росток  росток росток

Экономика быстрого замораживания

В индустрии питания проблема приве­дения продукта к состоянию, удобному для долгосрочного хранения, давно стала равно значимой с задачами производства сельскохозяйственной продукции и про­дуктов питания. Сохранить продукт - это обеспечить практически неизменными в течение всего срока хранения такие его качества, как бактериальная чистота, вку­совые свойства, пищевая ценность, мас­са, внешний вид, отсутствие биохимичес­ких изменений.

Среди известных традиционных техно­логий хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции (тепловое консерви­рование, замораживание, сублимация, пастеризация, использование химических добавок - консервантов) наиболее эф­фективной, с точки зрения соблюдения перечисленных параметров, является тех­нология быстрого замораживания (БЗ).

Технология БЗ

Идея быстрого замораживания состоит в формировании режимов охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов, что обеспечивается (например, в аппа­рате, где воздух служит передатчиком теп­лоты от замораживаемого продукта к хла­дагенту) снижением температуры до -35....-42°С, ускоренным движением хладоносителя (воздуха) за счет интенсивного обдува испарителя. Если при традиционной технологии общее время замораживания составляет 2 ч, то при БЗ - 20...30 мин (см. график). Следует отметить, что даль­нейшее формирование процесса за счет более низких температур среды ограниче­но возможными деформациями продукта.

Результаты применения технологии БЗ

Структура тканей. При форсирован­ном переходе В2С2 из жидкой фазы в твер­дую процесс кристаллообразования коро­че в 4 раза, чем В1С1, т.е. центров кристал­лообразования больше, а сами кристал­лы меньше. Кроме того, совмещается во времени кристаллизация в клетке и мем­бране. В результате при технологии БЗ, в отличие от обычного замораживания, при кристаллизации не нарушаются межкле­точные перегородки, составляющие бел­ковый каркас тканей, соответственно не изменяется влагосвязывающая способ­ность мяса с сохранением адсорбцион­ной, капиллярной и осмотической влаги в связанном состоянии. Все вместе это оз­начает сохранение естественной структу­ры тканей свежего продукта.

Экология и биохимия. Отсутствие какой бы то ни было химической и терми­ческой обработки и вследствие этого не­ изменение типов белков делают быстрое замораживание способом, абсолютно не ухудшающим экологическую чистоту и биохимические свойства продукта.

Бактериальная чистота. За счет ско­рости замораживания сокращаются и пе­риоды активности бактериальной среды. Бактериальная среда различных типов имеет разные (в том числе и ниже 0°С) температурные «этажи» жизнедеятельно­сти. При медленном движении «лифта температур» в продукте появляются и ос­таются следы жизнедеятельности каждо­го из этих типов, при быстром процессе БЗ «лифт» проезжает без остановок, и ряд типов не успевает развиться.

Масса. Потери массы, возникающие в результате испарения жидкостей (высы­хания) при замораживании, составляют в обычном режиме 10%. Форсированный режим быстрой заморозки сокращает по­тери массы до 1,5%, что сохраняет конси­стенцию продукта и дает значительный экономический эффект.

Вкусовые качества, пищевая цен­ность. Предотвращение высыхания при БЗ, сохранение влаги в связанном состоя­нии, а также быстрое образование ледяной оболочки приводят к тому, что ароматичес­кие и питательные вещества остаются зак­люченными в самом продукте, тем самым сохраняя его качество: вкусовые свойства и пищевая ценность не успевают выйти.

Распространение технологии БЗ

К современным областям применения технологии БЗ относятся заготовка, переработка и изготовление таких видов пищевого сырья и пищевых продуктов, как птица, мясное сырье, рыба и море­продукты, мороженое, овощи, фрукты, изделия из теста, мясные полуфабрика­ты и т.п., готовые быстрозамороженные блюда. Объем мирового производства по таким группам, как птица, мороженое, изделия из теста, полуфабрикаты и го­товые блюда, превышает 30 млн т в год. Производством быстрозамороженных продуктов (БЗП) занимаются более 350 компаний мира. Ведущее место занима­ют США, Венгрия, Польша, Голландия, Франция, Италия и др.

