The art of air blast freezing: Design and efficiency considerations

14. Conclusions
This paper presented a snapshot of the use of blast freezers in
the food industry, including historical background, modelling
features, issues and recent advances that have enabled air blast
freezers to play a significant role in the meat industry due to their
versatility and low capital cost. There seems to be a great potential
to achieve energy savings in blast freezer industry by employing
VSD’s on fans that could result in with energy savings of up to 44%.
Other, cheaper and simpler energy saving measures include air
baffles, air turning vanes, fan inlet cone and outlet diffuser, and
improved user operating procedures.
When determining the heat load during the design process it is
insufficient to use the mean product load. The “peaky” nature of
meat, particularly hot boned meat, must be taken into account to
ensure adequate freezing times are achieved. Evaporators should
be sized 50% higher for 24 h freezers and hot boned meat. Also, the
design capacity of the freezer will deteriorate with time. It is
imperative the product is stacked with adequate spacing to enable
air to pass through; failure to do so will result in localised regions of
long freezing times.
References
[1] A.C. Cleland, 2009. Refrigeration: underpinning the New Zealand economy for
over 125 years. 3rd Australasian engineering heritage conference.
[2] M.A. Hessami, 2004. A study of the efficiency of plate freezing vs blast freezing
of boxed boneless meat in an abattoir. Proceedings of the 2004 ASME Heat
Transfer/Fluids Engineering Summer Conference, vol. 1, pp. 711e715.
[3] Da-Wen Sun (Ed.), Handbook of Frozen Food Processing and Packaging, vol.
155, Taylor and Francis Group, 2006.
[4] S.J. James, C. James, Meat Refrigeration, Woodhead Publishing in food and
science and technology, 2002, ISBN 1 85573 442 7.
[5] ASHRAE, Refrigeration ASHRAE Handbook (2006) 1-931862.87-7.
[6] F. Toldrá (Ed.), Handbook of Meat Processing, Blackwell Publishing, 2010
13:978-0-8138-2182-5/2010.
[7] H. Ramaswamy, M. Marcotte, Food Processing: Principles and Applications,
Taylor and Francis Group, 2006, 10:1-58716-008-0.
[8] J. Rémy, Modern freezing facilities, International Journal of Refrigeration 10
(3) (1987) 165e174.
[9] _I. Dinçer, Heat Transfer in Food Cooling Applications, Taylor and Francis
Publishers, 1997, ISBN 1-56032-580-1.
[10] _I. Dinçer, Refrigeration Systems and Applications, John Wiley & Sons, Ltd,
2003, ISBN 0-471-62351-2.
[11] P.G. Smith, Introduction to Food Process Engineering, Kluwer Academic/
Plenum Publishers, 2003, ISBN 0-306-47397-6.
[12] D.R. Heldman, R.W. Hartel, Principles of Food Processing. Chapman & Hall
Food Science Book, Aspen Publishers inc, 1997, ISBN 0-8342-1269-2.
[13] M. Kutz (Ed.), Handbook of Farm, Dairy and Food Machinery, William Andrew
Publishing, 2007, ISBN 978-0-8155-1538-8.
[14] G.D. Saravacos, A.E. Kostaropoulos, Handbook of Food Processing Equipment,
Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002, ISBN 0-306-47276-7.
[15] G.M. Hall (Ed.), Fish Processing Technology, second ed. Blackie Academic &
Professional, 1997, ISBN 0 7514 0273 7.
[16] G.S. Mittal (Ed.), Computerized Control System in the Food Industry, Marcel
Dekker Inc, 1997, ISBN 0-8247-9757-4.
[17] B.R. Becker, B.A. Fricke, Freezing Operations. Encyclopaedia of Food Sciences
and Nutrition (2003) pp. 2712e2718.
[18] M.F.G. Boast, Blast and Plate Freezing. Encyclopaedia of Food Sciences and
Nutrition (2003) pp. 2718e2725.
[19] C.O.B. Wallens, J. Venetucci, Emerging-Freezing Technologies. Elsevier Science
Food Processing: Recent Developments (1995) pp. 227e240.
[20] V.O. Salvadori, R.H. Mascheroni, Analysis of Impingement freezers perfor-
mance, Journal of Food Engineering 54 (2) (2002) 133e140.
[21] S. Göransson, G. Löndahl, 2001. Crustfreezing: a new method for rapidly
chilling meat. Proceedings IIR, Com C2, Bristol, UK 2001.
[22] A.C. Cleland, Package design for refrigerated food: the need for multidisci-
plinary project teams, Trends in Food Science & Technology 7 (8) (1996)
269e271.
[23] Da-Wen Sun (Ed.), Advances in Food Refrigeration, Leatherhead Publishing,
UK, 2001, ISBN 0 905748 83 2.
[24] B.R. Becker, B.A. Fricke, Design Essentials for Refrigerated Storage Facilities,
ASHRAE, 2005, ISBN 1-931862-74-5.
