Процесс варки и копчения колбас и аппараты для его реализации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

варка копчение колбаса аппарат

В последнее время в нашей стране все большее распространение получает переработка сельскохозяйственной продукции в цехах малой мощности, организованных частными предпринимателями, фермерами. Развитие малых мясоперерабатывающих цехов позволяет решать следующие задачи:

1) уменьшить транспортные расходы, сократить потери продукции при транспортировке и хранении; 2) быстро переналаживать производство и менять номенклатуру выпускаемой продукции в соответствии с запросами рынка;

3) демонополизировать отрасль, передавая таким образом прибыль от реализации продуктов потребителю, а не промежуточному звену - переработчику; 4) уменьшить остроту проблемы, связанной с безработицей на селе; 5) наполнить местные бюджеты за счет налоговых поступлений с предприятий, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье.

Строительство этих цехов значительно дешевле, и вводятся они в строй быстрее, чем мощности на крупных мясокомбинатах. Решение этих и других проблем привлекает предпринимателей, фермеров, руководителей хозяйств и заставляет их изыскивать возможности строительства новых и совершенствования уже существующих малых предприятий. Но с другой стороны, развитие малых цехов порождает новые проблемы, в том числе рационального использования сырья при переработке, соблюдения технологических, санитарно-гигиенических и ветеринарных норм, а также нормативно-технической документации, обучения кадров и др. Однако эти цехи существуют и развиваются как объективная необходимость сегодняшнего дня.

По неполным данным, в селах и городах Алтайского края более 100 действующих колбасных цехов. Среди них есть такие, работу которых можно признать вполне удовлетворительной. Общим для цехов этих хозяйств является высокий уровень организованности и дисциплины. Все предложения, направленные на улучшение качества продукции, своевременно выполняются. Качество продукции соответствует требованиям. По техническому оснащению эти цехи не отличаются от индустриальных. И хотя в них установлено разрозненное технологическое оборудование, его компоновка позволяет вести технологический процесс в соответствии с требованиями НТД и стабильно выпускать продукцию хорошего качества. Высок уровень ответственности и профессиональных знаний руководителей этих цехов. Отлажен лабораторный контроль производства.

Однако многочисленные проверки колбасных цехов малой мощности показывают, что комплектация цехов оборудованием, его состояние, ассортимент и качество готовой продукции далеко не на должном уровне. Большинство цехов строятся без типовых проектов, размещаются в приспособленных помещениях, оснащаются в основном списанным оборудованием. К этому следует добавить острый дефицит специалистов колбасного производства с необходимой теоретической подготовкой и практическим опытом. Установлено, что изготовлением колбасных изделий иногда занимаются бывшие плотники, механизаторы, электронщики, учителя, люди других профессий и вообще «кадры» без каких-либо специальностей. В связи с этим вызывает большую тревогу та легкость и бесшабашность, с которой некоторые руководите ли хозяйств, малого и среднего бизнеса подходят к созданию и пуску колбасных цехов малой мощности. Нередки случаи, когда некоторые цехи вырабатывают колбасные изделия под названием «полукопченая», в то время как в цехе отсутствуют камеры для копчения.

Все эти факты показывают, что настало время, когда у многочисленных колбасных цехов малой мощности должен появиться один хозяин, который бы оказывал действенную помощь хозяйствам в проектировании, строительстве, оснащении и монтаже оборудования, его наладке и освоении, подготовке и переподготовке специалистов, поставке лабораторного оборудования, разработке нормативно-технической документации и доведении ее до каждого исполнителя. Для многих руководителей и даже мастеров колбасных цехов явилось откровением существование научно обоснованных нормативов, установленных приказом Минмясомолпрома СССР за № 37 от 15 февраля

1978 г. «Об утверждении норм выходов колбасных изделий, мясных полуфабрикатов и выходов при разделке мяса».

В Федеральной программе развития АПК России особое место отводится стабилизации, а затем и развитию его перерабатывающей отрасли - молочной и мясной промышленности.

На основе мирового опыта предполагается вывести отрасль на качественно новый уровень, обеспечивающий восстановление объемов вырабатываемой продукции, повышение ее качества, существенное увеличение ассортимента и глубины переработки сырья.

Для решения указанных задач необходимо осуществить техническое перевооружение крупных мясокомбинатов а также значительно повысить технологический уровень оборудования, выпускаемого для перерабатывающих предприятий малой и средней мощности.

Развитие техники в таком направлении вызывает закономерное повышение требований к обслуживающему персоналу и инженерной службе перерабатывающих предприятий. Для них уже недостаточно простого знания устройства технологического оборудования и умения поддерживать его в рабочем состоянии. Необходимы знания закономерностей изменения функционально-технических свойств сырья на всех стадиях его переработки в зависимости от режимов работы машин и аппаратов, а также умения настраивать и контролировать параметры оборудования для обеспечения этих режимов.

Несмотря на то, что малогабаритное оборудование стало разрабатываться и выпускаться в нашей стране сравнительно недавно, принципы функционирования его известны давно и обусловлены всей историей развития химической и пищевой технологии.

Современное учение о процессах и аппаратах опирается на прочный фундамент химии, физики, математики, ряда инженерных и экономических дисциплин - механики, теплотехники, электротехники, технической кибернетики, материаловедения, промышленной экономики, и других смежных областей знания, которые являются базой курса. Однако как наука учение о процессах и аппаратах имеет свой ясно очерченный предмет, свои экспериментальные и расчетные методы и теоретические закономерности. Любой технологический процесс, несмотря на различие методов, представляет собой ряд взаимосвязанных типовых технологических стадий, протекающих в аппаратуре определенного класса. Однако высокие требования к качеству продукции, эффективности производства, снижению его энерго - и материалоемкости, охране окружающей среды определили специфику, отличающую эти технологические стадии получения пищевых продуктов и аппаратурно-технологическое оформление от подобных процессов в других отраслях экономики.

