double arrow

Вспомогательное аппаратура холодильных машин

 

Вспомогательные аппараты обеспечивают безопасную эксплуатацию холодильных машин и способствуют повышению их эффективности.

Отделители жидкости. Они служат для от­деления пара рабочего ве­щества от капелек жид­кости, увлекаемых из испарительной системы, и предотвращения попадания жидкого рабочего вещества в цилиндры компрессора. Кроме того, отделители жидкости применяют в качестве питаю­щих сосудов в различных схемах подачи жидкого рабочего веще­ства в испарительную систему. Пар отделяется от жидкости вслед­ствие резкого уменьшения скорости и изменения направления движения рабочего вещества при прохождении через аппарат.

Промежуточные сосуды. Эти аппараты предназначены для ох­лаждения находящимся при промежуточном давлении жидким рабочим веществом перегретого пара после компрессора нижней ступени в двухступенчатых холодильных машинах, а также для охлаждения в змеевиках жидкого рабочего вещества после кон­денсатора перед его дросселированием.

Маслоотделители и маслосборники. При работе машины на рабочих веществах, ограниченно растворяющих в себе смазочное масло, последнее уносится из компрессора в систему, оседает на стен­ках теплообменных труб аппаратов и ухудшает их работу. Для удаления мас­ла из системы в машинах, работающих на таких ра­бочих веществах, как R717, служат маслоотделители и маслосборники.

Маслосборники предназначены для перепуска масла из маслоотделителей и последующего удаления его из системы при низ­ком давлении. Они способствуют уменьшению потерь рабочего вещест­ва и повышают безопасность обслуживания системы.

Теплообменники и переохладители. В холодильных машинах, работающие по регенеративному циклу, используется теплообменник. Переохлаждение жид­кости в них перед дроссельным вентилем происходит за счет по­догревания пара рабочего вещества, отсасываемого компрессором из испарителя. Теплообмен осуществляется в специальном парожидкостном регенеративном теплообменнике. Кроме охлаждения жидкости, в теплообменнике одновременно подогревается и осу­шается пар, что позволяет осуществить сухой ход компрессора и обеспечить возврат масла в компрессор.

Грязеуловители, фильтры и осушители. Грязеуловители пред­назначены для предотвращения попадания в цилиндры компрес­сора частиц ржавчины, окалины и т. д. Монтируют их либо на всасывающем трубопроводе в непосредственной близости от компрессора, либо непосредственно во всасывающей полости компрессо­ра.

Ресиверы. По назначению ресиверы делятся на линей­ные, циркуляционные и дренажные. Назначением ли­нейного ресивера является освобождение конденсатора от жидкого рабочего вещества и обеспечение равномерной подачи его на регулирующую станцию. Циркуляционные ресиверы при­меняют в насосных, циркуляционных схемах подачи рабочего вещества в испарительную систему. Дренажные ресиверы предна­значены для выпуска в них жидкого рабочего вещества при ремонте основных аппаратов и оттаивании снеговой шубы с батарей непосредственного испарения.

Воздухоотделители. Из-за наличия в системе неконденсирую­щихся газов ухудшается энергетическая эффективность холодиль­ной машины, так как снижаются коэффициенты теплопередачи в аппаратах, повышается давление конденсации и увеличивается расход энергии на сжатие пара рабочего вещества в компрессоре. Для удаления попадающего в холодильную систему воздуха устанавливают воздухоотделитель.

 

Глава 8. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ                   НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

 

8.1 Способы получения низких температур

 

Любое нагретое тело можно охладить естественным путем только до температуры среды, в которой находится это тело. Искусственное охлаждение предполагает получение температуры охлаждаемой среды ниже температуры окружающей среды, используя один из методов охлаждения.

Охлаждение – процесс отвода теплоты от охлаждаемого тела к другому телу (к среде), имеющему более низкую температуру.

Охлаждаемой средой является воздух холодильной камеры, холодильного шкафа или охлаждаемой витрины…

Для получения низких температур используют физические процессы, ко­торые сопровождаются поглощением теплоты. К числу основных таких про­цессов относятся фазовый переход вещества, сопровождающийся поглощением теплоты извне: плавление, кипение (испарение), сублимация; адиабатное дрос­селирование газа с начальной температурой, меньшей температуры верхней точки инверсии (эффект Джоуля - Томсона); адиабатное расширение газа с отдачей полезной внешней работы; вихревой эффект (эффект Ранка); термо­электрический эффект (эффект Пельтье).

Диапазон низких температур, получаемых для удовлетворения потребно­сти различных отраслей народного хозяйства, весьма широк - от температур окружающей среды до температур, близких к абсолютному нулю. Поэтому он условно подразделяется на область умеренно низких (до -153 0С, или 120 К) и криогенных (ниже 120 К) температур.

Фазовый переход ряда веществ при плавлении, кипении (испарении), суб­лимации происходит при низких температурах и с поглощением значительного количества теплоты.

Наиболее доступным веществом, применяемым для получения низких температур, является водный лед, который при атмосферном давлении плавится при 0 0С и имеет относительно большую величину удельной теплоты плав­ления 335 кДж/кг. Более низкую температуру плавления можно получить, сме­шивая лед с некоторыми солями. Таким путем можно понизить температуру смеси до так называемой криогидратной (эвтектической) - температуры - самой низкой температуры плавления данной смеси. График изменения температуры плавления смеси хлорида кальция со льдом в зависимости от концентрации соли показан на рис.8.1.

В криогидратной точке при массовой концентрации хлорида кальция 29,9 % смесь плавится при -55 °С.

 

Рис. 8.1. Диаграмма состояния системы хлорид кальция-лед

 

Получение низких температур в результате использования процесса кипения нашло наиболее широкое распространение. Температура кипения вещества зависит от давления: с уменьшением давления температура кипения понижается, и наоборот. Следовательно, с помощью одного вещества можно получить интервал низких температур, а выбирая вещества с нужными свойствами - любую из низких температур.

Процесс испарения используют в основном для понижения температурыводы или влажных поверхностей. Источником низкой температуры может быть твердая углекислота (сухой лед), которая при атмосферном давлении имеет температуру сублимации-78,5 0С и удельную теплоту 574 кДж/кг.

Сублимация водного льда при давлении ниже атмосферного происходит при температуре ниже 0°С, что используют при сублимационной сушке пищевых продуктов.

Адиабатное дросселирование - необратимое расширение газа (жидкости) при его прохождении через устройство с малым проходным сечением (дрос­сель, пористая перегородка).

Адиабатное расширение газа. Получение низких температур в результате адиабатного расширения газа с отдачей полезной внешней работы возможно при любом состоянии газа, так как температура изменяется в сторону понижения. Кроме того, в отличие от дросселирования величина понижения температуры газа при прочих равных условиях больше и эффект возможен для идеаль­ного газа. Адиабатное расширение газа в детандере (расширительная машина) применяют для получения криогенных температур.

