Холодильные камеры пищевых продуктов

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Рязанский государственный агротехнологический университет

имени П. А. Костычева

Технологический факультет

Кафедра  «Технология общественного питания»

 Курсовая работа

по дисциплине:  «Холодильное и вентиляционное оборудование»

на тему: «Холодильные камеры пищевых продуктов»

Выполнил: студент

технологического

факультета

32 группы  «А» 

направления «Технология

производства и

переработки с/х продукции»

Коршунова Светлана

                                                                                Проверил: кандидат                     технических наук, доцент    

                                                                                Туркин Владимир Николаевич                                                                                                                      

Рязань, 2014 

Содержание

Введение

Холодильники - это сооружения, предназначенные для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся продуктов. В помещениях (камерах) холодильника поддерживаются постоянные довольно низкие температуры (+12-40° С) при большой относительной влажности (85-95%). К помещениям холодильника предъявляются повышенные санитарные требования.

Обязательным условием сохранения пищевых продуктов высокого качества является создание непрерывной холодильной цепи, которая обеспечивает воздействие на пищевые продукты низких температур на протяжении всего времени с момента производства или заготовки продукта до момента его потребления.

Холодильники, расположенные в различных районах страны, являются звеньями непрерывной холодильной цепи, а связь между ними осуществляется холодильным транспортом.

Искусственный холод применяют во многих отраслях народного хозяйства для получения температур ниже температуры окружающей среды.

В химической промышленности его используют при производстве аммиака, удобрений и ряда синтетических материалов, в машиностроении - для низкотемпературной закалки металлов, в строительстве - для замораживания грунта и охлаждения бетона. С помощью холода создаются искусственный климат в закрытых помещениях (кондиционирование воздуха) и искусственные ледяные катки. Его используют в фармацевтической промышленности и медицине, а также при испытании многих материалов и изделий. Но особенно велико значение искусственного холода для сохранения скоропортящихся продуктов.

Раздел 1. Основные  характеристики пищевой продукции

В отечественном производстве парного мяса свинина составляет более трети всего парного мяса и составляет 32,3% от общей боли производства сырого мяса. Это ценный источник белка и витаминов, из которого организм человека получает основной строительный элемент - белок. В свинине содержится значительное количество витамина РР, витамина В6, И12, пантотеновая кислота, биотин, холин.

Все это сделало свинину продуктом, который прочно входит в рацион россиян. Свинину достаточно легко приготовить. Ее можно жарить, варить, тушить. Она входит в состав многих распространенных блюд, таких как борщ, рассольник, щи, котлеты, рагу, холодец, пельмени и многие другие.

Свинина используется в приготовлении многих колбасных изделий и различных свинокопченых продуктов, таких как бекон, окорок, буженина.

Отличительным признаком свиного мяса является светло-розовый цвет, тонкая зернистость структуры и мраморная выраженность. Неприятный запах мочи имеется только у мяса хряков, который при термической обработке становится еще заметнее. Жир хряков также имеет специфический неприятный запах и не используется в пищевой переработке.

По стандартам ГОСТ 7724-77 свинина подразделяется на категории в зависимости от возраста забитого животного и делится на мясомолочных поросят, подсвинков и мясо взрослых животных.

По половому признаку свинина делится на мясо боровов и хряков (самцов массой от 20 кг некастрированных), а также на мясо самок-свиней.

Мясо свиньи делится на пять категорий, в зависимости от веса парной туши и толщины сала над 6 и 7 отростками позвонка. Первая категория - беконная, вторая категория свинины - мясная-молодняк, третья категория - жирная. Обычно мясо трех первых категорий употребляется в пищу без предварительной промышленной переработки. В переработку отправляется мясо четвертой категории. В отдельную пятую категорию выделяют мясомолочных поросят, относящихся к диетическим продуктам.