Процессы пищевой технологии в большинстве своем значительно сложны и зачастую представляют собой сочетание гидродинамических, тепловых, массообменных (диффузных), биохимических и механических процессов.

Учение о процессах и аппаратах возникло в начале нашего века одновременно и независимо в нашей стране и США. В России основы науки о процессах и аппаратах были заложены известными учеными-инженерами А.К. Крупским и И.А. Тищенко. При этом были использованы богатый фактический материал, накопленный в промышленности, и то огромное идейное наследие в области химической технологии, которое оставил Д.И. Менделеев. В 1915 году в Петербургском технологическом институте профессор Л.Ф.Фокин стал читать новый курс «методы и орудия химической техники». Поз0днее он опубликовал две части курса в виде монографий «Обработка газов» (1923 г.) и «Обработка жидкостей» (1925 г.). Это были первые издания по курсу, который впоследствии стал называться «Процессы и аппараты». Дальнейшее развитие курса продолжили такие ученые, как Н.М. Жаваронков, А.Г. Касаткин, Н.И. Гельперин, В.В. Кафаров и др.

Наибольшее развитие наука о процессах и аппаратах получила во второй половине 20 в. Новые открытия в науке и технике, в том числе такие, как возможность использования в технологии приготовления пищи инфакрасного излучения и сверхвысококачастотной энергии привели к созданию соответствующих аппаратов, без которых трудно представить сегодня работу предприятий общественного питания и предприятий пищевой промышленности.. несомненно, что привлечение в пищевую отрасль развивающихся нанотехнологий придаст очередной импульс дальнейшему развитию науки о процессах и аппаратах.

Предназначенная играть на современном этапе ведущую роль в интенсификации развития пищевого и в смежных областях промышленного производства наука о процессах и аппаратах должна во многом способствовать насущной проблеме по обеспечению населения продуктами питания.

Техническая политика в отрасли машиностроения для пищевой и перерабатывающей промышленности, основные направления и перспективы ее развития в развивающихся рыночных отношениях России формируются исходя из следующего.

1. Состояния инженерно-технической сферы обслуживаемой отрасли - пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и самообеспечения России продовольствием в рамках продовольственной безопасности страны. Состояние пищевой и перерабатывающей промышленности в конце XX века характеризовалось как кризисное с точки зрения научно-технического ее развития, физического и морального износа основных промышленно-производственных фондов. Производительность труда на отечественных предприятиях, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье, в 2-3 раза ниже, чем на аналогичных предприятиях развитых стран; около 50 % трудоемких операций выполняются вручную и лишь 8 % действующего оборудования работает в режиме автоматических линий.

Недостаточная техническая оснащенность определяет высокие потери сырья в процессе его переработки, неполное использование вторичных материальных ресурсов. По состоянию на 2009 г. удельный вес продукции глубокой переработки в общем ее объеме в России составлял около 30%, а в развитых странах Европы и США - 90...98%. Обеспеченность перерабатывающих производств оборудованием (по номенклатуре) отечественного производства в России составляла около 60 %.

2. Имеющихся или находящихся в стадии разработки достижений в области новых технологических процессов переработки и производства продуктов питания. Следует отметить медленное внедрение на перерабатывающих предприятиях новых прогрессивных, энерго-и ресурсосберегающих эффективных технологических процессов переработки сырья и получения продуктов питания нового поколения из-за почти полного прекращения работ по созданию нового, более совершенного оборудования.

3. Структурных сдвигов в потребности различного оборудования: снижении потребности в высокопроизводительных линиях, комплексах, установках, машинах и увеличении потребности в оборудовании малой и средней мощности.

4. Состояния сектора машиностроения для пищевой и перерабатывающей промышленности. Создание и производство оборудования для пищевой и перерабатывающей промышленности осуществляется предприятиями гражданского и (по конверсии) военно-промышленного (ВПК) комплексов. Предприятия выпускают оборудование не «узкого про филя» (для сахарной промышленности, для хлебопекарной и т.д.), а специализируются по предметному машиностроительному признаку. Число наименований производимого продовольственного оборудования колеблется от 2 до 50 и в основном характеризуется малосерийностью.

5. Действующих нормативных документов по стандартизации и сертификации машиностроительной продукции для продовольственных отраслей АПК России.

6. Состояния инновационных процессов в области создания новых видов продовольственной техники.

7. Основы политики страны в области развития науки и технологий - важнейших направлений государственной политики в этой области до 2010 г., утвержденных Президентом РФ: «Основы политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 г. и дальнейшую перспективу».

Перспективы развития машиностроения для пищевой и перерабатывающей промышленности по основным направлениям следующие.

