Камери шокової заморозки – це високотехнологічні системи, призначені для швидкого охолодження продуктів до наднизьких температур (від -18 ° C до -40 ° C). Такі показники потрібні для того, щоб зберегти структуру, смак та поживні властивості їжі, запобігши росту бактерій та утворенню великих кристалів льоду.
Чи не головним елементом таких камер є осьові вентилятори, які вирішують тут дуже важливе завдання – забезпечують рівномірний розподіл холодного повітря. Необхідно розібратися, чому саме осьові вентилятори стали незамінними у цій сфері, як вони працюють та які інженерні рішення підвищують їхню ефективність.
Роль осьових вентиляторів у шоковому заморожуванні
Осьові вентилятори відрізняються від інших типів (відцентрових, тангенціальних) способом переміщення повітря: лопаті обертаються навколо осі, створюючи потік, спрямований паралельно їй. Це дозволяє досягти високої швидкості повітряного потоку за відносно низького енергоспоживання. У камерах шокової заморозки їхнє основне завдання – забезпечити інтенсивну циркуляцію повітря, щоб прискорити теплообмін між продуктами та холодоагентом, а також виключити появу так званих «теплових кишень» – зон з нерівномірним охолодженням.
Читайте також: що таке шокфростер або камера шокової заморозки
Крім того, вони допомагають мінімізувати час заморозки, що критично для збереження якості м’яса, риби, ягід та напівфабрикатів. Наприклад, при заморожуванні ягід без використання осьових вентиляторів процес може тривати 4-6 годин, а з ними – лише 20-30 хвилин. За рахунок такого процесу знижуються втрати вологи та зберігається текстура продукту.
Конструктивні особливості осьових вентиляторів для екстремальних умов
Камери шокової заморозки – це агресивне середовище для будь-якого обладнання. Низькі температури, висока вологість та постійне утворення інею вимагають особливого підходу до конструкції вентиляторів.
Матеріали лопатей та корпусу:
- алюмінієві сплави – легкі, стійкі до корозії та деформації під час перепадів температур;
- нержавіюча сталь – використовується в моделях для м’ясопереробних цехів, де важлива гігієна.
- полімерні покриття – запобігають налипанню снігової «шуби» на лопатях.
Також обов’язково передбачається захист від зледеніння. Електричні нагрівачі вбудовані в маточину вентилятора для періодичного розморожування. Системи зворотного обертання забезпечують короткочасну зміну напряму лопатей, що допомагає збивати лід.
Енергоефективні двигуни – те, що відрізняє дане обладнання від старих вентиляційних агрегатів. Нові осьові вентилятори оснащуються силовими установками з електронною комутацією (EC-мотори), які регулюють швидкість обертання в залежності від навантаження, знижують енергоспоживання на 30-40% порівняно з асинхронними аналогами, крім того, працюють тихо (до 50 дБ), що є важливим для комфорту персоналу.
Схема роботи вентиляторів у камері
У типовій камері шокової заморозки осьові вентилятори інтегровані в єдину систему:
- Випарник охолоджує повітря до заданої температури.
- Вентилятори забирають холодне повітря і направляють його до зони заморожування.
- Повітроводи розподіляють потік так, щоб він охоплював продукти з усіх боків.
- Тиск та швидкість регулюються автоматикою, щоб адаптуватися до завантаження камери.
Як приклад: у тунельних камерах морозильні потоки досягають швидкості 2-5 м/с, що забезпечує миттєве утворення крижаної скоринки на продуктах (технологія IQF).
Переваги осьових вентиляторів перед іншими типами
Осьова конструкція створює більший повітряний потік при менших витратах енергії, ніж відцентрові аналоги, за рахунок чого, відповідно, може похвалитися виключно високим ККД.
Такі вентилятори займають мінімум місця, що полегшує проектування камер. Модульна конструкція дозволяє швидко замінити лопаті чи двигун без зупинки системи. Немає жодних мертвих зон, бо тут односпрямований потік.
Якщо порівнювати з відцентровими вентиляторами, то вони здатні створювати більш високий тиск, але споживатимуть більше енергії. Вони підходять для систем з довгими повітроводами, так що в компактних камерах шокової заморозки їхній коефіцієнт корисної дії буде на порядок нижче.
Інновації в технологіях осьових вентиляторів
Системи моніторингу
Датчики вібрації та температури у реальному часі відстежують стан вентиляторів. При відхиленнях (наприклад, зледеніння лопат) система надсилає повідомлення оператору.
Гібридні рішення
Деякі виробники поєднують осьові вентилятори з ежекторами, які посилюють потік повітря без збільшення потужності двигуна.
Екологічні холодоагенти
З переходом на CO₂ та аміак вентилятори адаптують для роботи з більш щільним та вологим повітрям, що потребує посиленого захисту від корозії.
Рекомендуємо прочитати який холодоагент найефективніший
Практичні рекомендації щодо вибору та експлуатації
На основі наших досліджень можна порекомендувати наступний розрахунок потужності: на 1 тонну продукції потрібно приблизно 6-8 вентиляторів потужністю 0.5-1 кВт. Швидкість повітря має бути не менше 2 м/с для дрібних продуктів (ягоди) та 4-5 м/с для великих (тушки птиці).
Рекомендуємо прочитати: заморожування овочів та фруктів у камерах шокової заморозки
Правильне розміщення дуже важливе. Вентилятори рекомендується встановлювати над випарником або по периметру камери. Кут нахилу лопатей регулюють для оптимізації потоку.
Обслуговування відрізняється своєю простотою. Потрібне щомісячне очищення лопатей від інею та забруднень. Щорічно – заміна підшипників та перевірка балансування.
Майбутнє заморозки – за інтелектуальними системами
Осьові вентилятори – це не просто механічні компоненти, а основа ефективного шокового заморожування. Їх розвиток йде у бік інтеграції з IoT-платформами, де штучний інтелект оптимізує швидкість та температуру залежно від типу продукту. Вже сьогодні такі рішення дозволяють скоротити енергоспоживання на 25% та підвищити продуктивність камер на 40%. При виборі обладнання важливо враховувати як потужність, так і сумісність із новітніми системами управління – це запорука довгострокової окупності та відповідності екологічним стандартам.
