Анализ расхода холода на подмораживание пищевых продуктов и их качество

Сырье, подлежащее заморозке, конвейером подается в бункера дозатора, откуда перегружается в кассеты, смонтированные на раме загрузочного устройства. Под  воздействием гидравлического привода  рама загрузочного устройства вталкивает кассеты с сырьем в приоткрытые  морозильные блок-формы ротора.

Рама с порожними кассетами  возвращается в исходное положение, а сырье, удерживаемое в это время  особыми поршнями, остается в блок-формах. Плиты блок-форм сжимаются, спрессовывают  сырье в блоки, и начинается его  замораживание. При окончании загрузки одного ряда блок-форм ротор поворачивается особым гидроустройством на величину, необходимую для установки под  загрузку следующего ряда блок-форм, и  т. д. Одновременно к месту разгрузки подходит ряд блок-форм с уже замороженным сырьем. Специальный клиновой механизм раскрывает половинки блок-форм, и замороженные блоки выпадают из них.

В нашей стране наиболее распространено производство блоков из жилованного  мяса. При этом значительный интерес  с точки зрения сокращения потерь представляет поставка бескостных блоков жилованного мяса в охлажденном  виде. Вместе с тем остается нерешенным вопрос о потерях, имеющих место  в результате усушки мяса в процессе охлаждения туш от 35 до 0-4°С. Наиболее эффективным в этом отношении  являются разделка и обвалка парного  мяса, упаковывание его под вакуумом в пакеты из полимерных материалов и размещение в короба из гофрированного картона, а затем термическая  обработка коробов с мясом  путем охлаждения или замораживания. Аналогичный положительный результат  достигается при обработке таким  образом парного мяса в виде мясокостных  отрубов.

Представляет интерес опыт фирмы  «Iowa Beefprocess» (США), являющейся ведущей  в мире по убою крупного рогатого скота  и переработке говядины. С 1980 г. фирма  еженедельно перерабатывает для  производства охлажденных бескостных и мясокостных отрубов более 100 тыс. голов крупного рогатого скота. Для этой цели отбирают полновесный  скот высокого качества, средняя масса  туши составляет 294 кг. Получаемые отрубы упаковывают в пленку, а затем  в картонные короба. Благодаря  такому производству мяса фирма получает дополнительную прибыль в сумме 60,8 дол. за каждую разделанную тушу. Прибыль достигается в результате снижения потерь мяса при производстве отрубов, сокращения его усушки при  хранении на холодильниках, при транспортировании  и торговле, а также благодаря  снижению погрузочно-разгрузочных операций. Наряду с этим сокращается потребность  в холодильных емкостях для хранения мяса. Срок хранения говяжьих отрубов  в охлажденном состоянии составляет 21-28 сут. В целях сокращения потерь при технологической обработке  на предприятиях фирмы поддерживают температурные и влажностные  режимы под строгим контролем  со стороны инспекторов предприятия  и инспекции министерства сельского  хозяйства США.

С учетом этого опыта необходимо принять меры по исключению или сокращению до минимума потерь холода в цехах  мясоперерабатывающих предприятий  и мясокомбинатов, а также на холодильниках. Одним из методов устранения таких  недостатков является применение таких  эффективных изоляционных материалов, как многослойные клеевые конструкции  из полистирола ПСБ-С с фольгозольным  покрытием, монтируемые на наружной поверхности ограждений холодильников, а также материала «Рипор». Высокая  эффективность предлагаемых решений  подтверждена практической проверкой  их использования на ряде предприятий  мясной промышленности. Применение их в 2-2,5 раза сокращает сроки реконструкции  холодильников и снижает стоимость  этих работ на 40-45%, в 2 раза сокращает  расход электроэнергии и уменьшает  количество применяемого оборудования.

Этому же способствуют переход на воздухоохладители вместо пристенных батарей, широкое использование  аппаратных методов термической  обработки мяса и субпродуктов взамен камерных, что улучшает распределение  холода н сокращает продолжительность  замораживания.

Наряду с интенсификацией процессов  охлаждения и замораживания мяса одним из эффективных методов  увеличения сроков хранения и сокращения потерь его массы при холодильной  обработке является применение защитных пленкообразующих составов.

