Интенсификация охлаждения скоропортящихся продуктов, методы и технические средства

Консервирование - это обработка пищевых продуктов для увеличения сроков их хранения.

В зависимости от технологической сущности методы консервирования делятся на физические, физико-химические, химические, биохимические, комбинированные.

Физические методы Консервирование действием низких температур – к этому методу относят охлаждение и замораживание. Широко применяется для сохранения свежих плодов, овощей, мясных, рыбных и молочных продуктов, яиц. Пищевые продукты при этом методе консервирования охлаждают до температур, близких к 0^оС. Охлаждение сохраняет пищевую ценность и органолептические свойства товаров, но не обеспечивает длительной сохранности продуктов. Этот метод применяется при транспортировании товара на небольшие расстояния, при условии быстрой реализации в торговой сети.

Замораживание – это метод консервирования, при котором температура продуктов снижается до -8^оС и ниже. Замораживание способствует длительному сохранению пищевых продуктов. Сроки хранения замороженных продуктов измеряются месяцами и даже годами. Чем ниже температура, тем быстрее скорость замораживания и выше качество продуктов.

Замороженные продукты уступают по качеству охлажденным, так как при длительном хранении изменяется их пищевая и вкусовая ценность, а также возможны потери питательных веществ при размораживании.

Охлаждением называется процесс отвода теплоты от продуктов с понижением их температуры не ниже криоскопической. На практике все более широко применяют предварительное охлаждение.

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).

Методы охлаждения или замораживания основаны на применении естественного или искусственного холода, который служит средством охлаждения или замораживания.

Естественное охлаждение или замораживание достигается с помощью холодного воздуха – наружного и складского. Этот метод применяют только для замораживания и последующего хранения мяса, рыбы, плодов, овощей, хлеба, коровьего масла в зимнее время в холодной зоне.
Искусственный холодприменяют для охлаждения и замораживания скоропортящихся пищевых продуктов.

Искусственный холод создается с помощью холодильного оборудования и положен в основу функционирования особых типов хранилищ – холодильников.

Выбор системы охлаждения обусловлен рядом критериев: возможностью создания и поддержания заданного равномерного температурно-влажностного режима, затратами на хранение (на оборудование, электроэнергию, эксплуатацию).

Существуют несколько способов получения искусственного холода. Они включают в себя использование льда, льда и соли, сухого льда, системы верхних крепежных плит, криогенные системы, а также механическое охлаждение.

Самый простой из них — охлаждение при помощи льда или снега, таяние которых сопровождается поглощением довольно большого количества тепла. При ледяном охлаждении используют водный лед или твердую углекислоту (сухой лед).

Водный лед применяется для охлаждения и сезонного хранения продовольственных товаров, овощей, фруктов в климатических зонах с продолжительным холодным периодом, где в естественных условиях в зимний период его легко можно заготовить.

Ледяное охлаждение имеет существенные недостатки: температура хранения ограничена температурой таяния льда (обычно температура воздуха на ледяных складах 5— 8°С), в ледник необходимо закладывать количество льда, достаточное на весь период хранения, и добавлять по мере необходимости; значительные затраты труда на заготовку и хранение водного льда; большие размеры помещения для льда, превышающие примерно в 3 раза размеры помещения для продуктов; значительные затраты труда на соблюдение необходимых требований, предъявляемых к хранению пищевых продуктов и отводу талой воды.

Лъдосоляное охлаждение производится с применением дробленого водного льда и соли. Благодаря добавлению соли скорость таяния льда увеличивается, а температура таяния льда опускается ниже. Это объясняется тем, что добавление соли вызывает ослабление молекулярного сцепления и разрушение кристаллических решеток льда. Таяние льдосоляной смеси протекает с отбором теплоты от окружающей среды, в результате чего окружающий воздух охлаждается и температура его понижается. С повышением содержания соли в льдосоляной смеси температура плавления ее понижается. Раствор соли с самой низкой температурой таяния называется эвтектическим, а температура его таяния — криогидратной точкой. Криогидратная точка для льдосоляной смеси с поваренной солью -21,2°С, при концентрации соли в растворе 23,1% по отношению к общей массе смеси, что примерно равно 30 кг соли па 100 кг льда. При дальнейшей концентрации соли происходит не понижение температуры таяния льдосоляной смеси, а повышение температуры таяния (при 25%-ной концентрации соли в растворе к общей массе температура таяния повышается до -8°С).

Охлаждение сухим льдом основано на свойстве твердой углекислоты сублимировать, т. е. при поглощении тепла переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние.

Сухой лед обладает следующими преимуществами по сравнению с водным:

· • можно получать более низкую температуру;

· • охлаждающее действие 1 кг сухого льда почти в 2 раза больше, чем 1 кг водного льда:

· • при охлаждении не возникает сырости, кроме того, при сублимации сухого льда образуется газообразная углекислота, которая является консервирующим средством, способствующим лучшему сохранению продуктов.

Сухой лед применяется для перевозки замороженных продуктов, охлаждения фасованного мороженого, замороженных фруктов и овощей.

Получение искусственного холода с помощью снега или льда, а также с помощью охлаждающих смесей имеет существенные недостатки: трудоемкость процессов заготовки льда или снега, их доставки, трудность автоматического регулирования, ограниченные температурные возможности.

В последнее время в связи с энергетическим кризисом, загрязнением окружающей среды все более актуальной становится проблема использования для холодильной обработки пищевых продуктов нетрадиционных экологически безопасных методов получения холода. Наиболее перспективным из них является криогенный метод на базе жидкого и газообразного азота с применением безмашинной проточной системы хладоснабжения, предусматривающей одноразовое использование криоагента.

Преимущество криогенных систем заключается в том, что в них меньше движущихся механизмов, которые необходимо обслуживать и заменять, чем в механических системах и меньше их неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Наиболее распространенным и удобным в эксплуатационном отношении способом охлаждения является машинное охлаждение.

Машинное охлаждение — способ получения холода за счет изменения агрегатного состояния хладагента, кипения его при низких температурах с отводом от охлаждаемого тела или среды необходимой для этого теплоты парообразования

Для последующей конденсации паров хладагента требуется предварительное повышение их давления и температуры.

Механическое охлаждение заключается в том, что тепло поглощается в одном месте и выделяется в другом. Это достигается циркуляцией хладагента (обычно это фреон) между двумя точками. Хладагент забирает тепло посредством змеевика (испарителя) в пространстве грузового отсека и отдает его через другой змеевик (конденсатор), расположенный снаружи. Хладагент циркулирует по системе под воздействием насоса (компрессора), который приводится в действие механически внешним двигателем (ДВС или электромотор). Механические рефрижераторы отличаются по их способности отводить тепло.

Широкое применение машинного охлаждения в торговле объясняется рядом его эксплуатационных свойств и экономических преимуществ. Стабильный и легко регулируемый температурный режим, автоматическое действие холодильной машины без больших затрат труда на техническое обслуживание, лучшие санитарно-гигиенические условия хранения продуктов, компактность и общая экономичность определяют его целесообразность.