Для получения беконной свинины используют специальный метод откорма свиней. Масса туши такой свиньи должна составлять не менее 53 кг, толщина сала должна варьироваться в диапазоне от 1,5 до 3,5 см. Мышечная ткань беконной свинины также должна соответствовать определенным стандартам. Такая свинина идет на изготовление солено-копченых деликатесов и относится к элитным продуктам.

Вторая категория свинины должна иметь толщину сала от 1,5 до 4 см. Как правило, это мясо молодых свиней, вес необработанных тушь которых колеблется от 38 до 90 кг. Свинина третьей категории в неразделанной туше не имеет ограничений по массе. Толщина шпика в этом мясе составляет более 4 см.

Свинина четвертой категории имеет массу неразделанной туши свыше 98 кг. Как правило, такую свинину не пускают в розничную торговлю, а сразу отправляют на мясокомбинаты на переработку, так как такое мясо более жесткое и не пригодно для самостоятельного приготовления.

Пятая категория, к которой относится мясомолочных поросят, имеет вес туш от 3 до 6 кг. К такому мясу предъявляются высокие требования. Как правило, такая свинина выпускается цельными тушками, без внутренних органов.

В свинине содержится большое количество аминокислот, цинка и железа. Эти элементы составляют самую большую часть полезных свойств красного мяса, поскольку помогают бороться с разного рода недугами и снижают риск появления сердечнососудистых заболеваний. Также в мясе свиньи находится витамин В (особенно В12), который помогает активному развитию как ментального, так и физического здоровья человека. Доказано, что витамины этой группы не накапливаются в организме, поэтому их количество необходимо пополнять ежедневно. Именно поэтому, свинину рекомендуют употреблять как можно регулярнее и чаще. Правда, переусердствовать тоже не нужно - согласно советам специалистов, 200 грамм мяса в сутки будет абсолютно достаточно.

Еще одним "плюсом" такого мяса являются белки. Этот компонент, который содержится в свином мясе, наиболее приближен к природному. Врачи приписывают свинину беременным женщинам и кормящим мамам, поскольку продукт благоприятно влияет на выработку грудного молока. За счет большого количества белков, яство достаточно быстро усваивается организмом. Было даже доказано, что свинина занимает второе место среди пищевых видов мяса по усвояемости желудком человека. Следовательно, такая реакция способствует здоровой работе пищеварительного тракта. Более того, холестерина в мясной свинине несколько меньше, чем в других аналогичных продуктах (например, чем в говядине или курице). 

 По  словам диетологов и экспертов, свинина - отличный помощник в борьбе с "мужскими проблемами". Кроме этого, ее считают полноценным диетическим продуктом, который можно включить в меню любой программы для похудения. Конечно, следует брать во внимание свиную вырезку, а не сало. Ценной частью туши считается само красное мясо, в состав которого входит миоглобин. Этот компонент перемещает кислород к мышцам, а поэтому благоприятно действует на сердечнососудистую систему и организм в целом. 

Научно доказано, что не менее полезный компонент - это свиной жир, или сало. Помимо оригинального вкуса и аромата, продукт еще считается природным антидепрессантом. Специалисты утверждают, что небольшая порция сала в день поможет бороться с депрессией и упадком сил. Более того, свиной жир повышает работоспособность. Избыток элемента содержится в грудинке и шейке, с которой чаще всего делают всеми любимый шашлык.

 О  вреде свинины говорили многие  диетологи и специалисты во  всем мире. Дебаты не прекращаются  и сейчас, но можно сказать  с уверенностью, что пользы в  этом продукте намного больше, чем плохих свойств, если не  превышать суточную норму.

Раздел 2. Технологии получения пищевой продукции

Технологию производства следует рассматривать как совокупность методов, приемов и способов получения свинины. Она включает в себя вопросы разведения, кормления, содержания свиней и другие процессы, обеспечивающие производство продукции, такие, как утилизация навоза, производство комбикормов и т. д.

Кроме того, само понятие "технология" применимо к конкретному типу хозяйств и способу производства. В связи с этим ставится задача освоения основных положений технологии товарного производства.

