Предмет, цели и задачи курса «Холодильная техника и технология»

Задачей любого общества является надежное обеспечение населения продуктами питания. Согласитесь, что голодному человеку не до творчества и он не будет изобретать телевизор, чтобы увидеть в нем изобилие продуктов на чужом столе, а отправится на поиски чего-нибудь съестного.

Хранением продуктов человек занимается давно в силу климатических условий. Не так уж много мест, где все растет круглогодично. При хранении, в зависимости от способа, изменяется качество продукта или даже наступает его порча. По данным Международного института холода, ежегодно теряется от 20 до 30% всех производимых в мире продуктов питания за счет их порчи.

Из всех известных способов хранения скоропортящихся продуктов в промышленной практике наиболее широко пользуются сохранением продуктов при пониженных температурах. Этот способ наиболее эффективен и универсален. В настоящее время количество продуктов, подлежащих ежегодной обработке и хранению с помощью искусственного холода приближается к 1 000 000 000 (миллиарду) тонн. И каждый вид продукта требует для хранения определенных, свойственных ему, условий подготовки к хранению и режимов хранения, т.е. определенной технологии хранения.

Холодильная технология – это отрасль знаний и практической деятельности, решающая задачи сохранения продовольственных продуктов с помощью холода, а также использования холода при их промышленном производстве.

2.2.История развития холодильной техники

Холодильная техника, прежде чем достичь современного уровня, прошла длительный путь своего развития.

Еще первобытные люди заметили, что мясо убитых животных сохраняется дольше зимой, и поэтому в теплое время года хранили мясо в горных пещерах, где снег сохранялся более длительное время.

В дальнейшем стало известно, что если прибавить ко льду соли, то можно получить более низкую температуру. До середины 19 века люди пользовались только естественным ледяным или льдосоляным охлаждением.

В 19 веке с развитием науки и проведенным исследованиям в области свойств жидкостей и их паров, а так же с бурным развитием машинной техники, появилась возможность получения холода посредством специальных холодильных машин.

Английский физик и химик Бойль и немецкий физик Герике еще в конце 17 века установили, что вода в разряжённом пространстве испаряется при низких температурах. В 1777 году Нерн открыл, что в условиях вакуума вода замерзает, если удалять образующиеся водяные пары (например поглощать серной кислотой). Эти наблюдения помогли англичанину Лесли построить в 1810 году первую лёдоделку.

Практическое применение холодильные машины нашли только тогда, когда вместо воды были найдены другие более эффективные рабочие вещества.

В 1834 году английский врач Перкинс построил холодильную машину, работавшую на этиловом эфире.

Эту машину можно считать прообразом современных холодильных машин, т.к. в ней были все наиболее характерные для них части: сосуд, где происходило кипение жидкого эфира за счет отнятия тепла от окружающей среды, в результате чего вода замерзала, обращаясь в лед; насос, сжимавший пары эфира и нагнетающий их в змеевик, охлаждаемый водой, отчего пары снова обращались в жидкость.

Весь процесс в первых холодильных машинах протекал при давлении ниже атмосферного, т.к. Перкинс и его последователи не решались поднимать давление в системе выше атмосферного.

Эти машины, основанные на сжатии газообразных тел, их конденсации и последующем кипении в жидком состоянии, получили название компрессионных.

Впоследствии, конструкторы создали новые компрессионные машины, работавшие с другими рабочими веществами при давлении выше атмосферного. В 1871 году Телье построил машину, работавшую на метиловом эфире, в 1872 году Бойлю был выдан патент на аммиачную холодильную машину.

В 1874 году швейцарский физик Тикте создал машину, работавшую на сернистом ангидриде, а немецкий физик-инженер Линде, одновременно с Виндхаузеном построил углекислотную машину, в которой давление доходило до нескольких десятков атмосфер.

В 1845 году американец Торри изобрез воздушную холодильную машину, работа которой была основана на том, что при расширении предварительно сжатого воздуха происходит понижение его температуры.

Примерно к этому же времени относится и посвление абсорбционных холодильных машин. (Каре, 1862 год)

Если говорить не о создании конструкций холодильных машин, то хронология их внедрения получается примерно такая:

Ø Первая установка для замораживания мяса была построена в Сиднее в 1861 году

Ø В этом же году и тоже в Австралии была установлена холодильная машина на нефтеперерабатывающем заводе.