Ассортимент веществ, используемых в  качестве пленкообразующих составов для  приготовления покрытий, широк: альгин, коллаген, желатин, парафин, целлюлоза, казеин, многоатомные спирты и жирные кислоты, моноглицериды и их производные. Наиболее перспективным направлением для сохранения качества и сокращения потерь массы мяса и мясных продуктов  является применение композиции пищевых  покрытий, получаемых на основе моноглицеридов и ацетилированных моноглицеридов пищевых жиров, поскольку эти  соединения обладают бактерицидными свойствами и являются антиокислителями.

Пищевые покрытия применяют в зарубежных странах. В США разработано новое  пищевое покрытие «Дермутекс», представляющее собой маслянистую жидкость, состоящую из дистиллированного и полностью ацетилированного моноглицерида, получаемого из растительного масла. Использование этого покрытия в сочетании с упаковкой отрубов в пленку "Крайовак" дает такие преимущества, как сохранение качества в течение длительного срока хранения: для говядины до 50 суток, свинины до 14 суток, баранины до 70 суток с одновременным сокращением усушки мяса.

Работы, проведенные на Фрунзенском  и Токмакском мясокомбинатах, где  в качестве пищевого покрытия использовали композицию на основе моноглицеридов, показали, что усушка сокращается  в среднем на 30%, а срок хранения мяса увеличивается в 2 раза. При  этом установлено торможение окислительных  процессов жира и развитие микроорганизмов.

Наряду с этим было установлено, что проведение глицеролиза жиров  в условиях мясокомбинатов из-за трудоемкости, энергоемкости и неудовлетворительных условий по безопасности в связи  с использованием диоксида углерода нецелесообразно. Положение еще  больше усугубляется нарушением требований промсанитарии при проведении ацетилирования глицеридов вследствие использования  уксусного ангидрида и его  сброса в канализацию. Одновременно было выявлено, что при таком методе обработки увеличивается микробиологическая обсемененность и уменьшается концентрация пищевого покрытия в процессе эксплуатации установки, пищевое покрытие стекает  с поверхности полутуш после  их выхода из камеры распыления.

С учетом отмеченных недостатков проведены  исследования по разработке пищевого покрытия на основе серийно выпускаемых  моноглицеридов с включением эмульгатора. Такое покрытие состоит из 5% (в  пересчете на сухое вещество) указанной  композиции и 95% воды. Другим видом является покрытие, включающее серийно выпускаемые  моноглицериды и ацетилированные  моноглицериды с добавлением  крахмала. Уровень воды в таком  покрытии составляет 86% [10].

ВНИКТИ холодпромом разработана технология и создана установка для приготовления и нанесения пищевого покрытия на мясо, которая состоит из участка приготовления эмульсии пищевого покрытия, включающего две пастеризационные ванны Г6-ОПА-600, два насоса, емкость для дезинфицирующего раствора, и установки Я10-ФНМ нанесения пищевого покрытия. Она состоит из камеры легкой металлоконструкции, снабженной системой трубопроводов с форсунками для распыления эмульсии на мясо, узлом фильтрации, системой приточной вентиляции и конвейером для транспортирования полутуш.

Установка работает следующим образом. Мясные туши и полутуши поступают  в камеру, где на них наносится  пищевое покрытие. Неосевшее на поверхности  мяса покрытие стекает, собирается в  накопителе камеры и насосом возвращается в ванны для термообработки и  дальнейшего использования.

Бывшим Министерством здравоохранения  СССР дано разрешение на использование  разработанного пищевого покрытия и  пленкообразующего состава для  нанесения на парное мясо перед холодильной  обработкой и хранением.

Пищевой пленкообразующий состав на основе серийно выпускаемых моноглицеридов и ацетилированных моноглицеридов с добавлением крахмала или с  включением эмульгатора обеспечивает сокращение усушки при сохранении качества мяса.

Другим методом снижения потерь мяса за счет усушки при охлаждении является гидроаэрозольное орошение. Во ВНИКИМПе была разработана технология и создана установка Я8-ФОА  для периодического орошения полутуш  водой.

Сущность процесса заключается  в том, что полутуши охлаждают  на подвесных путях в обычных  холодильных камерах по традиционной технологии, но с периодическим орошением  их в начале обработки водопроводной  водой, после испарения которой  на поверхности полутуш образуется корочка подсыхания, препятствующая развитию нежелательной микрофлоры. На поверхность полутуш воду наносят  с помощью разработанного устройства с вращающейся ворсистой поверхностью. Распылители помещают между рядами туш и с помощью индивидуальных приводов перемещают вдоль рядов  и обратно. При перемещении распылители  орошают полутуши тонким слоем воды при одновременном обдуве воздухом с помощью вентилятора. Каждый распылитель  снабжен бачком, куда с помощью шланга заливают воду. Через 6 ч работы распылители отключаются, а процесс охлаждения продолжается до достижения в толще мышц бедра полутуши температуры 4°С.

