Руководство по регулированию температуры при переработке пищевых продуктов в условиях холодовой цепи

Термический дисбаланс в окружающей среде и теплоизоляция

В июле температура окружающей среды на открытом воздухе на производственном объекте компании «Тяньбао Фушэн» (天宝食品公司) постоянно создает условия высокой температуры, при этом температура поверхности земли достигает пиковых значений. В то же время в цехах быстрого замораживания необходимо поддерживать низкие температурные показатели, чтобы предотвратить порчу продуктов и сдерживать рост бактерий.

Эти две зоны разделяет высокоэффективная дверь с теплоизоляционным барьером, поддерживающая разницу температур ($\Delta T$) почти $40^\circ\text{C}$. Эта граница служит основной технической системой защиты, обеспечивающей свежесть сырья и строгий контроль качества.

Динамика теплопереноса через границы цехов

Для поддержания необходимой низкотемпературной среды в производственном помещении системы охлаждения должны постоянно компенсировать поступление тепла в цех. Скорость теплопередачи через перегородки и изолированные двери цеха рассчитывается с использованием стандартного закона Фурье о теплопроводности:

$$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}$$

Где:

• $Q$ = Скорость теплопередачи ($\text{Вт}$)
• $k$ = Теплопроводность полиуретановой теплоизоляционной панели ($0,022 \text{ Вт / (м} \cdot \text{К)}$ [1])
• $A$ = Площадь поверхности двери с теплоизоляционным барьером ($\text{м}^2$)
• $\Delta T$ = Разница температур между внешней средой и низкотемпературным цехом ($^\circ\text{C}$ или $\text{K}$)
• $d$ = толщина панели с изоляционным барьером ($\text{м}$)

Например, для теплоизолирующей двери площадью $6,0\text{ м}^2$, толщиной $0,15\text{ м}$ ($150\text{ мм}$) и разности температур ($\Delta T$) в $40^\circ\text{C}$ ($38^\circ\text{C}$ снаружи и $-2^\circ\text{C}$ внутри), скорость теплопроводности в стационарном режиме рассчитывается следующим образом:

$$Q = \frac{0,022 \cdot 6,0 \cdot 40}{0,15} = 35,2\text{ Вт}$$

Эта тепловая нагрузка, а также тепловые нагрузки от проникающего воздуха через дверные проемы, должны постоянно удаляться холодильной системой для предотвращения колебаний температуры [1].

Технические стандарты для низкотемпературных помещений по переработке пищевых продуктов

Низкотемпературные цеха разделены на отдельные зоны в соответствии с требованиями безопасности пищевых продуктов и технологического процесса. В зоне переработки быстрозамороженного чеснока операторы выполняют сортировку, взвешивание и упаковку.

В приведенной ниже таблице указаны нормы температуры, относительной влажности и дезинфекции, соблюдаемые в этих помещениях для холодной обработки:

Эргономика человека и протоколы использования средств защиты

Работа в холодном цехе в условиях летней жары на улице создает серьезные эргономические проблемы. Сотрудникам приходится часто перемещаться между зонами с разными климатическими условиями, что вызывает физическую нагрузку на организм человека.

В целях снижения рисков для здоровья и поддержания мелкой моторики при выполнении высокоточных операций, таких как сортировка и взвешивание, компания «Тяньбао Фуд» ввела обязательный протокол использования средств индивидуальной защиты (СИЗ).

• Термоизоляционный слой: Операторы должны носить многослойные куртки с утеплителем из синтетического волокна, чтобы удерживать тепло тела.
• Респираторные барьеры: Для защиты дыхательных путей от сухого холодного воздуха и взвешенных в воздухе частиц чесночной пыли необходимо использовать пылезащитные маски с высокой степенью фильтрации.
• Защита от ударов: Рабочие носят утепленные нитриловые перчатки, которые предотвращают обморожение и при этом позволяют сохранить ловкость рук, необходимую для отбора бракованных зубчиков чеснока.

Оптимизация процессов и рабочие процессы контроля качества

В целях обеспечения безопасности пищевых продуктов и минимизации узких мест в технологическом процессе линия по переработке чеснока организована по принципу линейного однонаправленного технологического потока. Такая схема организации предотвращает перекрестное загрязнение между сырьем и упакованной готовой продукцией:

• Визуальная сортировка: Рабочие проверяют зубчики чеснока на столах из нержавеющей стали, чтобы отсортировать потемневшие, поврежденные или бракованные экземпляры.
• Точная калибровка: Цифровые весы взвешивают отсортированный чеснок, чтобы убедиться, что каждая упаковка соответствует требованиям к весу нетто.
• Герметичная запечатка: Автоматические упаковочные машины герметично закрывают пакеты, чтобы защитить продукт от влаги и воздействия воздуха во время хранения.

Ссылки и технические стандарты

• [1] Справочник ASHRAE — Холодильная техника, Глава 14: Химические свойства хладагентов и стандарты изоляции.
• [2] ISO 22000:2018 «Системы управления безопасностью пищевых продуктов», Требования к любой организации в пищевой цепочке — контроль температурного режима в холодовой цепи.