Παραδείγματα τυπικού εξοπλισμού που χρησιμοποιεί ατμό σε μονάδες επεξεργασίας τροφίμων
Οι βαλβίδες ελέγχου πίεσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ακριβή ρύθμιση και διατήρηση της θερμοκρασίας του ατμού. Μεγάλες ποσότητες ενέργειας περιέχονται σε μια σχετικά μικρή μάζα ατμού, οπότε ο εξοπλισμός μεταφοράς θερμότητας μπορεί να είναι συμπαγής. Ο ατμός μεταφέρεται εύκολα και ανέξοδα σε αρκετά μεγάλες αποστάσεις και σε απομακρυσμένες τοποθεσίες της διαδικασίας.
Ο ατμός που χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων, συνήθως εμπίπτει σε δύο ευρείες κατηγορίες. Το πρώτο είναι ο λεγόμενος “υγειονομικός” ή “καθαρός” ατμός. Αυτός ο τύπος ατμού χρησιμοποιείται για απευθείας εμφύσηση στο προϊόν ή για τον καθαρισμό ή την αποστείρωση επιφανειών επαφής με το προϊόν.
Η δεύτερη κατηγορία ατμού που χρησιμοποιείται από τους επεξεργαστές τροφίμων αναφέρεται συχνά ως “βοηθητικός ατμός” ή απλά “ατμός”, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις περισσότερες εφαρμογές που δεν περιλαμβάνουν επαφή με τρόφιμα ή επιφάνειες που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα, όπως είναι π.χ. η έμμεση θέρμανση.
Αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας
Ο ατμός είναι πιο αποτελεσματικός στη μεταφορά θερμότητας όταν συμπυκνώνεται σε μια επιφάνεια, σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης δίνεται από τον ατμό καθώς συμπυκνώνεται. Η μέγιστη μεταφορά θερμότητας συμβαίνει όταν ο ατμός επιτρέπεται να συμπυκνώνεται σε μια επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας χωρίς περιορισμούς ή εμπόδια. Ρεαλιστικά, υπάρχουν εμπόδια που εμποδίζουν την τέλεια συμπύκνωση με μονωτικές επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας. Μερικά από τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα αυτών των μεμβρανών σε εργασίες επεξεργασίας τροφίμων είναι: στάσιμα στρώματα προϊόντος, καμένο προϊόν, σκουριά, νερό (συμπύκνωμα), στρώματα μονοκύτταρων οργανισμών και αέρας. Αυτές οι ταινίες πρέπει να εξαλειφθούν ή να μειωθούν για να βελτιστοποιηθεί η μεταφορά θερμότητας.
Σχήμα 1. Ταινίες σε επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας που επιβραδύνουν τη θέρμανση.
Τα στάσιμα στρώματα του προϊόντος μπορούν να αφαιρεθούν (ή να μειωθούν) από την διέγερση, ειδικά την επιφανειακή διέγερση. Το κάψιμο προϊόντων μπορεί να ελαχιστοποιηθεί από την επιφανειακή διάλυση και τη ρύθμιση της θερμοκρασίας επιφάνειας μεταφοράς θερμότητας. Η σκουριά και οι οργανικές μεμβρανές, μπορούν να ελέγχονται με μεθόδους όπως ο συχνός καθαρισμός επιφανειών μεταφοράς θερμότητας και τη χρήση ανθεκτικών στη διάβρωση υλικών
Το συμπυκνωμένο νερό πρέπει να αποστραγγίζεται γρήγορα και πλήρως από την πλευρά ατμού της διεργασίας. Αυτό επιτυγχάνεται με την παροχή ξηρού ατμού στη διαδικασία και τη χρήση σωστά καθορισμένων και εγκατεστημένων παγίδων ατμού.