Вихревой эффект. При подаче сжатого воздуха, имеющего температуру окружающей среды, по тангенциальному вводу в трубу скорость вращения воздуха будет обратно пропорциональна радиусу. Центральная часть потока будет обладать большей скоростью, чем периферийная. В связи с этим температура воздуха у стенки трубы будет выше, а в центре - ниже, чем температура подаваемого в трубу воздуха.

Разделяя периферийную и центральную части потока, можно получить по­токи воздуха с низкой и высокой температурами. Это явление называется эффектом Ранка.

Термоэлектрический эффект (эффект Пельтье) заключается в том, что при прохождении постоянного электрического тока через цепь, состоящую из двух разнородных металлов, один из спаев имеет низкую температуру, а другой -высокую.

Для осуществления процесса охлаждения достаточно иметь два тела: охлаждаемое и охлаждающее - источник низкой температуры. Охлаждение может продолжаться до тех пор, пока между телами происходит теплообмен. Охлаж­дение осуществляется непрерывно, поэтому источник низкой температуры должен функционировать постоянно.

 

8.2 Холодильные агенты и хладоносители

 

Холодильным агентом (или хладагентом) называют вещество, используемое в любом холодильном процессе для поглощения теплоты, отводимой от охлаждающего объекта. От характеристики холодильного агента зависят конструкция холодиль­ной машины и расход энергии. Поэтому при выборе учитывают его термодина­мические, теплофизические и физико-химические свойства.

Холодильные агенты при нормальном атмосферном давлении имеют низ­кую температуру кипения, например, для аммиака она составляет минус 33 0С. Холодильные агенты используют в теплонасосных и холодильных установках и установках кондиционирования воздуха. В настоящее время наиболее распространенными холодильными агентами являются вода, аммиак, хладоны и воздух.

Вода. Воду применяют главным образом в установках кондиционирования воздуха, где обычно температура теплоносителя tн>0°С. Воду как холодильный агент в основном используют в установках абсорбционного и эжекторного типов, температура тройной точки t=0°С (р=0,633 кПа).

Аммиак. Аммиак применяют в поршневых компрессионных, а также в абсорбционных установках при температуре кипения t0> -70 °С. Основные преимущества аммиака: малый удельный объем при температурах испарения основной области его использования, большая теплота парообразования, незначительная растворимость в масле. К недостаткам аммиака относят его ядовитость, горючесть, а также взрывоопасность при концентрациях в воздухе 16-26,8 %.

Хладоны. Значительное применение находят хладоны - галоидопроизводные предельных углеводородов. Все они химически инертны, мало- или невзрывоопасны.

Сокращенное обозначение холодильного агента строится по форме R-N (где R - символ, обозначающий холодильный агент; N-номер хладона или присвоенный номер для других холодильных агентов).

По характеру взаимодействия с маслом все холодильные агенты можно разделить на две группы. К первой группе относят холодильные агенты с ограниченной растворимостью в масле, ко второй - с неограниченной растворимостью. Это означает, что при ограниченной растворимости в жидкой фазе смеси наблюдаются два слоя, из которых в одном преобладает масло, в другом - холодильный агент. При неограниченной растворимости в жидкой фазе не наблюдается расслоения.

К первой группе относят холодильные агенты: аммиак R717, углекислоту R44, близко подходят хладоны R13, R14, R115. Хладоны R22 и R114 имеют пределы растворимости при низких температурах, т. е. составляют промежуточную группу. Все другие хладоны, в том числе R11, R12, R13, R21, R40 являются телами с неограниченной растворимостью, т. е. относятся ко второй группе. Поэтому если кипит не чистый хладагент, а, например, смесь хладона R12 и масла, то для получения той же температуры кипения, что и в случае чистого вещества, приходится поддерживать более низкое давление кипения и, следова­тельно, затрачивать излишнюю работу на сжатие пара.

Растворимость холодильных агентов в воде имеет важное значение для нормальной работы холодильной машины. Аммиак неограниченно растворяет воду. Присутствие небольшого количества воды в нем заметно не нарушает работу холодильной машины. Хладоны почти не растворяют воду. R12 способен растворить при 0°С всего 0,006 % воды по отношению к своей массе.

Холодильный агент должен быть невзрывоопасным и не воспламеняющимся в смеси с воздухом и паром масла. R11, R12, R13, R22 невзрывоопасны.

По физиологическим свойствам холодильные агенты не должны быть ядовиты. Аммиак вызывает раздражение глаз и верхних дыхательных путей. Допустимая концентрация его в воздухе не более 0,02 г/м3.

Хладоносители - это вещества осуществляющие передачу теплоты от охлаждаемого объекта к приемнику теплоты.  Подразделяются на жидкие и твердые. К жидким относятся водные растворы солей - рассолы и однокомпонентные вещества, замерзаю­щие при низких температурах (этиленгликоль, кремнийорганическая жидкость, хладон R3О). Твердые хладоносители - это эвтектический лед, образующийся при криогидратной температуре, представляющий собой смесь льда и соли и имеющий постоянную температуру плавления.

В холодильной технике применяют водные растворы солей NаСl, МgСl2, СаСl2, которые не замерзают при относительно низких отрицательных температурах.

В качестве промежуточного хладоносителя используют также этиленгликоль и хладоны. Этиленгликоль является бесцветной и не обладающей запахом жидкостью. Температура кипения при атмосферном давлении 197,2 0С. В зависимости от концентрации этиленгликоля в воде можно подобрать хладоноси-тель с температурой замерзания от - 0 0С (вода) до -67,2 °С при концентрации этиленгликоля 70 % по объему.

Хладон R30 является хорошим хладоносителем благодаря низкой температуре замерзания и малой вязкости. Его используют для температур до -40°С, при температурах от -90 до-100°С применяют R11.

 

Глава 9. ХОЛОДИЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Холодильная технология как наука изучает влияние холодильной обработки и хранения на продовольственные продукты и определяет оптимальные условия проведения технологических процессов (охлаждение, замораживание, хранение и др.) с учётом особенностей продуктов и свойственных им изменений.

Задачи:

- изучение состава, свойств, изменений, происходящих в пищевых про­дуктах при холодильной обработке и хранении;

- выбор рациональных режимов холодильной обработки и хранения.

Способ консервирования холодом основан на том, что при понижении температуры значительно снижаются жизнедеятельность микроорганизмов и активность тканевых ферментов.

При охлаждении и замораживании надо как можно быстрее понижать температуру, т.к. при постепенном понижении микроорганизмы могут приспособиться к этим температурам. Кроме того, при быстром понижении температуры структурные и химические изменения в продуктах будут незначительными.

 

9.1 Принципы сохранения пищевых продуктов

 

Известно, что некоторые пищевые продукты, например мука, крупы, сахар и т.п., не портятся при хранении длительное время в обычных условиях. Для кратковременного и особенно длительного хранения других продуктов требуются специальные условия, так как качество их относительно быстро ухудшается - изменяются присущие свежим продуктам вкус, запах, консистенция и цвет. Такие пищевые продукты называются скоропортящимися. К ним относятся мясо и мясопродукты; рыба и морепродукты; молоко и молочные продукты; яйца и яичные продукты; масло животное и растительные жиры; свежие плоды и овощи; дрожжи хлебопекарные; фруктовые соки и минеральные воды; пиво; виноградные и плодово-ягодные вина; сиропы; мороженое и многие другие.

