Бесконтактное охлаждение
Чаще используют способы бесконтактного охлаждения, в которых теплота передается через среду или среды, разделяющие охлаждающее и охлаждаемое тела. Интенсивность теплообмена в этих случаях зависит от термического сопротивления разделяющих сред.Первой разновидностью бесконтактного охлаждения является способ, при котором обменивающиеся теплотой среды разделены поверхностью из высокого теплопроводного материала. Так, для охлаждения жидкостей используют аппараты, в которых теплообмен между охлаждаемой жидкостью в резервуаре 2 и охлаждающей средой в рубашке 1 происходит через металлическую стенку резервуара (рис. 5.3, а) или через стенки труб 3 (рис. 5.3, б). Для замораживания твердых пищевых продуктов в блоках широко используют плиточные аппараты, в которых теплообмен между продуктами и охлаждающей средой осуществляется через металлическую стенку каналов 5, выполненных внутри плит 69 контактирующих с продуктом 4 (рис. 5.3, в). На рис. 5.3, г показано устройство, в котором теплота от замораживаемых твердых продуктов 7 передается через тонкую стальную конвейерную ленту 8 хладоно-сителю, орошающему ленту снизу. Так как термическое сопротивление тонких металлических лент мало, то интенсивность теплообмена здесь близка к контактному охлаждению, но затраты металла возрастают. Кроме того, плиточные аппараты (рис. 5.3, в) применяют только для замораживания продуктов определенной формы и размеров.
К такому же бесконтактному охлаждению относится и обработка продуктов во влагонепроницаемой оболочке (например, полимерной), которой покрывают пищевые продукты для защиты от нежелательного по каким-либо причинам непосредственного соприкосновения с хладагентом или хладоносителем при погружении в него либо при орошении. Иногда этот способ называют непрямым контактным, поскольку по интенсивности он близок к прямому контактному способу.
Для другой разновидности бесконтактного охлаждения характерна передача теплоты от охлаждаемых тел к охлаждающим приборам через подвижную промежуточную среду, чаще всего через воздух. Передача теплоты идет посредством конвективного теплообмена в воздухе и лучистого теплообмена, а потому интенсивность передачи теплоты в этом случае оказывается существенно ниже чем при контактных способах, так как коэффициент теплоотдачи к воздуху от поверхности охлаждаемых тел во много раз меньше, чем к жидкостям. Однако бесконтактный способ охлаждения с передачей теплоты через воздух отличается универсальностью, поскольку таким путем могут охлаждаться тела любой формы, а соприкосновение охлаждаемых тел с воздухом очень редко может иметь вредные последствия.
В зависимости от вида охлаждающих приборов и способа организации циркуляции воздуха в охлаждаемом помещении бесконтактное охлаждение с передачей теплоты через воздух подразделяют на системы батарейного охлаждения (при использовании батарей — охлаждающих приборов со свободным движением воздуха), воздушного охлаждения (при использовании воздухоохладителей — охлаждающих приборов с вынужденным движением воздуха) и смешанного охлаждения (при использовании батарей и воздухоохладителей).
При циркуляции воздуха в охлаждаемом помещении изменяется не только его температура, но и влажность. Омывая поверхность охлаждающих приборов воздух охлаждается и осушается; нагреваясь у поверхности ограждений и охлаждаемых тел, воздух вновь приобретает способность к поглощению влаги. Таким образом, при бесконтактном охлаждении теплообмен может сопровождаться массообменом, что усложняет процесс и вызывает потери массы обрабатываемых неупакованных продуктов, содержащих влагу.