Холодильные установки и разновидности замораживания продуктов в пищевой промышленности

· отсутствие токсичности, позволяющее использовать его для хранения и транспортировки любых продуктов;

· антисептические свойства: хранение продуктов в изотермических контейнерах, засыпанных сухим льдом, останавливает процессы окисления и уничтожает бактерии;

· удобство в использовании: для загрузки сухого льда требуются только перчатки, защищающие руки от холодных ожогов, и лопатка;

· эффективность: сухой лед позволяет качественно охлаждать продукты, экономя на мощностях холодильного оборудования, а правильное его размещение экономит место при транспортировке.

Низкотемпературную углекислоту - основная форма СО₂ для промышленного потребления, чаще всего получают по циклу высокого давления путём трехступенчатого охлаждения и дросселирования в специальных установках.

Криогенные технологии

С точки зрения качества и безопасности пищевых продуктов перспективно использование экологически чистого криогенного метола замораживания на базе жидкого и газообразного азота. Оборудование, использующее криогенный метод основано на проточной схеме организации процесса, которая предусматривает одноразовое использование рабочего тела.

Большинство продуктов питания состоят из клеток животного или растительного происхождения, формирующих биологическую ткань. Ткань содержит водный раствор различных солей и питательных веществ как внутри клеток, так и в межклеточном пространстве. При замораживании процесс кристаллизации воды начинается с межклеточного пространства, затем переходит внутрь клеток. Если процесс замораживания протекает медленно, между клетками образуются достаточно большие кристаллы льда, которые разрушают клетки. Чтобы избежать этих нежелательных эффектов, нужно ускорить процесс замораживания.

Сравним две технологии интенсивного замораживания: IQF («шоковое» замораживание) и криогенное замораживание (замораживание хладагентами, имеющими сверхнизкие температуры кипения). «Шоковое» замораживание, осуществляемое в воздушной среде, успело получить широкое распространение в пищевой и перерабатывающей промышленности. Технология криогенной обработки также хорошо известна специалистам, однако получила меньшее практическое применение, хотя по эффективности намного превышает «шоковое» замораживание.

Суть криогенного замораживания заключается в непосредственном воздействии хладагента на замораживаемый продукт. В роли хладагента может выступать сжиженный азот или углекислый газ. Хладагент, поступая в камеру с продуктами, моментально испаряется, поглощая тепло из окружающей среды. Большая часть энергии от криогенной жидкости передается продукту, остаток образует так называемый «холодный газ». Этот газ циркулирует вокруг продукта и также охлаждает его. Отработанный безвредный газ выбрасывается в атмосферу. Циркуляция газа обеспечивается вентиляторами. Таким образом, достигается максимальное взаимодействие с продуктом и эффективное использование «холодного газа».

При криогенном замораживании достигается сверхвысокая скорость процесса - в 3-4 раза быстрее, нежели при «шоковом» замораживании в механических фризерах. Кристаллизация жидкости происходит не только быстрее, но и более деликатно, с образованием небольших кристаллов льда, не повреждающих оболочку клетки. В результате продукт теряет гораздо меньше влаги - от 0,5 до 2 % массы продукта (против 5 % при «шоковом» замораживании»).

Кроме того, криогенное замораживание - гораздо менее энергоемкий процесс, нежели «шоковое». При шоковом замораживании для осуществления теплообмена между тепло несущей средой (воздухом в камере фризера) и хладагентом необходимо непрерывно осуществлять оборот хладагента, на что затрачивается основная доля электроэнергии. В оборудовании криогенного типа главным потребителем выступает не компрессор, а маломощный вентилятор, обеспечивающий циркуляцию холодных потоков в криогенной камере.

Не менее важным преимуществом криогенной технологии являются отличные гигиенические условия, сопровождающие процесс замораживания. Азот перед впрыском в криогенную камеру имеет температуру -196 °С, при которой жизнедеятельность патогенной микрофлоры невозможна. Поэтому замораживание продукта происходит в стерильной среде, что очень важно с санитарно-гигиенической точки зрения.

Наконец, инвестиции в организацию участка замораживания по криогенной технологии на 20-40 % ниже, чем при использовании традиционных технологий. В единовременных затратах необходимо предусмотреть затраты на подготовку фундамента для емкости, трубопровод и его монтаж.

Основными статьями текущих расходов станут расходы на газ, арендная плата за фризер и емкость для хранения газа.

Фризер кабинетного типа CRYOLINE'CF имеет до 10 различных режимов замораживания в зависимости от используемого продукта. Фризер очень прост в установке и использовании. Все части фризера изготовлены из нержавеющей стали и полностью запаяны изнутри. Рабочую зону удобно чистить, поскольку все внутренние детали съемные.

Туннельные фризеры CRYOLINE' (модели LM, МТ) являются наиболее известными и многосторонними из всего криогенного морозильного оборудования. Сам фризер представляет собой изолированный корпус с ленточным транспортером внутри, по которому продукт поступает в рабочую зону, а после замораживания или охлаждения подается наружу. Очень низкий температурный режим обеспечивает мгновенное замораживание продуктов, позволяя сохранять их качество и структуру при минимальных потерях жидкости.

Все туннельные фризеры сконструированы с учетом санитарно-гигиенических требований. Фризеры полностью открываются для мойки, лента транспортера и все внутренние детали доступны для легкой очистки.

