Реферат: Охлаждающие среды, их свойства и параметры
Кафедра «Технология мяса и мясныхпродуктов»
Курсовая работа
Тема: «Охлаждающие среды, их свойства и параметры»
Москва 2008
Содержание:
Введение 3
Газообразная охлаждающая среда. 3
Жидкаяохлаждающая среда 6
Твердая охлаждающая среда 8
Приборыизмерения и контроля параметров
охлаждающихсред и продуктов 10
Выбор охлаждающей среды для охлаждения продуктов 11
Промышленные способы охлаждения продуктов
животного происхождения 12
Охлаждение говядины и свинины 13
Охлаждение мяса птицы 16
Охлаждение яиц 18
Охлаждение рыбы 18
Охлаждение животных пищевых жиров 20
Охлаждение молока и молочных продуктов 21
Замораживание продуктов растительного
происхождения 21
Список литературы 24
Введение
Охлаждающей средой называется среда с болеенизкой, чем у продукта, температурой,при контакте с которой происходит теплообмен и снижается температура продукта.Возможно охлаждение и без непосредственного контакта со средой, когда продуктнаходится в упаковке.
К охлаждающим средам предъявляют ряд требований. Онине должны ухудшать товарный вид продуктов, иметь запах, быть токсичными,оказывать химическое воздействие на продукты и оборудование.
Охлаждающая среда с физической точки зрения может бытьгазообразной, жидкой, твердой и смешанной.
Правильный выбор охлаждающей среды позволяет повыситьсроки хранения, уменьшить потерю веса, сохранить полезные вещества, уменьшитьзатраты на электроэнергию.
Газообразнаяохлаждающая среда.
В холодильнойобработке и хранении продовольственных товаров распространение получилавоздушная среда как наиболее безопасная, технологичная и экономичная.
В комбинации с воздухом в качестве газовой охлаждающейсреды на практике применяют также диоксид углерода, азот, модифицированную ирегулируемую газовую среду.
А т м о с ф е р н ы й в о з д у х – это базовая смесьсухого воздуха и водяных паров. В состав сухого воздуха входят азот (78%), кислород (21%), углекислый газ (0,02 –0,03%), а также аргон, неон, гелий,водород. Количество водяного пара, содержащегося в <st1:metricconverter ProductID=«1 куб. м» w:st=«on»>1 куб. м</st1:metricconverter> воздуха, можетколебаться от долей грамма до нескольких десятков граммов, что зависит от еготемпературы. Водяной пар в 1,6 раза легче воздуха.
Основными физическими величинами, характеризующимивоздух как охлаждающую среду, являются температура, относительная влажность,парциальное давление насыщенных паров, скорость движения воздуха.
Температура – термодинамическая величина,характеризующая тепловое состояние тела и определяющая степень его нагретости.Прямо пропорциональна кинетической энергии теплового движения молекул.
Относительная влажность воздуха характеризует степень егонасыщения водяными парами и измеряется как отношение количества водяного пара,содержащегося в <st1:metricconverter ProductID=«1 куб. м» w:st=«on»>1 куб. м</st1:metricconverter>воздуха, к максимальному количеству водяного пара, которое может содержаться вэтом объеме при той же температуре. Относительную влажность выражают впроцентах или относительных единицах.
Большинство продуктов животного и растительногопроисхождения содержит значительное количество воды, причем до 90 % ее находится в свободном виде в межклеточныхпространствах и в составе ткани в виде мельчайших капель. Такая вода легкоудаляется из продукта и так же легко поглощается им, поэтому в камераххолодильной обработки и хранения воздух имеет высокую относительную влажность.Она устанавливается в зависимости от соотношения влагопритоков от продуктов,через ограждения, дверные проемы и влагоотвода (конденсации) на охлаждающихприборах.
С повышением температуры воздуха увеличивается еговлагоудерживающая способность. Поскольку вне камеры температуры обычно выше, тосодержание влаги и парциальное давление также более высокие. Под действиемразности парциальных давлений поток влаги через ограждающие конструкциинаправлен внутрь камер, а холодный воздух, содержащий меньшее количествоводяных паров – наружу. Соотношение количества влаги, поступившей в камерывместе с теплым воздухом и ушедшей с холодным, определяет величину тепло- ивлагопритока.