В области создания и освоения серийного производства новых видов технических средств для пищевой и перерабатывающей промышленности:

- создание и освоение серийного производства отечественным машиностроителем основополагающей, жизненно необходимой техники, обеспечивающей продовольственную безопасность России;

- paзработка и освоение технических средств в основном для промышленной пере работки сельскохозяйственною сырья, так как освоенная и поставляемая на сегодня техника для мини-цехов в кооперативных фермерских хозяйствах и частных предприятиях не решает в полном объеме проблему переработки сельскохозяйственного сырья, является малоэффективной, а по ряду производств экологически небезопасной. Вместе с тем для переработки сельхозсырья и производства продуктов питания в отдаленных регионах сохраняется выпуск малогабаритной техники;

- разработка и освоение серийного производства экологически безопасного энергосберегающего оборудования, реализующего принципиально новые технологические процессы глубокой переработки и комплексного использования пищевого сельскохозяйственного сырья, в том числе переработки вторичных сырьевых ресурсов, обеспечивающего производство продуктов питания повышенной пищевой ценности, конкурентоспособных на внутреннем и зарубежном рынках;

- создание оборудования новою поколения с использованием нетрадиционных методов воздействия на сырье (ИК, УЗ, СВЧ, вол новых, импульсных, вибраций и др.);

- создание технических средств для производства продуктов лечебно-профилактического питания;

- разработка и освоение серийного производства комплектов очистного оборудования для обеспечения замкнутого цикла производства и исключения сбросов в окружающую среду экологически опасных отходов;

1. Описание процесса варки и копчения колбас

Процесс производства различных видов колбасных изделий имеет много общего. Он в основном складывается следующих групп операций: подготовка сырья, посол мяса, приготовление фарша, формовка изделий, термическая обработка, упаковка и хранение изделий.

В то же время технология производства основных колбасных изделий -- вареных, полукопченых, варено-копченых, сырокопченых, ливерных, а также мясных хлебов и зельцев, имеет существенные отличия.

В зависимости от организации производственного процесса на отдельных предприятиях и от особенности изготовления отдельных разновидностей колбасных изделий могу быть некоторые отклонения.

Тепловое воздействие

В зависимости от цели характер и режим тепловой обработки могут быть различными: поверхностная тепловая обработка; шпарка, опалка, обжарка; нагревание с целью предотвращения микробиальной порчи продукта; пастеризация, стерилизация; нагревание на всю глубину; бланшировка, варка, запекание, жарение; нагревание для выделения из сырья тех или иных его составных частей--выплавка жира, выварка желатина и клея.

Качественные изменения, вызываемые нагревом, в основном сходны. Способы нагрева различны: водой, паром, горячим воз духом, переменным электрическим током, в контакте или без контакта с греющей средой. Поскольку вода является преобладающей составной частью мясопродуктов, во всех случаях на грев происходит в условиях воздействия горячей воды на со ставные части. Поэтому и изменения в продукте будут связаны в первую очередь с гидролизом составных частей и рядом других реакций, происходящих в присутствии воды. К одному из основных факторов, составляющих эти изменения, относится температура нагрева.

Наиболее характерными изменениями, происходящими при влажном нагреве и умеренных температурах (ниже 100°С), являются тепловая денатурация растворимых белковых веществ, сварение и гидротермический распад коллагена, изменение экстрактивных веществ и витаминов, отмирание вегетативных форм микроорганизмов.

Электроконтактный инфракрасный и сверхвысокочастотный нагревы.

В силу специфики сырья (малая теплопроводность) в мясной промышленности термические процессы достаточно продолжительны. Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства. Перспективность использования процессов, осу ществляемых путем непосредственного контакта электрического тока с продуктом, не вызывает сомнения.

Применение методов электроконтактного (ЭК), высокочастотного (ВЧ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) нагрева резко ускоряет течение процессов, повышает производительность труда, снижает потребность в производственных площадях, повышает качество продукции, резко улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Специфическим преимуществом этих методов перед другими методами подвода тепла является возможность достаточно равномерного нагрева изделия по всему объему вне зависимости от коэффициента теплопроводности и толщины продукта. Длительность такого нагрева зависит только от подводимой мощности и не зависит от формы и объема обрабатываемого изделия. В случае ВЧ- и СВЧ-нагрева отсутствует контакт с теплоносителями, что позволяет разработать простые нагрева тельные устройства.

СВЧ-нагрев мясопродуктов--достаточно сложная технологическая задача не только с точки зрения техники генерирования СВЧ, но и со стороны особенностей строения и свойств продуктов. Поэтому, несмотря на преимущество СВЧ-нагрева, не следует отвергать традиционные методы, наоборот, в рациональном их сочетании--наиболее плодотворный и конструктивный путь.

Пастеризующий эффект нагрева. Нагрев мяса и мясопродуктов оказывает губительное действие на микрофлору, и в первую очередь на микроорганизмы в вегетативной форме. Так, при нагреве до 60...70°С большинство микроорганизмов в вегетативной форме погибают в течение 5...10 мин. Однако некоторые термоустойчивые формы микроорганизмов не только не погиба ют, а начинают развиваться только при 38°С и достигают оптимума развития при 53...55°С или при 60...64°С. Поэтому на грев мясопродуктов до температуры не выше 100°С не вызывает полного уничтожения микрофлоры. Его следует рассматривать как пастеризующий эффект. Остающаяся после нагрева микро флора представляется в основном споровой формой. Таким об разом, для гарантии санитарного благополучия готового продукта необходимо заботиться о минимальной начальной загрязненности сырья, чтобы полностью исключить возможность по падания в него патогенной микрофлоры, которая выдерживает даже длительный нагрев при высоких температурах.

Для каждого конкретного вида колбасных изделий термические режимы подбираются с учетом предусмотренной технологии его производства, а также руководствуясь рекомендациями изготовителей оболочки, разработанных исходя из ее состава и свойств.

Общие рекомендации по термической обработке для эмульгированных продуктов (вареные колбасы, сосиски, сардельки) в паро-влаго-газо проницаемых оболочках могут быть представлены следующим образом:

Таблица

Таблица. Для колбас копченой группы ориентировочные режимы термической обработки могут быть представлены следующим образом

Подсушка

Подсушка служит для успешного протекания реакции цветообразования (перехода нитрозомиоглобина в нитрозогемохромоген), образования корочки подсыхания на поверхности, в следствии чего снижаются потери, предотвращаются отеки и выход оплавленного жира на поверхность батона. Кроме того, подсушка обеспечивает необходимую разность во влажности между камерой и толщей колбасы для последующего проникновения влажных компонентов дыма при обжарке (первом копчении).

Таблица. Основные действующие факторы, влияющие на продукт при подсушке:

Оптимальным при подсушке является режим, когда температура греющей среды плавно повышается вслед за температурой в центре продукта, сохраняя неизменной разницу между указанными температурами на уровне 15-20єС. Реально это можно воплотить только с использованием специальных устройств автоматики.

На практике близкого эффекта можно достичь, поднимая температуру ступенчато, например нагревая при 45єС до 25єС, при 50єС - до 30єС и при 55єС - до 40єС в центре. Относительная влажность при программировании выставляется на уровне 0%.

Реальная влажность будет снижаться с 50-80% до 12-20%. Критерием окончания процесса является достижение в центре батона 40-43єС и снижение влажности в камере до 12%. В противном случае эффективность подсушки резко снижается.

Обжарка (первое копчение).

После осадки колбасы направляют в обжарочные камеры для обжарки. Обжарка -- это кратковременная обработка поверхности колбасных изделий коптильным дымом при высоких температурах перед их варкой. Цель обжарки -- повышение механической прочности оболочки и поверхностного слоя продукта, уменьшение их гигроскопичности.

Продукт становится более устойчивым к микроорганизмам, поверхность его окрашивается в буровато-красный цвет с золотистым оттенком и появляется приятный специфический запах и привкус коптильных веществ.

Таблица. Основные действующие факторы, влияющие на продукт при обжарки:

Наиболее эффективной является обжарка во влажной среде (влажность 40-60%), т.к. Температуру обжарки следует выбирать на 5-10єС выше, чем на последней стадии подсушки. Продолжительность обжарки зависит от конструктивных особенностей камеры и может колебаться от 15 мин. до 1 часа.

Изменение гигроскопичности, механических свойств и повышение устойчивости по отношению к микроорганизмам происходят в результате дубящего действия некоторых составных компонентов дыма на белковые вещества кишечной оболочки и поверхностного слоя продукта. В результате взаимодействия белков (главным образом коллагена) с альдегидами при дублении образуется более упорядоченная структура, следовательно, увеличивается ее прочность. Под влиянием тканевых ферментов разрушаются пептидные связи в цепях, они становятся менее доступными для ферментов. Число гидрофильных центров уменьшается, а вместе с этим снижается и способность белков к на буханию.

Приобретение окраски поверхностью продукта связано с проникновением фенольной фракции дымовых газов. При этом главенствующую роль играет температура. И, как доказательство этому, при сухом нагреве и отсутствии дымовых газов, если температура достаточно высокая, получается сходный результат.

Во время обжарки при повышении температуры в толще продукта до 25...35°С наступает момент, благоприятный для развития микрофлоры и повышения активности ферментов. Это способствует цветообразованию.

Поверхность продукта способна к максимальной адсорбции коптильных веществ лишь в случае освобождения ее от избытка влаги. Однако не следует чрезмерно высушивать, поскольку это повлечет сужение капилляров в поверхностном слое продукта. Для нормальной обжарки необходимо, чтобы поверхность продукта обладала определенной влажностью.

Колбасные изделия поступают в обжарочные камеры, имея температуру иногда ниже точки росы для воздуха в камере. А поэтому вместо подсушки в этом случае происходит конденсация влаги на поверхности продукта. И это происходит до тех пор, пока температура поверхности не превысит точку росы. Эффект действия дыма в начальной стадии невелик, потому что вследствие медленного нагрева поверхности пока идет испарение влаги. С другой стороны, смешение нагретого воздуха с дымовыми газами приводит к тому, что относительная влажность в камере увеличивается за счет влаги, получаемой при термолизе древесины. Следовательно, сам процесс обжарки необходимо рассматривать как двухфазный. Первая фаза -- подсушка, вторая -- собственно обжарка (обработка дымовыми газами).

Высушивание продукта происходит и в процессе собственно обжарки. Так, в среднем в период обжарки колбасные изделия теряют массу за счет испарения влаги: сосиски -- 10...12%, вареные колбасы -- 4...7, полукопченые -- до 7%. Следует обратить особое внимание на скорость испарения влаги во время обжарки, которая имеет двойное значение: в первой фазе, при подсушивании, желательно ее повышение, во второй, при собственно обжарке, -- понижение. Это связано с тем, что повышение температуры в условиях обжарки лишь на 10°С увеличивает скорость испарения на 15%.

Большую роль играет также относительная влажность смеси коптильного дыма и воздуха, которая должна быть не ниже 3%, в противном случае оболочка теряет эластичность, и не выше 25%, иначе процесс обжарки замедлится.

Важное значение при формировании окраски в период об жарки играет регулирование скорости испарения в первой фазе в основном в результате изменения скорости движения дыма и воздуха. Учитывая тот факт, что коэффициент испарения выше при движении среды перпендикулярно поверхности, а не параллельно, следует обжарку вести именно при движении среды, перпендикулярном поверхности. Окраска батонов будет слабой, если они защищены от непосредственного воздействия дыма и воздуха, а поверхность, которая соприкасается с горячим потоком, может получить ожоги. Кроме того, при сильном испарении вместе с влагой диффундируют растворимые в ней вещества, в том числе и нитрит, которые концентрируются в наружном слое. В случае недостаточной выдержки фарша в осадке образуется окрашенное кольцо по периферии, а в центре батона окраска будет бледной. Стабилизация окраски находится в тесной связи с развитием денитрифицирующих микроорганизмов. Поэтому направленное введение при составлении фарша штаммов денитрифицирующих микроорганизмов будет залогом стабильности цвета готового продукта. Температура при обжарке в толще батона благоприятствует их развитию. Следует поддерживать необходимый температурный режим во время помола, куттерования и осадки, иначе может произойти закисание фар ша. Закисание может произойти и при задержке колбас между операциями обжарки и варки.

К топливу, употребляемому для получения дыма, и к составу дымовой смеси, применяемой для обжарки, предъявляют те же требования, что и при копчении.

Обжарочные камеры могут быть выполнены в одно- и много этажном исполнении, тупиковыми и проходными, а по устройству напоминают стационарные коптилки. Обогреваются они глухим паром или воздушно-дымовой смесью. Дымоснабжение может быть индивидуальным и централизованным. Температура в обжарочных камерах поддерживается в пределах 60...110°С. Длительность обжарки в зависимости от диаметра батона и толщины оболочки колеблется от 15 до 30 мин для сосисок, до 2ч 30мин для колбас в говяжьих синюгах и проводниках. В конце обжарки температура внутри колбасного батона при указанных выше режимах достигает 40...45 °С для изделий в узких бараньих черевах и 30...35°С для колбас в широких говяжьих синюгах. Параметры обжарки колбасных изделий в обычных обжарочных камерах периодического действия:

Таблица

Примечание: В начале обжарки температура в камере 45...60°С.

Копчение

Копчение - тепловая обработка пищевых продуктов коптильными веществами, получаемыми в виде коптильного дыма в результате неполного сгорания древесины. Продукт при копчении претерпевает изменения, связанные не только с воздействием коптильных веществ, но и с температурным режимом и продолжительностью обработки. Для получения дыма используют следующие породы древесины (в порядке убывающей технологической ценности): бук, дуб, березу, тополь, ольху, осину. Применение хвойных пород деревьев не рекомендуется из-за наличия в них смол, а березу можно использовать только без бересты.

Преимущества применения буковых (дубовых, грабовых) пород в сравнении с осиной, ольхой, сосной, березой при копчении продуктов.

1. Более красивый цвет готового продукта (золотистый).

2. Более интенсивный запах копченостей.

3. Меньший расход древесины.

4. Отсутствие в дыме смолистых веществ (не дает горечь).

5. Меньше закапчивается оборудование.

6. Более устойчиво работает дымогенератор.

7. Более низкая температура дыма (особенно важно при копчении рыбы).

8. Отсутствие в дыме бенз-а-пиренов (вредных веществ) при использовании фрикционного дымогенератора.

9. Отсутствие в дыме дегтя (в отличие от березы).

Кроме обработки коптильным дымом копчение проводят путем нанесения на поверхность продуктов тонкого слоя коптильной жидкости, получаемой из продуктов неполного сгорания древесины или смеси синтетических компонентов.

В сочетании с влиянием обезвоживания, сушки и действия содержащейся в фарше поваренной соли копчение обеспечивает достаточную устойчивость колбасных изделий к действию микроорганизмов. Вещества, проникающие в колбасу во время копчения, придают ей своеобразный острый, но приятный запах и вкус. Это особенно важно в производстве сырокопченых изделий. Во всех случаях обработки продукта коптильным дымом проникновение коптильных веществ происходит на фоне постоянного обезвоживания. Так, при копчении сырокопченых колбас удаляется около половины той влаги, которую нужно испарить. Таким образом, копчение протекает одновременно с сушкой. При различных режимах копчения происходят изменения, которые будут характеризовать эффект копчения. Так, при горячем копчении (температура 35...50°С) и при запекании (темпера тура 70...120°С) происходит сваривание коллагена и частичная денатурация белков, а при холодном копчении (температура 18...20°С) в продукте развиваются ферментативные процессы, которые также существенным образом влияют на свойства продукта.

Копчение следует рассматривать как комплекс взаимосвязанных процессов: собственно копчение, обезвоживание, биохимические изменения и структурообразование. В процессе собственно копчения накапливаются и перераспределяются коптильные вещества в продукте. Характер взаимодействия продукта с коптильными веществами определяется наличием реакционноспособных функциональных групп в молекулах азотистых и других составных частей мясопродуктов и высокой химической активностью некоторых компонентов дыма. Взаимодействие составных частей дыма с аминными и сульфгидрильными группами молекул наиболее важных составных частей мяса -- белковых веществ и экстрактивных азотистых веществ -- приводит к уменьшению числа свободных а минных и сульфгидрильных групп. Уменьшение их числа является результатом взаимодействия коптильных веществ как с низкомолекулярными азотистыми веществами, так и с белковыми веществами мяса.

В результате этих взаимодействий образуются новые более сложные соединения, что ведет к частичному уменьшению в мясопродуктах ценных пищевых веществ.

Копчение мясопродуктов приводит к изменению цвета и внешнего вида. При неправильном режиме копчения может ухудшаться товарный вид продукции. Цвет поверхности может быть либо светлым, создавая впечатление неполной готовности, либо темным. Характерный цвет поверхности копченых мясо продуктов является следствием осаждения окрашенных компонентов дыма на поверхности продукта и химического взаимодействия некоторых коптильных веществ друг с другом, с составными частями продукта или с кислородом воздуха после осаждения на поверхности.

Коптильные вещества обладают довольно высоким бактерицидным и бактериостатическим действием, имеющим селективный характер. Наибольшей устойчивостью к действию коптильных веществ обладают плесени. Они способны развиваться даже при неблагоприятной температуре и влажности окружающего воздуха, на поверхности хорошо прокопченных продуктов. Очень устойчивы, хотя и в меньшей степени, споры микроорганизмов.

Таким образом, бактерицидный эффект копчения заключается в создании защитной бактерицидной зоны на периферии продукта, предохраняющей его от поражения микрофлоры, и прежде всего плесени извне.

Обезвоживание в процессе копчения имеет положительное значение, поскольку стандартами ограничивается влажность готовой продукции. Вместе с этим возникают и нежелательные явления, связанные с неравномерностью распределения влаги по слоям. Вследствие низкой влагопроводимости сырого фарша даже при мягком режиме копчения и сушки распределение влажности по сечению батона неравномерно. Так, при копчении колбас в куттириновой оболочке диаметром 50 мм (температура 21...23°С, влажность воздуха 64...74%) и при обычном режиме сушки имеется существенное различие в содержании влаги (1,5 раза и более) между внешним слоем и нижележащими слоями, которое сохраняется до конца сушки. Степень неравно мерности распределения влажности зависит от размеров продукта и интенсивности сушки

Горячее копчение проводят при 35--50°С, запекание в дыму при 70...120°С. В начальной стадии горячего копчения, пока температура приближается к оптимуму деятельности ферментов, внутренние процессы ускоряются. По мере дальнейшего ее повышения они замедляются. С приближением температуры к 50 °С начинаются процессы, характерные для тепловой обработки. При горячем копчении вареных продуктов изменения ограничиваются проникновением в продукт коптильных веществ, их взаимодействием с составными частями продукта, влагообменом между ним и внешней средой. При запекании сырого продукта в дыму наряду с этими процессами на первый план выступают денатурация и коагуляция белков, а также изменения других веществ под влиянием интенсивного нагрева.

Копчение сырокопченых колбас объединяет четы ре ряда различных, но взаимосвязанных процессов: собственно копчение, обезвоживание, биохимические изменения, структурообразование. Эти колбасы коптят при 18...22 °С во избежание денатурации белков и микробиальной порчи продукта. Продолжительность копчения от 2 до 5 суток в зависимости от сорта колбас. Общее количество фенольных соединений к концу копчения достигает 3,5...6,5 мг% к массе фарша. Распределение их по сечению батона неравномерное, наибольшее количество во внешнем слое толщиной около 5 мм. Для копчения колбасы поступают с влажностью 100...150% к сухому веществу. В ходе копчения в результате испарения удаляется 15...20% влаги.

Полукопченые и варено-копченые колбасы коптят после варки. Денатурация белков и почти полное уничтожение вегетативной микрофлоры в фарше дают возможность применять более высокие температуры копчения, а значит, и сокращать продолжительность процесса. Эти колбасы коптят при 35...50 °С в течение 24 и 12 часов. Одновременно с собственно копчением продукт обезвоживается.

Первый раз коптят варено-копченые колбасы перед варкой при 50...60°С в течение 60...120 мин. При таком режиме копчение мало чем отличается от обжарки. После варки колбасы охлаждают при 10...15°С в течение 3...5 ч, а затем коптят 24 ч при 40...50 °С или 48 ч при 30...35 °С. В процессе копчения кол басы теряют до 10% влаги начальной массы.

Штучные изделия, предназначенные к выпуску в копченом виде, коптят после предварительной промывки. Режим копчения зависит от типа продукта. Для соленостей, выпускаемых в сыром виде, обычно применяют холодное копчение. Так, советский и сибирский окорока коптят при 18...22°С в течение 5 суток. При этом советский окорок перед копчением вялят 10 суток при 12...18°С. Сибирский окорок можно коптить и при 30°С в течение 3 суток. Остальные копчености, выпускаемые в сыром виде, коптят при 35...45°С: лопатки --1...3 сут, корейки и грудинки-12...18 ч, рулеты--2 суток. Перед копчением солености подсушивают в течение 2...3 ч. Варено-копченые изделия коптят при 35...45 °С 10...12 ч,.

Варка

Под варкой колбасных изделий подразумевается тепловая обработка при температуре до 68...70°С в центральной части продукта. Такой нагрев обеспечивает денатурацию белков, гидротермический распад большей части коллагена, изменение жиров и экстрактивных веществ в желаемую сторону и почти полное уничтожение вегетативной микрофлоры.

Фарш, подвергаемый варке, представляет собой дисперсную фазу высокой объемной концентрации, равномерно распределяемую в дисперсионной среде. В таком состоянии происходит не посредственный контакт частиц друг с другом или контакт прочных и способных к взаимодействию адсорбционных слоев и сольватных оболочек, покрывающих частицы. В результате такого взаимодействия частицы связываются в сплошную структуру и образуют с дисперсионной средой, т. е. влагой, единый монолитный конгломерат с хорошо выраженными твердообразными свойствами и пронизанный густой сетью микро- и макро капилляров.

Для выпуска готовых колбасных изделий высокого качества необходимо правильно выбрать режим варки и характер подвода тепла. Для варки колбасных изделий греющей средой служит горячая вода, острый пар и паровоздушная среда. Варка в горячей воде имеет ряд преимуществ перед другими способа ми. Это и меньшие потери массы продукта, и меньшая деформация оболочки при сохранении более яркой окраски поверхности изделий. Однако при этом способе значительны затраты рабочей силы на выполнение различных транспортных операций. Поэтому варку в горячей воде целесообразно проводить на предприятиях малой мощности.

На предприятиях большой мощности, где необходимость требует организации поточно-механизированной тепловой обработки, пользуются варкой острым паром и в паровоздушной среде. При варке острым паром колбасные изделия навешивают на рамы и загружают в камеры вместе с рамами.

В случае варки во влажном циркулирующем воздухе необходимо строго контролировать греющую среду по температуре, влажности и скорости циркуляции, в зависимости от технологических требований, предъявляемых к режиму того или иного процесса тепловой обработки, В этих условиях процесс тепловой обработки можно механизировать и вести непрерывно. При этом следует строго контролировать влажность, чтобы температура поверхности продукта оставалась ниже точки росы, в противном случае резко возрастут потери мяса.

Температура греющей среды перед загрузкой в камеры для варки должна быть около 100°С, во время варки ее поддерживают на уровне 75°С и к концу варки повышают до 85°С. При несоблюдении температурного режима могут возникнуть дефекты. Например, при температуре, ниже допустимой, продукт не будет кулинарно готов, а при высокой -- может лопнуть оболочка вследствие неравномерности объемного расширения фарша и оболочки.

Важным условием для получения качественных колбасных изделий при варке является соблюдение длительности нагрева. что зависит от диаметра батона, теплопроводности фарша, температуры греющей среды и батонов перед загрузкой. Продолжительность варки будет зависеть от вида. сорта и диаметра ба тонов. Например, для сосисок и сарделек она будет 20...30 минут, для колбас -- 120...150 мин. Готовность контролируют по температуре в центре батона -- она должна быть не ниже 68...70 °С. В случае несоблюдения продолжительности варки, например больше положенного, продукт будет переваренным (фарш суховатый, оболочка лопается), при обратном случае - фарш недоваренным, липким, более темным.

Необходимо также следить за тем, чтобы батоны при варке не касались друг друга. В противном случае в местах соприкосновения замедляется прогрев и образуется дефект на поверхности в виде «слипов». Варке подвергаются все колбасные изделия, кроме сырокопченых и сыровяленых колбас. Колбасные изделия перед варкой необходимо подбирать по диаметру. В противном случае тонкие батоны будут переварены, а толстые недоварены. В одном котле или камере следует варить один вид и сорт изделий, в одинаковой оболочке и одного диаметра. Перед загрузкой температура греющей среды должна быть близкой к 100°С. Во время варки ее поддерживают на уровне 75...85°С, повышая к концу варки. Готовность проверяют по температуре в центре батона, которая должна быть не ниже 68...70°С. Для производства штучных сосисок без оболочки используют роторный коагулятор, который позволяет придать фаршу форму сосисок. Фарш в коагулятор подают по трубопроводу диаметром 56 мм нагнетателями, позволяющими наполнять две или четыре формы ротора. Формы в устройстве нагревают посредством пара или горячего воздуха при температуре греющей среды 126...133°С. Наилучшее качество сосисок получается при давлении заполнения форм (1,18...1,47)Ч10⁵ Па.

Таблица

Сформованные сосиски из роторного коагулятора попадают на конвейер транспортирования, комплектования и укладки в термоагрегат. Термическую обработку сосисок производят горячим воздухом при 100...110°С Продолжительность цикла нагрева 30 минут. При этих условиях сосиски выходят с температурой внутри батончика 70...73°С. После окончания варки сосиски поступают в зону охлаждения водой (температура понижается на 10...12°С), а затем в камеру интенсивной сушки н охлаждения воздухом, температура которого 7...10^оС, скорость движения до 2 м/с. Сосиски охлаждаются до температуры 12...15 °С в центре батончика. Готовые сосиски после выхода из термоагрегата группируют по 4...5 штук и направляют на упаковку под вакуумом в полимерную пленку.

После варки изделия обмывают под горячим душем, развешивают на рамах и после остывания до 40...45°С и зачистки при необходимости охлаждают в камерах при 0...2^оС 12...24 ч.

Охлаждение

Для снижения потерь массы, предотвращения порчи и сохранения надлежащего товарного вида после тепловой обработки колбасные изделия охлаждают на воздухе или холодной водой. Применяют двухстадийную холодную обработку: вначале холод ной водой, а затем в камерах воздушного охлаждения. При охлаждении водой сокращается продолжительность процесса в результате повышения коэффициента теплоотдачи. При этом наиболее благоприятный для развития оставшейся микрофлоры диапазон температур в центре мясопродуктов 30...35°С, процесс протекает быстрее. Потери массы вследствие испарения уменьшаются примерно в 8 раз. Одновременно при охлаждении водой с поверхности батонов смываются жировые подтеки, остатки бульона и другие загрязнения, предотвращается морщинистость оболочки.

На первой стадии изделия охлаждают под душем водопроводной водой температурой 10...15°С в течение 10...30 минут или путем интенсивного орошения из форсунок в течение 5...15 мин (в зависимости от диаметра батона). Охлаждение проводят до температуры в центре батона 27...30°С, так как при последующем охлаждении водой поверхность продукта не успевает про сохнуть и возможна быстрая микробиальная порча увлажненных колбас.

После охлаждения водой колбасные изделия на этих же рамах направляют в камеры охлаждения, где поддерживают температуру воздуха 4°С и относительную влажность около 95%. Продолжительность этой стадии охлаждения от 4 до 8 часов. К концу охлаждения температура изделий должна достигать 8...15 °С. Охлаждать до более низкой температуры колбасы не рекомендуется, так как при последующем транспортировании и реализации они могут увлажняться в результате конденсации влаги на их поверхности. В этом случае колбасная оболочка тускнеет, внешний вид изделий ухудшается и создаются благоприятные условия для развития плесени.

Колбасы в целлофановой оболочке под душем не охлаждают. Для улучшения товарного вида колбасных изделий и снижения расхода воды на их охлаждение рекомендуется использовать форсунки с мелким распылением. ВНИИМПом разработана технология быстрого охлаждения вареных колбас сначала водой, а затем в туннелях в потоке воздуха скоростью 1...2м/с и температурой -10°С рамах с помощью конвейера.

Сушка мясопродуктов

Сушка является завершающим этапом технологического цикла производства сырокопченых, сыровяленых, варено-копченых колбас и соленокопченых изделий. Цель сушки -- путем понижения влажности и увеличения относительного содержания поваренной соли и коптильных веществ в мясопродуктах повысить их устойчивость к действию гнилостной микрофлоры. Кроме того, увеличивается содержание сухих питательных веществ в единице массы готового продукта, улучшаются условия его хранения и транспортирования.

Техника сушки. Колбасы и копчености сушат в сушильных камерах, снабженных кондиционерами для поддержания требуемых параметров воздуха (j =75%, Т = 285К). Колбасы развешивают на вешалках, которые размещают в несколько ярусов в зависимости от высоты помещения, или на рамах. Между батонами оставляют промежутки, достаточные для свободной циркуляции воздуха. Расстояние между ярусами 0,6 м, от пола до нижнего яруса 1,2 м, от верхнего яруса до потолка 0,2...0,4 м. Средняя продолжительность сушки зависит от вида изделия. Сырокопченые колбасы сушат 25...30 суток, а иногда до 40 суток, варено-копченые -- 5...10 суток до влажности 30...40%, полукопченые -- 0,5...2 суток до влажности 40...50%. Полукопченые колбасы направляют на сушку в том случае, если влажность этих колбас выше допустимой, а также когда они пред назначены для длительного транспортирования.

Обычно в производственных условиях поддерживать требуемые температуры и относительную влажность воздуха по всему объему сушильной камеры не представляется возможным, так как движение воздуха в сушилках значительно только вблизи воздуховодов. Поэтому скорость сушки колбас, находящихся в середине зала (застойные зоны), во много раз отстает от скорости сушки колбас, расположенных вблизи окон, воздуховодов. Кроме того, подача и выгрузка продукта осуществляются не равномерно, а термовлажностные параметры партий колбас, загружаемых в сушильную камеру, отличны от тех же пара метров колбас, уже находящихся в ней.

Ввиду неэффективного массообмена в процессе сушки про исходит пересушивание изделий, вызванное необходимостью высушить в достаточной степени внутренние слои колбасного батона, что снижает выход и качество готового продукта.

Патентный и литературный обзор конструкций аппаратов для осуществления процесса варки и копчения колбас. Выбор решения по конструкции

Для термообработки и копчения мясных продуктов в пищевой промышленности применяют термоагрегаты, автокоптилки, термокамеры и коптильные термошкафы. Это оборудование оснащено дымогенераторами, кондиционерами, подогревателями воздуха (калориферами), вентиляторами и системами контроля и регулирования процесса. В термоагрегатах и автокоптилках копчение осуществляется при непрерывном движении продукта, а в термокамерах и термошкафах неподвижный продукт последовательно обрабатывают в соответствии с технологией. По способу перемещения продукта термоагрегаты могут быть цепными (люлечными) или рамными; по характеру перемещения внутри термоагрегата - проходными или тупиковыми; по траектории движения - однолинейными, кольцевыми или карусельными. Термокамеры бывают одно- и многокамерные, стационарные и нестационарные. Последние подразделяют на варочные, обжарочные, коптильные, климати ческие, охлаждающие и универсальные. Термошкафы обычно изготовляют однокамерными. В универсальной термокамере совмещают несколько процессов, например варку и копчение, сушку и климатизацию, холодное копчение и созревание. Универсальные камеры позволяют осуществлять большинство тепловых процессов. В таких камерах в диапазоне температур до 100 °С в течение одного технологического процесса можно по выбору проводить обжарку, сушку, копчение, шпарку, душирование или варку горячим воздухом, а также запекать продукцию при температуре до 150 °С.

Термокамеры конструируют по следующим основным принципам: экономичного расходование энергии; повышения пропускной способности за счет более плотного размещения продукции; равномерного распределения воздушных потоков; точного регулирования температуры и влажности; абсолютной надежности и удобства; выброса газообразных отходов в атмосферу, не превышающего допускаемого нормами уровня.

Термокамеры и термошкафы изготовляют из углеродистой коррозионно-стойкой стали. Стены, крыша, пол и двери имеют хорошую теплоизоляцию, пол - уклон для стока воды. Термокамеры оснащены специальными тележками-рамами, на которые на палках навешивают подлежащие термообработке продукты. Внутри термокамер имеется специальный откидной мостик для закатывания тележек. Мостик, изготовленный из коррозионно-стойкой нержавеющей стали, легко откидывается, а после закатывания тележки поднимается вверх и автоматически защелкивается в поднятом положении.