Криогенные спиральные фризеры состоят из специально изолированного короба, внутри которого находится спиралевидный конвейер. Пищевые продукты проходят по спиралевидной конвейерной ленте через фризер и выходят через выходное устройство.(1)

Холодильники и холодильные камеры

Холодильники мясокомбинатов являются частью производственного предприятия. Их емкость определяется производственной мощностью мясокомбината. Холодильные камеры предназначены для холодильной обработки и для хранения мяса и мясопродуктов. Пропускная способность каждой камеры охлаждения и замораживания должна быть не менее 80% сменной производительности комбината. Число камер зависит от времени холодильной обработки и сменности работы и определяется технологическими соображениями. На многих действующих предприятиях испытывается недостаток в камерах для замораживания мяса, так как при проектировании предусматривали одну-две камеры замораживания.

Чтобы восполнить этот недостаток на ряде предприятий, часть камер хранения мороженого мяса переоборудуют под камеры замораживания и чиллеры. Естественно, такой метод нельзя считать правильным. При выборе числа камер охлаждения следует учесть задачу увеличения реализации охлажденного мяса до 80% от общего объема продажи. Это, очевидно, потребует и соответствующего увеличения числа камер охлаждения мяса или применения новых способов и режимов холодильной обработки мяса. Так, только переход с одностадийного метода охлаждения говядины на двухстадийный позволяет уменьшить продолжительность охлаждения на 2--4 ч при быстром способе охлаждения, в результате чего пропускная способность камер возрастает примерно на 15--25%. При сверхбыстром способе охлаждения, который применяется при двухстадийном методе, время охлаждения сокращается примерно вдвое.

При использовании двухстадийного метода охлаждения потребуется некоторое увеличение площадей камер хранения, так как доохлаждение мяса проводится в камерах хранения в течение 10--12 ч. Камеры хранения охлажденного мяса рассчитывают обычно на двухсуточный запас его. Камеры хранения мороженого мяса должны вмещать 60-сменный запас. Кроме того, в составе холодильника следует предусматривать камеры приема мяса и помещения для загрузки камер охлаждения и замораживания, а также разгрузочные камеры при них. На холодильнике могут быть камеры хранения и холодильной обработки субпродуктов, хранения жиров, камеры с универсальным температурным режимом, экспедиции.

При проектировании производственных холодильников необходимо предусматривать максимальную блокировку всех входящих в их состав зданий и сооружений с учетом требований действующих норм проектирования и правил техники безопасности холодильного оборудования.(11)

5. Новая технология замораживания мяса и птицы «АЛФА Контактинг ГмбХ», предлагает Эрих Вагнер

В современном мире развитие крупных комплексов в пищевой промышленности ведет к концентрации перерабатывающих мощностей на одном крупном центральном предприятии за счет существенного увеличения объема выпускаемой продукции.

Мировой опыт показывает, что в этих условиях становится экономически выгодным использовать автоматизированные аппараты быстрого замораживания. В Европе и во всем мире эти аппараты нашли применение во многих отраслях пищевой промышленности, таких, как переработка мяса, птицы и рыбы. Они применяются в производстве готовых блюд и полуфабрикатов.

Многие российские предприятия в силу разных причин продолжают использовать камеры замораживания, в которые продукция поступает на ручных тележках. Загрузка продукта в камеры и процесс замораживания оказываются растянутыми во времени, что снижает возможности производства и ухудшает качество и товарный вид замороженного продукта. Однако с развитием научно-технического прогресса на смену камерам замораживания приходят новые конвейерные системы. В последнее время на предприятиях по производству продуктов мясо- и птице- переработки наблюдается возросший интерес к аппаратам быстрого замораживания продукции в упаковке.

Замораживание упакованной в полиэтиленовые пакеты продукции, уложенной в картонные коробки или пластиковые ящики, происходит в специально разработанных конвейерных системах. Разные европейские производители этих аппаратов называют их бокс-фризерами, так и картонными фризерами (дальше по тексту - фризеры),которые позволяют замораживать оптимально от 3 ООО до 12 ООО кг/ч (и больше) продукта с температурой от 10 °С до минус 18 °С за4-6 ч.

Использование фризеров является одним из наиболее приемлемых решений по изменению структуры выпускаемой продукции в пользу замороженной составляющей, как на существующих производствах, так и на вновь строящихся предприятиях. Включение фризера в современные технологические процессы обработки птицы и мяса на автоматизированных конвейерных линиях становится весьма актуальным.

Реальную помощь в решении этих непростых технологических задач, стоящих перед производителями может оказать немецкая компания «АЛФА Контрактинг ГмбХ», которая начиная с 2001 г. успешно решает эти задачи в России и в других странах СНГ.

С момента основания компания «АЛФА Контрактинг ГмбХ» под руководством директора г-на Эриха Вагнера в своей деятельности активно развивает два основных направления.

Это инжиниринговые услуги, поставка и пуск в эксплуатацию промышленных систем холодоснабжения и холодильного оборудования от западноевропейских производителей, а также поставка автоматизированных линий процесса замораживания упакованной птицы и мяса во фризерах. Предлагаемые «АЛФА Контрактинг ГмбХ» дополнительные конвейерные системы позволяют встраивать фризер в разные технологические линии предприятий.

За период с 2001 г. компания выполнила системы промышленного холодоснабжения на крупных комплексах птице- и мясопереработки в России и Украине, таких, как ОАО «Куриное Царство» (Брянск) и АОЗТ «Мироновский хлебопродукт» (Канев, Черкасская обл.). Являясь постоянным участником ежегодной выставки «Агропродмаш», компания «АЛФА Контрактинг ГмбХ» в 2006 г. была награждена дипломом «За продвижение на российский рынок европейского оборудования для производственных комплексов птице - и мясо-переработки ».

В 2002 г. впервые в России компания «АЛФА Контрактинг ГмбХ» применила фризер (производства немецкой фирмы Heinen) производительностью по замораживанию 9 000 кг/ч птицы на предприятии ООО «Золотой Петушок Инвест» (Липецкая обл.) в комплекте с аммиачной системой его холодоснабжения (порядка 1 000 кВт при температуре кипения минус 40 °С).

Конструкция фризера представляет собой размещенные в теплоизолированной камере многоэтажный стеллаж и специальные воздухоохладители. Стеллаж оборудован механизмами подъема и загрузки на соответствующий этаж, а также спуска и выгрузки уже замороженного продукта.

Управление фризером осуществляется микроконтроллером, что позволяет одному оператору управлять работой фризера:

· каждому виду продукта присваивается собственный номер, поскольку время замораживания для разных видов продукта различное;

· определяется время замораживания каждого вида продукта, т.е. время нахождения его во фризере;

· назначается этаж, занимаемый каждым продуктом.

Информация, выводимая на дисплей пульта управления, позволяет постоянно контролировать состояние оборудования, температуру охлаждающего воздуха, время пребывания продукта во фризере, его местоположение на этажах.

В те периоды, когда замораживание птицы не производится, фризер выполняет роль буфера с емкостью хранения 54 т продукта (в ночное время и праздники - Липецкая обл.).

Применение фризера обеспечивает:

· одновременное замораживание продуктов, требующих различного времени заморозки;

· автоматизированный процесс замораживания;

· высокое качество замороженного продукта;

· хранение продукта во фризере;

· эффективное потребление электроэнергии вентиляторами;

· бережное перемещение упакованных продуктов внутри фризера.

Замена нескольких камер замораживания на конвейерную систему замораживания решает сразу ряд проблем, связанных как с организацией технологического процесса, так и с эффективностью использования холодильного оборудования.

Во-первых, благодаря особенности конструкции фризера его можно встроить в общий технологический процесс, используя вариант размещения как внутри производственного цеха, так и снаружи, приблизив его к стене здания.

Во-вторых, при заданной требуемой продолжительности термообработки возможны вариации одновременной закладки продукции разных габаритных форм и упаковок. В процессе выгрузки разноименная продукция перемешиваться не будет.

В-третьих, интенсивный воздухообмен в закрытом пространстве позволяет достигать скоростей воздуха, невозможных для камер замораживания. Активное движение воздуха при низких температурах позволяет достичь высоких скоростей замораживания. К примеру, тушки бройлеров, упакованные в полиэтиленовые пакеты и размещенные в открытой картонной коробке 600x400x140 мм, замораживаются примерно за 6 ч (в зависимости от массы). Столь интенсивное замораживание позволяет сохранить высокие органолептические показатели.

В-четвертых, использование специально разработанных конструкций испарителя, вентиляционных узлов и конструктивных особенностей самого аппарата позволяет снижать эксплуатационные расходы на содержание' холодильного парка.

Сегодня, «АЛФА Контрактинг ГмбХ», являясь официальным представителем австрийской фирмы ААТ, предлагает на российский рынок новую, более совершенную модель фризера производительностью от 3 000 до 12 000 кг/ч (и больше) продукта.

Первый картонный фризер, изготовленный фирмой ААТ, был пущен в работу в 1982 г.

Этот картонный фризер и сегодня работает на производстве, что показывает высокое качество и долговечность изделий фирмы ААТ!

Основная конструктивная особенность фризера ААТ - это тип контейнеров, который позволяет загрузить и выгрузить продукт в любом месте вдоль стеллажей (возможно также несколько мест для загрузки и выгрузки)!

Большую роль играют конструкция контейнеров и поперечная схема обдува воздухом стеллажей с продуктом, что существенно влияет на повышение эффективности процесса замораживания и снижение продолжительности процесса термообработки.

Каждый контейнер работает как самостоятельный воздушный канал, в котором находится продукт! Поэтому весь объем продукта обдувается с оптимальной для теплопередачи скоростью холодного воздуха. Весь продукт во фризере замораживается в одинаковых условиях.

Почти во всех остальных фризерах продукт толкают на поддон, что имеет значительные недостатки, так как во фризер поступает картонная и металлическая быль из-за стирания поверхностей при соприкосновении многочисленных коробок!

Фризер ААТ отлично подходит для заморозки продуктов в открытых коробках, поскольку внутри фризера отсутствует пыль, которая может загрязнить продукт!

В специальных шлюзах (для загрузки и выгрузки) смонтированы ленточные занавесы, а также воздухоохладители, которые предотвращают проникновение наружной влаги во фризер. Тем самым создаются условия для продолжительной непрерывной работы главных воздухоохладителей без оттайки.

В то время, когда фризер не загружается (разгружается), шлюзы закрываются автоматическим способом. В этом случае вообще нет проникновения влаги через шлюз во фризер!

Холодоснабжение фризера при температуре кипения хладагента минус 40°С (и ниже) возможно как от центральной системы, так и от автономной установки, с применением как аммиака, так и фреона в качестве холодильного агента, подаваемого в воздухоохладители по насосной схеме.

В настоящее время компания «АЛФА Контрактинг ГмбХ» выполняет монтаж и наладку нескольких фризеров ААТ на строящихся объектах на территории СНГ. (2)

6. Системы быстрого замораживания птицы и мяса в блоках

Оживление в строительстве производств по птице- и мясопереработке вызвало повышение спроса на устройства для быстрого замораживания птииы и мясопродуктов.

На рынке появилось множество предложений по замораживающим устройствам, в технических описаниях которых приводятся как реальные характеристики, соответствующие скорости протекания физических процессов при замораживании, так и чисто рекламные. Рекламные предложения сводятся к тому, что можно заморозить продукцию любых размеров, в любом количестве, в любом имеющемся на предприятии помещении за период времени, который назовет заказчик.

