Современное холодильное оборудование – неотъемлемая часть промышленного и бытового производства и хранения. Оно включает в себя целый класс технических средств, агрегатов и машин, необходимых для генерации, распределения и практического применения холода. За счет действия низких температур удается существенно продлить срок хранения разнообразных продуктов. Поэтому особую значимость приобретают технологии и качество производства оборудования для охлаждения и заморозки. Охлаждение и заморозка в современном холодильном оборудовании осуществляется за счет применения хладагента – рабочего вещества системы, поглощающего тепло охлаждаемого объекта. Степень контакта охлаждаемого продукта с хладагентом определяет категорию оборудования. Например, весьма распространен воздушный принцип заморозки, который осуществляется без прямого контакта продукции с рабочим веществом.
Помимо воздушного принципа заморозки охлаждающие машины могут быть по типу камер разделяться на:
- Плиточные - заморозка осуществляется контактным способом на специальных плитах;
- Погружные - охлаждающая камера наполнена холодной жидкостью, с которой происходит теплообмен продукта;
- Криогенные - высокоскоростная заморозка с применением криогенных веществ;
- Фризеры - аппараты для заморозки жидкой продукции;
- Комбинированные – машины, сочетающие различные способы заморозки.
Холодильное оборудование, работающее по принципу воздушной заморозки, представлено туннельными холодильными камерами, скороморозильными флюидизационными аппаратами (заморозка мелкоштучной продукции осуществляется восходящим потоком холодного воздуха), спиральными и ленточными конвейерами.
Воздушная заморозка осуществляется за счет циркуляции охлажденных воздушных потоков: из теплообменного аппарата (воздухоохладителя) вентиляторы нагнетают морозный воздух в камеру. В зависимости от типа действия – непрерывного или периодического - холодильное оборудование выполняет разные функции. Так, регулярное повторение циклов охлаждения позволяет заменять охлажденные порции продуктов – это удобно в туннельных и камерных холодильных установках.
В отличие от машин периодического действия, при непрерывной работе удобно замораживать и длительно хранить крупногабаритную продукцию или ее большие объемы. Это оборудование более сложного класса: потоки морозного воздуха должны быть постоянными.
Оптимальное размещение продукции во время охлаждения обеспечивается различными приспособлениями и способами. Так, технически подача партий продукции может осуществляться с помощью подвижных лент, в контейнерах, на паллетах и т.д. Во многом выбор способа подачи объекта заморозки определяется его конкретными характеристиками и размерами, наличием упаковки.
Холодильные установки воздушного типа могут отличаться по типам подаваемых воздушных потоков: они могут быть параллельными, перекрещивающимися (x-flow) и встречными. Выбор конкретной конфигурации обдува определяется спецификой задачи, например, там, где требуется избежать однонаправленных потоков воздуха, используют перекрещивающиеся или встречные. Кроме того, в современном холодильном оборудовании воздушного типа наиболее распространены системы горизонтальной подачи воздуха, хотя вертикальные потоки позволяют добиться более равномерной заморозки.
Преимущество морозильных камер воздушного типа в их сравнительно простой конструкции и при этом большой многофункциональности. Кроме того, очевидным преимуществом их является и естественность среды хранения замораживаемой продукции. Отчасти это создает и определенные трудности. Так, воздух, имеющий небольшую теплоемкость, для постоянства создаваемых низких температур должен постоянно циркулировать и охлаждаться. Для этого необходима бесперебойная работа вентиляторов, потребляющих немало энергии.
Кроме того, воздушное охлаждение продуктов неизбежно приводит к потере влаги – воздух ее буквально выветривает. Это чревато потерей первоначальной массы, изменением формы и объема. Еще одно следствие этого – намерзание инея на испарителе, что требует регулярного обслуживания холодильного оборудования для сохранения высокого КПД и профилактики размножения патогенной микрофлоры. Тем не менее, прогресс на месте не стоит, и современные научно-инженерные разработки позволяют минимизировать недостатки воздушных холодильных агрегатов. Так, разработки инженеров компании Munters (Швеция) позволяют избежать образования выраженной наледи в холодильном оборудовании воздушного типа. Добиться этого стало возможным за счет адсорбции: поступающий в камеру воздух становится более сухим, давление внутри камеры увеличивается, что одновременно осложняет попадание внутрь нее влажного воздуха из окружающей среды.
За счет адсорбции воздушных потоков содержание влаги в них становится существенно ниже, поэтому цикл разморозки-сушки оборудования требуется повторять вдвое реже. Кроме того, и сама разморозка испарителя проходит существенно быстрее – слой инея из-за сухого воздуха оказывается намного меньше. Безусловно, подобный режим работы выгодно сказывается и на производительности холодильной установки.