Анализ расхода холода на подмораживание пищевых продуктов и их качество

Замораживание продуктов в воздухе. Воздух — наиболее распространенная и промежуточная среда для  отвода теплоты от продукта при замораживании. При замораживании воздухом скорость замерзания зависит от размера продукта, температуры воздуха и скорости его циркуляции. Интенсифицировать  процесс замораживания можно  путем понижения температуры, повышения  скорости движения воздуха и уменьшения толщины продукта.

Экспериментальные исследования показали, что снижать температуру воздуха  в туннельных установках ниже —35°С и увеличивать скорость движения воздуха выше б—8 м/с неэкономично и нецелесообразно с точки  зрения повышения скорости замораживания. Продолжительность одно- и двухфазного  замораживания говяжьих и свиных полутуш, а также бараньих туш  приведена в таблице 3.

Потери массы при однофазном замораживании в зависимости  от категории упитанности 1,58—2, %, при  двухфазном замораживании они увеличиваются  на 30—40%. Органолептические показатели мяса, замороженного в парном состоянии, выше, чем замороженного после  охлаждения.

Тушки птицы замораживают в воздухе  при тех же, режимах, что и мясо животных; продолжительность процесса в зависимости от вида птицы, упитанности  тушек и режимов замораживания 24—27 ч.

Замораживание в жидких кипящих  средах. Основное требование при реализации этого способа замораживания  — полная индифферентность хладагента и отсутствие каких бы то ни было реакций между ним и компонентами замораживаемых продуктов. В качестве хладагентов используют сжиженные  азот, диоксид углерода и фреон. С  помощью данного способа осуществляют охлаждение тушек птицы и упакованных  кусков мяса. Сжатый газ после компрессора  холодильной установки подается в конденсатор, а из него в жидком виде через специальный регулировочный клапан поступает в морозильную  камеру, где орошает продукт. В  последние годы получает распространение  замораживание продуктов жидким фреоном, имеющим температуру —30ºС.

Данный способ отличается быстротой  замораживания продукта, простотой  регулирования продолжительности  замораживания, возможностью включить установку в линию обработки  с нормальной температурой рабочего помещения и отсутствием потерь при замораживании. К его недостатку можно отнести низкую экономичность  процесса.

Разрабатывается способ замораживания  продуктов с помощью жидкого  азота, причем в настоящее время  находит применение замораживание  продукта путем опрыскивания азотом (рис.3). Продукты укладывают на ленту  конвейера и сначала охлаждают  холодным газообразным азотом, а затем  опрыскивают жидким азотом. Продукты, имеющие начальную температуру 20—21 °С, замораживаются до —18 °С в течение 1—5 мин в зависимости от размеров. На замораживание 1 кг продуктов расходуется 1 —1,5 кг жидкого азота. Продукт, замороженный: в жидком азоте, имеет высокие  качества, во время размораживания из него меньше вытекает мясного сока. Однако жидкий азот дорого стоит.

Замораживание в жидких некипящих  средах. В качестве жидких охлаждающих  сред используют водные растворы хлорида  натрия или кальция определенной концентрации, а также смесь воды с пропиленгликолем при температуре  не выше —20ºС. Для предохранения  от воздействия растворов продукт  герметично упаковывают в полимерные материалы, плотно прилетающие к  поверхности. После замораживания  растворы удаляют водой. Средняя  продолжительность замораживания  тушек птицы в растворе хлорида  кальция при -26…30ºС составляет 20—30 мин. Быстрый теплоотвод позволяет  получить высокое качество продукта [8].

Замораживание между металлическими плитами. Контактное взаимодействие продукта с низкотемпературной поверхностью обеспечивает сокращение процесса по сравнению с процессом замораживания  в воздухе в 1,5—2,0 раза. Наиболее распространено замораживание мясных блоков между металлическими пластинами. Сформированные блоки направляют в  плиточный морозильный: аппарат. Продолжительность  замораживания блока бескостного  мяса массой 25 кг при —35ºС до температуры  в толще —8°С составляет 4—5 ч. Этот способ позволяет при быстром замораживании лучше сохранить исходные качества продукта и снизить потери массы.

