Frostsystems проектирует и монтирует системы холодоснабжения для предприятий — производителей мороженого: от небольших цехов с одним фризером и суточной выработкой 200–500 кг до крупных фабрик с несколькими закалочными линиями. Обслуживаем объекты в Москве и Московской области.
Производство мороженого — одно из наиболее требовательных к точности холодоснабжения пищевых производств: каждый технологический этап работает при строго определённой температуре, отклонение от которой немедленно отражается на качестве продукта.
Технология производства мороженого и роль холода на каждом этапе
Технологический цикл производства мороженого включает несколько последовательных этапов, каждый из которых предъявляет собственные требования к холодоснабжению.
Приготовление смеси и пастеризация. Смесь нагревается до +85...+90 °С (пастеризация), затем гомогенизируется. После этого смесь охлаждается до +2...+6 °С (холодоснабжение: ледяная вода или хладоноситель пропиленгликоль). Охлаждённая смесь созревает в резервуарах при +2...+6 °С не менее 2–4 часов — это время необходимо для гидратации белков и стабилизаторов.
Фризерование. Созревшая смесь поступает в фризер — специальный теплообменник-мороженицу, в котором одновременно происходят два процесса: замораживание воды (частичное, до 35–50 % вымороженной воды) и насыщение воздухом (взбивание). Температура на выходе из фризера — −5...−7 °С. Хладоноситель для охлаждения рубашки фризера: пропиленгликоль или рассол при −10...−12 °С.
Фасовка. Мороженое из фризера имеет консистенцию густой сметаны — оно ещё мягкое и не держит форму. На фасовочной линии оно порционируется в стаканчики, вафли, упаковки, наносится на палочку (эскимо), формируется в брикеты. Температура в цехе фасовки — +10...+14 °С: при более высокой температуре мороженое течёт и не удерживает форму; при более низкой сотрудники не могут работать без специального снаряжения.
Закалка (закаливание). После фасовки мороженое поступает в закалочный туннель или камеру, где температура воздуха −33...−45 °С снижает температуру продукта с −5...−7 °С до −18...−22 °С в толще за 40–60 минут. ГОСТ 31457-2012 требует: температура в толще закалённого мороженого — не выше −18 °С. Именно при закалке формируется мелкокристаллическая структура — если этот процесс проводится слишком медленно, кристаллы льда вырастают до 50–100 мкм и продукт становится «ледяным» и грубым.
Хранение готовой продукции. Закалённое мороженое хранится на складе при −20...−25 °С до отгрузки. ГОСТ 31457-2012 устанавливает максимальный срок хранения пломбира и сливочного мороженого — 12 месяцев при −25 °С. Температурный режим хранения должен поддерживаться без колебаний: повышение до −15 °С более чем на 24 часа вызывает рекристаллизацию льда и необратимое ухудшение качества.
Холодоснабжение фризеров: рассол или хладагент прямого испарения
Фризер (мороженица непрерывного действия) — технологическое сердце производства. Его рубашка охлаждается либо хладоносителем (рассольная схема), либо хладагентом прямого испарения.
Рассольная схема (наиболее распространённая): чиллер или компрессорный агрегат охлаждает пропиленгликоль или рассол CaCl₂ до −10...−12 °С. Хладоноситель по изолированному трубопроводу подаётся к рубашке фризера. Преимущество: безопасность — хладагент не контактирует с фризером; один агрегат обслуживает несколько фризеров; простота регулировки температуры хладоносителя. Несколько фризеров объединяются на одном контуре с общим чиллером.
Схема прямого испарения: хладагент испаряется непосредственно в рубашке фризера. Применяется на небольших производствах с одним фризером. Выше термодинамическая эффективность — ниже электропотребление. Требует строгого контроля заправки хладагентом: переполнение → гидравлический удар в компрессоре.
Тепловая нагрузка фризера рассчитывается из производительности: типичный промышленный фризер Technogel Continuous 500 (500 кг/ч) требует охлаждения 30–50 кВт. Для нескольких фризеров суммарная нагрузка — 100–250 кВт; под неё подбирается чиллер с коэффициентом запаса 1,2.
Закалочный туннель: параметры и холодоснабжение
Закалочный туннель — ключевой элемент высокопроизводительного производства мороженого. Продукт движется по конвейерной ленте через зону интенсивного обдува воздухом при −33...−45 °С со скоростью воздуха 3–5 м/с. Время прохождения — 40–60 минут в зависимости от типоразмера и начальной температуры продукта.
Схема холодоснабжения туннеля: компрессорный агрегат (или отдельная ступень централи) обеспечивает температуру испарения хладагента −40...−50 °С. Внутри туннеля — промышленные воздухоохладители с вентиляторами большой производительности (3–6 м/с в зоне продукта). Теплоизоляция корпуса туннеля — ППУ 150–200 мм с нержавеющей внутренней обшивкой. Нагрев дренажа обязателен.