Эти продукты являются скоропортящимися, поскольку содержание в них значительного количества воды, а также органических соединений создает благоприятные условия для развития и жизнедеятельности различных микроорганизмов и ферментов.

Совокупность свойств, от которых зависит степень использования пищевых продуктов по назначению, определяет их качество. Важно, чтобы пищевые продукты были свежими, питательными и вкусными.

Все скоропортящиеся продукты во время хранения подвергаются значительным изменениям. Если по отношению к ним не применить своевременно те или иные способы консервирования, то они относительно быстро придут в негодность. Следовательно, консервирование пищевых продуктов заключается в специальной их обработке для предохранения от порчи при хранении.

Продукты могут портиться под влиянием различных факторов: под действием кислорода воздуха и солнечных лучей;

вследствие чрезмерно низкой или очень высокой влажности воздуха;

вследствие биохимических процессов (деятельность тканевых ферментов);

под влиянием микробиологического фактора.

Все методы консервирования подразделяют на физические, физико-химические, химические, биохимические и комбинированные.

В основу физических методов положено использование высоких и низких температур, а также ионизирующих излучений, ультрафиолетовых лучей, ультразвука и фильтрации.

Физико-химические методы включают сушку, соление и использование сахара.

Химические методы консервирования основаны на применении химических веществ, которые должны быть безвредными для человека и не должны изменять вкус, цвет и запах продукта.

В настоящее время в России в качестве консервантов разрешены следующие химические препараты: этиловый спирт, уксусная, сернистая, бензойная, сорбиновая кислоты и некоторые их соли, борная кислота, уротропин, отдельные антибиотики, озон, углекислый газ и ряд других.

Биохимические методы консервирования основаны на подавляющем действии молочной кислоты, образующейся в результате сбраживания сахаров продукта молочнокислыми бактериями.

К комбинированным методам консервирования относят дымное и бездымное копчение, а также некоторые другие способы, основанные на использовании нескольких видов консервантов одновременно.

Микроорганизмы и ферменты вызывают разложение белков, гидролиз жиров, глубокие превращения углеводов и другие изменения. Поэтому основная задача консервирования пищевых продуктов сводится к ограничению или устранению разрушительного действия микроорганизмов и тканевых ферментов.

Применяемые методы сохранения пищевых продуктов, в основу которых положено внешнее воздействие на биологические факторы порчи, классифицированы одним из основоположников товароведения проф. Я.Я. Никитинским, предложившим свести все существующие способы консервирования к четырем принципам - биозу, анабиозу, ценоанабиозу и абиозу.

Биоз - (жизнь) поддержание жизненных процессов сохраняемых продуктов и использование для этих целей иммунитета. Этот принцип применяют при хранении овощей, транспортировки и реализации живой рыбы, предубойном содержании скота, птицы.

Анабиоз - (торможение жизни) подавление жизнедеятельности микроорганизмов и активности тканевых ферментов при помощи таких способов консервирования, как холодильная обработка и хранение, сушение и вяление, маринование и т.д.

Ценоанабиоз -(новое или вторичное торможение жизни) подавление вредной микрофлоры за счёт создания условий для жизнедеятельности полезной микрофлоры, способствующий сохранению продуктов (квашение, молочнокислое и спиртовое брожение).

Абиоз – прекращение жизнедеятельности микроорганизмов в продуктах (высокотемпературная обработка, применение лучистой энергии, токов высокой и сверхвысокой частоты, антибиотиков и др).

С биологической точки зрения все методы консервирования отличаются друг от друга тем, что при применении их достигается различная степень торможения нежелательных процессов в продуктах. При выборе метода консервирования, кроме основной цели (торможение нежелательных процессов), стремятся добиться максимальной сохраняемости продукта, а также экономичности процесса. Поэтому в практической деятельности часто разные способы консервирования комбинируют.

Лучшим способом консервирования является тот, который позволяет возможно более длительное время хранить продукт с наименьшими потерями пищевой ценности и массы. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает применение искусственного холода.

В зависимости от решаемых задач продукты подвергаются разной глубине холодильной обработки (охлаждение, переохлаждение, подмораживание, замораживание, домораживание), а для восстановления натуральных свойств к продукту подводится теплота (отепление, размораживание).

Охлаждением называется процесс отвода теплоты от продуктов с понижением их температуры не ниже криоскопической.

Криоскопической температурой принято считать температуру начала выпадения твердой фазы (кристаллов) из тканевой жидкости продукта.

На практике все более широко применяют предварительное охлаждение, предшествующее любому последующему этапу технологического цикла обработки холодом и существенно снижающее потери при последующем хранении.

Переохлаждение - это процесс с понижением его температуры ниже криоскопической, сопровождающимся частичной кристаллизацией влаги в поверхностном слое. Продолжительность хранения продуктов в подмороженном состоянии.увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с охлажденными.

Замораживание - отвод теплоты от продуктов с понижением температуры ниже криоскопической при кристаллизации большей части воды, содержащейся в продукте, Это предопределяет стойкость продуктов при длительном холодильном хранении.

Домораживание - понижение температуры до заданного уровня при отводе теплоты от частично замороженного продукта.

Отепление - подвод теплоты к охлажденным продуктам с повышением их температуры до температуры окружающей среды или несколько ниже.

Размораживание - подвод теплоты к продуктам с целью декристаллизации содержащегося в них льда. В конце процесса температура продукта достигает 0°С и выше, кристаллы льда плавятся, и ткани поглощают влагу. Целью процесса размораживания является максимальное поглощение тканями влаги и полное восстановление первоначальных свойств продуктов.

Продолжительность холодильной обработки исчисляется минутами, часами, иногда сутками и влияет на качество и сохранность продуктов при последующем холодильном хранении.

Холодильное хранение - это хранение продуктов после холодильной обработки при заданном режиме в камере. Под режимом холодильной обработки и хранения понимают совокупность параметров и условий, влияющих на их качество (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, состав среды, укладка, продолжительность процесса).

Наиболее эффективное использование холодильного консервирования требует соблюдения единой непрерывной холодильной цепи на протяжении всего пути продукта от производства до потребителя.

 

9.2 Состав и свойства пищевых продуктов как объектов консервирования

 

Различают пищевые продукты растительного (плоды, овощи, ягоды и др.) и животного происхождения (мясо животных, рыба, птица, молоко, яйца). Они богаты белками и жирами.

Основными составными элементами пищевых продуктов являются вода, жиры, белки и углеводы, а также минеральные соли, витамины.

Белки являются наиболее сложной и биологически важной составной частью всех пищевых продуктов. С ними связаны разнообразные жизненные проявления - пищеварение, сокращение мышц, раздражимость, движение, способность росту и размножению.