Продолжительнбсть замораживания продуктов различной формы можно определить по формуле Планка или ее модификациям. Из девяти параметров, входящих в формулу Планка, практически неизменными являются плотность замораживаемой продукции, ее теплопроводность, температура начала замерзания и коэффициенты, учитывающие форму блока продукции.

Повлиять на изменение теплопроводности замораживаемой продукции возможно. Если продукцию упаковать в герметичную упаковку с низкой теплопроводностью (теплоизоляцию) или в герметичную упаковку с большим количеством воздушных прослоек, то эквивалентная теплопроводность упакованного блока будет меньше теплопроводности мяса, и ее нужно рассматривать как продукцию с другим значением теплопроводности. Эквивалентная теплопроводность упакованных мясопродуктов меньше теплопроводности мяса примерно в 1,2-2 раза, а продолжительность замораживания вследствие этого увеличится на 10-20 %.

Итак, осталось пять параметров, на которые реально возможно воздействовать для ускорения процесса замораживания. Рассмотрим их.

Количество теплоты, отводимой от продукции. Оно определяется двумя параметрами: начальной и конечной температурой продукта. Нередко в рекламных целях, чтобы создать дополнительное конкурентное преимущество предлагаемому оборудованию, заявляют, что при разделении процесса замораживания на две стадии - охлаждение и замораживание - продолжительность замораживания уменьшается. Это так, но не без доли лукавства.

При замораживании птице- или мясопродукции от 30 до минус 20 °С, в зависимости от ее вида, необходимо отвести 300-360 кДж/кг теплоты.

Если процесс разделить на две стадии, то на стадии охлаждения придется отвести около 90-100 кДж/кг теплоты, а на стадию замораживания останется чуть больше 2/3 отводимой теплоты. Следовательно, теплота, отводимая непосредственного в самом процессе замораживания, уменьшается почти на 30 %.

А охлаждать-то, кто будет? И времени на этот процесс не потребуется? Продукция сама себя охладит без затрат энергии и времени? Вспомним, что нам говорили в школе: «Ничто не возникает из ничего и не исчезает бесследно!».

Имеется и еще одна рекламная хитрость: замораживание прекращают, едва проморозив поверхностный слой продукции, т. е. еще примерно на 10 % тепловая нагрузка меньше. Но чудес не бывает - тепловая нагрузка от домораживания продукции достается .камерам хранения, а воздухоохладители в камерах хранения не готовы принять дополнительный теплопри- ток, что вполне естественно.

Толщина замораживаемого блока продукции. Продолжительность замораживания имеет прямо пропорциональную зависимость от толщины продукта: тушка цыпленка или индейки, туша свинины или пельмень, продукция в коробке или в палете, палеты на стеллажах или в плотном штабеле. Например, полутуша говядины в камере с температурой воздуха минус 30 °С и принудительным обдувом каждой полутуши замораживается около суток. Толщина бедренной части полутуши составляет 250-280 мм. При таких же условиях можно заморозить пельмень толщиной около 10 мм менее чем за 1 ч.

Продукция, уложенная в штабель, домораживается не одну неделю в зависимости от начальной температуры и места укладки в штабеле. При определении толщины продукции следует учитывать, что охлаждающая среда должна проходить со всех сторон замораживаемого блока продукции с примерно одинаковой скоростью и температурой. И не стоит удивляться тому, что котлеты, уложенные и запакованные в блок, замораживаются существенно дольше, чем в спиральном морозильном аппарате, где холодный воздух подается персонально к каждой котлетке.

Интенсивность теплоотдачи от блока замораживаемой продукции к охлаждающей среде. В любых помещениях, где отсутствуют вентиляторы и нет сквозняков, скорость движения воздуха находится на уровне 0,2-0,3 м/с, а коэффициент теплоотдачи составляет порядка 6-8 Вт/(м²*К). В зоне действия струи воздуха от вентилятора, имеющей скорость около 1-2 м/с, коэффициент теплоотдачи уже достигнет 13- 22 Вт/(м²-К). В воздушных морозильных аппаратах обеспечивается скорость движения воздуха у поверхности продукта 5-6 м/с, т. е. коэффициент теплоотдачи находится на уровне 50 Вт/(м²-К). Когда процесс замораживания происходит в жидкой среде, коэффициент теплоотдачи возрастает весьма существенно - почти до 1000 Вт/(м²-К). Примерно на таком же уровне находится значение коэффициента теплоотдачи при замораживании мясопродуктов на металлической ленте или металлической плите, в каналах которой кипит хладагент.

Со сказанным выше никто не спорит. Только странно слышать жалобы производственников: вентилятор воздухоохладителя дует, а продукция не замерзает. И показывают камеру «замораживания» (только в кавычках и никак иначе), заполненную без зазоров плотными пакетами продукции. Причем в камере «замораживания» сиротливо висит на недосягаемой высоте воздухоохладитель, предназначенный для камер хранения. Бывает и такое, что вокруг воздухоохладителя укладывают штабель, «чтобы он не дул на работников».

Скорость выхода воздуха у воздухоохладителей, предназначенных для камер хранения, составляет около 3 м/с. Для камер замораживания разработаны и производятся специальные воздухоохладители - шок-фросте- ры. Они имеют переменный шаг ореб- рения теплообменной поверхности, вентиляторы с большим расходом воздуха и большим напором, позволяющим создать требуемую скорость движения воздуха у блоков продукции, которая должна быть уложена с зазорами по горизонтали и вертикали.

Увеличение скорости воздуха у поверхности замораживаемой продукции с 1 до 6 м/с позволяет сократить продолжительность замораживания почти в 2 раза.

Температура охлаждающей среды. Продолжительность замораживания имеет обратную гиперболическую зависимость от температуры охлаждающей среды. Например, если полутуша замораживается при температуре воздуха на уровне минус 25 °С почти 1,5 сут, то при более низкой температуре воздуха - минус 35 °С - продолжительность замораживания сократится почти в 1,5 раза и составит менее суток. При дальнейшем понижении температуры воздуха продолжительность замораживания сокращается менее существенно. Если понизить температуру воздуха с минус 35 до минус 45 °С, то продолжительность замораживания сократится менее чем на 30 %.

Один из венных вопросов: что делать?Лучшим решением было бы использование специальных морозильных аппаратов, но здесь уже действуют другие законы - финансовые. Заморозить мясопродукты быстро, затратив на технологию замораживания и холодильное оборудования раз в 100 меньше, чем стоят соответствующие технологические замораживающие устройства, - таких предложений на развивающемся птице- и мясоперерабатывающем рынке России множество. А какое получится качество и что с этой п ро- дукцией делать дальше?

Основная ошибка всех подобного рода предложений (явную фальсификацию не принимаем во внимание) заключается, как правило, в том, что учитывается только отвод теплопритоков и забывается про совместное влияние всех перечисленных выше параметров. А эта задача на порядок сложнее, но она не новая и всегда с успехом решалась. Новое же сейчас - технологическое и холодильное оборудование. Если знать его характеристики и правильно сформулировать поставленную задачу, то можно заморозить требуемое количество мясопродуктов с необходимым качеством- Продолжительность замораживания будет определяться экономически обоснованным и реализуемым в соответствующих условиях техническим решением (см. таблицу №1). (3)

7. Влияние «шоковой» заморозки на качество натуральных и рубленных мясных полуфабрикатов

В последние годы увеличился спрос на высококачественные изделия из мяса. При этом особым спросом у потребителя пользуются мясные полуфабрикаты, подвергнутые разным видам холодильной обработки.

Для успеха продвижения замороженной продукции на российском рынке необходимо применять рациональные технологии замораживания продуктов питания и холодильное оборудование нового поколения, позволяющего разрабатывать индивидуальные проекты холодильных камер. Это даст возможность развить и региональные рынки быстрозамороженной продукции, поскольку пртребители все больше предпочитают продукцию отечественного производства.

В настоящее время в регионах на предприятиях малого бизнеса начали появляться камеры «шоковой» заморозки. Технология «шоковой» заморозки обеспечивает сохранность качества свежего продукта, поэтому мясные изделия, замороженные в таких камерах, вкуснее, сочнее и ароматнее продуктов, замороженных традиционным способом.

В Восточно-Сибирском государственном технологическом университете на кафедре «Технология продуктов общественного питания» проведены исследования по влиянию разных условий замораживания на продолжительность холодильной обработки и качество натуральных и рубленых полуфабрикатов из мяса.

В качестве объектов исследований использовали натуральные мясные полуфабрикаты -- антрекоты массой 80 г, изготовленные из остывшей говяжьей вырезки, и котлеты «Саяны» массой 80 г, замороженные при разных условиях теплоотвода (ТУ 9214- 001-02069473-2002).

Исследования проводили с использованием:

· камеры быстрого замораживания (до минус 25 °С, общий расход ледяного воздуха 7014 м³/ч). Модель компрессора D2Sk-65X. Воздухоохладитель BLE 353 В7, имеющий три вентилятора диаметром 350 мм;

· камеры глубокого замораживания (до минус 30 °С, общий расход ледяного воздуха 26600 м³/ч). Модель компрессора D8DL-370X. Воздухоохладитель (шок-фростер) GFH050C/410- Е, имеющий четыре вентилятора диаметром 500 мм.

В качестве оборудования для сравнения использовали стационарные камеры замораживания (до минус 18°С и минус 30 °С при естественной циркуляции воздуха).

Результаты исследований показали, что именно скорость движения охлаждающей среды является одним из определяющих факторов, влияющих на продолжительность замораживания и формирование в тканях более мелких (щадящих) кристаллов.

Установлено, что продолжительность замораживания антрекотов при температуре минус 30°С и кратности воздухообмена 26600 м³/ч в 1,5 раза меньше, чем при температуре минус 25 °С и кратности воздухообмена 7014 м³/ч. В 1,7 раза сокращалась продолжительность обработки по сравнению с замораживанием при температуре минус 30 °С, но без движения воздуха, и в 3,6 раза -- по сравнению с замораживанием при температуре минус 18°С без движения воздуха.

Предпочтительные параметры замораживания -- температура минус . 25 и минус 30 °С, кратность воздухообмена 7014 и 26600 м³/ч.

Поскольку в процессе активного воздействия холода на полуфабрикаты проходят процессы тепло- и массо- обмена, приводящие к потерям массы продукта, были изучены эти показатели в процессе замораживания.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что при «шоковом» замораживании потери массы минимальны (0,8-0,9 %), поскольку при этом сокращается процесс активного воздействия холода на продукт.

При понижении температуры замораживания от минус 18°С до минус 30 °С (без движения воздуха) потери массы уменьшаются в антрекотах в 2,05 и в котлетах в 2,07 раза.

При температуре замораживания минус 30 °С и кратности воздухообмена 26600 м³/ч потери массы снижаются в антрекотах в 2,3 и котлетах в 2,7 раза.

Учитывая, что при изменении скорости отвода тепла может изменяться процесс кристаллообразования, а также тот факт, что кристаллы, образующиеся при «шоковом» замораживании, могут вызывать повреждение тканевой структуры продукта, нами проведены экспериментальные исследования по изучению микроструктуры антрекотов при «шоковом» замораживании.

Анализируя микроструктуру замороженных антрекотов, можно констатировать, что увеличение воздухообмена в камерах интенсифицирует процесс замораживания. Так, замораживание антрекотов при температуре минус 30 °С и кратности воздухообмена 26600 м³/ч способствует переходу влаги в лед за 20 мин, в то время как при той же температуре замораживания, но без циркуляции воздуха, процесс кристаллообразования длится 65 мин, т.е. в 3,25 раза дольше.

Таким образом, данные проведенного исследования свидетельствуют о том,- что высокая скорость замораживания при температуре в камере минус 30 °С с интенсивным движением воздуха (26600 м³/ч) способствует быстрому переходу воды, имеющейся в продукте, из жидкой фазы в твердую и формированию мелких кристаллов льда. Вследствие этого структура ткани полуфабриката почти не изменяется.

Растворимость белков полуфабрикатов, подвергнутых замораживанию в «шоковых» условиях, выше растворимости образцов, замороженных в стационарных камерах при температуре минус 18 °С и минус 30 °С с естественной циркуляцией воздуха.

Так, растворимость белков полуфабрикатов, замороженных при температуре минус 30 °С и естественной циркуляции воздуха, снижается по сравнению с незамороженными образцами на 3,7% в антрекотах и 4,7% в котлетах.

Повышение скорости движения воздуха до 26600 м³/ч приводит к снижению растворимости белков в сравнении с незамороженными образцами лишь на 0,8% в антрекотах и 0,2% в котлетах.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что изменения в белковой фракции полуфабрикатов при «шоковом» замораживании незначительны.

Изменения в структуре белка могут вызвать изменения влагосвязыва- ющей (ВСС) и водоудерживающей способности (ВУС) после размораживания мясных продуктов.

Установлено, что значения ВСС образцов антрекотов, замороженных «шоковым» способом, не отличаются от ВСС образцов, не подвергнутых замораживанию.

Замораживание полуфабрикатов при температуре минус 30°С без циркуляции воздуха вызывает снижение ВСС на 18,7%. Поскольку ВСС антрекотов после «шокового» замораживания имеет высокие значения, при размораживании продукта мы должны получить небольшие потери, что подтверждают наши данные (0,8-0,9 %).

Известно, что связывание влаги белками мясных систем зависит от величины рН. Полученные результаты свидетельствуют о том, что значения рН исследованных полуфабрикатов находятся в пределах 6,3-6,6. При этих значениях рН в мясных полуфабрикатах можно предполагать высокие значения ВСС, что и подтверждают наши исследования.

Такие качественные показатели готовых продуктов, как сочность и консистенция, зависят от способности мясных систем удерживать влагу. Проведены исследования по определению ВУС полуфабрикатов в зависимости от разных условий замораживания. Установлены более высокие значения ВУС в полуфабрикатах «шоковой» заморозки.

Значения ВУС таких образцов антрекотов находятся на уровне значений для образцов, не подвергнутых замораживанию. Замораживание полуфабрикатов при температуре минус 30 °С без циркуляции воздуха вызывает снижение ВУС на 16,7% по сравнению с образцами, не подвергнутыми замораживанию.

Готовые антрекоты и котлеты, замороженные «шоковым» способом, после тепловой обработки отличались более выраженными вкусом и ароматом и большей сочностью.

Высокую оценку качества по 5-бапль- ной шкале получили образцы антрекота из полуфабрикатов «шоковой» заморозки -- 4,92 балла; контрольные образцы антрекотов, замороженных при температуре минус 18°С, -- 4,34. Готовые котлеты после «шоковой» заморозки --4,92; котлеты, замороженные при температуре минус 18°С,--4,46 балла.

Меньшие потери массы обнаружены в готовых антрекотах и котлетах после «шоковой» заморозки. Они близки к показателям незамороженных образцов и составляют соответственно 31,0 и 13,3%. При изменении температуры от минус 18°С до минус 30 °С без движения воздуха, потери массы полуфабрикатов при тепловой обработке снижаются на 3,4% в антрекотах и 1,7% в котлетах. При температуре минус 30 °С и кратности воздухообмена 26600 mVm потери массы полуфабрикатов при тепловой обработке снижаются на 3,1% в антрекотах и на 4% в котлетах.

Таким образом, использование «шоковых» условий замораживания натуральных порционных и рубленых мясных полуфабрикатов вызывает небольшие механические разрушения мышечных волокон и сохраняет высокие функционально-технологические характеристики и органолептические показатели мясных полуфабрикатов и готовых изделий.

«Шоковое» замораживание в современных камерах обеспечивает высокое качество натуральных и рубленых мясных полуфабрикатов. Такое холодильное оборудование целесообразно использовать в производстве мясных полуфабрикатов на мясоперерабатывающих предприятиях малого бизнеса и общественного питания. (7)

8. Режим хранения мяса в камерах

Охлаждение мяса, субпродуктов и мяса птицы и хранение их в охлажденном состоянии являются наиболее совершенным методом их консервирования.

Охлаждение значительно задерживает ферментативные и микробиологические процессы в мясе и субпродуктах. В период массового убоя скота в торговлю поступает кроме охлажденного и остывшее мясо. Однако, остывшее мясо в стадии посмертного окоченения менее пригодно для кулинарной обработки, чем охлажденное.

При хранении охлажденного мяса необходимо поддерживать температуру на постоянном уровне. Колебание температуры окружающего воздуха приводит к ухудшению качества, увеличению потерь и значительному сокращению продолжительности хранения мяса вследствие конденсации влаги на его поверхности. Даже небольшого изменения температуры воздуха при высокой относительной влажности достаточно для достижения точки росы и увлажнения поверхности мяса. Для снижения потерь на испарение влаги уменьшают циркуляцию воздуха. Однако малая циркуляция приводит к застою воздуха, ослизнению и плесневению мяса, поэтому создают интенсивность циркуляции, которая позволяет замедлить развитие микробов.

Хранение охлажденного мяса.

Охлажденное мясо с начальной температурой в толще бедра не выше +4 °С хранят в виде туш или полутуш в подвешенном состоянии на крючьях подвесных путей так, чтобы туши не соприкасались между собой, со стенами и полом помещения. В камере хранения туши и полутуши располагаются на расстоянии 20...30 мм друг от друга. На 1 м² площади охлаждающей камеры должно находиться не более 200 кг мяса в тушах или полутушах. Важно следить за тем, чтобы все туши и полутуши равномерно обдувались охлажденным воздухом.

В холодильных камерах для хранения мяса поддерживается температура воздуха -1...+2 °С, скорость его движения не должна превышать 0,2...0,3 м/с, относительная влажность воздуха должна быть в пределах 82...85 %. Продолжительность хранения составляет 7...20 сут. На срок хранения мяса влияет способ его охлаждения: чем быстрее охлаждалось мясо, тем дольше его можно хранить.

Созревание мяса начинается в процессе охлаждения и заканчивается при холодильном хранении. Сроки созревания мяса зависят от температуры. При 0 °С продолжительность периода созревания говядины составляет 8...10 сут, при +10 °С - около 5 сут, а при температуре +17 °С - 3 сут.(6)

Потери массы мяса зависят не только от температурного и влажностного режимов, но и от вида мяса, его упитанности и удельной поверхности.

Для увеличения срока хранения охлажденного мяса, который относительно невелик, были разработаны методы его хранения в подмороженном состоянии, в атмосфере с добавлением углекислого газа, с применением ультрафиолетовых лучей, антибиотиков и проникающей радиации. Однако они не получили широкого промышленного применения.

Поскольку срок хранения охлажденного мяса ограничен, его замораживают. Длительное хранение замороженного мяса возможно при температуре ниже --10 °С .

Замораживают мясо охлажденное или парное. Производство и хранение замороженного мяса связаны с дополнительными затратами на замораживание и поддержание необходимых условий хранения. Кроме того, при замораживании и хранении неизбежны потери мяса. Замороженное мясо уступает по качеству охлажденному. По мере хранения ухудшаются органолептические показатели и питательная ценность замороженного мяса в связи с частичной потерей витаминов и изменениями жира. Однако, замораживание пока остается основным методом консервирования мяса для длительного хранения.

Хранение замороженного и подмороженного мяса. Мороженое мясо, прошедшее холодильную обработку однофазным иди двухфазным способами, закладывается на хранение, если температура в толще бедра не выше -8°С, а на поверхности близка к температуре камеры хранения. Продолжительность хранения мяса зависит от его вида, температуры и наличия упаковки.

Замороженное мясо, сортированное по видам и упитанности, хранят в плотно сформированных штабелях на напольных решетках или в стоечных поддонах, которые устанавливают в 2...4 яруса с помощью электропогрузчика. Загрузка 1 м³ грузового объема камеры хранения замороженным мясом для говядины в четвертинах 400 кг, в полутушах -- 300 кг, для свинины в полутушах - 450 кг, 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.

Температура воздуха в камере хранения замороженного мяса составляет для краткосрочного хранения не выше -12°С, для длительного - не выше -18°С. Относительная влажность в камере поддерживается на уровне 95...98 % при умеренной циркуляции воздуха со скоростью не выше 0,2...0,3 м/с. Сроки хранения мороженного мяса составляют при температуре -12 °С - 2...8 мес.; при -18 °С - 4...12 мес.; при -25°С - 8...12 мес. Колебания температуры воздуха в камере в процессе хранения не должны превышать 2 °С.

Подмороженное мясо при -1...-²⁰ С хранят в подвешенном состоянии или в штабелях общей высотой не более 1,7 м. Продолжительность хранения подмороженного мяса допускается не более 17 сут.(6)

Сроки хранения замороженного мяса зависят от температуры, вида мяса и его упитанности. При температуре --18 "С и относительной влажности воздуха 95--98% говядину можно хранить до 12 мес, баранину -- до 10, свинину в шкуре -- до 8, без шкуры -- до 6 и субпродукты -- не более 4 мес. При температуре --25 "С продолжительность хранения говядины увеличивается до 18 мес, свинины и баранины -- до 12 мес.

Для того чтобы лучше сохранить замороженное мясо, необходимо максимально уменьшить испарение влаги с его поверхности. Усушка мяса уменьшается с повышением относительной влажности и снижением скорости циркуляции воздуха. Для снижения усушки замороженного мяса при длительном хранении применяют ледяные экраны или укрывают штабель мяса тканью и намораживают на нее слой ледяной глазури. В летний период в результате увеличения теплообмена через стенки камер холодильника усушка может значительно возрасти.

В магазинах и на базах, где меняется тепловой режим, сроки хранения охлажденного и замороженного мяса значительно сокращаются. Срок хранения охлажденного и замороженного мяса при температуре от 0 до 6 °С -- до 3 сут, а сортовых отрубов говядины в таре -- не более 48 ч. При температуре около 0 °С замороженное мясо можно хранить до 5 сут. При температуре не выше 8 °С охлажденное и замороженное мясо хранят не более 2 сут.

Фасованное охлажденное мясо при температуре от 0 до 6⁰ С разрешается хранить не более 36 ч.