Производительность туннелей: коммерческие туннели типа Frigomat, Tetra Pak (Hoyer), Gram Equipment — 200–5000 кг/ч. Под каждый туннель рассчитывается индивидуальная холодильная установка. Специализация на холодоснабжении туннелей с применением микроканальных конденсаторов и адиабатического охлаждения для Московского климата.
Закалочная камера периодического действия
Для производств с суточной выработкой 200–2000 кг, где нет закалочного туннеля, применяются закалочные камеры периодического действия. Тележки с продуктом на противнях закатываются в камеру, по окончании цикла — извлекаются.
Параметры: температура воздуха −35...−40 °С, высокоскоростные вентиляторы (4–8 м/с), время закалки — 60–120 минут (в зависимости от объёма порции и упаковки). Конструктив: ППУ-панели 150–200 мм, нержавеющая сталь AISI 304 внутри, нагрев пола, ТЭН рамы двери, клапан выравнивания давления, нагрев дренажа. Направляющие для тележек — из нержавеющей стали, заподлицо с полом.
Цех фасовки: температурный режим и кондиционирование
Цех фасовки — производственное помещение, в котором мороженое принимает окончательную форму. Температура +10...+14 °С: при −5 °С мороженое из фризера ещё пластично и легко формируется, при +14 °С оно не тает слишком быстро для успешной фасовки. Для сотрудников +10...+14 °С — допустимые условия труда в специализированной одежде.
Холодоснабжение цеха:сплит-система или VRF с температурой воздуха подачи +6...+8 °С. Подача воздуха — потолочная, равномерная по всему помещению, без прямого обдува линии фасовки. Влажность в цехе — не выше 60–70 %: конденсат на упаковке и продукте недопустим. При высокой влажности наружного воздуха (июль-август) необходим осушитель воздуха приточной вентиляции. Требуемая кратность воздухообмена — 4–8 объёмов в час (производственный цех с персоналом).
Освещённость — не менее 500 лк на рабочих поверхностях (ГОСТ Р 55335 для пищевых производств). LED-светильники с рассеянным светом — не создают тепловой нагрузки.
Камера хранения готовой продукции
Склад готовой продукции — классическая низкотемпературная камера. Режим −20...−25 °С, панели ППУ 120–150 мм. Обязательны: нагрев пола, ТЭН рамы двери, клапан давления, скоростные рулонные ворота у рамп.
Расчёт объёма: суточная выработка × коэффициент цикличности (как правило, 3–7 дней). Для производства 1 т/сут при хранении 5 дней: 5 т запаса × плотность укладки мороженого (300–350 кг/м³) = 14–17 м³ полезного объёма камеры.
Стеллажи: стандартные паллетные стеллажи для камер хранения — нагрузка 1000 кг/паллето-место. Высота в камере при стеллажном хранении — не менее 6 м. При напольном хранении — до 5 м.
Схема централизованного холодоснабжения производства
Производство мороженого потребляет холод сразу на нескольких уровнях температур:
Охлаждение смеси и созревание: +2...+6 °С хладоноситель
Склад готовой продукции: −20...−25 °С прямое испарение
На крупных производствах все контуры объединяются в централизованную холодильную станцию с раздельными компрессорными ступенями под каждый температурный уровень. На малых и средних — отдельные агрегаты под каждый контур с единым диспетчерским контроллером.
Аммиачные установки (R717) применяются на производствах мощностью хладоснабжения от 300–500 кВт: наибольшая энергоэффективность, нулевой ПГП, обоснованный выбор для крупных фабрик мороженого. Требует машинного отделения с аварийной вентиляцией и датчиками NH₃.
Хладагенты и хладоносители для производства мороженого
Хладагенты: для среднетемпературных контуров (фризеры, охлаждение смеси) — R452A (рекомендован для новых объектов), R134a, R513A. Для низкотемпературных контуров (закалочный туннель, камера хранения) — R507A (высокая холодопроизводительность при −40...−50 °С), R452A (до −30 °С). На крупных производствах — R717 (аммиак).
Хладоносители для фризеров: пропиленгликоль 35–40 % (рекомендован для пищевых производств, пищевая безопасность при случайном разливе, температура замерзания −20 °С); рассол CaCl₂ 25–30 % (дешевле, температура замерзания до −30 °С, агрессивен к стали, требует ингибитора).
Автоматика и диспетчеризация
Производство мороженого требует стабильности всех температурных контуров одновременно. Любой сбой в хладоснабжении фризера — немедленное ухудшение структуры продукта; сбой в закалочном туннеле — нарушение ГОСТ по температуре в толще.