В условиях колхозно-совхозного производства в нашей стране сложились три основных типа специализированных свиноводческих хозяйств: репродукторные, откормочные и с законченным (завершенным, замкнутым) производством. Из общего числа хозяйств, производивших свинину, более 90 % хозяйств имели полностью замкнутый производственный цикл, где производство осуществлялось от получения поросят до завершения откорма свиней и занималось репродукцией поросят, а примерно 9 % хозяйств занимались только откормом.

Дальнейшая специализация и концентрация производства, перевод свиноводства и других отраслей животноводства в 60-х годах XX столетия на индустриальную основу, проводившиеся с использованием достижений научно-технического прогресса, потребовали разработку и внедрение поточно-ритмичного производства - высшей формы организации конвейерного производства.

Производство на средних фермах осуществляется по поточной технологии, базирующейся на принципах непрерывности технологического процесса и ритмичного выпуска продукции. Поточность характеризуется непрерывностью возобновления и осуществления технологических процессов воспроизводства поросят, выращивания и откорма свиней. Ритмичность определяется равномерным чередованием формирования производственных групп свиней и движения их по технологической цепи производства.

Ритм измеряется продолжительностью формирования производственной группы свиней на всех стадиях производства свинины от получения поросят до выпуска откормленных свиней. Чем больше объем производства, тем короче продолжительность производственного ритма, чаще ритмичность производства.

Поточно-ритмичная технология применима лишь в крупных специализированных свиноводческих предприятиях с большим маточным стадом, позволяющим формировать однородные по срокам опоросов группы маток в течение всего года. В связи с этим ритмика производства, его характер всецело зависят от величины маточного поголовья: чем оно больше, тем в более короткие сроки можно формировать производственные группы маток больших размеров и обеспечивать поток производства.

Поточное производство в предприятиях средней мощности организовано по цеховому принципу и осуществляется в четырех цехах (участках):

• в цехе № 1 осуществляют воспроизводство стада, содержат хряков, маток, ремонтных свинок и проводят осеменение маточного поголовья;
• в цехе № 2 (воспроизводство) получают опоросы и содержат подсосных маток с поросятами;
• в цехе № 3 (доращивание) выращивают поросят после отъема;
• в цехе № 4 (откорм) откармливают свиней.

Таким образом, весь технологический процесс, протекающий во времени, разделен на отдельные производственные циклы: воспроизводство, доращивание и откорм, измеряемые продолжительностью содержания свиней на каждом участке.

Цикл воспроизводства состоит из продолжительности: супоросного периода, подсосного периода, периода между отъемом поросят и случкой маток Его продолжительность изменяется в зависимости от продолжительности подсосного периода, срока отъема поросят.

Цикл доращивания определяется временем, необходимым для выращивания поросят от отъема до передачи их на откорм. При запланированном среднесуточном приросте 290-300 г цикл составит 75-79 сут, когда молодняк достигнет предусмотренной технологией живой массы 32-34 кг в возрасте около 119 дней.

Цикл откорма определяется временем от постановки свиней на откорм до снятия с него. При получении прироста 500 г в сутки молодняк достигает живой массы 110 кг за 156 дней.

Продолжительность последних двух циклов зависит от величины среднесуточного прироста на доращивании и откорме.

Эффективность производства свинины по поточной технологии определяется не только интенсивностью использования маточного поголовья, но и производственных мощностей, т. е. какое число оборотов поголовья будет пропущено за год в свиноводческих помещениях предприятия.

Поток движения поголовья по цепи конвейерного производства можно ускорить, если группировать животных по сходным технологическим операциям. Тогда осеменение новой группы маток можно проводить, не дожидаясь их опороса, а опоросы - не дожидаясь окончания выращивания поросят и т. д. Создается своего рода конвейер, поток, в котором сходные по технологическим операциям группы животных равномерно продвигаются друг за другом по технологической цепи производства в течение всего года.

Таким образом, основная структурная единица организации поточно-ритмичного производства предприятия по производству свинины - технологическая группа, которая формируется при осеменении свиноматок и проходит все фазы производственного цикла от получения поросят до сдачи откормленного молодняка на мясокомбинат. Главная характерная особенность такой группы - сохранение ее целостности в течение всего производственного цикла и стандартность входящего в него поголовья. Технологическая группа свиноматок определяет ритм всего производства, частоту формирования технологических групп на других стадиях производства и передачи их из одного производственного цеха в другой, а точнее, по всей цепи производства. Система формирования групп свиноматок при осеменении, число таких групп в течение года и количество в них животных определяют равномерность движения поголовья по цепи технологического потока, ритм производства и объем выпуска продукции.

Принцип "всё свободно - всё занято" соблюдается во всех технологических цехах, где одновременно переводят технологическую группу в полном составе, освобождая помещение для другой аналогичной технологической группы.

Ремонтных свинок выращивают и подготавливают к случке в помещениях третьей линии цеха № 1. Ремонтный молодняк отбирают трижды. Первый отбор проводят во время отъема поросят от маток племенной группы из многоплодных гнезд высокомолочных маток, характеризующихся хорошими материнскими качествами. Второй отбор проводят в возрасте 119 дней (при передаче молодняка на откорм). После выбраковки не отвечающего требованиям поголовья отобранных животных переводят в помещения для выращивания ремонтного молодняка (третья линия цеха № 1). Третий отбор свинок проводят перед осеменением.

Раздел 3. Холодильные технологии пищевой продукции

Обработка холодом, хранение мяса и мясопродуктов при низких температурах - один из наиболее распространенных методов консервирования. Он способствует сохранению качеств продукта в течение длительного времени, позволяет транспортировать его из мест производства в места потребления. При понижении температуры в мясе замедляется скорость физико-химических и биохимических процессов, нарушается обмен веществ в микробных клетках. В результате этого часть микрофлоры погибает, а часть, находясь в состоянии анабиоза, временно теряет способность вредно воздействовать. При замораживании содержащаяся в мясе вода переходит из жидкого состояния в твердое, поэтому она не может быть использована микроорганизмами для жизнедеятельности. Однако применение холода даже в течение длительного времени не вызывает гибели всей микрофлоры, особенно спорообразующей, а токсины, вырабатываемые бактериями, не разрушаются даже при многократном замораживании и размораживании мяса. Более того, некоторые бактерии способны развиваться и при низких температурах. Поэтому охлаждение только тормозит порчу мяса, следовательно, низкие температуры не могут обезвредить мясо, полученное от больных животных, так как патогенная микрофлора при замораживании остается жизнеспособной.

На предприятиях мясной и птицеперерабатывающей промышленности применяют абсорбционные и компрессорные холодильные установки.

Свинину и мясопродукты направляют на охлаждение, как правило, в парном состоянии (30-37°С), реже - в остывшем (не выше 12°С). При медленном охлаждении мясо всех видов охлаждают при 2°С в течение 26-28 ч и скорости охлаждающего воздуха 0,16-0,2 м/с.

Кроме медленного охлаждения применяют интенсивное (ускоренное и быстрое) охлаждение свинины. Быстрый метод охлаждения свинины имеет ряд принципиальных достоинств: обеспечивает хороший товарный вид (в частности, цвет), получение корочки подсыхания, резкое снижение потерь массы свинины и достаточно высокую стойкость при хранении. При нем на поверхности туши корочка небольшая, проницаемая и прозрачная, обеспечивает поглощение кислорода, что способствует стабилизации красного цвета мяса в течение длительного времени. При ускоренном охлаждении температуру в камерах снижают до 0°С, продолжительность охлаждения до 20-24 ч, при быстром - до -3...-5°С, продолжительность охлаждения для свинины 10-13 ч.

Температура охлажденной свинины на глубине 6 см должна быть равна 0-4°С. Масса охлажденного мяса меньше, чем парного, в результате испарения влаги с его поверхности. Степень усушки мяса зависит от вида, категории упитанности животных и способа обработки мяса. Чем больше и упитаннее туша, тем меньше потери, чем выше температура и ниже относительная влажность воздуха, тем больше усушка. Для говядины и баранины усушка составляет 0,82-2,28%, для свинины - несколько меньше, для субпродуктов всех видов - 1,63, тушек кур - 0,5, цыплят, уток - 0,6, индеек - 0,3%. Хранят охлажденное мясо при относительной влажности воздуха 85-90%, скорости движения воздуха 0,2-0,3 м/с и температуре -2-0°С для свинины. Свинину хранят 7 суток.

Увеличение сроков хранения свинины может быть достигнуто понижением температуры. Под подмораживанием понимают понижение температуры на 1-2° ниже криоскопической (минус 2-3°С). Подмораживают мясо в камере при температуре -25°, свинину в течение 4-8ч. При -18° длительность процесса увеличивается в 1,5-2 раза. После подмораживания мясо выдерживают сутки при -2°С. Продолжительность хранения подмороженного мяса в 2-3 раза больше охлажденного. Хранят подмороженное мясо при температуре -2.. -3°С до 20-30 суток. Для увеличения сроков хранения охлажденного мяса его обрабатывают углекислым газом, озоном, ультрафиолетовыми лучами, облучением, которые вызывают гибель или замедляют развитие микрофлоры.

Замороженная свинина в толще должна иметь температуру -8°С и ниже. Различают одно- и двухфазный методы замораживания мяса (табл. 1).

Однофазный метод предусматривает замораживание парного мяса, а двухфазный - предварительно охлажденного. Двухфазное замораживание во многом уступает однофазному, так как при этом способе снижаются товарные и пищевые качества мяса. Предпочтительнее однофазное замораживание, поскольку оно не вызывает таких изменений в тканях, как двухфазное.

В мясе, замороженном в парном состоянии, резко тормозятся ферментативные, гидролитические и окислительные реакции, процесс созревания продолжается 3-4 месяца. Поэтому однофазным методом замораживают мясо, которое предполагают хранить не менее 6 мес.

Таблица 1. Способы замораживания мясных туш убойных животных

Продолжение таблицы 1

Замораживают мясо в специальных морозильных камерах при температуре от -23 до -35°С в зависимости от вида мяса, относительной влажности 90-92% и скорости циркуляции воздуха 2-5м/с. Продолжительность замораживания при однофазном способе зависит от температуры и циркуляции воздуха в камере. Так, при температуре -23°С и естественной циркуляции воздуха продолжительность замораживания составит 36-44 ч, а при принудительной -29-35 ч; при температуре -35°С продолжительность замораживания будет соответственно 22-27 и 19-23ч. Температуру замороженного мяса определяют на глубине 7-10см (термометр в металлической оправе вводят до замораживания). Потери массы мяса при однофазном замораживании составляют 1,48-2,48%.

Хранят свинину в специальных камерах. В соответствии с видом и категорией упитанности мясо укладывают на стеллажи. Сроки хранения свинины представлены в табл. 2.

Оптимальная температура хранения -18°С (при этом исключается развитие плесени). При упаковывании замороженного мяса в полимерные материалы продолжительность хранения возрастает.

Таблица 2. Сроки хранения продуктов

Свинину и субпродукты можно замораживать в блоках, что более рационально по сравнению с замораживанием в тушах, полутушах и четвертинах. Туши расчленяют на отрубы и плотно укладывают в алюминиевые формы.

Мясо, предназначенное для производства колбас, отделяют от костей и в блоках по 20-30кг замораживают в морозильных камерах при -23...-27°С в течение 12-24 ч, укладывая штабелями в шахматном порядке.

Хранят плотно уложенные блоки при температуре в камере -18°С и относительной влажности воздуха 90-98% в течение 12 мес.

Кроме традиционных способов обработки свинины и мясопродуктов холодом ВНИИХ и другими институтами разработаны и рекомендованы к внедрению новые технологии, позволяющие повысить эффективность холодильников и сократить усушку мяса.

К ним относятся:

1) охлаждение мяса с осаждением диспергированной воды на его поверхности. Для этого используют камеры с воздухоохладителями, системами циклической подачи, сбора и отвода воды, с форсунками для ее распыления. Этот способ позволяет снизить усушку мяса при охлаждении с 1,5-1,6 до 0,2-0,3% по отношению к массе парного мяса;

2) нанесение пищевой пленки в виде тонкого слоя моноглицеридов на туши и полутуши до холодильной обработки. Усушка мяса при этом снижается на 30-40%. Данный метод прост и не требует сложного оборудования;

3) замораживание мяса в системе с двухконтурной циркуляцией воздуха. Особенно эффективна данная технология при однофазном способе замораживания. Ее применение сокращает не только нормативную усушку мяса примерно на 30%, но и продолжительность замораживания до 24 ч;

4) сверхбыстрое охлаждение или быстрое замораживание мяса в холодильных камерах туннельного типа. Этот способ сокращает потери от усушки в результате стабилизации температурно-влажностных характеристик камеры охлаждения;

5) экранирование  камер хранения и укрытие штабелей  замороженного мяса тканью. Применение  ледяных экранов, укрытие мяса  тканями с нанесенным на них  слоем ледяной глазури, использование  чистого снега или дробленого  льда (под штабеля) снижают усушку  и сохраняют первоначальные качества  замороженного мяса.

4. Определение  теплопритоков в холодильную  камеру

4.1. Схема тепловых нагрузок на камеру

К категории внешних нагрузок относятся:

• нагрузки, вызванные теплопритоком за счет теплопередачи через стены, пол и потолок холодильной камеры, ;
• нагрузки от солнечного нагрева стен и потолка камеры, ;
• нагрузки от обменной вентиляции, обусловленные притоком свежего воздуха в камеру, ;
• нагрузки от инфильтрации наружного воздуха в камеру встледствии открывания дверей, .

К категории внутренних нагрузок относятся:

• нагрузки от теплообработки продукции, ;
• нагрузки, обусловленные «дыханием» хранящейся продукции (овощи и фрукты), ;
• нагрузки от освещения, ;
• нагрузки, обусловленные присутствием персонала, ;
• нагрузки от ПТС, ;
• нагрузки вследствие тепловыделения испарительных электронагревателей во время подачи на них напряжения при оттаивании испарителей, ;
• нагрузки в результате тепловыделения прочих механизмов, которые могут находиться в холодильной камере, .

4.2. Расчет теплопритока в камеру  в результате теплопередачи через  ее стенки

Расчет выполнен отдельно для стен, потолка (крыши) и пола.

Тепловой поток при теплопередаче через стенку рассчитывается по формуле (1):

= K×S×∆t, Вт                                                                                                   (1)

= 0,5×(30×4)×(298-271,5) = 1590 Вт,

Где К – коэффициент теплопередачи рассматриваемой стены, Вт/×К;

S – площадь поверхности рассматриваемой стены, ;

∆t – разность температур воздуха по обе стороны стены, К.

Аналогично для потолка и пола:

= 0,5×100×26,5 = 1325 Вт

= 0,5×100×26,5 = 1325 Вт

4.3. Тепловая нагрузка от обменной  вентиляции

Во многих холодильных камерах время от времени предусматривается обновление находящегося там воздуха путем его частичной замены на воздух из окружающей среды (наружний воздух), температуракоторого большую часть года выше, чем температура в холодильной камере. Поступивший в камеру свежий воздух должен быть охлажден от наружной температуры до температуры в холодильной камере, следовательно, он представляет собой для камеры дополнительную тепловую нагрузку . Эта нагрузка определяется по формуле (2):

=×∆i, кВт (),                                                        (2)

Где - приток наружнего воздуха в камеру, кг/c;

∆i – разность энтальпий наружного воздуха и воздуха, находящегося в камере, кДж/кг;

∆i =- ,

Где - энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;

- энтальпия воздуха  в холодильной камере, кДж/кг.