Глазирование рыбы и морепродуктов: расчёт чиллера для воды

Чиллер для глазирования рыбы и морепродуктов держит воду в ванне глазировщика около 1 °C. Считают его по подпиточной воде, которая уходит на продукт в виде глазури и заменяется водой из сети, и по теплу насосов. Калькулятор берёт производительность линии, процент глазури, температуру воды из сети и объём ванны и показывает холодопроизводительность и время охлаждения ванны после заливки.

Откуда берётся тепло

• Подпиточная вода. Каждый килограмм глазури, который уносит продукт, заменяют водой из сети, а её нужно охладить с 10–20 °C до 1 °C. Это главная рабочая нагрузка, она растёт с производительностью и процентом глазури.
• Насосы. Насос душевой решётки или циркуляции ванны работает всю смену, и его мощность уходит в воду.
• Ванна, конвейер, распыл. Мелкие капли душа и открытая ванна набирают тепло из цеха, конвейер приносит тепло с обратной ветви. Калькулятор добавляет 20 %.
• Сам продукт при −18…−25 °C воду охлаждает: глазурь намерзает на нём и отдаёт ему теплоту кристаллизации. В расчёт это не идёт, потому что в паузах между партиями продукта нет, а вода должна оставаться холодной.

Глазирование шоколадом и кондитерской глазурью устроено иначе — там охлаждают воздух в тоннеле, это задача об охлаждающем тоннеле. Ближайшая по схеме задача — гидроохлаждение овощей и фруктов: там тоже вода около 1 °C через теплообменник.

Формула

Q_г = G × g / 100 × 4,19 × (t_в − 1) / 3600

Q = (Q_г + N) × 1,2 × (1 + k / 100)

τ = V × 4,19 × (t_в − 1) / (3600 × Q)

Q_г — охлаждение подпиточной воды, кВт; G — производительность линии, кг/ч; g — глазурь, % к массе продукта; 4,19 — теплоёмкость воды, кДж/(кг·°C); t_в — вода из сети, °C; 1 — вода в ванне, °C; N — насосы глазировщика, кВт; 1,2 — теплопритоки к ванне, конвейеру и распылу; k — запас, %; Q — холодопроизводительность чиллера, кВт; V — объём ванны, л; τ — время охлаждения ванны после заливки, ч (для нагрузки меньше 2 кВт — по чиллеру на 2 кВт), как в расчёте времени охлаждения воды в баке.

Верхний предел глазури задаёт технический регламент ЕАЭС 040/2016 «О безопасности рыбы и рыбной продукции»; при повторном глазировании процент считают суммарно. Гликоль −4 °C ниже границы серийных чиллеров, поэтому подбор индивидуальный, как описано в справочнике о низкотемпературном чиллере; раствор выбирают в расчёте концентрации гликоля.

Пример расчёта

Линия глазирования креветок: 1500 кг/ч, глазурь 8 %, вода из сети 15 °C, ванна 500 л, насосы 1,5 кВт, запас 15 %.

1. Подпиточная вода: 1500 × 8 / 100 = 120 кг/ч.
2. Охлаждение подпитки: 120 × 4,19 × (15 − 1) / 3600 = 1,955 кВт, округлённо 1,96 кВт.
3. С насосами и теплопритоками: (1,955 + 1,5) × 1,2 = 4,146 кВт.
4. С запасом: 4,146 × 1,15 = 4,768 кВт, округлённо 4,8 кВт.
5. Охлаждение ванны после заливки: 500 × 4,19 × 14 / (3600 × 4,768) = 1,7 ч.

Как выглядит установка на 4,8 кВт — компрессоры, потребление, расход, габариты и масса — показано на странице низкотемпературного чиллера 5 кВт на гликоле; температуру гликоля там задают свою.

Типовые ошибки

• Не учесть заливку ванны. Если ванну меняют каждую смену, свежая вода из сети остывает до 1 °C часами; без этого запуск линии сдвигается, а работать на тёплой воде нельзя — глазурь ложится тонко и неровно.
• Вода теплее 2 °C. Глазурь намерзает хуже, продукт сильнее подтаивает на поверхности, и процент глазури выходит за допуск то в одну, то в другую сторону.
• Вода через испаритель. В ванне остаются чешуя и крошка продукта; пластинчатый испаритель ими забивается. Воду охлаждают в разборном теплообменнике с фильтром — какой выбрать, рассказано в справочнике о теплообменниках чиллера.
• Чиллер на воде без гликоля. Чтобы получить в ванне 1 °C, хладоноситель должен быть ниже нуля; чиллер на воде при такой уставке заморозит испаритель.