Контроллеры температуры хладоносителя фризеров — Carel (µPC, pCO5) с точностью регулирования ±0,2 °С. Для закалочных туннелей — Carel (pCO5) или Dixell XW60 с управлением скоростью вентиляторов и контролем температуры воздуха в зоне продукта.
Диспетчеризация всех контуров — Carel PCOL-Manager или Danfoss AK-SC255: единый экран с показателями всех температур, давлений, расходов и сигнализаций. GSM-оповещение обязательно: при аварии на производстве мороженого потеря одной смены выработки — значительный ущерб. Аварийная сигнализация дублируется на несколько уровней — технолог, механик, руководитель производства.
Диагностическая таблица
Признак;Вероятная причина;Действие
Мороженое на выходе из фризера слишком жидкое;Недостаточное охлаждение рубашки — температура хладоносителя выше нормы;Проверить температуру и расход хладоносителя на входе в фризер
Мороженое «ледяное», крупнокристаллическое;Слишком медленная закалка — температура в туннеле недостаточно низкая;Проверить холодопроизводительность закалочной установки, скорость ленты
Конденсат на упаковке в цехе фасовки;Влажность воздуха в цехе выше 65 %;Установить осушитель приточного воздуха, проверить вентиляцию
Хлопья льда на поверхности мороженого при хранении;Нестабильная температура в камере хранения, колебания выше ±2 °С;Проверить агрегат камеры хранения, снизить гистерезис контроллера
Закалочный туннель не выходит на −35 °С;Недостаточная мощность агрегата или обмёрзший воздухоохладитель;Принудительная оттайка, проверить мощность и давление всасывания
Протечка хладоносителя на рубашке фризера;Коррозия рубашки при использовании рассола без ингибитора;Добавить ингибитор коррозии, заменить повреждённые элементы рубашки
Повышенное потребление электроэнергии фризерного контура;Загрязнение пластинчатого испарителя чиллера или неверный расход хладоносителя;Промывка испарителя, проверка расхода насоса
Технологический аудит и техническое задание. Изучается технология производства, ассортимент, суточная выработка, тип фризеров и закалочного оборудования, параметры каждого контура.
Тепловой расчёт. Нагрузки по каждому контуру: фризеры, туннель/камера закалки, цех фасовки, камера хранения. Подбор агрегатов с запасом 15–20 %.
Проектирование. Схема централизованной холодильной станции или отдельных агрегатов. Схема трубопроводов хладоносителя, диаметры, насосная группа.
Монтаж закалочной камеры или туннеля. ППУ-панели 150–200 мм с нержавеющей отделкой, нагрев пола, дверные блоки, направляющие для тележек.
Компрессоры, теплообменники и оборудование для производства мороженого
Компрессоры и агрегаты для фризерного контура (−10...−12 °С хладоноситель): Copeland (ZB/ZS спиральные — тихие, экономичные, применяются на небольших и средних производствах), Danfoss Maneurop (MTZ — надёжные спиральные), BITZER (4H — полугерметичные поршневые для нагрузок от 30 кВт).
Компрессоры для закалочного контура (−40...−50 °С): BITZER (4N, 4H — поршневые полугерметичные для температур кипения до −45 °С), Dorin (CD — специализируются на глубоком холоде), Frascold (D — для централей закалочных туннелей); для крупных производств — GEA Grasso (аммиачные агрегаты), Mycom/Mayekawa.
Теплообменники и конденсаторы: Alfa Laval (пластинчатые паяные — испаритель чиллера хладоносителя фризеров), GEA (кожухотрубные — для аммиачных систем), конденсаторы микроканального типа Guentner (GCHC) с адиабатическим охлаждением — применяются на фабриках мороженого для снижения давления конденсации в жаркое лето.
Технологическое оборудование: фризеры непрерывного действия — Technogel (Италия), Teknofreeze, Frigomat; закалочные туннели — Tetra Pak (Hoyer серия TCA), Gram Equipment, Frigomat (IceTech); диспетчеризация — Carel (pCO5, PCOL-Manager), Danfoss (AK-SC255).
Почему стоит обратиться к профессионалам?
Квалифицированный монтаж и сервис в перспективе значительно снижают эксплуатационные затраты на содержание холодильной техники
Оригинальные комплектующие
Предоставляем запчасти, которые поставляются напрямую от производителей. Подберем качественные аналоги. Ваша экономия до 30% за счет дилерских цен. Сокращенные сроки поставки.
Бесплатная диагностика
Точная причина неисправности определяется во время визита. На основе полученной информации предлагается наиболее подходящий способ решения проблемы.
Выезд на объект в течение 4 часов
Техническое обслуживание холодильного оборудования в Москве и Московской области. Оформление вызова по телефону за 2 минуты. Гарантия на выполненные работы.