Приестественных условиях парциальное давление насыщенных паров над поверхностьюпродуктов, как правило, выше, чем в воздухе холодильной камеры, что вызываетперенос влаги от продукта к воздуху и потерю массы продукта (усушку).
Перенос влаги вследствие испарения зависит и отскорости движения воздуха. При контакте с приборами охлаждения воздух, насыщенный водяными парами, отдает частьвлаги, которая оседает на них в виде капель или инея. Процесс этот носитпостоянный характер. Соотношение между количеством влаги, поступившей к воздухув камере и отданной воздухом теплоотводящим охлаждающим поверхностям,определяет установившееся значение относительной влажности воздуха в камере.
Масса испарившейся влаги G, кг, может быть определена по разности парциальныхдавлений у поверхности продукта и в окружающей среде:
G= β*(Р – Р`φ)*Fτ,
где β – коэффициент испарения, кг (м2 Па ° с), Р – парциальное давление насыщенного парау поверхности продукта, Па; Р' – парциальноедавление насыщенного пара в окружающей среде, Па; φ – относительная влажность воздуха в холодильной камере; F–площадь испаряющейся поверхности, м2, τ–продолжительность процесса испарения.
В камерах длительного хранения продуктов поддерживаютоптимальное значение относительной влажности путем автоматическогорегулирования количества водяного пара, подаваемого в камеру.
Газообразныйдиоксид углеродаможет применятьсяпри всех методах холодильной обработки, а также в сочетании с другими методамиконсервирования.
При атмосферном давлении диоксид углерода тяжелеевоздуха, он имеет меньшую удельную теплоемкость – соответственно 0.837 и 1,0006кДж/(кг ° К) и коэффициенттеплопроводности соответственно 0,0137 и 0,0242 Вт(м ° К). Плотность сухого льда 1,4 – 1,5 кг/дм2, аобъемная холодопроизводительность – в три раза выше, чем водяного. При помощидиоксида углерода можно получить широкий диапазон температур, а в смеси сэфиром до -100 'С.
На диаграмме равновесия фаз диоксида углерода (рис.16) видны три линии, выходящие из одной точки а, называемой тройной. При параметрах, соответствующих этой точке (Р= 5,28 10 'Па, t= – 56,6'С),диоксид углерода может находиться сразу в трех состояниях, а ниже 5,28 ° 10 ' Па – только в твердом и газообразном.Это означает, что если к твердому диоксиду углерода подвести теплоту придавлении, меньшем указанного, то он перейдет в газообразное состояние, минуяжидкую фазу (сублимация). При дросселировании диоксида углерода с давления 2 –3 МПа до атмосферного можно получить струю газообразной и мелкодисперсной (ввиде снега) смеси температурой -79'С. При разбрызгивании ее в камере и напродукты дополнительно создается сильная циркуляция, и за счет испарительногоэффекта отводится теплота, что способствует ускорению охлаждения. Диоксидуглерода тормозит развитие микроорганизмов, что способствует созданию консервирующегоэффекта при хранении продуктов.
Степень его воздействия зависит от концентрации, температурысреды и вида микроорганизмов.
Холодильноехранение продуктов в сочетании с диоксидом задерживает развитие плесневыхгрибов, бактерий, а эффективность процесса хранения определяется еготемпературой. Консервирующее действие диоксида углерода усиливает повареннаясоль. Кроме того, он обладает хорошей растворимостью в жирах и продуктах свысоким содержанием жира, где находится в свободном состоянии, а при перемещениипродукта в обычную среду легко выделяется. Растворяясь в жире, диоксид углеродавытесняет из него кислород, что способствует замедлению окисления жира придлительном хранении.
<img src="/cache/referats/27750/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
Перспективно применение диоксида углерода длязамораживания мяса в полутушах, охлаждения и замораживания мяса после обвалки впарном виде, охлаждения и замораживания мяса птицы, замораживанияполуфабрикатов и формования фаршевых изделий, упаковки продуктов в средедиоксида углерода, охлаждения транспортных средств, реализации мороженого и т.д.