В состав белковых веществ входят двадцать наиболее известных аминокислот. В природе белковые вещества находятся в жидком, полужидком и твердом состояниях (молоко, мышцы, волосы).

Углеводы - органические вещества, имеющие в своем составе углерод, водород и кислород, являются необходимой частью пищи человека и животных. В продуктах растительного происхождения углеводы составляют до 80% от сухой части, а в продуктах животного происхождения - не более 2%.

Углеводы делятся на две группы: простые (моносахариды) и сложные (полисахариды). Представителями моносахаридов, имеющими наибольшее значение в пищевом отношении являются глюкоза, фруктоза и галактоза.

Из полисахаридов наибольшее пищевое значение имеют три - сахароза, мальтоза и лактоза, а также крахмал, клетчатка, пектины и др.

Жиры и жироподобные вещества (липоиды) по химической природе представляют собой сложные эфиры глицерина (трехатомный спирт) и жирных кислот. Из наиболее распространенных в животных и растительных тканях липоидов следует выделить лецитин (снабжает фосфором мозговую и нервную ткани) и стерины (холестерин).

Витамины - органические вещества, необходимые в небольших количествах человеку и животным, - имеют огромное значение для обмена веществ в организме.

Сохранность витаминов в пищевых продуктах в течение срока хранения может использоваться в качестве показателя, использующего метод хранения. Наилучшим можно признать метод, обеспечивающий максимальную сохранность витаминов в хранимых продуктах.

Минеральные соли входят в состав межклеточной жидкости и регулируют осмотическое давление, создавая необходимую реакцию среды. Количество минеральных солей в пищевых продуктах невелико - около 1% от общей массы.

Вода служит растворителем и элементом, участвующим в биохимических реакциях, осмотических и диффузионных явлениях. Присутствие воды в пищевых продуктах создает условия для развития микроорганизмов и активизирует деятельность ферментов, что отрицательно сказывается на их сохранности.

 

Состав некоторых пищевых продуктов

 

Продукты

Массовая доля, %

Энергетическая ценность, кДж/кг

белков липи- дов углево- дов воды золы
Говядина,1 кат 18,6 14,0 - 66,4 1,0 7165
Баранина,1 кат 15,6 16,3 - 76,2 6,9 9428
Суб. продукты (говяжьи) печень   17,9   3,7   -   71,8   1,4   5535
Куры 18,2 18,4 - 62,5 0,95 5384
Молоко 3,2 3,6 4,9 87,3 0,7 4230
Творог жир. 14,0 18,0 2,8 63,2 1,0 9450
Сметана 30% 2,4 30,0 3,2 63,3 6,5 12260
Мороженое сливочное 3,3 10,0 22 66 0,8 8015

 

9.3 Воздействие низких температур на клетки и ткани

 

Как правило, действие низких температур на клетки, ткани и организмы носит в большей или меньшей степени повреждающий характер.

Это происходит, во-первых, вследствие глубокого нарушения обмена веществ при быстром понижении температуры, получившего название "температурный шок". Такое явление объясняется нарушением динамического равновесия биохимических процессов вследствие того, что активность разных ферментов при резком снижении температуры различна. В результате в клетках накапливаются промежуточные, зачастую токсичные, продукты обмена веществ (метаболиты). Если процесс охлаждения проводится быстро, то может наступить гибель биологического объекта. При постепенном снижении температуры организм может адаптироваться, т.е. приспособиться к изменяющимся условиям, и в этом случае выжить. Очень часто температурный шок сопровождается структурными изменениями в клетках.

При охлаждении биологических объектов ниже температур, при которых происходит превращение воды в лед, основную роль начинает играть повреждающие факторы процессов кристаллообразования. Процесс льдообразования при постепенном понижении температуры начинается после более или менее глубокого переохлаждения.

Сначала кристаллы льда образуются в межклеточной жидкости, концентрация растворенных веществ которой вследствие вымерзания воды начинает увеличиваться. Возникает разность между концентрациями растворов в межклеточном пространстве и внутри клеток, что приводит к перемещению влаги из клеток к кристаллам в мёжклеточном пространстве. Таким образом, увеличиваются кристаллы снаружи клеток и обезвоживается их содержимое. В дальнейшем процесс кристаллизации может начаться и в самих клетках. При оттаивании рассмотренные явления развиваются в обратной последовательности. В случае быстрого понижения температуры биологических объектов кристаллизация может происходить одновременно внутри клеток и в окружающей их межклеточной жидкости.

В процессе хранения наблюдается миграционная перекристаллизация - увеличение размеров крупных кристаллов вследствие исчезновения мелких.

Одной из причин повреждения клеток является механическое действие на них кристаллов льда, которое приводит к разрыву клеток, проколам и порезам. Кроме того, из-за разрастания кристаллов льда в межклеточном пространстве уменьшаются размеры клетки, что вызывает сжатие и образование складок в оболочке, в результате чего может произойти механическое повреждение протоплазмы. При поступлении воды в клетку во время размораживания тесно соприкасающиеся слои протоплазмы начинают расходиться и при этом часто происходит отрыв протоплазмы от оболочки, что приводит к повреждению структуры клетки.

Еще более сильным повреждающим фактором является денатурация протоплазматических белков, вызванная обезвоживанием клетки в результате вымораживания воды.

Наконец, еще одним фактором повреждающего действия является повышение концентрации минеральных солей (электролитов) в незамерзшей клеточной жидкости при обезвоживании в процессе кристаллообразования. Под действием образующихся концентрированных солевых растворов происходит денатурация белков, причем развитие ее зависит не только от концентрации солей, но и от величины рН среды.

Поскольку с повышением концентрации солевых растворов возрастает осмотическое давление, весь комплекс рассмотренных явлений, развивающихся при замораживании, получил название "осмотический шок".

Степень повреждающего действия низких температур зависит от места образования кристаллов льда в клетках и тканях биологических объектов. Так, при внутриклеточной кристаллизации интенсивно разрушаются элементы протоплазмы. При замораживании растительных организмов образование льда внутри клеток всегда приводит к их гибели. Подавляющее большинство клеток животного организма также не выдерживает внутриклеточного льдообразования.

Благодаря использованию защитных веществ (глицерин, сахарный сироп, полиэтиленоксид и др.) при замораживании возможно применение очень высоких скоростей замораживания.

 

Глава 10. ВИДЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

 

10.1 Процесс охлаждения

 

Охлаждением называют процесс понижения температуры продукта не ниже криоскопической.

Криоскопической температурой принято считать температуру начала выпадения твердой фазы (кристаллов) из тканевой жидкости продукта. Значения криоскопической температуры tкр различны для каждого вида продуктов.