[25] Z.B. Maroulis, G.D. Saravacos, Food Process Design, Marcel Dekker, Inc, 2003,
ISBN 0-8247-4311-3.
[26] K.J. Valentas, E. Rotstein, R.P. Singh (Eds.), Handbook of Food Engineering
Practice, CRC Press, 1997, ISBN 0-8493-8694-2.
[27] A.B Pearson, R.A Lamb, 2001. Developments in refrigeration technology for
spiral and blast freezers. Proceedings of the International Institute of Refrig-
eration e Rapid Cooling of Food, Section 2, pp. 153e161.
[28] W.A Johnson, F.J Nicholson, A. Roger, G.D Stroud, 1994. Freezing and refrig-
erated storage in fisheries. FAO Fisheries Technical Paper 340. ISBN 92-5-
103579-2.
[29] G.C. Briley, Blast freezing, ASHRAE Journal 44 (7) (2002) 99.
[30] J.E. Duiven, P. Binard, Refrigerated Storage: New Developments (2002)
Bulletin of the IIR, No. 2002e2.
[31] C.P. Mallett (Ed.), Frozen Food Technology, Blackie Academic & Professionals,
1994, ISBN 0 7514 0072 6.
[32] E. Kolbe, Q. Ling, G Wheeler, 2004. Conserving energy in blast freezers using
variable frequency drives. 26th National Industrial Energy Technology
Conference, pp. 47e56.
[33] F-Chart Software, Engineering Equation Solver, Wisconsin, USA retrieved
from: (2011)
www.flowchart.com
.
[34] F.J. Bowater, 2001. Design of carton air blast freezing systems. Proceedings Of
the International Institute of Refrigeration e Rapid Cooling of Food, Section 2,
pp. 203e207.
[35] D.W. Everington, 2001. Development of equipment for rapid freezing.
Proceedings Of the International Institute of Refrigeration e Rapid Cooling of
Food, Section 2, pp. 173e180.
[36] B. Xia, Da-Wen Sun, Applications of computational fluid dynamics in the food
industry: a review, Journal of Computers and Electronics in Agriculture 34
(2002) 5e24.
[37] J. Li, J. Xie, Numerical simulation of freezing time of shelled shrimps in an air
blast freezer and experimental verification, Transactions of the Chinese
Society of Agricultural Engineering 25 (4) (2009) 249e252.
[38] Z. Hu, Da-Wen Sun, CFD simulation of heat transfer for predicting cooling rate
and weight loss of cooked ham during air-blast chilling process, Journal of
Food Engineering 46 (3) (2000) 189e197.
[39] Z. Hu, Da-Wen Sun, Effect of fluctuation in inlet airflow temperature on CFD
simulation of air-blast chilling process, Journal of Food Engineering 48 (2001)
311e316.
[40] B.M. Nicolai, P. Verboven, N. Scheerlinck, M.L. Hoang, N. Haddish, 2001.
Modelling of cooling and freezing operations. Proceedings Of the Interna-
tional Institute of Refrigeration e Rapid Cooling of Food, Section 3, pp.
211e215.
[41] A. Foster, M. Swain, 2001. Using computational fluid dynamics to predict
airflow in and through the entrances of cold storage rooms. Proceedings Of
the International Institute of Refrigeration e Rapid Cooling of Food, Section 3,
pp. 287e293.
[42] Z. Hu, Da-Wen Sun, Predicting local surface heat transfer coefficients by
different turbulent k-ε models to simulate heat and moisture transfer during
air-blast chilling, International Journal of Refrigeration 24 (7) (2001)
702e717.
[43] Z. Hu, D.W. Sun, J. Bryan, 1998. Modelling of an experimental air-blast freezer
using CFD code. Proceeding of IIF/IIR commissions B2, C2, D1, D2/3, vol. 6, pp.
395e400.
[44] F.-L. Tan, S.-C. Fok, Freezing of tilapia fillets in an air blast freezer, Interna-
tional Journal of Food Science & Technology 44 (2009) 1619e1625.
[45] S. Warner, F. Vaino, D. Cleland, Survey of Energy Use by the New Zealand Cold
Storage Industry, College of Sciences Massey University, Palmerston North,
New Zealand, 2005.
[46] S.J. James, M.J. Swain, T. Brown, J.A. Evans, S.A. Tassou, Y.T. Ge, I. Eames, J.
Misseneden, G. Maidment, D. Baglee, 2009. Improving the energy efficiency of
food refrigeration operations. The Institute of Refrigeration, Proc. Inst. R.
2008e09, 5.1.
[47] M. Odey, 2006. Meat carton blast chilling/freezing cabinet performance
improvements. Proceedings IIR-IRHACE 2006 Conference, pp. 118e124.
[48] R.M. Kemp, T. Chadderton, 1992. Blasting ahead with cartoned beef. Refrig-
eration and Energy Section, MIRINZ Conference proceedings.
[49] J.D. Mannapperuma, R.P. Singh, D.S. Reid, Effective surface heat transfer
coefficients encountered in air blast freezing of whole chicken and chicken

tải về 1.05 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: