Холодильное оборудование. 5
Вариант 10
1.Подмораживание как способ
консервирования. Ассортимент
2.Физико-химические и
Задача. Пользуясь данными ГОСТ 11482 «Рыба холодного копчения», приведите режимы и сроки хранения рыбы холодного копчения в оптовой и розничной торговой сети, если рыба была расфасована в пленочные пакеты под вакуумом, без вакуума. Сделайте выводы о эффективности использования разных методов хранения и применяемых температурных режимах.
Подмораживание как способ консервирования. Ассортимент подмороженных продуктов, условия и сроки хранения. Преимущества и недостатки метода.
Подмораживание как способ консервирования.
Подмораживание заключается в понижении температуры продуктов немного ниже криоскопической для улучшения условий их хранения. Поскольку понижение температуры продуктов сопровождается некоторым льдообразованием, термин «переохлаждение» не точен. Более правильно — «подмораживание».
Наиболее широко подмораживанием пользуются для сохранения рыбы, мяса и плодов. Существует два основных пути подмораживания продуктов:
- 1) продукт помещают в камеру, где поддерживается температура до −3°С. Температура продукта постепенно понижается, приближаясь к температуре воздуха камеры. Так подмораживают рыбу, птицу, мясо, зимние сорта яблок;
- 2) продукт помещают в морозильную камеру, где замораживается периферийный слой ограниченной толщины. После перемещения продукта в камеру хранения с температурой −2+ −3°С вследствие внутреннего теплообмена во всем объеме продукта устанавливается температура, одинаковая с температурой хранения. Этот способ рекомендуется для подмораживания мяса и рыбы, причем подмораживать рыбу можно контактным способом в рассоле.
Исследования показали, что в подмороженных продуктах при хранении происходят те же внутренние изменения, что и при охлаждении, но протекают они медленнее и поэтому продолжительность хранения в подмороженном состоянии может быть больше, чем в охлажденном. Отмечено, что усушка при этом оказывается меньше, а качество продуктов существенно не отличается от качества охлажденных продуктов.
При подмораживании продуктов в морозильных камерах с последующим внутренним теплообменом до выравнивания температур в объеме продукта происходят теплофизические процессы, существенно отличные от происходящих при медленном подмораживании. Такой процесс делится на два взаимосвязанных этапа.
На первом этапе
при интенсивном отводе тепла
замораживается слой некоторой толщины,
и в продукте создается резко
неравномерное температурное
На втором этапе происходит внутренний теплообмен в продукте при очень слабом теплообмене с воздухом камеры хранения. Это приводит к приблизительному равенству температуры продукта и камеры. Внутренний теплообмен в продукте можно рассчитывать как адиабатный.
Интенсивный отвод теплоты
от продукта на первом этапе приводит
к быстрому замораживанию периферийного
слоя, что благоприятно в технологическом
отношении и удобно организационно,
так как время, необходимое для
пребывания продукта в морозильной
камере, невелико. Последнее обстоятельство
позволяет выполнить в
Температура поверхности должна быть такой, чтобы после выравнивания температура в толще была −1 −2°С. Таким образом, чем интенсивнее процесс теплообмена на первом этапе, тем совершеннее процесс в технологическом и организационном отношении.
Ассортимент подмороженных продуктов, условия и сроки хранения.
Подмороженное мясо экономически эффективно хранить в штабелях высотой 1,5–2 м, укладывая говяжьи полутуши в 5–6, а свиные полутуши и бараньи туши — в 7–8 рядов.
Подмороженное мясо перевозят в авторефрижераторах и поездах с машинным охлаждением при температуре около −2°С до 7–9 сут, хранят на распределительных холодильниках до 7 сут при температуре −2°С и относительной влажности воздуха 92-95%.
Для увеличения сроков хранения, сохранения качества и снижения усушки целесообразно использовать упаковку мяса в отрубах в термоусадочные пленки с вакуумированием. Это замедляет окислительные процессы в мясопродуктах, предотвращает развитие микроорганизмов, хорошо сохраняет естественный цвет и в целом увеличивает сроки хранения мяса в 2 раза.
Подмороженную рыбу укладывают в ящики, хранят и транспортируют при температуре −2°С. При хранении и транспортировании возможно и экономически целесообразно использование естественного холода. При кратковременном и незначительном колебании температуры — от 0 до −5°С — при плотной укладке ящиков в штабеля температура основной массы рыбы практически постоянна, и изменение качества не происходит. Относительная устойчивость температуры подмороженной рыбы благодаря большой аккумуляции холода позволяет осуществлять производство рыбы в промышленном масштабе и перевозку на дальние расстояния. Продолжительность транспортирования — до 5–7 сут, время хранения подмороженной рыбы с момента выработки — 12–15 сут, со времени вылова — 20–25 сут.
Подмороженные тушки птицы хранят при температуре −2°С и относительной влажности воздуха 95% в течение 25–30 сут (с учетом транспортирования и реализации). Упаковка с вакуумированием в термоусадочную пленку позволяет значительно снизить интенсивность гидролитических и окислительных процессов. Способ транспортирования и хранения птицы в подмороженном состоянии считается экономически выгодным, так как требует в 3 раза меньше затрат, чем замораживание, а птица по внешнему виду не отличается от охлажденной, имеет естественную окраску.
Преимущества и недостатки метода.
Качественные показатели подмороженного сырья во многом зависят не только от конечной температуры, но и от скорости ее понижения. При быстром подмораживании структура льда имеет мелкокристаллический характер, поэтому травмирование мышечной ткани незначительно.
Подмороженное сырье по качеству несколько уступает охлажденному, так как вследствие кристаллизации воды нарушается микроструктура тканей, снижается ее водоудерживающая способность, поэтому при отеплении теряется больше тканевого сока.
Однако производство подмороженной
продукции имеет ряд
- Физико-химические и органолептические изменения, происходящие при замораживании и хранении пищевых замороженных продуктов питания. Основные факторы, влияющие на эти процессы.
1. Изменения, происходящие
при хранении замороженных
1.1 Замораживание
продуктов растительного
Консервирование плодоовощной продукции замораживанием позволяет сгладить сезонность в ее потреблении, насытить рацион жизненно необходимыми витаминами, минеральными элементами, сократить время приготовления пищи, значительно улучшить ее санитарно-гигиенические показатели. В качестве полуфабриката замороженные плоды, овощи и ягоды – прекрасное сырье для промышленного производства многих других продуктов (фруктовые и молочные кремы, йогурты, мороженое, кондитерские изделия и др.). Значительную долю концентратов фруктовых соков в мире в настоящее время получают методом замораживания (криоконцентрация).
Потребление быстрозамороженной продукции за рубежом составляет от 5 до 50 кг на душу населения, в СЕГ – 0,5 кг.
1.2 Способы замораживания
Все способы замораживания подразделяются по виду теплообмена на конвективные, кондуктивные, испарительно-конденсационные, смешанные.
Замораживание воздушным способом проводят в морозильных камерах и туннельных морозильных аппаратах. Последние отличаются интенсивностью движения воздуха (4-12 м/с) и незначительной продолжительностью замораживания. В зависимости от типа продукта и вида холодильной установки продолжительность замораживания плодов и овощей при температуре -25…-45 град. Составляет от нескольких минут до нескольких часов.
Преимущество туннельных
морозильных камер –
Основные критерии при выборе способа замораживания – быстрота и экономичность процесса. При этом количество теплоты, отводимой воздухом от продукта, прямо пропорционально площади контакта воздуха с продуктом, разности температур воздуха и продукта и коэффициенту теплопередачи от продукта воздуху.
Замораживание в «кипящем слое» (флюидизационный способ) происходит под действием подаваемого восходящего потока холодного воздуха, достаточного для поддержания продукта во взвешенном состоянии. Последнее достигается с помощью мощного потока воздуха, подаваемого вентиляторами через охлаждающую батарею, а затем через слой замораживаемого продукта, находящегося, как правило, на сетчатой ленте конвейера. Проходя через отверстия ленты, воздух поднимает частицы продукта, отделяет их друг от друга и удерживает во взвешенном состоянии. В установках без сетчатой ленты замораживаемый продукт не только поддерживается потоком воздуха во взвешенном состоянии, но и направленным движением перемещается в установке.
Способ флюидизации применяют
для замораживания
Флюидизационные аппараты имеют широкий диапазон производительности – от 0,5 до 15 т/сут, а теплообмен в них протекает интенсивнее, чем в обычных воздушных аппаратах.
При контактном способе замораживания продукт заживается между двумя металлическими плитами, в которых циркулирует жидкий или кипящий хладоноситель. Важное условие – равномерность толщины загружаемых порций по всей поверхности плиты. В противном случае ухудшается контакт плиты с остальным продуктом и увеличивается продолжительность замораживания. Контактные плиточные аппараты непригодны для замораживания продуктов неправильной формы. При температуре кипения хладогента -35…-45 град. продолжительность замораживания продукта в упаковке 0,5 кг составляет 1 – 3 ч, а небольших порций при толщине 50 мм – до 1 ч.
В кипящих хладоносителях (жидкий воздух, азот, фреон, диоксил углерода) обеспечивается сверхбыстрое замораживание продуктов. В этом случае вся поверхность продукта участвует в теплообмене, а очень низкие температуры (-40… -196 град.) обеспечивают замораживание за несколько минут.
Комбинированный способ замораживания с использованием низкотемпетарурной газовой среды, создаваемой в результате испарения жидкого хладоносителя, позволяет избежать механических повреждений продуктов льдом.
Замораживание с использованием испарительно-конденсационного обмена применяют, как правило, в случаях, когда удаление влаги из продукта способствует проведению какого-либо последующего процесса, например сублимационной сушки. На первом этапе под вакуумом в следствие бурного испарения воды из продукта понижается его температура и образуются кристаллы водяного льда, а затем уже под глубоким вакуумом осуществляется сублимация водного льда, тем самым обеспечивается обезвоживание продукта.
1.3 Изменение состава и свойств плодов и овощей при замораживании
Интенсивность и характер
изменений продуктов при
При замораживании вода превращается
в лед, что изменяет осмотические
условия и резко сокращает
скорость большинства биохимических
процессов в плодах и овощах. Замораживание
приводит к повышению концентрации
растворенных веществ вследствие миграции
влаги из микробной клетки во внешнюю
среду на первой стадии и к внутриклеточной
кристаллизации воды на последующих
стадиях, а также нарушению
Устойчивость микробной
клетки к замораживанию зависит
от вида и рода микроорганизмов, стадии
их развития, скорости и температуры
замораживания состава среды
обитания. Наиболее высокая степень
отмирания микроорганизмов
При определении условий
и режимов замораживания
Особенности состояния плодов
и овощей при замораживании
Размер, форма и распределение
кристаллов льда в структуре плодов
и овощей зависят от их свойств
и условий замораживания. Состояние
мембран и клеточных оболочек,
их проницаемость, ионная, молярная концентрация
растворенных веществ отдельных
структурных образований
Более низкая концентрация
растворенных веществ в межклеточном
пространстве определяет разницу в
значениях криоскопических
При понижении температуры
в клетках сначала наступает
состояние переохлаждения, а затем
спонтанно возникают центры кристаллизации,
приводящие к образованию внутриклеточного
льда. Граница перехода из одного агрегатного
состояния в другое обусловлена
не только концентрацией раствора,
свойствами отдельных его компонентов,
но и рядом других факторов. Так,
в тонких капиллярах воду можно переохладить
до -20 град. Граница переохлаждения
отдельных растворов пищевых
продуктов различна, а температура
ниже этой границы или механическое
встряхивание приводят к очень быстрому,
практически массовому
При медленном замораживании
с образованием крупных кристаллов
вне клеток изменяется первоначальное
соотношение объемов за счет перераспределения
влаги и фазового перехода воды.
Быстрое замораживание
С изменением скорости замораживания по мере перемещения границ фазового перехода от периферии к центру продукта изменяются размер и характер распределения кристаллов льда. Наиболее мелкие кристаллы образуются в поверхностных слоях продукта.
Максимальное
На размер кристаллов льда и характер их распределения между структурными элементами существенно влияют состав и свойства плодов и овощей. Так, лук, картофель и некоторые другие овощи покрыты плотной естественной оболочкой, что способствует переохлаждению, тогда как капуста белокочанная, не имеющая такой оболочки, не переохлаждается из-за крупных межклетников и большого содержания свободной воды.
Сильное влияние на характер
кристаллообразования оказывает также
степень зрелости плодов. В недозрелых
плодах содержится значительное количество
свободной воды и происходит в
основном внутриклеточная
Замороженные плоды и
овощи приобретают новые
Вследствие снижения кинетической энергии молекул при понижении температуры, повышения вязкости внутриклеточной жидкости, уменьшения растворимости газов и диффузии веществ значительно снижается скорость химических реакций, однако полное прекращение их возможно только при абсолютном нуле (-273 град.).
При постепенном вымораживании влаги и жидкой фазе продукта повышается концентрация минеральных солей (электролитов), агрессивных по отношению к белкам и оказывающих наиболее повреждающее действие на ферментные системы. При этом происходит как ускорение, так и замедление отдельных реакций, меняется их направленность. В первую очередь при замораживании повреждаются ферментные системы дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования митохондрий, вследствие чего исчезают основные жизненные функции: дыхание и способность к генерации энергии.
Поскольку при замораживании плодов и овощей окислительно-востановительные процессы, присущие свежим продуктам, сдвигаются в сторону окислительных реакций, качество полученного продукта зависит в основном от степени активности оксидоредуктаз, среди которых особое значение имеют полифенолоксидаза, аскорбатоксидаза, каталаза и пероксидаза.
Деятельность ферментов
является, пожалуй, основной причиной
появления посторонних
Из-за разрушения части ферментов
при замораживании нарушаются балансированность
и координация отдельных
Сохранение активности пектолитических
ферментов способствует повышению
гидрофильных свойств коллоидов
и уменьшению степени повреждения
клеток. В зависимости от вида продукта
они оказывают различное
Каталаза и пероксидаза
катализируют дегидрирование аминокислот,
фенолов, аминов, флавонов и др., при
этом ухудшается качество плодов и
овощей, которые приобретают
Некоторые ферменты (липаза) сохраняют активность даже при очень низких температурах.
Изменения углеводов при замораживании в значительной степени зависят от их состава. Так, имеются сведения, что высокомолекулярные углеводы в процессе замораживания подвергаются агрегатированию. Для систем, богатых крахмалом, характерно снижение способности связывать воду.
Изменение состава и содержания
витаминов при замораживании
зависит от их химической структуры,
вида и строения ткани. Потери витаминов
имеют место при
При замораживании плодов
и овощей в неупакованном виде
неизбежны поверхностное
1.4 Замораживание
продуктов животного
1.4.1 Замораживание мяса крупного рогатого скота и свиней
Мясо замораживают обычно в полутушах и четвертинах, баранину – в тушах. Кроме того, мясо замораживают в блоках, сортовых отрубах и мелкой фасовке.
Для замораживания мясо в
тушах и полутушах по подвесным
путям направляют в морозильные
устройства камерного типа. Камеры
однофазного замораживания
При однофазном замораживании уменьшаются потери массы, сокращаются затраты труда на транспортировку, рациональнее используются холодильные емкости, не ухудшается качество мяса.
Говяжьи полутуши замораживают
при следующих параметрах: температура
от -30…до-40 град., скорость движения воздуха
1-2 м/с, относительная влажность
Интенсификация процесса
замораживания мяса идет по пути понижения
температуры кипения
При понижении температуры
охлаждающей среды до -40 град. и
ниже и скорости движения воздуха
до 5м/с можно заморозить парные полутуши
до посмертного окоченения (за 18ч), с
которым связано холодовое
Интенсифицировать процесс
замораживания можно и с
1.4.2 Замораживание птицы
Птицу замораживают в воздушной среде после предварительного охлаждения или без него. Продолжительность замораживания птицы в таре зависит от ее вида и упитанности, температуры и скорости движения воздуха. При -18 град. и естественной циркуляции - 48-72ч, при -23…-26 град. и скорости движения воздуха 1-1,5 м/с – 20ч (куры и утки), 35-40ч (гуси, индейки).
Быстрее можно заморозить птицу в скороморозильных аппаратах туннельного типа при -30…-40 град. и интенсивном движении воздуха. Продолжительность замораживания составляет 4,5-10ч в зависимости от упитанности и вида птицы. Потери массы при замораживании 0,2-0,4%.
При замораживании в жидких
хладоносителях в качестве теплоотводящей
среды применяют в основном водные
растворы хлоридов натрия и кальция,
пропилен- и этиленгликоль; птицу
предварительно вакуумируют в термоусадочной
пленке. При температуре -25 град. и
скорости циркуляции среды 0,1 м/с продолжительность
процесса замораживания упаковочных
тушек кур массой 1-2 кг составляет
0,5-1 ч. Воздушный способ позволяет
достичь такой
Еще более перспективно применение модульных скороморозильных аппаратов, работающих на жидком азоте или диоксиде углерода, распыляемых с помощью форсунок в зоне замораживания. Под действием образующихся при этом паров хладагента происходят предварительное охлаждение и выравнивание температуры по объему продукта. Предварительное охлаждение продукта исключает последующее растрескивание его и, следовательно, сокращает потери массы при размораживании и кулинарной обработке. Продолжительность замораживание полутушек кур до среднеобъемной температуры -18 град. составляет 6 мин.
1.4.3 Замораживание субпродуктов
Субпродукты замораживают на
противнях, которые укладывают на рамы,
этажерки или стеллажи, либо в виде
блока при температуре -30…-55 град.
и скорости движения воздуха 1-2 м/с.
Продолжительность
1.4.4 Замораживание продуктов из яиц
Из общего мирового производства яиц (650 млрд. шт./год) 10% подвергают замораживанию в различном виде. Замораживают продукцию из яиц – яичный меланж, альбумин (белки) и желтки с сахаром для выпечки хлебобулочных изделий. Кроме того, замораживают соленый желток, применяемый при изготовлении майонеза и приправ для салата, а также простой желток без сахара и соли, используемый для детского питания и в рецептуре лапши. Замораживают и специальные яичные продукты (смесь для яичницы-болтуньи, омлеты, суфле, кубики, рулеты и т.д.).