 

Криоскопические температуры пищевых продуктов

 

Пищевой продукт Криоскопическая температура, 0С
Говядина -0,6…-1,3
Телятина -0,8…-0,9
Птица -2,0
Пресноводная рыба -0,5
Колбасы вареные -1,2…-3,3
Колбасы полукопченые и варенокопченые -4,0…-7,8
Мясные консервы -1,6…-2,5
Сыры твердые -5,3…-9,8
Сыры плавленые -3,8…-11,5
Яблоки -1,4…-2,1
Груши -1,8…-2,8
Виноград -1,4…-3,5
Картофель -0,94…-4,7
Морковь -1,0…-3,3
Капуста -0,4…-1,4
Лук -0,9…-3,0
Томаты -0,5…-0,9
Зеленый горошек -1,0…-1,2

Основная задача охлаждения заключается в создании неблагоприятных условий для развития микробиальных и ферментативных процессах в пищевых продуктах.

Целью охлаждения является сохранение первоначального качества продукта в течение определенного времени.

Процесс охлаждения принято представлять в прямоугольных координатах (рис. 10.1). По вертикальной оси откладывается температура охлаждаемого продукта, а по горизонтальной оси - время процесса охлаждения.

Охлаждение начинается при температуре tнач, т. е. температуре продукта перед помещением в камеру охлаждения. Как правило, процесс охлаждения представляет собой кривую, приближающуюся к криоскопической температуре, но никогда не достигающую значения tкр.

Охлаждение пищевых продуктов является сложным тепломассообменным процессом, сопровождаемым метаболическими процессами, происходящими внутри продукта. Помимо отвода теплоты через внешнюю поверхность продукта с указанной поверхности происходит испарение влаги.

Рис.10.1. Процесс охлаждения пищевых продуктов

 

10.2 Замораживание пищевых продуктов

 

Замораживанием называют процесс частичного или полного превращения тканевой жидкости замораживаемого продукта в лед. Наличие фазового перехода - отличительная особенность процесса замораживания. Скоропортящиеся пищевые продукты замораживают для увеличения сроков хранения (мясо, птица, рыба, овощи) или получения продуктов с новыми вкусовыми товарными качествами (мороженое, плоды, ягоды). Замораживание используется и как составной элемент некоторых технологических процессов - концентрирована плодовых соков, уксуса, сублимационная сушка и др.

Рис.10.2. Процесс переохлаждения пищевых продуктов

Наибольшее распространение замораживание получило как подготовительный процесс для длительного холодильного хранения продуктов. Длительность хранения скоропортящихся продуктов с высоким содержанием влаги в замороженном виде значительно больше, чем в охлажденном. Превращение влаги продукта из жидкого состояния в кристаллическое приводит к существенному торможению жизнедеятельности микроорганизмов, а также значительно снижается скорость биохимических и химических реакций, происходящих в пищевых продуктах. При замораживании в пищевых продуктах происходят изменения, не позволяющие полностью восстановить их первоначальные свойства. Поэтому в технологическом отношении процесс замораживания считается не полностью обратимым. Технологическая необратимость не является недостатком, если не ухудшаются пищевые и вкусовые показатели, а также товарный вид продукта. Замораживание требует более сложного холодильного и технологического оборудования, чем охлаждение. Процесс замораживания более длительный и энергоемкий, что приводит к увеличению стоимости замороженных продуктов по сравнению с охлажденными.

Технологически процессу замораживания предшествует процесс охлаждения продукта до криоскопической температуры tкр, после чего начинается льдообразование - фазовый переход жидкой среды в твердое состояние.

Переохлаждение пищевых продуктов. При достижении криоскопической температуры tкр кристаллы льда в тканевой жидкости не образуются вследствие остаточного теплового движения молекул (рис.10.2). Для образования устойчивых кристаллов льда требуется некоторое понижение температуры относительно криоскопической. Такое понижение температуры принято называть переохлаждением Δtпо. Для каждого вида пищевых продуктов предельное переохлаждение Δtпо имеет конкретные значения: 5 0С - для мяса, птицы, рыбы; 6 0С - для молока; 11 0С - для яиц.

Замораживание водных растворов солей. Тканевая жидкость продуктов животного и растительного происхождения представляет собой водный раствор минеральных и органических веществ. Льдообразование такого раствора начинается при температуре несколько ниже 0 0С. Температура начала льдообразования, называемая криоскопической tкр, зависит от свойств и концентрации растворенных в воде веществ, а также от свойств растворителя. Зависимость криоскопической температуры от концентрации раствора может быть показана на примере простейшей двухкомпонентной (бинарной) системы (рис. 10.3). В качестве такой системы выбран водный раствор хлористого натрия или хлористого кальция. Диаграмма состояния построена для идеального случая, когда температурное поле раствора равномерное, переохлаждение отсутствует.

При нулевой концентрации ζ криоскопическая температура tкр соответствует температуре замерзания чистого растворителя (воды). При повышении концентрации ζ криоскопическая температура tкр раствора понижается и достигает минимального значения при ζэ, называемой эвтектической концентрацией. Минимальная температура замерзания tэ для конкретного раствора получила название эвтектической температуры.

Пространство над кривыми диаграммы (зона А) соответствует однородному жидкому раствору и не претерпевает фазовых превращений.

Рис. 10.3. Зависимость криоскопической температуры от концентрации бинарного раствора (водного раствора соли)

 

Если концентрация раствора меньше эвтектической, то понижение температуры ниже криоскопической приводит к выделению из раствора растворителя (воды) в твердой фазе (зона В) и повышению концентрации не замерзшего раствора.

При достижении концентрации раствора, равной эвтектической, процесс его замораживания будет осуществляться без изменения концентрации, как однокомпонентного вещества.

Охлаждение раствора с концентрацией выше эвтектической (зона С) будет сопровождаться выделением растворенного вещества в твердокристаллическом состоянии. Выделение растворенного вещества (соли) будет происходить до достижения эвтектической концентрации раствора.

Замораживание пищевых продуктов животного и растительного происхождения аналогично процессу замораживания раствора с доэвтектической концентрацией, так как тканевые соки являются растворами малой концентрации.

Эвтектическая температура тканевых соков пищевых продуктов определяется составом растворенных в воде веществ и составляет-55...-65 0С.

Средняя конечная температура замораживания. При любом способе замораживания пищевых продуктов теплота отводится с поверхности тела, а глубинные слои имеют более высокую температуру. Эта разность температур будет иметь место и к моменту завершения процесса замораживания продукта. Если после завершения процесса замораживания продукт поместить в камеру хранения, то по истечении длительного времени температура продукта станет одинаковой, произойдет выравнивание температуры за счет внутреннего теплообмена. Эта температура получила название средней конечной температуры замораживания tс.к.

Средняя конечная температура замораживания tс.к определяется как среднее арифметическое значение между температурами в конце процесса замораживания на поверхности продукта tк.п и в центре tk.

.

Доля вымороженной влаги. Тканевую жидкость, превратившуюся в лед при замораживании пищевых продуктов, называют вымороженной. Поскольку при замораживании не вся тканевая жидкость превращается в лед, принято оценивать долю вымороженной жидкости ω в виде

ω = m л/ m в,

где m л - масса вымороженной тканевой жидкости (льда), кг; m в - масса тканевой жидкости в замораживаемом продукте, кг.

Масса тканевой жидкости в продукте определится как

m в = m W,

где m - масса продукта, кг; W - доля жидкости в продукте.

Доля вымороженной жидкости может изменяться от ω = 0 - твердая фаза отсутствует, до ω = 1 - полностью отсутствует жидкая фаза.

 

10.3 Подмораживание пищевых продуктов

 

Подмораживание заключается в понижении температуры продуктов немного ниже криоскопической для улучшения условий их хранения. Поскольку понижение температуры продуктов сопровождается некоторым льдообразованием, термин "переохлаждение" не точен. Более правильно - "подмораживание".

Наиболее широко подмораживанием пользуются для сохранения рыбы, мяса и плодов.

Существует два основных пути подмораживания продуктов:

первый - продукт помещают в камеру, где поддерживается температура до -3°С. Температура продукта постепенно понижается, приближаясь к температуре воздуха камеры. Так подмораживают рыбу, птицу, мясо, зимние сорта яблок;

второй - продукт помещают в морозильную камеру, где замораживается периферийный слой ограниченной толщины. После перемещения продукта в камеру хранения с температурой -2 ÷- 3°С вследствие внутреннего теплообмена во всем объеме продукта устанавливается температура, одинаковая с температурой хранения. Этот способ рекомендуется для подмораживания мяса и рыбы.

Исследования показали, что в подмороженных продуктах при хранении происходят те же внутренние изменения, что и при охлаждении, но протекают они медленнее и поэтому продолжительность хранения в подмороженном состоянии может быть больше, чем в охлажденном.

При подмораживании продуктов в морозильных камерах с последующим внутренним теплообменом до выравнивания температур в объеме продукта происходят теплофизические процессы, существенно отличные от происходящих при медленном подмораживании. Такой процесс делится на два взаимосвязанных этапа.

На первом этапе при интенсивном отводе тепла замораживается слой некоторой толщины, и в продукте создается резко неравномерное температурное поле.

На втором этапе происходит внутренний теплообмен в продукте при очень слабом теплообмене с воздухом камеры хранения. Это приводит к приблизительному равенству температуры продукта и камеры. Внутренний теплообмен в продукте можно рассчитывать как адиабатный.

Интенсивный отвод теплоты от продукта на первом этапе приводит к быстрому замораживанию периферийного слоя, что благоприятно в технологическом отношении и удобно организационно, так как время, необходимое для пребывания продукта в морозильной камере, невелико. Последнее обстоятельство позволяет выполнить в непрерывном потоке подмораживание таких продуктов, как мясные полутуши и четвертины. Нет необходимости ограничивать на первом уровне понижение температуры поверхности мяса из-за опасения уменьшить обратимость процесса.

Температура поверхности должна быть такой, чтобы после выравнивания температура в толще была -1 ÷ -2°С.

Таким образом, чем интенсивнее процесс теплообмена на первом этапе, тем совершеннее процесс в технологическом и организационном отношении.

 

10.4 Холодильное хранение пищевых продуктов

 

Охлаждение и замораживание пищевых продуктов - подготовительные процессы холодильной технологии перед холодильным хранением. Сроки такого хранения несоизмеримо больше продолжительности охлаждения или замораживания, поэтому при холодильном хранении основное значение приобретает максимальное снижение скорости нежелательных микробиологических, биохимических и химических процессов в пищевых продуктах. Кроме того, в задачу холодильного хранения входит обеспечение сохранности питательных свойств продукта, его питательной ценности, а также товарного качества.

Для рационального холодильного хранения охлажденных или замороженных продуктов необходимо выполнение ряда условий: хранить доброкачественные продукты, прошедшие регламентированную технологическую обработку перед хранением; соблюдать температурный режим хранения; поддерживать определенную влажность при хранении; соблюдать санитарно-гигиенические условия; использовать дополнительные средства, повышающие стойкость хранимых продуктов; применять рациональную тару для хранения продуктов.

Режимы холодильного хранения пищевых продуктов. Охлажденные скоропортящиеся пищевые продукты хранят в камерах при температурах, близких к криоскопическим, а относительную влажность поддерживают в пределах 80...85 %.

Температурный режим камер для хранения замороженных продуктов выбирают из планируемого срока хранения. При непродолжительном сроке хранения допускается поддерживать температуру в камерах на уровне -8...-12 0С для сокращения эксплутационных расходов. Замороженные продукты, предназначенные для длительного хранения, хранят при температуре не выше -18 0С.

Сроки холодильного хранения пищевых продуктов. Предельным сроком хранения пищевого продукта принято считать такой, по истечении которого в хранимом продукте начинают появляться не присущие продукту посторонние запахи, продукт приобретает привкус, изменяется цвет и внешний вид.

Изменения показателей качества для каждого продукта индивидуальны, но для групп продуктов можно выделить общие признаки, по которым судят об изменении качества.

При хранении жиров животного происхождения микроорганизмы и ферменты вызывают распад ненасыщенных жировых кислот, что приводит к образованию кетонов, обуславливающих горький привкус продукта.

При хранении рыбы и рыбопродуктов происходит распад белковых молекул с образованием аминокислот и, как следствие, триметиламина, присутствие которого свидетельствует о наличии порчи.

Хранение охлажденных пищевых продуктов при низких положительных температурах (0... 2 0С) обеспечивает сохранность мяса, рыбы, птицы в течение одной-двух недель.

 

10.5 Отепление и размораживание пищевых продуктов

 

Пищевые продукты, для которых заканчивается установлен­ный срок хранения, подвергаются завершающему холодильному технологическому процессу - отеплению или размораживанию. Эти процессы завершают непрерывную холодильную цепь, обеспечивающую доставку пищевых продуктов из сферы производства в сферу потребления с максимально возможной сохранностью питательных и вкусовых свойств, а также товарного вида.

Отеплению подвергаются пищевые продукты после хранения в охлажденном состоянии, размораживанию - продукты после хранения в замороженном состоянии.

Отепление. Охлажденные пищевые продукты, перенесенные из и камеры холодильного хранения в теплое помещение, например в помещение экспедиции или фасовки, всегда имеют температуру поверхности ниже температуры точки росы. Следствием этого является конденсация влаги атмосферного воздуха на поверхности продукта, которая является питательной средой для развития мик­рофлоры и развития микробиологического обсеменения, способ­ного привести к порче продукта.

Отеплением называется процесс повышения температуры охлажденного пищевого продукта со скоростью, исключающей образование конденсата на поверхности продукта. Для отепления продуктов используются специальные камеры, в которых предусматривается возможность изменять температуру и направление циркулируемого воздуха. Подготовку воздуха обеспечивают последовательно включенные воздухоохладитель и калорифер. Параметры подаваемого в камеру отепления воздуха не должны приводить к образованию конденсата на поверхности продукта и не должны способствовать усушке продукта. На практике температура воздуха в камере отепления поддерживается на 2...3 0С выше температуры продукта при относительной влажности воздуха око­ло 80 %.