Газообразныйазотдля охлаждения и замораживанияпродуктов получают из жидкого азота, который хранится в специальных резервуарахпри давлении несколько выше атмосферного. Жидкий азот имеет температуру кипения -195,8'С и в газообразном видепозволяет понижать температуру в охлаждаемом объеме очень быстро и в широкомдиапазоне. Поскольку воздух на 78% состоит из азота, физические свойства этих газов различаются мало. Так, азот имеет несколько меньшие плотность икоэффициент теплопроводности, а теплоемкость выше. Теплота фазового превращенияпримерно в три раза ниже, чем у диоксида углерода. При охлаждении продуктов средний расходгазообразного азота составляет 1 – <st1:metricconverter ProductID=«1,2 кг» w:st=«on»>1,2 кг</st1:metricconverter> на <st1:metricconverter ProductID=«1 кг» w:st=«on»>1 кг</st1:metricconverter> продукта, а с учетом сравнительно высокойстоимости его применяют для хранения особо ценных продовольственных товаров (либопри отсутствии энергии). В тоже время его применение достаточно эффективно припредварительном охлаждении плодов и транспортировании безмашинным холодильнымтранспортом. При охлаждении, транспортировании и хранении продуктов принимаютмеры для предотвращения подмораживания. С этой целью газ низкой температуры вспециальном резервуаре перемешивают с газом из охлаждаемого помещения, понижаяего температуру до необходимой. При использовании газообразного азота, так жекак и диоксида углерода, резко сокращается содержание кислорода, что тормозитразвитие микроорганизмов и окислительные процессы.
Жидкаяохлаждающая среда
В качествежидких охлаждающих сред для охлаждения продуктов используют ледяную воду ислабые солевые растворы, а для замораживания – водные растворы солей высокойконцентрации, гликоли, жидкие азот, диоксид углерода и воздух, хладоны и т.д.
Жидкие среды обладают большей теплопроводностью итеплоемкостью, чем газообразные, поэтому при их применении существенносокращается продолжительность холодильной обработки продуктов.
Для охлаждения продуктов до температуры, близкой к0'С, применяют чистую ледяную воду.Охлаждают продукты методами погружения или орошения. Эти способы достаточноэффективны для охлаждения птицы, рыбы, плодов.
Более низкие температуры можно получить прииспользовании слабых солевых растворов – морской воды и слабых растворовхлорида натрия, магния, кальция. Температура замерзания морской воды взависимости от содержания в ней солей колеблется от – 1,5 до – 3'С. Лучшиерезультаты дает добавление льда в холодную воду.
Продолжительность охлаждения в холодной воде зависитот вида и объема продукта, температуры воды, скорости ее циркуляции исоставляет от нескольких минут до нескольких часов.
Для замораживания продуктов применяют водные растворысолей высокой концентрации. При повышении концентрации соли температура ихзамерзания понижается. Самая низкая температура их замерзания называетсякриогидратной, а соответствующая концентрация соли – эвтектической. Такоесостояние является следствием термодинамического равновесия трех фаз –раствора, соли и льда. С дальнейшим повышениемсодержания соли в смеси температура плавления не понижается, а повышается.
На практике применяют водные растворы солей хлориданатрия, магния и кальция, которые при эвтектической концентрации имеютминимальную температуру замерзания соответственно -21,2, -33,6 и-55'С. Ограниченно используют также растворы сульфата натрия, цинка и хлоридакалия, криогидратная температура которых составляет соответственно -1,2, -6,5 и -11,1'С.
Хлорид натрия дешев, обладает высокойтеплопроводностью, но имеет большуюкоррозионную способность, при замораживании неупакованных продуктов частично ихпросаливает; к тому же он весьма токсичен, что ограничивает применениерастворов этих солей. Как правило, их используют в закрытых системахохлаждения, которые меньше подвержены коррозии благодаря более низкомусодержанию кислорода и применению специальных добавок – пассиваторов (силикатнатрия, хромовая смесь и др.), уменьшающих коррозию. Наибольшее применение они находят в безмашинныхспособах охлаждения холодоаккумуляторами с эвтектическим раствором(эвтектические плиты) на холодильном транспорте, а также при рассольномохлаждении в старых системах охлаждения больших холодильников.
Гликоли – жидкости, водные растворы которых имеютнизкую температуру замерзания. Гликоли менее агрессивны по отношению кметаллам, но более вязки и менее теплопроводны. Этиленгликоль слабо ядовит, без запаха, смешивается с водой в любыхсоотношениях, температура замерзания чистого этиленгликоля – 17,5'С, а его70%-ного раствора в воде -67,2'С. Пропиленгликоль в водных растворах невзаимодействует с металлами, не токсичен. Эти хладоносители очень эффективныдля быстрого замораживания продуктов небольшой массы в упакованном виде.
Для замораживания продуктов до -40 С можноиспользовать также дихлорметан, представляющий собой бесцветную жидкость, почти нерастворимую в воде, с температуройзамерзания -6 С. К его недостаткамотносятся небольшая теплоемкость и горючесть.
Жидкий азот применяют для замораживания особо ценныхпродуктов орошением или погружением, а также для получения газообразного азотаи его использования в смеси с воздухом. Температура кипения жидкого азота-195,6 'С, поэтому между замораживаемым продуктом и охлаждающей средойсоздается большой температурный перепад, что значительно интенсифицируетпроцесс. Аналогично используют жидкие диоксид углерода, воздух, хладоны.
Твердаяохлаждающая среда
К твердым охлаждающим средам относят водный лед, смесьльда и соли (льдосоляное охлаждение), сухой лед.
Водный лед, полученный из пресной и морской воды,используют для охлаждения, хранения и транспортирования продуктов питания.
Широкое применение льда в качестве охлаждающей средыобъясняется прежде всего его физическими свойствами, а также экономическимифакторами Температура плавления водного льда при атмосферном давлении О'С, удельнаятеплота плавления 334,4 Дж/кг, плотность0,917 кг/м2, удельная теплоемкость 2,1 кДж/(кг ° К), теплопроводность 2.3 Вт/(м ° К).При переходе воды из жидкого состояния в твердое (лед) происходит увеличениеобъема на 9%.
Естественный лед заготавливают путем вырезания иливыпиливания крупных блоков изо льда, образовавшегося на естественных водоемах,послойного намораживания воды на горизонтальных площадках, наращиваниясталактитов в градирнях (особым спросом для пищевых целей пользуется гренландскийи антарктический лед, как наиболее чистый. Возраст гренландского льда более100000 лет.). Лед хранят на площадках в буртах, укрытых насыпной изоляцией, и вльдохранилищах с постоянной и временной теплоизоляцией.
Искусственный лед получают путем замораживания чистойпресной или морской воды в льдогенераторах. Качество льда, его форма, размер испособ получения, хранения и доставки потребителю обусловлены назначением испецификой применения.
Матовый лед изготавливают из питьевой воды безкакой-либо ее обработки в процессе замораживания. В отличие от естественного онимеет молочный цвет, обусловленный наличием большого количества пузырьковвоздуха, которые образуются в процессе превращения воды в лед. Пузырькиуменьшают проницаемость льда для световых лучей, и он становится непрозрачным.
Прозрачный лед по виду напоминает стекло. Для егополучения в форму наливают воду и при помощи форсунок продувают через неесжатый воздух. Проходя через замораживаемую воду, он захватывает и увлекает засобой пузырьки воздуха. Прозрачный лед изготавливают в виде кусков небольшихразмеров и используют для охлаждения напитков.
Лед с бактерицидными добавками предназначен дляохлаждения рыбы, мяса, птицы и некоторых видов овощей путем непосредственногосоприкосновения с ними. Бактерицидные добавки снижают обсемененность продуктовмикроорганизмами.
В зависимости от формы и массы искусственный ледбывает блочный (5 – <st1:metricconverter ProductID=«250 кг» w:st=«on»>250 кг</st1:metricconverter>),чешуйчатый, прессованный, трубчатый и снежный.
Блочный лед дробят на крупный, средний и мелкий.
Чешуйчатый лед получают путем напыления воды навращающийся барабан, плиту или цилиндр, являющиеся испарителями хладагента.Вода на поверхности барабана быстро замерзает, а образовавшийся лед при еговращении срезается фрезами или ножом. Льдогенераторы производят от 60 до 5000кг/сут такого льда. Чешуйчатый лед эффективенпри охлаждении рыбы, мясных изделий, зеленых овощей, некоторых плодов.Наибольший коэффициент теплоотдачи достигается, когда при охлаждении продуктыплотно соприкасаются со льдом.
В результате смешивания дробленого водного льда сразличными солями помимо теплоты таяния льда поглощается теплота растворениясоли в воде, что позволяет существенно понизить температуру смеси. Растворможет быть охлажден до криогидратной точки.
Льдосоляное охлаждение осуществляют как контактным,так и бесконтактным способом.
Недостатком контактного льдосоляного охлажденияявляется просаливание продукта, которое при длительном хранении стимулируетокисление жира, вызывает снижение товарного вида и потребительских достоинств.Бесконтактное льдосоляное охлаждение в виде полых плит с эвтектическимирастворами позволяет избежать этих недостатков.
Сухой лед – твердый диоксид углерода. Производствосухого льда состоит из трех последовательных стадий: получения чистогогазообразного диоксида углерода, сжижения его до образования снегообразноймассы и прессования последней блоками плотностью 1400 – 1500 кг/м3. Различаютего производство по циклу высокого, среднего и низкого давлений.
Сухой лед из жидкого диоксида углерода также получаютдвумя способами: дросселированием жидкого диоксида углерода по давлению тройнойточки с последующим прессованием рыхлого влажного снега в блоки сухого льда,дросселированием до атмосферного давления с уплотнением блока льда в процессельдообразования. Как охлаждающая среда он имеет значительные преимущества передвлажным льдом: холодопроизводительность на единицу массы в 1,9, а на единицуобъема в 7,9 раза больше; при атмосферном давлении сухой лед переходит вгазообразное состояние, минуя жидкую фазу, что исключает увлажнение поверхностипродукта. Благодаря низкой температуре сублимации сухого льда (-78,9 С) ивыделению газообразного диоксида углерода понижается концентрация кислорода уповерхности продукта. создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельностимикроорганизмов.
Сухой лед укладывают поверх и между упаковок продуктови используют как охлаждающую среду для хранения мороженого, фруктов, ягод. Сухой дробленый лед используютв специальных системах охлаждения, для чего его помещают в металлические емкости.Продукты сублимации льда отводят в грузовой объем помещения или наружу.
Прямым эжектированием жидкого диоксида углеродаполучают твердый гранулированный, или снегообразный, диоксид углерода, которыйиспользуют для охлаждения упакованных продуктов (мясных, рыбных, овощных).
В многоплиточных и конвейерных морозильных аппаратах вкачестве теплопередающей среды используют различные металлы в виде полых плит,внутри которых циркулирует промежуточный хладоноситель. Металлы имеют высокуютепло- и температуропроводность и, непосредственно соприкасаясь с продуктом, интенсифицируюттеплообмен. Наиболее широко применяют сталь, чугун, мель, алюминий и алюминиевые сплавы.
В качестве охлаждающей взвешенной в воздухепромежуточной теплопередающей среды при флюидизационном способе замораживанияприменяют мелкодробленый лед, полимерные шарики, а также композиции (например, смесь,состоящую из манной крупы, сахара, соли и мелкодробленого льда). Такая средапод воздействием направленного вверх с небольшой скоростью воздушного потока,создаваемого вентиляторами, превращается в кипящий слой, через который движетсязамораживаемый продукт. Таким способом замораживают ягоды, овощи,полуфабрикаты.
Приборы измерения и контроля параметров охлаждающихсред и продуктов
Основные режимные параметры холодильной обработки ихранения продуктов – температура, относительная влажность воздуха и скоростьего движения. Они взаимосвязаны и в совокупности позволяют достаточно точноохарактеризовать состояние охлаждающей среды и продуктов.
Наиболее важным параметром, который необходимоподдерживать в заданных пределах, является температура охлаждающей среды ипродуктов.