Для замораживания мяса в блоках и птицы используют различные  упаковочные материалы, в частности  синтетические полимерные пленки с  низкой газо- и паропроницаемостыо, устойчивые к действию хладагента и  компонентов пищевых продуктов (воды а жира), обладающие необходимой  механической прочностью в широком  диапазоне температур. Для упаковывания продукта сложной формы применяют  усадочные пленки, обеспечивающие плотное  облегание продукта.

При замораживании вторых блюд используют алюминиевую фольгу в комбинации с полимерными материалами, из которой  делают емкости различной формы. В настоящее время широко применяют  картонные подложки, покрытые пластическим материалом, устойчивые к воздействию  высоких и низких температур.

Мясо и мясопродукты хранят при  —18 °С и относительной влажности  воздуха 92—98 %. Продолжительность хранения мяса зависит от его вида, температуры  и наличия упаковки.

Замороженное мясо, сортированное  по видам и упитанности, хранят в  плотносформированных штабелях на напольных  решетках или в стоячных поддонах, которые устанавливают в 2—4 яруса  с помощью электропогрузчика. Загрузка 1м грузового объема камеры замороженным мясом для говядины в четвертинах 400 кг, в полутушах — 300, для свинины  в полутушах — 450, для баранины — 300 кг. Потери массы (усушка) при хранении мороженого мяса зависят от упитанности  сырья, этажности и емкости холодильников, географической зоны и времени года; они составляют 0,05—0,3% за один месяц. Для снижения потерь мясо упаковывают  в полиэтиленовые и другие материалы. В этом случае усушка сокращается  в 5—8 раз. При температуре ниже —18ºС продолжительность хранения всех видов  мяса увеличивается до 18—24 мес.

Замороженное мясо хранят в камерах, оборудованных, как правило, батареями  непосредственного испарения аммиака. При продолжительном хранении вследствие высыхания поверхности мяса мышечная ткань вдавливается и консистенция мяса уплотняется.

Мясо и мясопродукты замораживают в помещениях камерного и туннельного  типа, а также в морозильных  аппаратах. Камеры оборудованы пристенными  или потолочными батареями, в  которых циркулирует хладагент. Серьезными недостатками камер являются большая продолжительность процесса, неравномерность замораживания  и высокая усушка мяса. Интенсифицировать  процесс можно в туннелях быстрого замораживания, где батареи охлаждения размещены между рядами подвесных  путей. Скорость замораживания регулируется за счет принудительной циркуляции воздуха.

В НПО «Агрохолодпром» разработаны  универсальные морозильные камеры для сверхбыстрого охлаждения или  быстрого замораживаний парного  мяса, в которых можно регулировать температуру от —10 до —35 °С. Между  колоннами здания устроены четыре туннеля, вдоль каждого туннеля установлены  пристенные батареи непосредственного  испарения аммиака. Температура  в туннеле —35ºС, скорость движения воздуха до 3 м/с; продолжительность  замораживания мясных полутуш 14—16 ч.

В камерах туннельного типа можно  реализовать непрерывный технологический  процесс, осуществить его автоматизацию  и программирование. Использование  туннелей для замораживания свиных и говяжьих полутуш, а также бараньих туш позволяет уменьшить усушку мяса на 40—50%.

Блочное мясо, субпродукты, полуфабрикаты, готовые блюда, эндокринно-ферментное сырье можно замораживать в морозильных  аппаратах. Продукты помещают на ленточный  транспортер (рис. 4) тележки или на этажерки, движущиеся по рельсу. На установке  быстрого замораживания можно замораживать пельмени, кнели, котлеты и другие полуфабрикаты.