Повышение температуры продукта приводит к активизации микробиологической деятельности и биохимических процессов. Активность микроорганизмов не будет существенно высокой, если поверхность продукта не будет увлажняться.

Положительный эффект дает использование ультрафиолетового облучения или озонирование продуктов при отеплении. В теплофизическом отношении процесс является противоположным процессу охлаждения. Расчет количества теплоты для отепления, а также длительности процесса может быть выполнен по зависимостям процесса охлаждения пищевых продуктов.

Размораживание. Размораживанию (дефростанции) подвергают пищевые продукты после хранения в замороженном состоянии. В процессе размораживания кристаллы льда превращаются в жидкость, и распределение влаги в продукте должно вернуться в исходное до замораживания состояние. На практике добиться идеальной обратимости процесса не удается. При замораживании часть клеток и волокон травмируется кристаллами льда, что приводит к снижению влагоудерживающей способности продукта. Кроме того, низкие температуры и биохимические процессы, происходящие в продуктах при хранении, приводят к коагуляции белков и ослабляют способность клеток и тканей к набуханию. В силу указанных причин из размороженных продуктов выделяется некоторая часть клеточной жидкости. Потери жидкости сопровождаются потерей продуктом питательных веществ и минеральных солей.

Практически применяемые способы размораживания включают в себя:

- медленное размораживание в воздушной среде при температуре в камере 0...4 0С;

- быстрое размораживание в воздушной среде при температуре в камере 15...20 0С;

- быстрое размораживание в паровоздушной среде при температуре 25...40 0 С;

- размораживание в жидких теплоносителях (воде или рассоле) при температуре от 4 до 20 0С.

Медленное размораживание обеспечивает наилучшее восстановление продукта, равномерное распределение клеточной жидкости. Однако низкие скорости размораживания приводят к развитию биохимических и микробиологических процессов, деятельность которых к концу процесса размораживания может привести к порче продукта.

Быстрое размораживание применяется в основном для пищевых продуктов, используемых для промышленной переработки, - производства колбас, приготовления консервов.

Одним из перспективных направлений является использование СВЧ-печей для размораживания продуктов.

 

 

Глава 11. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ      ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

 

11.1 Технология охлаждения пищевых продуктов

 

Охлаждение пищевых продуктов преследует конкретные цели - понизить скорость биохимических процессов и уменьшить развитие микроорганизмов.

Охлаждение пищевых продуктов животного происхождения осуществляется после прекращения жизни теплокровных или хладнокровных животных и первичной обработки. После смерти животного в мышечной ткани протекают интенсивные процессы, связанные с расщеплением углеводов и эфиров фосфорной кислоты.

Результатом этих процессов является выделение теплоты и, как следствие, повышение температуры продукта. Тепловыделения в этом случае существенно превосходят количество теплоты, выделяемое при жизни организма.

Если мясо не охладить непосредственно после убоя животного, то это может привести к необратимому процессу - загару мяса. Последний возникает при повышении температуры в толще продукта до появления денатурационных и специфических ферментных процессов распада аминокислот или отдельных белковых веществ. В результате образуются летучие вещества, обуславливающие неприятный запах, и в глубине наиболее толстых частей туш мясо приобретает неестественный цвет. Аналогичные процессы протекают в рыбе и птице.

Количество выделяемой теплоты метаболических процессов находится в прямой зависимости от времени начала охлаждения и скорости охлаждения. Чем раньше будет начат процесс охлаждения и чем выше скорость охлаждения продукта, тем меньшее количество теплоты метаболических процессов выделяется и тем энергетически выгодным становится процесс охлаждения, а качество охлаждаемых продуктов будет выше.

 

11.2 Охлаждение мяса и мясопродуктов

 

Тепловыделения после прекращения жизни животного существенно превышают тепловыделения при жизни. Они могут привести к повышению температуры мясной туши в первый час после убоя на 3,3...7,9 0С при отсутствии теплообмена с окружающей средой.

Отличительной особенностью мышечной ткани являются процессы окоченения и расслабления, т.е. созревания мяса. Задержка в наступлении окоченения, вызванная быстрым охлаждением, является причиной, препятствующей реализации мяса, до того как этот процесс полностью не закончится. В связи с этим следует разумно выбирать скорость охлаждения и конечную температуру продукта. Для ускорения завершения процесса окоченения (ферментации) его следует проводить при температуре 7...9 0С. Мясо высшей упитанности требует для завершения процесса ферментации больше времени, чем мясо более низкой упитанности или мясо молодняка.

После первичной обработки мясные туши, полутуши или четвертины размещают на подвесных путях и охлаждают в камерах, имеющих оборудование для охлаждения воздуха. Существует несколько способов охлаждения мяса:

в камере хранения при постоянной температуре в течение всего процесса охлаждения. В этом случае температура в камере составляет 0 0С, а относительная влажность 87...97%. Процесс охлаждения заканчивается при достижении температуры мяса в толще бедра 2...4 0С и продолжается 30...36 ч;

в камере интенсивного охлаждения интенсификация процесса охлаждения достигается понижением температуры охлаждающего воздуха и увеличением скорости движения окружающей среды.

Увеличение скорости движения охлаждающего воздуха до 1... 2 м/с позволяет сократить в два раза длительность процесса охлаждения. При понижении температуры охлаждающего воздуха до -8...-12 0С и указанной скорости движения охлаждающей среды продолжительность охлаждения до средней конечной температуры по объему бедра 3...4 0С составляет 6... 8 ч. При таком интенсивном охлаждении между поверхностными и глубинными слоями будет наблюдаться значительная разность температур. Охлажденное таким образом мясо выдерживают в камере хранения при температуре 20С;

в камерах тоннельного типа, как правило, вдоль тоннеля располагают до четырех подвесных путей, по которым подвешенные туши перемещаются от зоны загрузки к зоне выгрузки. Движение охлаждающего воздуха внутри тоннеля обеспечивается принудительно с использованием вентиляторов или струйных систем. Воздух охлаждается в сухих или мокрых воздухоохладителях, устанавливаемых непосредственно в тоннеле или за его пределами.

Установлено, что мясо в полутушах можно охлаждать до -2 0С, при этом кристаллизации содержащейся в мясе воды не происходит.

 

11.3 Охлаждение птицы

 

Мясо домашней птицы и дичи более нежное, чем мясо животных, и поэтому требует своевременного и быстрого охлаждения. Тушки птицы поступают на охлаждение после технологической обработки. Птицу охлаждают в воздушной среде, ледяной воде и тающем льде.

Продолжительность охлаждения птицы в камере при температуре 0... 1 0С и естественной циркуляции охлаждаемого воздуха может составлять до 24 ч и более. Интенсификация процесса может осуществляться понижением температуры воздуха в камере до -2 0С и повышением скорости движения воздуха до 4 м/с. В этом случае длительность процесса охлаждения сокращается до 3...6 ч. Воздушное охлаждение применимо только для тушек птицы, подвергнутых сухой ощипке и обработке при температуре 54...50 0С, в противном случае птица обезвоживается и теряет товарный вид.