Ø В 70-х годах 19 столетия были первые попытки перевозок мяса из Южной Америки в Австралию, Францию, Англию на судах-рефрижераторах с воздушными и абсорбционными холодильными машинами

Ø Перевозки продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением начались в 1858 году в США.

Ø Первым крупный холодильник с машинным охлаждением был сооружен в Бостоне (США) в 1881 году, в этом же году вступил строй холодильник в Лондоне, а годом позже и в Германии

В России холодильная промышленность стала развиваться позднее. Первые холодильные машины появились в 1888 году на рыбных промыслах в Астрахани.

В 1889 году были сооружены две холодильные установки на пивоваренных заводах.

В 1895 году был построен первый производственный холодильник емкостью 250 тонн.

Во время первой мировой войны было построено несколько холодильников с целью хранения резерва продуктов для питания армии.

Перед Великой Октябрьской социалистической революцией в нашей стране насчитывалось всего 58 холодильников общей ёмкостью 58 холодильников общей ёмкостью 57 000 тонн, оборудованных в основном импортными тихоходными горизонтальными компрессорами и малоинтенсивной аппаратурой.

Холодильный транспорт состоял из 6500 двухосных вагонов с ледниковым охлаждением и одного судна рефрижератора на 185 тонн.

===

Одной из важнейших задач народного хозяйства является обеспечение круглогодичного бесперебойного снабжения населения высоко­качественными продовольственными продуктами в широком ассорти­менте. Природно-климатические условия России обусловливают сезон­ность производства продуктов животного и растительного происхож­дения, сохранение пищевой и биологической ценности которых в тече­ние длительного периода возможно только с помощью консервирова­ния. Выбор того или иного способа консервирования зависит от свойств продукта, его ценности в конце процесса хранения и эффек­тивности затрат на хранение.

Неотъемлемой частью технологических процессов производства скоропортящихся продуктов, их последующей сохранности, транспор­тировки и реализации является искусственный холод. Не менее 40% производимой в нашей стране сельскохозяйственной продукции необ­ходимо подвергать холодильной обработке в целях предотвращения ее порчи и сокращения потерь. Воздействие холода по сравнению с дру­гими методами консервирования пищевых продуктов вызывает мини­мальное изменение их основных свойств.

Холодильное консервирование — один из эффективных способов обработки и сохранения продуктов высокого качества. Наиболее рас­пространенным и экономичным является охлаждение и хранение про­довольственных продуктов в охлажденном состоянии, позволяющее наиболее полно сохранить присущие им потребительские свойства. Однако срок хранения охлажденных пищевых продуктов ограничен, что не позволяет создать достаточные запасы и обеспечить непрерыв­ное снабжение населения.

Для увеличения продолжительности хранения продукты замора­живают, что существенно тормозит скорость протекания процессов, влияющих на качество. Замораживание и хранение в замороженном виде изменяют начальное качество продуктов, но позволяют сохранить их ценные питательные свойства. Развитие холодильной техники и технологии как самостоятельной области знаний началось одновремен­но с применением холода в пищевых отраслях промышленности и тор­говле. Использование искусственного холода для консервирования пи­щевых продуктов осуществляется немногим более 100 лет. Первые хо­лодильники в России были построены в 1877 г. на рыбных промыслах в Астрахани, Махачкале и других городах.

Первая лаборатория по холодильной технике и технологии пище­вых продуктов в нашей стране была организована проф. Ф.С. Касатки­ным в Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова в 1918 г. В лаборатории был проведен ряд исследований по холодильной обра­ботке скоропортящихся продуктов и тем самым намечены основные направления новой отрасли прикладной- науки — холодильной техно­логии и хранения пищевых продуктов.

Значительную работу по развитию холодильной техники и техно­логии, систематизации исследований и обобщению опыта работы хо­лодильных предприятий провели российские ученые М.В. Тухшнайд, Д.А. Христодуло, Я.Я.Никитинский, Д.Г. Рютов, Ф.В. Церевитинов, Г.Б. Чижов, Н.А. Головкин, Э.И. Каухчешвили и многие другие. . >

В настоящее время в нашей стране создано крупное развитое холо­дильное хозяйство. В отраслях пищевой, промышленности и торговле функционирует около З,3 тыс. холодильников общей вместимостью 7 млн т, в том числе около 2 млн т для хранения фруктов и овощей. Ве­дется строительство специализированных холодильников в местах вы­ращивания сельскохозяйственных культур и производства продуктов.

