Rozwój rynku konsumpcyjnego w Polsce stawia przed producentami żywności nowe wyzwania. Celem nadrzędnym staje się wyprodukowanie żywności spełniającej wszystkie kryteria jakościowe i higieniczne przy zminimalizowaniu kosztów produkcyjnych.

 Jedną z gałęzi przemysłu spożywczego, która jest szczególnie zainteresowana postępem w technologiach chłodniczych, jest przemysł mięsny i dotyczy to zarówno zakładów zajmujących się przerobem mięsa czerwonego, jak i białego. Wynika to z faktu, że praktycznie natychmiast po uboju mięso powinno zostać schłodzone i pozostać w obniżonej temperaturze praktycznie przez cały proces przetwarzania i przechowywania. To powoduje, że instalacja chłodnicza jest jedną z podstawowych instalacji technologicznych w zakładach mięsnych.

Jednym z ważniejszych etapów procesu produkcji mięsa jest etap wychłodzenia zaraz po uboju. Dotyczy to zarówno mięsa wieprzowego, wołowego jak i drobiu, przy czym w każdym z tych przypadków proces schładzania poubojowego jest inny. Johnson Controls dostarcza dla każdej z tych branż dopasowaną do jej specyfiki technologię chłodniczą. Producentom mięsa wieprzowego firma Johnson Controls oferuje technologię wychładzania półtusz poubojowych zmniejszającą radykalnie tzw. „ususzkę”, czyli stratę masy mięsnej w trakcie wychładzania.

Technologia

Podstawowym celem wybudowania nowego tunelu lub adaptowania istniejącego jest uzyskanie zmniejszenia strat w masie mięsnej z wartości około 2,5% do wartości 1% i poprawienie jakości produktu, przy jednoczesnym zmniejszeniu jednostkowych kosztów produkcyjnych.

W zależności od potrzeb klienta, uwarunkowań technicznych, technologicznych i finansowych, instalacja chłodnicza tunelu może być włączona do istniejącej w zakładzie instalacji amoniakalnej, pracującej w układzie pompowym lub wykonana w układzie termostatycznego zasilania, czyli z freonem jako czynnikiem roboczym.

Technologia chłodnicza Johnson Controls charakteryzuje się następującymi korzyściami dla klientów:

• zahamowanie utraty wody podczas wychładzania (zmniejszenie ususzki),
• zwiększenie wydajności produkcyjnej,
• skrócenie czasu wychładzania,
• możliwość zmniejszenia wydajności i prędkości powietrza w komorach poubojowych,
• zmagazynowanie chłodu w półtuszy.

Chłodnice zamontowane w tunelu szokowym zasilanym z instalacji freonowej

Budowa tunelu wychładzalniczego

Na potrzeby tunelu szokowego wychładzania można adaptować istniejące komory spełniające warunki gabarytowe, dostosowując je jedynie do pracy w wymaganej temperaturze, czyli -25°C. Tajemnica efektu zmniejszonej „ususzki” zależy od:

• odpowiedniego dobrania strumienia powietrza i ukierunkowania jego strugi,
• ciśnienia statycznego i dynamicznego,
• powierzchni wymiany ciepła bloku chłodniczego,
• mocy chłodniczej.

Tunel podzielony jest ścianą na dwie strefy wychładzania, przy czym przegroda ta nie jest przegrodą izolacyjną – ma funkcję przede wszystkim odseparowującą strumienie powietrza w obu strefach. Pierwsza strefa o mniejszej powierzchni, wyposażona jest w zwiększoną ilość specjalnych bloków chłodniczych z zamontowanymi do nich indywidualnie zaprojektowanymi wentylatorami. Uzyskuje się w ten sposób w I strefie znacznie wyższą krotność wymiany powietrza niż w strefie II. Specjalne bloki chłodnicze i wentylatory wraz z dyfuzorami i konfuzorami są efektem wieloletnich prac badawczych duńskich, niemieckich i amerykańskich inżynierów z firmy Johnson Controls oraz producenta chłodnic, a także duńskich instytucji naukowych zajmujących się optymalizacją produkcji mięsnej.

Bloki chłodnicze i wentylatory do nich są projektowane i dobierane w taki sposób, aby zapewniały odpowiednią wydajność chłodniczą i przepływ powietrza przy jak najmniejszej zajmowanej powierzchni. Już na etapie projektowania tunelu ważna jest współpraca Johnson Controls z wykonawcą prac budowlanych i dostawcą kolejki, aby zachować:

• odpowiednią wysokość posadowienia chłodnic,
• odpowiednie zaprojektowanie kolejki i takie rozmieszczenie chłodnic, aby strumień powietrza owiewał półtusze, a nie elementy konstrukcyjne konstrukcji wsporczej tunelu i kolejki,
• odpowiednie rozmieszczenie chłodnic, tak aby uzyskać jak najmniejszą kubaturę pomieszczenia.

Bloki chłodnicze zamontowane w tunelu w zależności od warunków mogą stać na konstrukcji kolejki bądź być podwieszone do oddzielnej konstrukcji.

Dla uformowania odpowiednich przepływów bloki chłodnicze wyposażone są w kierownice, do których zamontowane są wentylatory. Wysokość posadowienia chodnic wraz z wentylatorami oraz kąt pochylenia kierownicy powietrza zaprojektowane są tak, aby oś wydmuchiwanego powietrza trafiała bezpośrednio w górną część uda półtuszy wiszącej na haku. Tak skierowana struga powietrza omywa półtusze od góry do dołu i wraca do dyszy zasysającej tej samej chłodnicy. Bloki chłodnicze usytuowane są blisko siebie. W związku z tym, aby zapobiec nieuporządkowanemu mieszaniu się strumieni powietrza posadawia się je parami. Na przykład dysza zasysająca jednej chłodnicy sąsiaduje z dyszą drugiej chłodnicy, jedna chłodnica jest w wykonaniu prawostronnym, a druga lewostronnym. Takie usytuowanie nie dopuszcza do sytuacji zasysania powietrza prosto z wentylatora sąsiadującej chłodnicy.

Rozmieszczenie chłodnic – przekrój przez tunel

Działanie tunelu

Półtusza wprowadzana do tunelu, w wyniku procesu mycia jej przed wychłodzeniem, jest wilgotna. Powiększona liczba wymian powietrza umożliwia w szybkim tempie odprowadzenie wody z powierzchni półtuszy i zmrożenie skóry, na skutek czego zamykaniu ulegają pory skóry i następuje zahamowanie procesu odparowania wody.

Półtusze po uboju o temperaturze około 40°C dostarczane są do tunelu z temperaturą około - 25°C na transporterze łańcuchowym i kolejno przechodzą przez strefę I a następnie przez strefę II. Kolejka zaprojektowana jest w taki sposób, żeby zapewnić równomierne schłodzenie towaru. W tym celu półtusza pokonując kolejne długości tunelu, zmienia swoje położenie względem chłodnic, co powoduje, że za każdym przejściem inna strona półtuszy poddawana jest działaniu zimnego strumienia powietrza podawanego przez wentylatory umieszczone nad kolejką. W strefie I wychładzania w wyniku działania niskiej temperatury i dużej intensyfikacji wymiany ciepła między powierzchnią półtuszy i powietrzem ją omywającym następuje pokrycie skóry warstwą cienkiego lodu tzw. zeszklenie. Tak przygotowana półtusza przechodzi do strefy II, w której następuje dalsze wychładzanie i obniżanie temperatury mięsa wewnątrz półtuszy. Towar po przejściu przez cały tunel jest transportowany do komór poubojowych, gdzie jest magazynowany do celów produkcyjnych. Tunelowe bloki chłodnicze powietrza mają taką wydajność chłodniczą, aby po przejściu przez tunel szokowy nastąpiło obniżenia temperatury wewnątrz półtuszy do temperatury +7°C. W związku z tym, w komorach poubojowych, gdzie następuje wyrównanie temperatury, wymagane jest zapotrzebowanie na zimno tylko w ilości wystarczającej do podtrzymania temperatury.

Podsumowanie

Johnson Controls wprowadził na rynek polski i uruchomił kilka przemysłowych tuneli do wychładzania półtusz wieprzowych ograniczających ususzkę, zasilanych zarówno przez amoniakalne instalacje pompowe, jak i instalacje freonowe. Wydajność zainstalowanych tuneli mieści się w zakresie od około 100 do około 400 szt. świń/h.

Na życzenie klienta, Johnson Controls przygotowuje kompleksowe projekty i kosztorysy w zakresie chłodnictwa przemysłowego umożliwiające wybudowanie nowej instalacji szokowego wychładzania poubojowego (pod klucz) lub adaptowanie istniejącej instalacji w zakładzie do nowych potrzeb.

Rafał MATERA
Dyrektor ds. Realizacji – Chłodnictwo Przemysłowe, Johnson Controls