В Российской Федерации примене­ние технологии БЗ ограничено заготов­кой рыбы, птицы, изготовлением моро­женого и пельменей. Заготовка сырья ведется традиционными (с 10%-ными потерями) технологиями замора­живания. Заготовку овощей заморажи­ванием начали вести только некоторые предприятия. Изготовление изделий из теста, полуфабрикатов и готовых блюд также не является распространенным и весьма ограничено в ассортименте и объемах (кроме пельменей и котлет, к тому же преобладающая на прилавках их доля получена медленным замора­живанием, соответственно и качество их нестабильно). В целом ситуацию на отечественном рынке производства и потребления БЗП можно охарактеризо­вать так: небольшой ассортимент, не­значительный уровень качества и стан­дартизации при большом потенциале потребностей населения страны. В не­малой степени это определяется низкой технологической оснащеннос­тью предприятий.

Требования к оборудованию для БЗ

Технологическое оборудование, применяемое для замораживания пищевых продуктов, должно удов­летворять следующим основным требованиям: вещество, служащее для отвода теплоты и контактирую­щее непосредственно с пищевым продуктом, должно быть безвред­ным для здоровья и не разрушать продукт, время замораживания - не­большим для сохранения качества продукта, а оборудование, служащее для замораживания похожих по ассорти­менту изделий, - как можно более уни­версальным и менее энергоемким. В кон­структивном отношении машины и агре­гаты необходимо скомпоновать с произ­водственной линией.

Виды оборудования для технологии БЗ

Существующие и возможные виды оборудования для БЗ имеют следую­щие принципиальные особенности:

  • по виду хладоносителя, хладаген­та и способу его охлаждения - воздух, охлажденный турбохолодильной маши­ной (ТХМ) до -70...-150°С; жидкий азот при -147°С, в который погружается или которым орошается продукт; воздух, ох­лажденный холодильной техникой на фреонах, аммиаке, до -35...-42°С; по способу движения продукта - спи­ральный, конвейерный и барабанный тун­нели, тележечная стационарная камера;
  • по способу размещения продукта - ленточный, сеточный, люлечный, блочный (плиточный).

Способ замораживания. С точки зре­ния экологической чистоты по сравнению с оборудованием с галогенсодержащими хладагентами типа фреоны, безусловно, предпочтительнее работающие на возду­хе турбохолодильные машины. Однако при температуре выше -70°С эффективность их заведомо ниже, чем у холодильной техни­ки, работающей на фреоне. Кроме того, при температуре -50°С и ниже возможны внутренние напряжения, разрывы, дефор­мации и хрупкость продукта. ТХМ не полу­чили широкого применения из-за отсут­ствия небольших по мощности ТХМ и дос­таточно высокой стоимости этого оборудо­вания. Промышленного выпуска такого оборудования для БЗ пока нет.

Установки на жидком азоте также пред­почтительны с точки зрения экологии. Од­нако расходуется примерно 1,2 л жидкого азота на 1 кг продукта, а отработанный азот находится в газообразном состоянии и удаляется в атмосферу. Высокая затрат­ность этого способа сужает его примене­ние в областях с высокой стоимостью еди­ницы продукта, например, в медицине. Аппараты такого принципа действия вы­пускаются фирмами «Linde», «Air Products», «АGА», ООО «Темп 11» и др.

Наиболее распространенными на практике являются установки для БЗ на основе компрессорной холодильной техники. Многолетняя ее культивация на уровне промышленных установок, а зна­чит, тщательная продуманность устрой­ства и его постоянное совершенствование обеспечивают высокую эффективность, отличные эксплуатационные характерис­тики и самую высокую надежность холо­дильных машин. Существующие модифи­кации компрессоров, такие как поршне­вой, более совершенный «винт» и наибо­лее прогрессивный спиральный компрес­сор, полностью удовлетворяют потребно­сти как БЗ, так и традиционных техноло­гий замораживания, охлаждения, хране­ния. Такую скороморозильную технику на базе компрессорных установок, различ­ных по принципу действия, для заморажи­вания различной продукции серийно вы­пускают широко известные зарубежные фирмы «Gramm», «Frigoskandia», «Alfa Laval», «Finnengan» и т.д. Из российских производителей можно отметить «Норд-Ис», «Гран», «Агро-ХолодМаш-Комп-рессор», технологический центр «Рос­ток», работающий на базе комплектую­щих фирмы «Термо Кул».

