a aerului se utilizeaz, n principal, sistemul cu refulare prin tubulturi cu fante i aspiraie liber sau sistemul cu refulare liber i aspiraie liber. Remprosptarea aerului interior se realizeaz, n principal, prin deschiderea uilor n timpul manipulrilor, nefiind prevzute sisteme speciale de introducere a aerului proaspt din exterior. 42

3.3.4

Congelarea prealabil a produselor introduse n depozit

Aa cum s-a mai amintit anterior, este indicat c produsele introduse n depozit s fie congelate pn la o temperatur cel mult egal cu temperatura de depozitare sau mai cobort. Acest lucru presupune ca produsele s fie corect i complet congelate la introducerea n depozit. ntroducerea n depozit a unor produse cu temperaturi mai ridicate dect cele de depozitare, conduce la mrirea pierderilor n greutate, la fluctuaii nedorite de temperatur cu implicaii nefavorabile asupra celorlalte produse depozitate i la creterea sarcinii de rcire a instalaiei frigorifice aferente. 3.3.5 Compatibilitatea de depozitare mixt a mai multor feluri de produse

Compatibilitatea de depozitare mixt a produselor congelate este determinat n special de capacitatea de emanare de mirosuri i, respectiv, de capacitatea de preluare de mirosuri a produselor. Cu ct temperaturile de depozitare snt mai ridicate, cu att pericolul contaminrii cu mirosuri este mai mare. Din acest punct de vedere, este indicat c nivelul temperaturii de depozitare s fie ct mai sczut . Se consider c utilizarea unor temperaturi de depozitare de 270...-300 C asigur condiii de depozitare a produselor alimentare diferite fr un pericol accentual al contaminrii cu mirosuri. Dintre produsele alimentare de origine animal care pot emana mirosuri specifice snt petele, brnza .a., iar dintre cele care pot prelua mirosuri, snt untul, smntna, ngheata, carnea, psrile .a. 3.3.6 Gradul de ncrcare a depozitului cu produse

Ca i n cazul depozitrii n stare refrigerat, este necesar ca ncrcarea cu produse a depozitelor de congelare s se fac la 43

capacitatea nominal prevzut prin proiect. ncrcarea sub capacitatea nominal sau peste aceasta se rstrnge negativ asupra calitii produselor depozitate i asupra pierderilor n greutate. 3.3.7 Ambalarea i aezarea produselor n depozit

n cele mai multe cazuri, depozitarea n stare congelat a produselor se face n stare ambalat. Ambalarea produselor conduce la reducerea pierderilor n greutate, reducerea pericolului de contaminare n timpul manipulrilor i la uurarea operaiilor de manipulare i aezare n deposit. Aezarea produselor n interiorul depozitului se realizeaz n aa fel nct s nu perturbe circulaia scontat a aerului, s nu fie n contact direct cu pardoseaua, cu pereii sau cu alte obiecte interioare (stlpi,carcasele rcitoarelor de aer .a.) Este de preferat ca dispoziia produselor n depozit s se fac lotizat i cu interspaii ntre loturi pentru a permite o manipulare corect i posibilitatea permanent de control. Asigurarea igienei pe tot parcursul depozitrii produselor Dei datorit temperaturilor sczute posibilitile de dezvoltare a microorganismelor n interiorul depozitelor de produse congelate snt mai mici, este necesar s se asigure i s se respecte toate condiiile igienico-sanitare legate att de spaiul de depozitare, ct i de produsele congelate. O surs important de contaminare microbian o reprezint praful care poate s se formeze ca urmare a rulrii transpaletelor i electrostivuitoarelor pe pardosea, n cazul n care calitatea stratului superficial al acesteia este necorespunztoare. Se recomand ca, cel puin o dat pe an, s se procedeze la o dezinfecie a spaiilor de depozitare a produselor congelate. 3.3.8