Средства и методы контроля температурного режимазанимают важное место в обеспечении нормального функционирования системыхолодильной цепи. Для этого используют как классические термоизмерительные средства(термометры, термографы), так и различные специальные термоиндикаторы иэлектронные цифровые приборы. Условия функционирования различных звеньевхолодильной цепи имеют свои особенности, поэтому необходимо, чтобытермоизмерительные средства соответствовали конкретным условиям и типам используемогохолодильного оборудования. Контроль за температурой осуществляют для того,чтобы зарегистрировать отклонения от требуемого режима, а также убедиться втом, что оборудование функционирует нормально.
Выборохлаждающей среды для охлажденияпродуктов
Охлажденным считается продукт, в толще которогоподдерживается температура от О до 4'С.
Основная задача охлаждения заключается в созданиинеблагоприятных условий для развития микробиальных и ферментативных процессов впищевых продуктах. Цель охлаждения – сохранение первоначального качествапродукта в течение определенного времени.
Для многих продуктов, особенно растительногопроисхождения, являющихся живыми организмами, выбор конечной температуры охлаждения,при которой они будут храниться, имеет большое значение. Повышение илипонижение температуры хранения на несколько градусов по сравнению с оптимальнойприводит к преждевременной порче продуктов. Каждый способ охлаждения оцениваютпо совокупности признаков, среди которых первостепенное значение имеют качествополучаемого продукта и экономичность способа охлаждения.
Способы охлаждения пищевых продуктов можноподразделить на три основные группы: в контакте с воздухом, в контакте сжидкостью (или тающим льдом, снегом), в контакте с инертными газами. Этиспособы различаются по величине коэффициентов теплоотдачи на поверхностиохлаждаемого продукта.
Пищевые продукты чаще всего охлаждают в воздухе,несмотря на то, что коэффициент теплоотдачи в нем самый малый.
Когда указывают режимы охлаждения в воздухе, тоназывают обычно его температуру, среднюю скорость движения и относительнуювлажность.
Поле относительной влажности воздуха в камерахохлаждения, так же как и в камерахзамораживания, очень неравномерно. Если поверхность охлаждаемого тела влажная,то воздух около нее находится в состоянии насыщения при температуре тела, а уповерхности охлаждающих приборов – при температуре их теплообменнойповерхности. Поскольку эти две поверхности имеют разную температуру,неодинаково и влагосодержание воздуха около них. Все это приводит к испарению влаги споверхности продукта, и конденсации ее из воздуха на поверхности охлаждающихприборов. По мере увеличения скорости движения воздуха в камере уменьшаетсянеравномерность поля относительной влажности и температуры.
Деление способов охлаждения пищевых продуктов на триосновные группы не исключает многообразия вариантов режимов охлаждения впределах каждой группы.
При охлаждении любым способом преследуют двецели: охлаждение продукта сразу послепроизводства; интенсивное охлаждение.
На скорость охлаждения продукта влияет ряд факторов:его размеры; величина поверхности; масса; удельная теплоемкость: начальная и конечная температуры и многоедругое
Удельная теплоемкость с пищевых продуктов колеблетсяот 2,1 до 4,1 кДж/(кг К). Чем больше влаги в продукте, тем выше теплоемкость.Например, теплоемкость растительного масла 2.1 кДж/ (кг ° К), а овощей 4,1 кДж/(кг ° К).
Пищевые продукты имеют в основном небольшую теплопроводность.Поэтому они охлаждаются относительно медленно. Теплопроводность свиного сала 0.,14 Вт/(м ° К), мяса животных около 0,47 Вт/(х1 К).
Поскольку охлаждение пищевых продуктов в воздухесопровождается испарением влаги с поверхности и выделением внутренней теплотыза счет биологических процессов, оно представляет собой комплексный процесстепло- и массообмена.
Промышленные способы охлаждения продуктов животногопроисхождения
Сущность охлаждения продуктов животного происхождениясостоит в понижении их температуры посредством теплообмена с охлаждающейсредой, но без льдоборазования.
Охлаждение обеспечивает сохранение высокихпотребительских свойств продуктов (аромата, вкуса, консистенции, цвета) принаименьших изменениях в них. Поэтому если планируемый срок хранения небольшой,продукты выпускают в охлажденном виде. Однако охлажденные продукты длительному хранению не подлежат, так какпри близкриоскопических температурах многие виды вредных микроорганизмовактивно развиваются и продукт может быстро испортиться.