В морозильном аппарате для замораживания  штучных изделий ленточно-спирального  типа (рис. 5) вокруг вращающегося цилиндра смонтирована спираль, по которой перемещается ленточный конвейер. Продукт с  помощью загрузочного устройства попадает на ленту и перемещается по спирали  вверх к разгрузочному устройству. Поток холодного воздуха направлен  сверху вниз, перпендикулярно к ленте, т. е. движется противоточно по отношению к продукту, что обеспечивает повышение скорости замораживания и уменьшение усушки. Аппарат оборудован автоматическим устройством для мойки и сушки ленты.

Наряду с воздушными морозильными аппаратами используют плиточные аппараты, в которых замораживают мясо в  блоках, субпродукты, фарши и эндокринно-ферментное сырье. Замороженные в этих аппаратах  продукты имеют правильную форму, что  облегчает их упаковывание и дает возможность эффективно использовать объем камер хранения. В плиточных  аппаратах продукт размещают  между подвижными морозильными плитами. В результате перемещения плит происходит подпрессовывание продукта, что обеспечивает хороший контакт с охлаждаемой  поверхностью и способствует интенсификации теплообмена.

Горизонтально-плиточные аппараты в большинстве случаев являются устройствами периодического действия: загрузка и выгрузка продукта может  быть ручная или механизированная [3].

К вертикально-плиточным относятся  мембранные морозильные аппараты, в  которых происходит формирование и  замораживание блоков. Они представляют собой прямоугольную емкость  с подвижным дном, в которой  установлены вертикальные морозильные  плиты, состоящие из двух стальных мембран. Аппарат загружают с помощью  питателя, из которого мясо в упаковке поступает в формы. После загрузки в пространство между мембранами подается хладоноситель, под давлением  которого стальные пластины раздвигаются и плотно прижимаются к продукту. После окончания замораживания  хладоноситель отключается, и за счет разности давлений стальные мембраны отходят от блоков. Замороженные блоки  после открывания подвижного дна  выгружаются из аппарата на ленточный  конвейер и направляются в камеры хранения. В модернизированных аппаратах  мембранные камеры заменены на цельнометаллические  перемещающиеся морозильные плиты [8].

Рядом преимуществ обладают роторные морозильные аппараты пульсирующего  действия с заданным циклом. Температура  замораживания в них -30…49ºС. Ротор  состоит из радиально расположенных  секций, укрепленных на пустотелом валу, через который хладагент поступает в морозильные плиты. Загрузка и выгрузка продуктов механизированы. В этих аппаратах замораживают упакованные жилованное мясо, субпродукты. В роторных морозильных аппаратах сокращена продолжительность замораживания в 1,5—2 раза по сравнению с воздушными морозильными аппаратами, обеспечиваются непрерывность процесса, механизация загрузки и выгрузки, возможность автоматического регу-лирования режима работы, хорошие санитарно-гигиенические условия.Для замораживания субпродуктов и неупакованных мясных продуктов используют гравитационно-ленточные конвейерные морозильные аппараты ГКА-2 и ГКА-4 производительностью 860—900 кг/ч. Температура замораживания в них -39…35°С, скорость движения воздуха 3 м/с.

Уменьшение потерь массы и сохранение качества продуктов при замораживании  можно достичь в аппаратах  с использованием жидкого азота. В этих аппаратах продукт замораживают путем погружения в хладагент.

Фреон - особое вещество, использующееся в качестве хладагента в промышленных и бытовых системах кондиционирования. Основное достоинство фреона заключется в том, что он позволяет сделать такие системы компактными. Особенно это важно для бытовых приборов, таких как холодильник и кондиционер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.Белозеров Г.А. О концепции  развития холодильной промышленности  России//Холодильная техника. –  2005г. - №9.

2.Большаков С.А. Холодильная  техника и технология. - М. 2000г.

3.Головкин Н.А. Холодильная технология  пищевых продуктов. – М. 2001г.

4.Горбатов В.М. Справочник по  оборудованию предприятий мясной  промышленности. – М. 1999 г.