Более эффективным является охлаждение птицы в «ледяной воде», имеющей температуру 0...2 0С. Длительность ее охлаждения составляет 20...50 мин в зависимости от вида и упитанности птицы. Кожа тушек при этом становится чистой, отбеляется, исчезают пятна от ушибов и кровоизлияний. Вследствие поглощения некоторого количества воды кожей и подкожной тканью форма тушек округляется, и они приобретают хороший товарный вид. Недостатком данного способа охлаждения является возможность перекрестного микробиологического обсеменения, в частности инфицирование сальмонеллой. Для реализации данного способа требуется строгий санитарный контроль с применением дезинфицирующих средств.

Охлаждение тушек птицы тающим льдом осуществляется в специальных ваннах или в таре для хранения. Тушки укладывают на колотый лед, каждый слой пересыпают также колотым льдом. Продолжительность охлаждения составляет 2...4 ч. Вследствие большой трудоемкости и неполного использования тары данный метод не получил большого распространения.

К перспективным методам относится охлаждение тушек птицы орошением ледяной водой. При этом охлаждение совмещается с очисткой и промывкой охлаждаемых тушек. Установлено, что шикробиологическое обсеменение на поверхности тушек сокращается на 85...95%, а количество влаги, поглощаемой тушками, не превышает 2...3 %.

 

11.4 Охлаждение рыбы

 

Рыба и рыбопродукты охлаждаются непосредственно на месте вылова, т. е. на рыболовных судах, оснащенных холодильным оборудованием, или в береговых производственных холодильниках. Наибольшее распространение получило охлаждением с использованием водного льда, охлажденной морской воды или водного раствора хлористого натрия.

При использовании ледяного охлаждения предварительно отсортированную рыбу помещают в тару, перемежая слои рыбы и колотого водного льда. Для охлаждения используется естественный и искусственный лед, но предпочтение отдается искусственному, так как он менее заражен микроорганизмами. Наибольший эффект достигается при изготовлении льда из морской воды. В зависимости от температурных условий, времени года и продолжительности охлаждения рыбы расход льда на охлаждение составляет 40... 100 % массы охлаждаемой рыбы.

В качестве жидких сред для охлаждения рыбы используется морская вода или 2%-ный водный раствор хлористого натрия (поваренной соли). Применение раствора хлористого натрия имеет преимущества, так как концентрация раствора близка к концентрации солей в тканевом соке рыбы, вследствие чего осмотические явления сводятся к минимуму. Кроме того, использование искусственно приготовленного раствора снижает микробиологическую обсемененность. Рыба охлаждается в специальных корзинах, которые погружаются в ванны с циркулирующей охлажденной до температуры -2 0С жидкой средой. Продолжительность охлаждения 1...2 ч. Разновидностью охлаждения с использованием жидких сред является охлаждение рыбы холодным жидким теплоносителем на конвейере. Как правило, после охлаждения рыбы жидким солевым раствором ее промывают холодной пресной водой.

 

11.5 Охлаждение молока и молочных продуктов

 

Свежевыдоенное молоко является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов. Продолжительность данной бактерицидной фазы молока зависит от температуры и при температуре +30 0С составляет около 3 ч. Охлажденное до 0 0С молоко сохраняет бактерицидную фазу в течение 48 ч. Молоко охлаждают непосредственно после удоя в специальных бесконтактных молокохладителях, используя в качестве охлаждающей среды холодную (ледяную) воду, охлажденный рассол или кипящий холодильный агент (хладагент). Длительность охлаждения в проточных молокоохладителях исчисляется минутами, в емкостных - до 3 ч.

На молокозаводах охлаждают в основном продукты переработки молока - сливки, сметану, кефир, ряженку, творог, масло, сыры и др.; сливочное масло охлаждают в камерах хранения с принудительной циркуляцией воздуха и невысоких отрицательных температурах. Сыры после производства требуют определенных тепловлажностных условий для созревания и хранения при температуре несколько ниже 0 0С.

 

ГЛАВА 12. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ                       ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

 

12.1 Способы замораживания

 

В зависимости от вида замораживающей среды способы замораживания могут быть разделены на замораживание в воздушной среде, жидких теплоносителях и криогенных жидкостях.

Замораживание в воздушной среде получило наибольшее распространение вследствие простоты и доступности теплоносителя (воздуха). Замораживание осуществляется в морозильных камерах или морозильных туннелях. Воздух охлаждается до температуры -30...-40 0С и со скоростью 1... 2 м/с подается на обдув замораживаемых продуктов. Продукты, которым в процессе замораживания Желательно придать определенную форму (например, рыбное филе), замораживают в специальных лотках. По способу отвода теплоты от лотков различают одностороннее и двустороннее контактное замораживание.

Наилучший эффект достигается при замораживании фасованных продуктов небольшого размера в специальном морозильном оборудовании, получившем название скороморозильных аппаратов. Разновидностью воздушного (газового) замораживания является использование для этого процесса твердой углекислоты. Помимо создания низкой температуры (температура сублимации углекислоты составляет -79 0С) создается защитная атмосфера, препятствующая развитию микроорганизмов. Этот способ достаточно дорогой и большого распространения не получил.

При замораживании в жидких теплоносителях различают замораживание орошением или погружением. При замораживании орошением жидкий, охлажденный до низких температур теплоноситель (чаще всего водный раствор хлористого натрия, хлористого кальция или пропиленгликоля) подается через форсунки или другие разбрызгивающие устройства на орошение замораживаемого продукта. Замораживание погружением является более эффективным процессом с равномерным замораживанием продукта со всех сторон. Недостатком данных методов является необходимость применения герметичной упаковки, чтобы исключить контакт замораживаемого продукта с замораживающей средой (бесконтактное замораживание).

Замораживание в криогенных жидкостях (жидком воздухе или жидком азоте) не нашло большого применения. В некоторых случаях замораживание орошением жидким воздухом используется как вспомогательная технологическая операция, например замораживание черного перца-горошка перед размолом.

 

12.2 Замораживание пищевых продуктов животного происхождения

 

Замораживание пищевых продуктов является подготовительным процессом перед длительным хранением. Хранение в замороженном состоянии отличается большой стойкостью продукта, обеспечивая сохранность, питательность, а также товарный вид.

Большинство пищевых продуктов в замороженном состоянии может храниться в течение года. Отличительной особенностью замораживания является превращение тканевой жидкости в лед. Отсутствие жидкой среды приводит к существенному снижению жизнедеятельности микроорганизмов и скорости биохимических процессов в продукте. Совершенствование способов замораживания, технологических режимов процесса, создание новых видов упаковочных материалов обеспечивает все более широкое применение данного способа консервирования скоропортящихся продуктов.

Замораживание мяса крупного рогатого скота, свинины и баранины чаще всего производят в воздушной среде после предварительного охлаждения («дв


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: