Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Холодильная технология

1. Холодильное хранение пищевых продуктов в местах их производства и в торговле. Цели и задачи хранения пищевых продуктов. Дополнительные условия и факторы хранения пищевых продуктов. Принципы выбора режима хранения охлажденных и замороженных продуктов.

Охлаждение, замораживание или подмораживание — операции, предваряющие подготовку продуктов к холодильному хранению. Операции, завершающие холодильное хранение, — отепление, размораживание — необходимы для подготовки продуктов к розничной продаже или дальнейшей обработке на предприятиях общественного питания, а также для промышленного производства.

Таким образом, холодильная обработка, предшествующая хранению или следующая за ним, подчинена задачам сохранения продуктов. При этом эффективность холодильной обработки можно оценить только в связи с хранением. Если обсуждается вопрос об обратимости охлаждения, замораживания или подмораживания, то он приобретает реальный смысл лишь в связи с изменениями, которые произошли в продукте во время хранения, и в связи с тем, как проведено отепление либо размораживание. Пищевые продукты не замораживают и не охлаждают, чтобы тотчас разморозить или отеплить их. Поэтому вне учета изменений продукта во время хранения вопрос об обратимости охлаждения, замораживания и подмораживания становится более теоретическим, чем практически

Важно также, что длительность холодильного хранения многократно превосходит длительность холодильной обработки пищевых продуктов. Поэтому производственные площади и емкости, отводимые для холодильной обработки, гораздо меньше площадей и емкостей, предназначенных для холодильного хранения продуктов. Для холодильного хранения может использоваться холодильный склад или холодильная камера (комплекс холодильных камер) объёмом несколько десятков или даже сотен метров кубических.

Цель холодильной обработки — изменение состояния продукта в зависимости от температуры как главного параметра холодильной технологии. Но это изменение сопровождается многими другими факторами, тесно с ним связанными. Коль скоро любая разновидность холодильной обработки представляет собой целенаправленное изменение состояния объекта, она заслуживает названия процесса в самом строгом смысле этого слова. Для осуществления холодильной обработки от продукта должна быть отведена теплота (охлаждение, замораживание, подмораживание) или к продукту должна быть подведена теплота (отепление, размораживание), при хранении это обычно не требуется.

Цель хранения — исключить изменения состояния хранимых продуктов, и с этой стороны, казалось бы, хранение нельзя считать процессом. Однако такая цель недостижима. Поэтому реально достижимая цель холодильного хранения пищевых продуктов ограничивается замедлением изменений и именно тех, которые так или иначе ухудшают качество продукта. Основное средство достижения такой цели — стабильная, достаточно низкая температура хранения, но помимо низкой температуры немаловажную роль играют и другие условия.

Если при холодильном хранении пищевых продуктов основной задачей является торможение присущих им изменений, то именно этой задаче с учетом свойств продукта подчинен выбор режима хранения независимо от того, хранится охлажденный или замороженный продукт.

Иногда при хранении ставится задача не просто торможения изменений, а направленного их регулирования, как это бывает, например, при созревании сыров, при дозревании хранимых плодов, при выдержке охлажденного мяса с целью его размягчения, достигаемого соответствующим развитием посмертных изменений, и в других случаях. При такой постановке задачи выбирают режим хранения, наиболее благоприятный для развития нужных изменений продукта, а хранение, в сущности, становится производственным процессом. Это типично для хранения некоторых продуктов в охлажденном состоянии.

Разнообразие свойств продуктов приводит к значительным различиям рекомендуемых режимов их хранения в охлажденном состоянии. При хранении замороженных продуктов различия режимов невелики. Можно все же выделить некоторые общие принципы, регламентирующие основы выбора режимов хранения.

Температура хранения большинства охлажденных продуктов находится в пределах от 2 до -2 °С. При более высоких температурах хранят некоторые растительные продукты (помидоры, дыни, цитрусовые и др.), при более низких — переохлажденные куриные яйца, продукты, содержащие много жира, и подсоленные продукты. Температуры хранения охлажденных продуктов таковы, что они не прекращают развития микрофлоры и тем более ферментативных процессов. При таких температурах отчетливо ощущаются запахи продуктов и сами продукты адсорбируют посторонние запахи. Внутренние изменения в продуктах протекают с ощутимой быстротой, продолжая изменения, происходящие при охлаждении. Охлажденные продукты обычно не упакованы герметично, поэтому с их поверхности испаряется влага в воздух холодильной камеры.

Вследствие этих причин в представления о режиме хранения охлажденных продуктов помимо поддержания заданной температуры входят и другие условия.

Чрезмерно высокая влажность воздуха и местные застои его создали бы опасность недопустимого развития микрофлоры и затхлость. Чтобы избежать этого, применяют воздушные или смешанные системы охлаждения, а продукт размещают, обеспечивая возможность достаточного движения воздуха во всем объеме холодильной камеры. Скорость движения воздуха от 0,1 до 0,3 м/с около поверхности продукта или около штабеля обычно считают удовлетворительной.

Рекомендуется относительная влажность воздуха в пределах от 80 до 90 % (для различных продуктов), причем созданы средства для ее регулирования, хотя ими пользуются еще редко. При такой относительной влажности воздуха и побудительном его движении усушка хранимых продуктов значительна, поскольку велик дефицит влажности воздуха, если его представить в единицах влагосодержания. Например, при температуре О °С и относительной влажности 90 % дефицит влагосодержания воздуха составляет 0,390 г/кг, а при -20 °С и той же относительной влажности — только 0,065 г/кг. Если скорость испарения при хранении считать приблизительно пропорциональной дефициту влагосодержания воздуха, то, следовательно, при одной и той же относительной влажности воздуха можно ожидать, что при О °С усушка может быть в 5,1 раза больше, чем при -20 °С.

Таким образом, тремя основными регулируемыми параметрами, значения которых должны быть благоприятны для хранения охлажденных продуктов и устойчиво постоянны, являются температура, относительная влажность и скорость движения воздуха.

При хранении замороженных продуктов температура достаточно низка, чтобы жизнедеятельность микрофлоры прекратилась, а ферментативные процессы затормозились гораздо сильнее, чем в охлажденных продуктах. Поэтому индивидуальные особенности замороженных продуктов проявляются слабее, чем охлажденных, а режимы хранения замороженных продуктов более единообразны. Применение особенных дополнительных средств, какими пользуются, когда хранят охлажденные продукты (регулирование газового состава среды, ультрафиолетовое облучение, озонирование), становится неэффективным и нецелесообразным. Поэтому основным регулируемым параметром остается температура хранения, а значение других условий хранения несколько снижается, поскольку их влияние на успех существенно зависит от температуры.

Считают, что понижение температуры хранения способствует длительной сохранности продукта, и потому в зависимости от предполагаемого срока хранения можно выбрать тот или иной температурный режим. Все же в рекомендациях Международного института холода в качестве допустимой для хранения мороженых продуктов названа температура -12 °С, а в качестве рекомендуемых указаны температуры -18 "С и ниже. Особенно важно понижение температуры хранения для продуктов, содержащих глмцериды непредельных жирных кислот, существенно подверженные окислению и гидролизу. В первую очередь это относится к жирной рыбе, которую хранят при наиболее низких температурах (до -45 °С).

При герметичной упаковке продукта побудительное движение воздуха позволяет применять интенсивные охлаждающие приборы сравнительно малой металлоемкости, допускающие автоматизацию регулирования работы и обеспечивающие равномерность температурного поля в морозильных камерах. Если продукт не упакован герметично, то побудительное движение воздуха увеличивает усушку. Сочетание достаточно низкой температуры воздуха морозильных камер с его побудительным движением может даже сократить усушку продукта, но не все специалисты считают этот путь технически и экономически целесообразным.

Так называемое тихое охлаждение камер хранения мороженых продуктов без побудительного движения воздуха пока еще широко применяют как систему, способствующую сокращению усушки, хотя у этой системы есть серьезные технические недостатки.

Относительная влажность в камерах хранения мороженых продуктов не регулируется искусственно, а устанавливается самопроизвольно в зависимости от условий, создаваемых в камере, особенностей продуктов, действия охлаждающих приборов и наличия теплопритоков. В инструкциях и рекомендациях обычно указывают, что в камерах хранения мороженых продуктов желательна максимальная относительная влажность воздуха, но она не должна быть ниже 92 или 95 %.

Таким образом, из изложенного вытекают общие требования, учитываемые при выборе режимов хранения охлажденных и замороженных продуктов, и соответствующие им требования к холодильным сооружениям и системам охлаждения холодильных камер хранения.

Первым общим требованием, одинаковым для хранения охлажденных и замороженных продуктов, следует считать устойчивое, возможно более строгое постоянство и равномерность поля режимных параметров в холодильных камерах хранения. Если меняются какие-либо внешние условия, воздействующие на режимные параметры в камере, то они должны быть компенсированы таким образом, чтобы режим в камере не нарушался. Так как полностью этого достигнуть не удается, то ограничиваются стремлением к минимальным отклонениям от заданного режима по величине параметров и по времени. Наиболее полно это осуществляется при совершенной теплоизоляции камер, правильном выборе и размещении охлаждающих устройств с автоматическим регулированием их работы.

Когда холодильная камера используется для хранения продуктов при различных режимах в разное время, то применяемая система охлаждения должна быть достаточно гибкой, чтобы обеспечить нужные режимы. Такая универсализация систем охлаждения делает их более сложными, но нередко она все же необходима.

Другое общее требование к условиям холодильного хранения пищевых продуктов — сокращение внешних и внутренних тепло-притоков, которые не только нарушают температурный режим, но и сражаются на влажности воздуха и вызывают его нерегулируемое свободное конвективное движение, создавая неравномерность поля режимных параметров в камерах хранения.

Холодильное хранение позволяет обеспечить ритмичные поставки населению в течение года высококачественных продуктов питания с минимальными потерями.

Хранение охлажденных, подмороженных и замороженных продуктов проводится на базисных и распределительных холодильниках в местах их производства и в торговле, а также в бытовой холодильной технике потребителя. Причем в первых случаях речь может идти о долгосрочном хранении замороженных продуктов (исчисляемом месяцами и годами). В остальных случаях хранение, как правило, кратковременное.

Холодильному хранению предшествует охлаждение, замораживание или подмораживание, которые выполняют именно для того, чтобы холодильное хранение было возможным. Эффективность холодильной обработки можно оценить только в связи с хранением пищевых продуктов. Вопрос об обратимости охлажденного, замороженного или подмороженного продукта приобретает реальный смысл лишь в связи с изменениями, которые произошли в продукте во время хранения, и с тем, как проведено отепление или размораживание.

Длительность холодильного хранения многократно превосходит продолжительность холодильной обработки пищевых продуктов. Поэтому производственные площади и емкости, отводимые для холодильной обработки, много меньше площади и емкостей, отводимых для холодильного хранения продуктов.

По содержанию холодильное хранение также принципиально отлично от холодильной обработки. Для осуществления холодильной обработки необходимо или отвести от продукта тепло (охлаждение, замораживание, подмораживание) или надо подвести к нему тепло (отепление, размораживание), при хранении этого не требуется.

Главная цель хранения — исключить изменение состояния продуктов, которые находятся на хранении. Однако такая цель абсолютно недостижима по той причине, что любой форме материи неизбежно присуща постоянная и непрерывная изменчивость, заключенная в самой природе материи. Холодильное хранение пищевых продуктов ограничивается замедлением изменений, причем именно тех, которые ухудшают качество продукта.

Основным средством достижения такой цели является стабильная низкая температура хранения, но немаловажную роль играют и другие условия.

Иногда при хранении ставится задача не просто затормозить изменения, а направленно их регулировать. Например, при созревании сыров, при выдержке охлажденного мяса с целью его размягчения. При этом выбирают режимы хранения, наиболее благоприятные для развития необходимых изменений, и холодильное хранение становится производственным, технологическим процессом.

Температура хранения большинства охлажденных продуктов находится в пределах от 2 до −2°С. При более высокой температуре хранят растительные продукты, содержащие жиры.

При температурах хранения охлажденных продуктов не прекращаются развитие микрофлоры и ферментативные процессы. Охлажденные продукты обычно неупакованны герметично, и поэтому с их поверхности происходит испарение влаги в воздух камеры. Чрезмерно высокая влажность воздуха и местные застои его создают опасность развития микрофлоры, что недопустимо. Чтобы избежать этого, применяют воздушную систему охлаждения, а продукт размещают так, чтобы было достаточное движение воздуха во всем объеме камеры. Скорость движения воздуха — от 0,1 до 0,5–0,8 см/с.

Рекомендуемая относительная влажность воздуха находится в пределах от 75 до 90% для различных продуктов. При такой влажности и скорости движения воздуха усушка хранящихся продуктов незначительна. Таким образом, температура, относительная влажность и скорость движения воздуха являются основными параметрами, обеспечивающими благоприятные условия хранения продуктов.

В условия хранения можно включить дополнительные факторы — применение антибиотиков, антиокислителей, ультрафиолетового облучения, озонирование, разноактивное облучение, герметичную упаковку, газовые среды (азот, углекислый газ) и др.

При хранении замороженных продуктов температура достаточно низкая, обеспечивающая гораздо более сильное торможение жизнедеятельности микрофлоры и ферментативных процессов, чем при охлаждении. Поэтому основной регулируемой параметр — температура продукта, а значение других условий хранения ослабляется.

Допустимая температура для хранения продуктов −12 С, а рекомендуемая −18°С и ниже. Обычно при хранении мороженых продуктов не создают побудительное, движение воздуха, так как возникают большие потери (усушка) продукта.

Широко применяют так называемое тихое охлаждение камер хранения мороженых продуктов. Относительная влажность воздуха в камерах хранения мороженых продуктов не регулируется искусственно, а устанавливается обычно самопроизвольно на уровне от 95 до 100%.

Холодильники- это сооружения, предназначенные для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся продуктов.

По назначению различают следующие типы холодильников: производственные, заготовительные, распределительные, холодильники розничной торговли и общественного питания, перевалочные и транспортные, базестные, холодильники для хранения овощей и фруктов, портовые, холодильники смешанного значения.

1.Производственные холодильники их обычно строят при пищевых предприятиях. Служат для первичной термической обработки (охлаждение , замораживания), а так же краткосрочного хранения сырья и готовой продукции. Особенности этих холодильников – большая производительность устройств для охлаждения и замораживания продуктов. Емкость производственных холодильников 500-5000т. С производительностью морозилок 20-100 т в сутки. Работа холодильников характеризуется неравномерностью вследствии сезонности поступления сырья.

2. Заготовительные холодильники сооружают в районах заготовки пищевых продуктов. Предусматривается сортировка, первичная термическая обработка, а так же краткосрочное хранение продуктов до отправки в районы потребителя.

3. Распределительные холодильники предназначены для равномерного снабжения населения продуктами питания в течение всего года. На распределительные холодильники продукты поступают в охлажденном и замороженным виде с производственных и заготовленных холодильников. Длительные сроки хранения.в зависимости от номенклатуры сохроняемых грузов распределительные холодильники могут быть универсального типа или специализированными.. В состав распределительных холодильников часто входят цехи по производству мороженого, водного и сухого льда, цехи для фасовки и замораживания фруктов и овощей, а также для фасовки масла, мяса и других продуктов. Такие предприятия называют хладокомбинатами.

4. Базисные холодильники предназначены для длительного хранения охложденных и замороженных продовольственных продуктов. Емкость 2- 15 тысяч тон.

5. Перевалочные холодильники служат для краткосрочного хранения продуктов в местах их перегрузки с одного вида транспорта на другой. Характерным примером перевалочных холодильников являются портовые холодильники.

6.Портовые холодильники выполняют роль распределительных холодильников для того района , в котором они расположены. Предн6азначены для хранения пищевых продуктов , перевозимых водным транспортом. Портовые холодильники относят к группе транспортно- экспедиционных.

7. Торговые холодильники служат для краткосрочного хранения продуктов, поступающих для реализации в торговую сеть. Различают торговые холодильники: продовольственных баз емкостью от10до 500 т и торговых предприятий емкостью до 10 тон.

8.Транспотные холодильники предназначены для перевозок охлажденных и замороженных пищевых продуктов железнодорожным, водным и автомобильным транспортом. В отдельных случаях выполняют роль заготовительных и производственных холодильников. 9. Холодильники для хранения овощей и фруктов входят в состав плодовоовощных и продовольственных баз или являются самостоятельными предприятиями. В современных холодильниках оборудуют холодильные камеры с регулируемой газовой средой.

10.Холодильники смешанного назначения выполняют одновременно несколько функций . Производственные и портовые холодильники в крупных городах осуществляют функции распределительных.

11.Холодильники продовольственных баз обслуживают торговую сеть небольших городов, получая пищевые продукты с распределительных и производственных холодильников.

Одна из основных причин изменений свойств пищевых продуктов при замораживании – денатурация некоторых белковых веществ и растворение липопротеннов под влиянием повышения местных концентраций электролитов вследствие выделения льда. Быстрое замораживание пищевых продуктов позволяет хорошо сохранить гистологическую структуру и коллоидные свойства материала. Изменение физико-химических свойств мяса и рыбы при замораживании зависит не только от режимов холодильной обработки, но и от степени развития автолитических процессов в мышечной ткани.

В соответствии с особенностями кристаллообразования гистологическая структура мяса разных стадий автолиза имеет свою специфику. В исследованиях Н.А. Налетова в мясе сублимационной сушки со сроком автолиза 24 ч выявлена своеобразная вакуолизация с цепным расположением вакуолей по длине мышечного волокна. После регидратации такого мяса мускульные волокна имеют многочисленные щелочки вакуолей Замораживание продуктов может происходить быстро или медленно. При быстром замораживании в тканях образуются более мелкие кристаллы льда, меньше повреждающие ткани, поэтому качество продуктов сохраняется лучше.

Продолжительность процесса замораживания зависит от вида продукта, его упаковки и толщины. Замерзание начинается с поверхности. Через некоторое время продукт покрывается твердой замороженной коркой, тогда как внутренние слои его остаются мягкими. Затем начинают промерзать и внутренние слои.

Продолжительность замораживания зависит от тех же факторов, что и продолжительность охлаждения: от содержания жира, от толщины, от упаковки и тары, от температуры и скорости движения охлаждающей среды.

Замороженный продукт отличается от охлажденного рядом признаков и свойств:твердостью - результат превращения воды в лед; яркостью окраски - результат оптических эффектов, вызываемых кристаллизацией льда;уменьшением удельного веса - следствие расширения воды при замораживании; изменением термодинамических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность).

При замораживании, в отличие от охлаждения, происходит частичное перераспределение влаги, травмирование тканей продукта кристаллами льда, а также иногда частичная денатурация белка.

В общей сложности все это может снизить вкусовые и питательные достоинства продукта, если замораживание осуществлено неправильно.

Во время замораживания продуктов происходит их усушка. Унесенная воздухом влага осаждается на поверхности воздухоохладителей в виде "снеговой шубы". Усушка почти не происходит, если продукт находится в герметичной таре или упаковке.

Для сохранения и переработки всевозрастающего количества пищевых продуктов необходимо увеличивать объемы и повышать темпы строительства холодильников и холодильного оборудования, а также технически совершенствовать существующие холодильные предприятия. В ближайшие годы намечено значительно увеличить емкость холодильников в пищевой, мясной и молочной промышленности. Увеличатся холодильные емкости и в системе торговли, в сельском хозяйстве. Их предстоит оснастить новейшим холодильным оборудованием с большей степенью заводской готовности, автоматизации и механизации производственных процессов.

Основное средство достижения такой цели — стабильная, достаточно низкая температура хранения, но помимо низкой температуры немаловажную роль играют и другие условия.

Холодильному хранению предшествует охлаждение, замораживание или подмораживание, которые выполняют именно для того, чтобы холодильное хранение было возможным. Эффективность холодильной обработки можно оценить только в связи схранением пищевых продуктов. Вопрос об обратимости охлажденного, замороженного или подмороженного продукта приобретает реальный смысл лишь в связи с изменениями, которые произошли в продукте во время хранения, и с тем, как проведено отепление или размораживание.

2. Общие изменения продуктов в процессе хранения. Пути сокращения потерь охлажденных и мороженых продуктов. Способы уменьшения усушки охлажденных и мороженых продуктов в камерах хранения.

Общими изменениями продуктов являются потеря массы, изменение внешнего вида, химического состава, консистенции. При хранении охлажденных и мороженых продуктов в результате испарения влаги с их поверхности уменьшается их масса и изменяется внешний вид.

В технологическом отношении замораживание вызывает изменения в продукте, препятствующие полному восстановлению первоначальных свойств. Поэтому говорят о неполной обратимости замораживания пищевых продуктов, в отличие от их охлаждения.