Процесс охлаждения полутуш интенсифицируется  на 10% по сравнению с их обработкой в условиях естественной конвекции  воздуха. Усушка говяжьих полутуш I категории  снизилась с 1,54% для контрольных  образцов до 1,28% для орошаемых полутуш. Усушка полутуш II категории снизилась  в среднем на 0,55%, а свинины II категории  — на 0,64% по сравнению с контрольными образцами. Производительность установки, снабженной пятью распылителями, составляет 20 т мяса в сутки, суммарная установленная  мощность 1,5 кВт.

Использование холода для охлаждения вареных колбас способствует снижению потерь готовой продукции и сохраняет  ее качество. Заслуживает внимания гидроаэрозольный метод охлаждения вареных колбас, предложенный специалистами  ВНИКТИхолодпрома, который позволяет  снизить потери на этой стадии производства колбасных изделий. По традиционной технологии вареные колбасы после  варки охлаждаются от температуры  в центре батона 70 до 15ºС орошением  водой. При этом расходуется большое  количество воды, увеличивается время  охлаждения, возможно накопление влаги  под целлофановой оболочкой, что  может привести к ее деформации и  разрыву. В случае применения обработки  холодным воздухом температурой -5…7ºС интенсифицируется процесс охлаждения и передача влаги как к поверхности  батона, так и от нее к охлаждающей  среде. При таком способе охлаждения усушка возрастает по сравнению с  орошением водой.

Гидроаэрозольное охлаждение предусматривает  орошение батонов колбас водой температурой не выше 18°С, подаваемой через специальные  форсунки под давлением 294-490 кПа. Затем  колбасы доохлаждают воздухом до температуры в центре батона не выше 15 С. Продолжительность только гидроаэрозольного  охлаждения составляет 80-110 мин. Расход воды доходит до 200 кг/ч на одну раму.

Применение метода гидроаэрозольного  охлаждения позволяет увеличить  выход вареных колбас на 1% по сравнению  с традиционными методами охлаждения, что значительно повышает экономическую эффективность производства.

Замораживание – один из методов  низкотемпературного консервирования  мяса и мясопродуктов. Способ, условия  и технические свойства замораживания  определяют, исходя из вида, состава, свойств, формы и размеров продукта. В зависимости  от состояния мяса применяют одно- или двухфазное замораживание. Парное мясо, поступающее непосредственно  после первичной переработки, замораживают однофазным способом. Преимущества однофазного  замораживания — сокращение продолжительности  процесса, уменьшение потерь массы, более  высокое качество мяса, сокращение затрат труда и. транспортирования, эффективное использование производственных площадей. В последние годы широкое  распространение получило замораживание  мяса и субпродуктов в блоках, которые  формуют после обвалки мяса.

Мясо и мясопродукты замораживают в воздухе, в растворах солей  или некоторых органических соединений, в кипящих хладагентах, при контакте с охлаждаемыми металлическими пластинами. Самый старый способ охлаждения —  с помощью тающего или сухого льда. В холодильных устройствах  для замораживания продуктов  наиболее часто используют теплоту  испарения, необходимую для перехода из жидкого состояния в пар. Если давление над поверхностью жидкости уменьшается, то она начинает испаряться или закипать, а ее температура  стремится сравняться с температурой, соответствующей давлению пара. Необходимая  для испарения теплота отбирается у жидкости и сосуда, в котором  она находится, или от окружающей среды. Если пониженное давление над  паром будет поддерживаться постоянно, а потеря испаряющейся жидкости —  все время возмещаться, то жидкость будет кипеть и непрерывно отбирать теплоту. При этом реализуется так  называемый замкнутый холодильный  цикл. Часть хладагента непосредственно  соприкасается с продуктами. Однако еще чаще хладагент соприкасается  не непосредственно с продуктами, а с одной промежуточной средой (твердой, жидкой или газообразной) или с несколькими средами. По этому признаку способы замораживания  делят на две группы: основанные на непосредственном соприкосновении  продукта с испаряющимся хладагентом и основанные на косвенном контакте хладагента и продукта через промежуточную твердую, жидкую, газообразную среду или их комбинацию [7].