44

3.3.9

Modul de funcionare i exploatare a instalaiei frigorifice

Modul de funcionare i exploatare a instalaiei frigorifice i a spaiului tehnologic de depozitare a produselor congelate influeneaz substanial calitatea produselor i economicitatea depozitrii acestora. Sunt de subliniat trei aspecte principale legate de corelarea dintre necesarul de frig i puterea frigorific a compresoarelor n funciune pe circuitul aferent a camerei frigorifice respective, decongelarea rcitoarelor de aer i durata total de meninere n stare deschis a uilor de la camera respectiv. Funcionarea instalaiei frigorifice cu un numr insuficient de compresoare care se asigure o putere frigorific egal cu necesarul de frig este, de cele mai multe ori, cauza nerealizrii temperaturilor necesare n camerele frigorifice. Dac compresoarele snt dotate cu sisteme de reglare automat a capacitii frigorifice, atunci corelarea dintre necesarul de frig i puterea frigorific se realizeaz automat, fr intervenia personalului de exploatare. n lipsa sistemelor de reglare automat este necesar o supraveghere permanent din partea personalului de exploatare, care va trebui s porneasc sau s opreasc un anumit numr de compresoare, n aa fel nct s se asigure corelarea puterii frigorifice cu necesarul de frig. Acumularea zpezii pe suprafeele vaporizatoarelor conduce la diminuarea puterii frigorifice a rcitoarelor de aer. Acest fapt conduce la necesitatea decongelrii periodice a rcitoarelor de aer. Practica exploatrii a artat c nerespectarea frecvenei de decongelare corecte i complete a rcitoarelor de aer constitue de multe ori cauza nerealizrii parametrilor aerului din interiorul depozitelor frigorifice. n plus, prelungirea duratei de funcionare cu rcitoarele de aer nedecongelate, face mai dificil operaia de decongelare. Ptrunderea de cldur prin seciunea uilor deschise i neprotejate prin perdele de aer, batani sau sisteme cu benzi transparente din material plastic, pot ajunge la valori de cteva ori 45

mai mari dect ptrunderea de cldur prin izolaii n acelai interval de timp. De aceea, dac uile spaiilor frigorifice nu snt dotate cu sisteme de mecanizare i automatizare a nchiderii, este strict necesar ca perioadele de meninere n poziie deschis a uilor s fie reduse la maximum posibil. Practica exploatrii depozitelor frigorifice a artat faptul c ptrunderea de cldur prin seciunea uilor deschise, ca urmare a unor perioade nejustificate de mari, cu meninerea n poziie deschis a acestora constitue o cauz major a nerealizrii temperaturilor interioare i a unor pierderi mari n greutate a produselor depozitate. 3.4 Ambalarea n cazul produselor congelate 3.4.1 Aspecte generale

n definiia sa general, ambalajul este un material sau obiect realizat din diverse materiale cum ar fi mase plastice, metal, hrtie .a. cu rolul de a cuprinde produsele n timpul depozitrii, manipulrii, transportului i vnzrilor acestora. Ambalarea produselor congelate poate fi efectuat nainte sau dup congelare, folosind dou tipuri de ambalaje i anume: -ambalaje primare care vin n contact direct cu produsul alimentar; -ambalaje de transport care conin mai multe ambalaje primare. Ambalajele primare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: -s fie inerte fa de produsul ambalat i s nu degaje n timp mirosuri sau substane toxice care pot face alimentele respective improprii pentru consum; -s fie impermeabile la lichide, grsimi, vapori de ap, oxigen, substante volatile (mirosuri), etc. Impermeabilitatea la aceste substane depinde de natura produsului congelat, durata i condiiile de depozitare etc; Penetrabilitatea ct mai redus la lumin (n special la radiaiile ultraviolete i albastre din spectrul luminii). Aceast 46

condiie trebuie avut n vedere la ambalarea produselor cu coninut sensibil de grsimi i care se vor vinde prin vitrinele frigorifice; -elasticitate, rezisten mecanic i stabilitate la aciunea umiditii n condiii normale de producie, transport i desfacere; -s aib rezisten termic sczut dac se folosete ca ambalaj primar nainte de congelare n scopul facilitrii schimbului de cldur produs-mediu de rcire; -s fie rezistent la condensri repetate att pe partea produsului ambalat ct i pe partea de contact cu mediul exterior; -s aib comportare satisfctoare n maina de formatambalat ct i la imprimare; -s aib un coeficient de reflexie ridicat pentru a reduce ptrunderea de cldur spre produsul ambalat n cazul expunerii spre vnzare; -s aib pre ct mai redus; -s aib aspect comercial ct mai atrgtor. Exist o mare diversitate de tipuri de ambalaje pentru produse congelate(forma, capacitatea, grosimea materialelor din care snt confecionate, modul de fabricare a lor etc),snt determinate de natura produsului i caracteristicile sale. Dintre cele mai uzuale tipuri de ambalaje primare pot fi amintite pungile obinuite, pungile termocontractibile care permit decongelarea, nclzirea i chiar fierberea produselor fr ndeprtarea ambalajului. Ca ambalaje de transport se utilizeaz cutii mari, lzi, acoperiri textile (n cazul carcaselor de carne congelat), bidoane,saci etc. 3.4.2 Materiale de ambalare

Ambalajele pentru produsele alimentare congelate se confecioneaz din materiale cum ar fi mase plastice (substante chimice formate din macromolecule sau polimeri de provinien natural sau produse industriale din gaze naturale, petrol .a.),materiale metalice i materiale pe baz de celuloz. Deoarece aceste materiale nu snt chimic pure, ci cuprind pe lng materialul propriu-zis i o serie de alte substane (de exemplu, n cazul maselor 47

plastice, ele cuprind o serie de aditivi cum ar fi plastifiani, stabilizatori, antioxidani .a.) este necesar ca, orice material utilizat pentru produsele alimentare s aib vizele cerute de legislaia n vigoare. n continuare, se vor meniona principalele materiale mai des utilizate la confecionarea ambalajelor pentru produsele alimentare congelate. Polietilena (PE) este obinut din polimerizarea etilenei i poate fi de trei tipuri: -PE de mic densitate ( mai mic dect 0,425 kg/dm3 ), obinut la presiuni foarte mari, de 10002000 bar; -PE de densitate medie (0,9216...0,940 kg/dm3 ),obinut la presiuni mijlocii de 3550 bar; -PE de nalt densitate ( 0,941...0,965 kg/dm3 ),obinut la presiuni mici, de 810 bar. Proprietile mecanice i chimice depind de densitatea PE. Cea mai utilizat este polietilena de mic densitate, datorit proprietilor mecanice i a stabilitii la temperaturi sczute. PE de nalt densitate, avnd o rigiditate mai mare se preteaz la confecionarea ambalajelor utilizate la maini automate de ambalare a produselor. Polipropilena (PP) are proprieti chimice superioare n comparaie cu polietilena i anume: -permeabilitate mult mai mic la vapori de ap; -coeficientul de contracie mai mare i rigiditate mai mare, ceea ce o face s fie utilizat pentru obinerea folilor termocontractibile; -stabilitate dimensional mult mai bun, ceea ce permite obinerea de ambalaje cu perei subiri i a folilor de grosimi foarte mici; -stabilitate mare la umiditate, ceea ce o face s fie preferat la realizarea de ambalaje pentru produse n stare lichid. Policlorura de vinil (PVC) este un amestec de cloruri de vinil, cu proprieti chimice i fizico-mecanice superioare. Policlorura de vinil utilizat la confecionarea ambalajelor pentru produse alimentare este de tip moale; obinut prin adugarea de plastifiani, 48

care-i reduc duritatea i de stabilizatori (stearatul de calciu). Plastificarea PVC-clue cu 25% debutil-ftalat i confer o bun rezisten la atacul bacteriilor i mucegaiurilor. Folia de PVC este uor termosudabil, stabil la efectele luminii, rezisten la temperaturi sczute. Poate fi obinut ca folie transparent sau opac, putnduse colora prin adugare de pigmeni. Hrtiile utilizate la ambalarea produselor alimentare congelate snt hrtiile, de regul, cu compoziii speciale i acoperite cu straturi de cear, parafin sau mase plastice (polietilen,polipropilen, policlorur de vinil .a.). Celofanul se folosete numai cu acoperiri pe o fa sau pe ambele cu diverse lacuri alimentare sau mpreun cu alte materiale de ambalare, alctuind materiale cu mai multe straturi. Cartonul utilizat la confecionarea ambalajelor primare este, de regul, acoperit pe o fa sau pe ambele cu mase plastice, parafin, cear sau metale La confecionarea ambalajelor de transport se utilizeaz cartonul ondulat sau mucavana Aluminiul se utilizeaz sub form de folie ca atare sau acoperiri cu lacuri alimentare sau mase plastice. Prezint avantajul de a permite ambalarea produselor cu forme neregulate, prin mularea pe acestea, eliminnd gelurile de aer dintre ambalaj i produs Ambalajele multistrat snt realizate din cteva folii de materiale diferite, ceea ce confer ambalajului proprieti superioare n raport cu fiecare dintre materialele componente. 3.5 Decongelarea produselor Decongelarea produselor congelate reprezint procesul de readucere a produselor la o stare termic a crei temperatur este superioar punctului de congelare Principalele efecte negative asupra produselor alimentare care se pot produce n timpul decongelrii snt de natur chimic .(insolubilizarea proteinelor, oxidarea lipidelor etc.),de natur fizic (recristalizri, modificri de volum ), de natur microbiologic 49

(dezvoltarea microorganismelor a cror activitate a fost inhibat sau ncetinit sub aciunea temperaturilor sczute). n comparaie cu procesul de congelare, decongelarea prezint, n general, urmtoarele aspecte importante: -transferul de cldur la interiorul produsului este mult mai puin intens i, n consecin, duratele snt mai mari la decongelare, pentru aceleai diferene medii de temperatur ntre mediul de nclzire i produs , respectiv, ntre produs i mediul de rcire; -n practic, diferenele maxime admisibile de temperatur (mediu de nclzire-produs) snt mai mici dect diferenele de temperatur la congelare (produs-mediu de rcire); -palierul de decongelare (intervalul de timp din cadrul procesului n care temperatura produsului rmne constant este mai extins n raport cu palierul de congelare. Decongelarea se face n scopul consumului sau n scopul utilizrii produselor n diverse procese de prelucrare. n funcie de natura produsului congelat i caracteristicile acestuia i de scopul decongelrii, aceasta se poate realiza cu aport de cldur ctre produs, prin mai multe metode: decongelarea n aer, n abur, n cmp electric (cu cureni de nalt frecven), cu microunde. Dup destinaia produselor decongelate, procesul de decongelare const n aducerea produselor pn la o temperatur apropiat de nivelul temperaturii produselor refrigerate (carne n carcase, psri, pete etc.) sau pn la o temperatur superioar acestui nivel, n acest din urm caz, nclzirea fcndu-se n vederea consumului (preparate culinare, produse de patiserie .a.). n primul caz, decongelarea se mai numete i decongelare separat (n sensul c procesul nu cuprinde i faza de nclzire sau preparare culinar termic), iar n al doilea caz, se numete decongelare direct.

50

4. Verigile lanului frigorific 4.1 Aspecte generale

Elementul definitoriu al oricrui lan frigorific este continuitatea aplicrii tratamentului frigorific pe toate verigile cuprinse ntre producere sau recoltare i consumul final. Concepia de ansamblu a lanului frigorific i verigile acestuia au caracteristici specifice n funcie de nivelul temperaturilor care trebuie asigurate i respectiv natura produselor conservate prin frig. Astfel, exist cte un lan frigorific pentru fiecare produs sau grup de produse refrigerate i exist cte un lan frigorific pentru fiecare produs sau grup de produse congelate.Avnd n vedere acest fapt, este practic imposibil s se fac o clasificare general care s cuprind toate aspectele i funciile ndeplinite de unitile lanului frigorific. Totui, considerndu-se anumite criterii, se pot mpri unitile lanului frigorific n grupe cu caracteristici asemntoare. Pe traseul cuprins ntre producerea i respectiv, consumul produselor alimentare, lanul frigorific cuprinde dou mari categorii de uniti: -uniti staionare; -uniti de transport. Unitile staionare pot fi reprezentate de urmtoarele verigi: -uniti de producie agricol; -uniti de recepie i colectare de materii prime; -uniti de depozitare a materiilor prime; -uniti de fabricaie a produselor alimentare; -uniti de depozitare n industrie; -uniti de depozitare en gros; -uniti de depozitare comercial; -uniti de depozitare casnic. Unitile de transport asigur transportul n condiii de temperaturi sczute ale materiilor prime i a produselor alimentare 51

ntre unitile staionare ale lanului frigorific. Ele pot fi mprite n uniti de transport terestru (auto sau pe cale ferat), naval i aerian. 4.2 Unitile industriale

Dintre unitile industriale ale lanului frigorific, un rol deosebit de important l ocup antrepozitele frigorifice sau frigoriferele. Din punct de vedere al gamei de produse depozitate, acestea pot fi antrepozite frigorifice generale i antrepozite frigorifice specializate (de producie sau de colectare). Antrepozitele frigorifice snt caracterizate din punct de vedere al concepiei de proiectare, construcie i exploatare,de o serie de factori, dintre care cei mai importani snt: destinaia i profilul de activitate, capacitatea de antrepozitare, sistemul de construcie i mprirea spaiilor tehnologice propriu-zise i auxiliare, dotarea tehnic i gradul de mecanizare i automatizare a proceselor tehnologice propriu-zise i auxiliare. n continuare se vor analiza o serie de elemente referitoare la concepia, sistemele de realizare practic i transporturile interioare ale frigoriferilor. 4.2.1 Destinaia i profilul de activitate

