Охлаждение рассола для шприцевания мяса: расчёт чиллера

Охлаждение рассола для шприцевания мяса считают по количеству рассола, который готовят из водопроводной воды и охлаждают до +2…+4 °C, и по теплу насосов инъектора и массажёров. Калькулятор берёт выработку мяса, процент инъекции, температуры воды и рассола и показывает холодопроизводительность чиллера и температуру гликоля.

Откуда берётся тепло

• Приготовление рассола. Рассол замешивают на воде из сети, летом это 15–20 °C. Всё, что вводят в мясо, нужно охладить до температуры рассола, поэтому нагрузка пропорциональна выработке и проценту инъекции.
• Насос инъектора. Рассол гоняют по кругу: в иглы уходит часть, излишек возвращается через фильтр в ёмкость. Мощность насоса переходит в тепло рассола, и в небольшой ёмкости он заметно греется за смену.
• Массажёры. Вращение барабана и трение кусков друг о друга греют мясо; массажёры с охлаждаемой рубашкой отдают это тепло тому же гликолю. Калькулятор считает мощность приводов насосов и массажёров целиком.
• Ёмкости и трубы. Теплопритоки из цеха — плюс 10 %. Душирование колбас после варки на том же чиллере считают отдельно — в задаче о чиллере для душирования после варки.

Мясо перед инъекцией и после массирования хранят при 0…+4 °C — камеру считают в задаче о чиллере для холодильной камеры. Рассольная ванна для сыра устроена иначе, её разбирает задача о сыроварне.

Формула

Q_р = G × i / 100 × 3,8 × (t_в − t_р) / 3600

Q = (Q_р + N) × 1,1 × (1 + k / 100)

Q_р — приготовление рассола, кВт; G — выработка мяса, кг/ч; i — инъекция, % к массе мяса; 3,8 — теплоёмкость рассола, кДж/(кг·°C); t_в — вода из сети, °C; t_р — рассол, °C; N — мощность приводов насосов и массажёров, кВт; 1,1 — теплопритоки к ёмкостям и трубам; k — запас, %; Q — холодопроизводительность чиллера, кВт. Гликоль подают на 6 °C холоднее рассола; раствор выбирают по этой температуре в расчёте концентрации гликоля.

Если рассол готовят заранее, на смену вперёд, его можно охлаждать дольше и меньшим чиллером, а запас холодного рассола держать в баке — объём считают в расчёте объёма бака-аккумулятора. Гликоль ниже 5 °C, поэтому чиллер подбирают индивидуально, как в справочнике о низкотемпературном чиллере.

Пример расчёта

Линия ветчины: 1000 кг/ч мяса, инъекция 30 %, вода из сети 15 °C, рассол +3 °C, насос инъектора и массажёры 4 кВт, запас 15 %.

1. Рассол: 1000 × 30 / 100 = 300 кг/ч.
2. Приготовление рассола: 300 × 3,8 × (15 − 3) / 3600 = 3,80 кВт.
3. С насосами и теплопритоками: (3,80 + 4) × 1,1 = 8,58 кВт.
4. С запасом: 8,58 × 1,15 = 9,867 кВт, округлённо 9,9 кВт.
5. Гликоль: 3 − 6 = −3 °C, подбор индивидуальный.

Как выглядит установка на 9,9 кВт — компрессоры, потребление, расход, габариты и масса — показано на странице низкотемпературного чиллера 10 кВт на гликоле; температуру гликоля там задают свою.

Типовые ошибки

• Считать только поддержание температуры. Если чиллер подобран на теплопритоки к ёмкости, свежий рассол из тёплой воды остывает часами, и инъектор работает на рассоле +10 °C.
• Забыть насос инъектора. Рассол постоянно циркулирует, и мощность насоса уходит в него; без охлаждения он греется к концу смены на несколько градусов.
• Слишком холодный гликоль в рубашке. При −10 °C рассол намерзает на стенке, корка ухудшает теплообмен и меняет концентрацию соли в оставшемся рассоле.
• Рассол через испаритель чиллера. Соль разъедает испаритель; рассол охлаждают только через рубашку или отдельный теплообменник из стойкого материала — какой выбрать, рассказано в справочнике о теплообменниках чиллера.