Транспортная схема аппарата БЗ. Безусловно, спиральные аппараты - наиболее развитая модификация машин для БЗ. Цена на зарубежные аппараты «Меуп», «Соррепз» производительностью 500 кг/ч составляет примерно 300 тыс. долл. США. В них продукт перемещается по спиральному конвейеру, поднимаясь вверх. Основной специальный узел зани­мает минимум площади. Кинематика это- фигурные изделия, так как подморажива­ние не фиксирует их форму, а галтовка сбивает все выступы и края продукта. По­этому применение барабанных аппаратов ограничено несложными изделиями про­стой формы, такими как отформованные на ленте пельмени, изготовленные на мя­сокомбинатах.

Тележечные аппараты представляют собой наиболее простую и дешевую раз­новидность аппаратов БЗ, так как в них отсутствует транспортер, и продукт зака­тывается на тележках/рамах либо раскла­дывается на стеллажах. Соответственно здесь выше доля ручного труда. Аэроди­намика обдува продукта в этом случае хуже и неравномерна. КПД холода ниже, так как постоянно открываются двери ка­меры. Главный же недостаток в том, что они нарушают конвейерную организацию производства и приводят к высокой себе­стоимости продукта.

Способ размещения продукта. Оп­ределяет допустимые для аппарата БЗ виды продуктов, исходя из специфики фактуры и характера движения несущей поверхности. Ленточная кинематика основана на полимерных, иногда метал­лических лентах и является наиболее универсальным носителем. Ограниче­ние: продукты с хрупкой поверхностью, нарушаемой при отрыве от ленты (яго­ды), либо плохо отделяемые от ленты; обдув и охлаждение только сверху и сбо­ку.

Сеточные транспортеры позволя­ют организовать обдув и охлаждение продукта со всех сторон, а также воз­душный подпор снизу, поэтому применение движения достаточно сложная и требу­ет высокой точности направляющих, вы­полнена, как правило, на базе поворотной сетки из металлических или пластиковых звеньев. Эти аппараты имеют более вы­сокую стоимость, применимы для продук­тов, сочетающихся с сеточной фактурой.

Кинематика конвейерных аппаратов реализует поступательное перемещение продукта по горизонтали (ленточные транспортеры) либо по синусоиде (люлечные и другие транспортеры). Такие аппа­раты отличают простота и надежность, стоимость их в 2 раза ниже, чем спираль­ных. Однако линейность расположения транспортера может привести к суще­ственному удлинению аппарата. Поэтому практикуется устройство транспортера из нескольких расположенных друг над дру­гом автономных конвейеров с перевалкой продукта с одного конвейера на другой. Такая перевалка несколько ограничивает класс продуктов, пригодных к заморозке на конвейерных аппаратах БЗ: не подхо­дит то, что нельзя переворачивать. Если конвейеры будут слишком короткими, подмораживание может не зафиксиро­вать форму. При разумном увеличении длины подходят штучные изделия средних и мелких размеров.

Барабанные аппараты БЗ включают в себя, как правило, комбинацию конвей­ера, на котором осуществляется подмо­раживание, с барабаном, в котором про­изводится домораживание поступающе­го с конвейера продукта. Барабан мед­ленно вращается, продукт в нем находит­ся до окончания замораживания и затем переваливается на конвейер. Одновре­менно с этим в барабане про­исходит гал­товка (разрыв ненужных со­единений из жил фарша между штучны­ми изделиями, например, пельменями). Однако это су­щественно ограничивает класс продукта: не подходят штучные сред­них размеров и разделяются как для обычных продуктов, так и для продуктов с хрупкой поверхностью (в так называемых аппаратах флюидизационного типа, где продукт как бы парит в воздухе над сеткой). Ограничение: де­формация поверхности продуктов, кото­рые «залипают» (мясной фарш, тесто и т.п.). В таких транспортерах применена более сложная процедура очистки, по­этому они дороже, чем ленточные. Флюидизационный аппарат «РпдозсапаЧа» производительностью 2 т/ч стоит при­мерно 600 тыс. долл. США без холода.