n cadrul antrepozitelor frigorifice se desfoar dou mari categorii de activiti: prestri de servicii (n principal asigurarea condiiilor necesare depozitrii de produse conservate prin frig) i prelucrri tehnologice de produse alimentare. n ultimii ani, att pe plan mondial ct i n ara noastr, se manifest tendina c, pe lng activitatea de prestri de servicii (antrepozitarea frigorific), frigoriferele s-i dezvolte activitatea de prelucrare complex a materiilor prime alimentare. n acest sens, o serie de frigorifere snt prevzute cu secii industriale anexe n care se produce i se conserv o gam larg de produse culinare. Din punct de vedere al naturii produselor antrepozite exist frigorifere generale i frigorifere specializate (pentru depozitarea 52

crnii congelate, a petelui congelat, a ngheatei, a legumelor i fructelor etc.). Dup tipul de tehnologie frigorific, frigoriferele pot utiliza refrigerarea i depozitarea n stare refrigerat, depozitarea n atmosfer modificat, congelarea i depozitarea n stare congelat. Frigoriferele pot fi uniti de sine stttoare sau pot face parte integrant dintr-o ntreprindere de industrie alimentar. 4.2.2 Capacitatea de depozitare

La stabilirea capacitii de depozitare, se iau n vedere dinamica produciei de produse alimentare i necesitatea asigurrii conservrii prin frig a acestora n tot timpul anului, de la producerea i colectarea lor pn la distribuirea acestora n reeaua comercial de desfacere. n spaiile frigorifice ale frigoriferilor se aduc produse, n care, producia cu particularitile specifice de sezonalitate, depete nivelul consumului. n acest fel, se asigur stocurile necesare pentru consum n perioadele n care, producia are un nivel mai sczut sau nul. Trebuie amintit faptul c producia diferitelor tipuri de produse prezint nivele maxime diferite de la produs la produs. De exemplu, producia de carne prezint nivel maxim n trimestrul patru, produsele lactate n trimestrul al treilea .a. Avnd n vedere aceast decalare a vrfurilor de producie pentru diverse categorii de produse alimentare, frigoriferele cu destinaie general, permit realizarea unui indice de utilizare anual mai mare n raport cu frigoriferele specializate. Capacitatea de depozitare a unui frigorifer, exprimat n tone, permite determinarea spaiul frigorific necesar, dac se cunoate indiciile de ncrcare specific fiecrui produs, exprimat n kg/m3 , aa cum rezult din tabelul 4.1 n care snt dai, orientativ, indicii de ncrcare specific, pentru frigoriferele de fructe i legume refrigerate.

53

Tabelul 4.1 Indicii de ncrcare specific a spaiilor de depozitare cu fructe i legume refrigerate Indicii de ncrcare Greutate specific ( nalime de volumet stivuire de 5,5...6,7m) ric a Raportat la Raportat produsu suprafaa la lui pale total volumul tizat ocupat de efectiv ( kg/m3) rodus ocupat (kg/m2) ( kg/m3) 180-210 720-840 100-120 340-410 1400-1600 190-230 450-460 1710-1770 240-250 480-500 2550-2650 350-370 640-660 400-430 430-450 530-560 225-260 160-170 210-250 440-460 460-480 145-170 90-105 145-180 210-250 54 2560-2650 1530-1650 2290-2400 1900-2000 900-1100 550-650 850-1000 2350-2450 2450-2560 580-680 360-420 560-720 840-1000 350-370 210-230 310-340 260-280 125-155 76-90 110-140 325-340 340-360 80-95 50-60 75-100 110-140

crt

Produsul

Mod de ambalar e sau depozita re

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Paletizat Paletizat Paletizat Lzi palete Cartofi Vrac Ceap Paletizat Ceap Lzi palete Ceap Vrac Conopid Paletizat Ciuperci Paletizat Fasole psti Paletizat Fasole psti Lzi palete Rdcinoase Lzi palete Spanac Paletizat Salat Paletizat Tomate Paletizat Varz Paletizat

Ardei Castravei Cartofi Cartofi

Tabelul 4.1 ( continuare ) 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Vinete Banane Caise Cpuni Ciree Citrice Coacze Gutui Mere Mere Nuci Pere Pere Piersici Piersici Prune Struguri Viine Zmeur Usturoi Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Lzi palete Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Paletizat Lzi palete 210-250 220-260 210-250 160-170 230-260 230-340 160-170 320-350 270-310 310-350 200-250 330-360 230-260 160-170 230-260 270-310 220-250 230-260 160-170 850-1000 900-1100 850-1050 550-650 900-