В России создана и действует непрерывная, холодильная цепь, по­зволяющая сохранить качество и массу продовольственных продуктов на всех этапах товародвижения от производства до потребления. Внед­рение искусственного холода, совершенствование технических средств и методов холодильной обработки и хранения продуктов способствуют снижению потерь и сохранению их биологической ценности.

Технологические процессы на холодильниках требуют больших
материальных и трудовых затрат, так как термическая обработка и хранение пищевых продуктов связаны с производством и использованием
холода, операциями по приему, внутрискладскому перемещению, складированию и выдаче продовольственных грузов. Необходимость материального и технического обеспечения указанных процессов определяет межотраслевые связи холодильного хозяйства с холодильным машиностроением, приборостроением, химической промышленностью и
другими отраслями народного хозяйства.

Своеобразие холодильного хозяйства проистекает из разнороднос­ти его звеньев, поскольку наряду с совокупностью однородных пред­приятий (распределительные холодильники) в него входят холодиль­ники предприятий агропромышленного комплекса (мясной, молочной, рыбной, пищевой промышленности и сельского хозяйства) и потребко­операции. Однако, не будучи самостоятельной отраслью, холодильное хозяйство является единым организационно-хозяйственным комплек­сом, что обусловливается общностью задач его взаимосвязанных звеньев.

В оптовой и розничной торговле с помощью искусственного холода хранится и реализуется значительное количество пищевых продуктов. '

Холод широко используют не только в отраслях агропромышленного комплекса, на транспорте и в торговле, но и в других отраслях народного хозяйства. Он находит применение на предприятиях химической, горной, строительной, нефтеперерабатывающей, металлургической, текстильной, и других отраслей промышленности, в медицине, спорте, быту и т. д.

Специалист торговли должен уметь с помощью холода целенаправленно управлять изменением физических, химических и биологических свойств продуктов для сохранения их высокого качества и доведения до минимума потерь в процессе товародвижения. В учебнике "Холодильная техника и холодильная технология пищевых продуктов" рассматриваются физические основы и технические средства получения низких температур, устройство и теплотехнический расчет охлаждаемых сооружений, вопросы технической эксплуатации холодильников и холодильных установок, холодильная технология пищевых продуктов и использование холода в отраслях агро­промышленного комплекса, в торговле. В связи с необходимостью комплексного развития холодильной промышленности уделено внима­ние общим принципам построения единой непрерывной холодильной цепи.

За последнее десятилетие произошли значительные изменения в холодильном машиностроении, номенклатуре холодильного оборудования, типах холодильных машин и конструкциях теплообменных ап­паратов. Претерпели эволюцию охлаждаемые сооружения, их теплои­золяционные конструкции, схемы автоматизации холодильных устано­вок, схемы и средства механизации грузовых работ. В холодильном транспорте заметную роль стали играть изотермические и охлаждае­мые контейнеры. Расширилось использование искусственного холода в различных отраслях народного хозяйства страны, появились более совершенные установки для охлаждения и замораживания пищевых продуктов.

Все эти изменения учтены в настоящем учебнике, который предназначены для студентов торговых и пищевых вузов.

Требование к уровню освоения содержания курса

В результате усвоения учебной дисциплины «Холодильная техника и технология» студент должен:

Знать:

Ø Основы современного холодильного оборудования

Ø Теоретические основы холодильной обработки и хранения продуктов

Ø Методы холодильной обработки замораживанием

Ø Основные принципы консервирования пищевых продуктов

Ø Основные процессы охлаждения, замораживания, отепления и размораживания пищевых продуктов

Уметь:

Ø Различать способы холодильной обработки пищевых продуктов

Ø Использовать теоретические знания процесса охлаждения, замораживания, отепления и размораживания пищевых продуктов в практических целях

Ø Выявлять особенности холодильной обработки пищевых продуктов

Ø Оценивать конкурентоспособность охлажденных, замороженных, отепленных и размороженных пищевых продуктов.