Люлечные транспортеры обеспечи­вают транспортировку продукта в тонне­ле в неизменном положении и без пере­валки. Люлька может быть сеточной. В них можно замораживать продукты, име­ющие вначале жидкую консистенцию, расфасованные продукты, а также штуч­ные крупных размеров. По стоимости за­нимают среднее положение между лен­точными и спиральными аппаратами.

Плиточные аппараты предназначе­ны для замораживания блоков сырья (рыба, мясо) с передачей тепла от про­дукта к испарителю без воздуха хладоно-сителя. Блок закладывается непосред­ственно в пазы испарителя в картонной упаковке или без нее. Это самая высокая эффективность замораживания, ограни­чения - только для заготовки сырья.

Экономическая оценка эффективности БЗ

Приведена на примере аппаратов ТМК производства технического центра «Росток».

1. Уменьшение потерь массы от усуш­ки потери готовой продукции в месяц при ис­пользовании оборудования для быстрого замораживания (БЗО):

  • производительностью 150 кг/ч на 8,4 т (150 кг/ч х 20 ч х 28 дней х 10°: : 1000);
  • производительностью 300 кг/ч на 16,8 т (300 кг/ч х 20 ч х 28 дней х 10% : : 1000);
  • производительностью 600 кг ч на 33,6 т (600 кг/ч х 20 ч х 28 дней х 10% : : 1000).

2.       Сокращение времени заморажива­ния 1 т продукции при БЗ примерно в 4 раза позволяет уменьшить:

  • производственные площади при равном производстве в 4 раза, а это дает возможность экономить на арендной пла­те (амортизации), затратах на освещение, отопление, воду для санобработки поме­щения и т.д.;
  • общезаводские (накладные) расхо­ды на 1 т продукции за счет условно-по­стоянных расходов;
  • численность обслуживающего пер­сонала на 28...31%, что приводит к сокра­щению расходов на оплату труда и отчис­ления от заработной платы, затрат на воду для личного потребления, площадей раз­девалок и душевых, цеховых расходов [(8 -6): 8 +(12-8): 12+ (17-11): 17] :3х 100% = 31% (см. таблицу).

3.       Разница в стоимости оборудования окупится за 2...2,5 месяца - 39...52 тыс. долл./6,8 тыс. долл. (6,8 тыс. долл. = 8400 кг х 23,3 руб./кг : 28,5 руб./долл.), а ежемесячная дополнительная прибыль будет равна стоимости  дополнительно полученной продукции в результате сни­жения потерь при замораживании (при использовании БЗО производительнос­тью 150 кг/ч - от 7,5 до 8,4 т в месяц).

Стоимость оборудования для замора­живания равного количества продукции (75.. .84т в месяц): скороморозильного обо­рудования - 52 тыс. долл., в том числе скороморозильного туннеля ТМК-150 - 20 тыс., компрессорного агрегата ВП7ЕВ - 32 тыс. долл.; оборудования при традици­онном (камерном) замораживании - 39 тыс. долл., в том числе холодильных ка­мер, равных по объему ТМК-150, - 12 тыс. (6 камер по 2 тыс. долл.), морозиль­ных агрегатов АСВ-202 - 25 тыс. (10 аг­регатов по 2,5 тыс. долл.), лотков, теле­жек-этажерок - 2 тыс. долл. (1000 лотков и 9 этажерок).

4. Уменьшение срока окупаемости оборудования примерно на 15...20% [(1 -- 0,25) х 1,55], в том числе фактор цены оборудования дает увеличение срока оку­паемости на 25% [(52 - 39): 52 х 100)], а фактор прибыли - снижение его на 50...60% (18 х 100% / 11,2 - 100%). Усло­вие - норма прибыли 20%: заморажива­ние в обычных камерах - производство 84000 кг дает прибыль 11,2 тыс. долл. при реализации по 23,3 руб./кг (3,8 руб. х х 84000 кг : 28,5 руб./ долл.), в скоромо­розильных камерах - прибыль равна 18 тыс. долл. (11,2 тыс. долл. + дополни­тельно полученная прибыль за счет сни­жения потерь при замораживании на 6,5 тыс. долл. и сокращения численности на 0,3 тыс. долл.).

© 2014 Инвестиционная группа компаний Росток