Εξοπλισμός επεξεργασίας τροφίμων που χρησιμοποιούν ατμό
Παραδείγματα τυπικού εξοπλισμού που χρησιμοποιεί ατμό σε μονάδες επεξεργασίας τροφίμων είναι:
Θερμαντήρας κελύφους και σωλήνων
Οι θερμαντήρες κελύφους και σωλήνων χρησιμοποιούνται συνήθως για τη θέρμανση ενός ρέοντος υγρού συμπυκνώνοντας τον ατμό. Ένας σωλήνας λεπτού τείχους διαχωρίζει τα μέσα θέρμανσης από το προϊόν που θερμαίνεται. Στην περίπτωση αντλημένων μέσων μεταφοράς θερμότητας (όπως το ζεστό νερό), ο ατμός χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των μέσων σε ξεχωριστό εναλλάκτη θερμότητας.
Θερμαντήρας έγχυσης ατμού
Η θέρμανση με έγχυση ατμού για τρόφιμα είναι μια διαδικασία άμεσης επαφής στην οποία ο =ατμός αναμιγνύεται με ένα φαγητό (ή συστατικό). Η θέρμανση συμβαίνει όταν ο ατμός μεταφέρει μέρος της εσωτερικής ενέργειάς του στο προϊόν διατροφής. Ο ατμός εγκαταλείπει όλη την λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης κατά τη συμπύκνωση και, ανάλογα με την πίεση του συστήματος, μέρος της θερμότητας του. Δεδομένου ότι ο ατμός έρχεται σε άμεση επαφή με το προϊόν διατροφής και το συμπύκνωμα ενσωματώνεται σε αυτό, η πηγή ατμού πρέπει να είναι κατάλληλη.
Έγχυση ατμού
Η έγχυση ατμού είναι μια άλλη μέθοδος θέρμανσης ατμού όπου το προϊόν διατροφής θερμαίνεται από σχετικά χαμηλή πίεση, κατάλληλο υγειονομικά ατμό. Μια συσκευή έγχυσης ατμού συνήθως ενσωματώνει ένα θάλαμο, όπου το προϊόν είναι επικαλυμμένο μέσω ενός περιβάλλοντος ατμού.
Βραστήρας με ατμό
Χρησιμοποιείται για τη διανομή ατμού σε μια ευρεία επιφάνεια και αποτελείται από ένα λεπτό χώρο που σχηματίζεται μεταξύ δύο, παράλληλων, μεταλλικών επιφανειών. Ο εξοπλισμός αυτός χρησιμοποιείται συνήθως για τη θέρμανση χύμα προϊόντων που διατηρούνται σε δεξαμενές και βραστήρες.
Ξηραντήρας τυμπάνων
Οι ξηραντήρες τυμπάνων αποτελούνται από ένα ή περισσότερα εσωτερικά θερμαινόμενα, μεταλλικά τύμπανα στα οποία εφαρμόζεται ένα λεπτό, ομοιόμορφο στρώμα υγρού υλικού. Στις διεργασίες τροφίμων, επιλέγεται συχνά ο απλός ατμός ως μέσο μεταφοράς θερμότητας.
Υγραντήρας
Ορισμένες διαδικασίες ξήρανσης και ωίμανσης, απαιτούν ύγρανση του αέρα που περιβάλλει το προϊόν για τον έλεγχο του ρυθμού ξήρανσης. Ο υγειονομικός ατμός μπορεί να εισέλθει απευθείας σε θάλαμο ξήρανσης ή σε αεραγωγό εξαερισμού.
Θερμαντήρας αέρα
Ο απλός ατμός περιέχεται σε πηνία σωλήνων ή θερμαντικά σώματα και χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του αέρα.
Steam-In-Place (SIP)
Ο υγειονομικός ατμός χρησιμοποιείται για την επίτευξη υψηλών θερμοκρασιών και επιπέδων υγρασίας που απαιτούνται για την αποστείρωση κλειστών επιφανειών (όπως κλειστές δεξαμενές, σωλήνες και βαλβίδες) σε εξοπλισμό επεξεργασίας τροφίμων.
Κύκλωμα ατμού
Συνήθως σε μια μονάδα επεξεργασίας τροφίμων, βρίσκονται απλοποιημένα κυκλώματα ατμού, στο οποίο το συμπύκνωμα ανακτάται και επιστρέφεται στο λέβητα για αναθερμανθεί σε απλό ατμό, ενώ μπορεί να παραχθεί και υγειονομικός ατμός.