Субпродукты в охлажденном состоянии хранят при температуре около 0 С до 3 сут, от 0 до 6⁰ С -- 36 ч, до 8°С -- 12 ч. Мороженые субпродукты хранят при такой же температуре соответственно до 3 сут, 48 и 24 ч.

Птицу и тушки кроликов хранят как в охлажденном, так и в замороженном состоянии.

Охлажденную птицу хранят в ящиках, уложенных в штабеля, или на стеллажах. Срок хранения при температуре от 0 до 4⁰ С и относительной влажности 80--85% -- до 4--5 сут. При хранении охлажденной птицы и кроликов необходимо тщательно следить за соблюдением условий хранения и при появлении незначительного постороннего запаха или изменении цвета поверхности немедленно рассортировать тушки. Качество птицы при хранении ухудшается, а вследствие потери влаги уменьшается их масса.

Мороженую птицу хранят в ящиках, уложенных в плотные штабеля. Допустимый срок хранения зависит от условий хранения и вида птицы. Предельный срок хранения при температуре от -- 12 до --15⁰ С и 85--90%-й относительной влажности гусей и уток -- 7 сут, кур, индеек и цесарок -- 10 сут; при температуре --25°С и ниже -- соответственно 12 и 14 мес.

Замороженные тушки кроликов хранят при температуре не выше --9°С и относительной влажности воздуха 80--90% не более 6 мес.

При хранении значительно изменяется внешний вид тушек: кожа становится сухой и ломкой, в местах соприкосновения тушек появляются желтые полосы или пятна. Жир при длительном хранении прогоркает, изменяются его цвет и вкус. Особенно быстро подвергается порче жир гусей и уток.

В магазине срок хранения тушек птицы всех видов при температуре от 0 до 6°С -- до 3 сут, при температуре не выше 8 °С охлажденную птицу хранят сутки, а мороженую -- до 2 сут.

На распределительных холодильниках и предприятиях торговли при хранении и перемещении мяса и субпродуктов происходит их естественная убыль вследствие испарения влаги и от вытекания тканевой жидкости. Для учета этих потерь в торговле применяют нормы естественной убыли. Эти нормы установлены в зависимости от срока хранения, периода года, географической зоны, упаковки, вида и термического состояния мяса и субпродуктов.

На базах и складах розничной торговли в зависимости от вида мяса, срока хранения и географической зоны естественная убыль допускается от 0,03 до 0,5%.

В камерах распределительных холодильников естественная убыль допускается от 0,05 до 0,40% в зависимости от вида и упитанности мяса, географической зоны, времени года, вместимости и этажности камер.

Рис. 1

Рис. 2



Рис. 3 Схема устройства компрессионной холодильной машины: 1 -- компрессор; 2 -- конденсатор; 3 -- ресивер; 4 -- фильтр; 5 -- терморегулирующий вентиль; 6 -- испаритель; 7 -- охлаждаемая камера; 8 -- электродвигатель; 9 -- магнитный пускатель; 10 -- кнопочный включатель; 11 -- реле давления.

Таблица №1. Выбор технического решения для замораживания продукции птице - и мясопереработки.

Процесс с потреблением холода	Технологическое решение	Возможные схемные решения	Дополнительные решения
Замораживание тушек птицы	Камеры периодического действия. Штабелирование продукции	Система неорганизованного движения воздуха в обьеме камеры хранения	Необходимость сокращения длительности процесса замораживания. Необходимость снижения относительно большой усушки продукции
	Продукция размешается на тележках	Система замораживания с воздухоохладителями типа «нюк-фростеры	Организация размещения продукции в камере замораживания
	Устройства непрерывного действия	Картон-фризеры с системой автоматического управления процессом одновременного замораживания разных видов продукции	Взаимоувязка строительных, технологических и холодильных решений, включая взаимное расположение технологических участков, картон-фризера, холодильной станции
	-	Спиральные морозильные аппараты и т. д	Взаимоувязка строительных, технологических и холодильных решений, включая взаимное расположение технологических участков, картон-фризера, холодильной станции

Список литературы

1. Р.Э. Быков Криогенные технологии/ Быков Р.Э// Мясные технологии. - 2010. - №9. - с. 62 - 63.

2. Вагнер Э. Новая технология замораживания мяса и птицы/ Э. Вагнер // Мясные технологии.-2008.-№ 4.-С.14-15.

3. Калюнов В.С. Системы быстрого замораживания птицы и мяса в блоках/ В.С. Калюнов // Мясные технологии.-2011.-№ 10.- С.47-48.

4. Лисицын А.Б. Система управления процессами холодильной обработки продукции/ А.Б. Лисицын; Н.В. Маслова // Мясные технологии.-2010.-№ 9.-С.44-47.

5. Соколов В.В, Куц Г.А, Шевченко И.М, Занкевич О.Г Переработка продукции животноводства в крестьянских, фермерских и коллективных хозяйствах. Ижевск. Изд-во Удм. ун-та, 1998. 299 с.

6. Юлдашев Р.С. Особенности холодильной обработки и хранения мяса/ Р.С. Юлдашев // Мясные технологии.-2010.-№ 5.-С.42-45.

7. Яблоненко Л.А. Влияние "шоковой" заморозки на качество натуральных и рубленых мясных полуфабрикатов/ Л.А. Яблоненко // Мясная индустрия.-2008.-№ 2.-С.64.

8. http://www.lagis.com.ua/content/view/179/ ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР (ХОЛОД) В ТЕХНОЛОГИИ МЯСА И МЯСНЫХ ФАБРИКАТОВ.

9. http://www.solzhenicyn.ru//Холодильники предприятий мясной промышленности.

10. http://www.prostor.ru/Скороморозильные аппараты и оборудование для заморозки типа «САС»

Размещено на Allbest