Χειρισμός συμπυκνωμάτων
Το συμπύκνωμα πρέπει να διαχωρίζεται από τον ατμό στους σωλήνες. Δεδομένου ότι ο ατμός μπορεί να ταξιδέψει πολύ γρήγορα σε αγωγούς, τείνει να μεταφέρει σταγονίδια συμπυκνώματος. Ένας τρόπος για να αφαιρέσετε τα σταγονίδια νερού είναι να εγκαταστήσετε μια “τσέπη” συλλογής συμπυκνωμάτων στον αγωγό. Χρησιμοποιούνται επίσης διαχωριστές ατμού για την απομάκρυνση του συμπυκνώματος από τον ατμό.
Μόνωση
Η μόνωση σωλήνων ατμού και εξοπλισμού είναι χρήσιμη για τη μείωση των ενεργειακών απωλειών και για λόγους ασφαλείας. Δυστυχώς σε πολλά εργοστάσια τροφίμων, η μόνωση μπορεί να γίνει εύφορο υπόστρωμα για παράσιτα, εφιάλτης για τον καθαρισμό και τη συντήρηση εάν δεν εγκατασταθεί και συντηρηθεί σωστά. Επιπλέον, ορισμένοι τύποι μόνωσης είναι ευαίσθητοι στην απορρόφηση του νερού και χαλαρώνουν τις μονωτικές τους ιδιότητες όταν βραχούν.
Κατά το σχεδιασμό συστημάτων ατμού, είναι καλύτερο να διατηρείτε τις μονωμένες γραμμές ψηλά στην εγκατάσταση, όπου υπάρχουν λιγότερες πιθανότητες για τα τρόφιμα να έρθουν σε επαφή με τη μόνωση. Οι σωλήνες που συχνά λερώνονται από τρόφιμα ή απαιτούν περιοδική αποσυναρμολόγηση μπορεί να παραμείνουν μη μονωμένοι, αλλά θα πρέπει να φυλάσσονται για να αποφευχθεί ο κίνδυνος εγκαυμάτων. Για συστήματα που λειτουργούν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, η μόνωση συμβάλλει στην ασφάλεια των εργαζομένων.
Έλεγχος
Ο ατμός ελέγχεται χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένες και χειροκίνητες βαλβίδες. Οι κύριοι τύποι βαλβίδων ελέγχου που βρίσκονται στα συστήματα επεξεργασίας τροφίμων είναι πίεσης και θερμοκρασίας. Οι βαλβίδες ελέγχου πίεσης δρουν για να διατηρήσουν μια σταθερή πίεση σωληνώσεων κατάντη της βαλβίδας. Η σταθερή, ρυθμιζόμενη πίεση ατμού είναι μια σημαντική πτυχή για τον αξιόπιστο έλεγχο πολλών διεργασιών ατμού.
Συμπερασματικά, σύμφωνα με το άρθρο του Oklahoma State University, ο ατμός παρέχει ένα βολικό μέσο για τη μεταφορά ενέργειας σε όλες τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας τροφίμων. Όταν κατασκευάζεται και εγκαθίσταται σωστά, ένα σύστημα ατμού είναι αξιόπιστο, ασφαλές και οικονομικό. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ευρεία επιλογή πηγών καυσίμου για την παραγωγή ατμού, συμβάλλοντας στην ευελιξία του ως όχημα μεταφοράς θερμότητας. Ο ατμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έμμεση θέρμανση τροφίμων ή μπορεί να ενσωματωθεί απευθείας σε τρόφιμα. Επιπλέον, ο ατμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για δραστηριότητες επεξεργασίας μη τροφίμων (π.χ. θέρμανση χώρου και επιφάνειας) σε όλη την εγκατάσταση. Η εκτίμηση της χρήσης ατμού είναι δυνατή χρησιμοποιώντας απλές μαθηματικές εξισώσεις. Τέλος, ο ατμός μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια, βοηθώντας να γίνουν οι διαδικασίες συνεπείς και επαναλαμβανόμενες.
Ακολουθήστε το Cibum 