В настоящее время на основе комбинированных методовконсервирования удается значительно повысить сроки хранения скоропортящихсяпищевых продуктов в охлажденном состоянии.
При охлаждении имеют место процессы тепло- имассообмена между продуктом и охлаждающей средой, что вызывает испарение влагис поверхности продукта (усушку) и переход теплоты от продукта в охлаждающуюсреду.
В промышленности наиболее распространены способыохлаждения, которые осуществляются передачей теплоты от продукта конвекцией, радиациейи вследствие теплообмена при фазовом превращении.
В соответствии со способом теплообмена для охлажденияиспользуют следующие охладительные системы: типа воздушных кондиционеров (конвективный способ), применяющие сжиженные газы (конвективныйспособ), охлаждающие не кипящимижидкостями (кондуктивный способ); охлаждающие не кипящими жидкостями, движущимися относительно объекта(смешанный способ); вакуумные, действующие до уровня давления 665 Па (испарительно-конденсационныйспособ).
Современные направления совершенствования холодильнойобработки основаны на доведении температуры продуктов до уровня,неблагоприятного для развития микрофлоры и обеспечивающего их сохранность иуменьшение потери массы.
Конкретные режимы охлаждения для каждой группы продуктовопределяют с учетом криоскопической температуры и в соответствии сособенностями их состава, свойств, микроструктуры, биохимических процессов, а также целевогоназначения и экономичности.
Сравнительно новые методы охлаждения следующие: воздушное при повышенном давлении; гидроаэрозольное; вакуумное; с использованием электрофизических способов: снегообразным диоксидом углерода; глубокое в среде инертных газов.
Наиболее распространенным методом охлаждения мясаявляется воздушный.
Охлаждениеговядины и свинины
Воздушномуохлаждению туши или полутуши подвергают в камерах и туннелях, специальнооборудованных подвесными путями и системой регулирования режима холодильнойобработки.
В камере охлаждения говяжьи и свиные полутушиподвешивают на крючьях подвесных путей, а бараньи – на рамах. Расстояние между тушамине менее <st1:metricconverter ProductID=«5 см» w:st=«on»>5 см</st1:metricconverter>.В камеру охлаждения загружают мясо одного вида, одной категории упитанности ипо возможности одинаковой массы, благодаря чему вся партия одновременноохлаждается до конечной температуры. Средняя нагрузка на <st1:metricconverter ProductID=«1 м» w:st=«on»>1 м</st1:metricconverter> подвесного пути составляетоколо <st1:metricconverter ProductID=«250 кг» w:st=«on»>250 кг</st1:metricconverter>мяса. В процессе охлаждения относительная влажность воздуха самоустанавливаетсяна уровне 85 – 92 % за счет испарения влаги из продукта.
Охлаждение мяса в воздухе проводят одно-, двух- итрехстадийным, а также программным способами. Одностадийное охлаждение проводятпри температуре 0'С и скорости движения воздуха 0,5 – 2 м/с, до температуры втолще мышц бедра на глубине не менее <st1:metricconverter ProductID=«6 см» w:st=«on»>6 см</st1:metricconverter> от поверхности до 4'С. Температура искорость воздуха – основные параметры, влияющие на коэффициент теплоотдачи отповерхности продукта к охлаждающей среде и, следовательно, на продолжительностьохлаждения. Для говяжьих полутуш температура воздуха может быть понижена до –2'С, а для свиных – до – 5'С. Продолжительность охлаждения при этом составляет14 – 24 ч.
Наметившаяся тенденция снижения температурыохлаждающего воздуха ниже криоскопической и повышения скорости его движения до2 м/с объясняется желанием интенсифицировать процесс охлаждения. При этом дополнительныеэнергозатраты по сравнению с традиционным способом вполне оправданны, посколькууменьшается продолжительность процесса на 30 – 40 %, в таких же пределахснижается усушка, повышается качество мяса и мясных продуктов и увеличиваетсяоборачиваемость камер охлаждения.
При дальнейшем снижении температуры охлаждающей средывозможно подмораживание мяса, поэтому используют двух- и трехстадийноеохлаждение с применением переменных параметров воздушной среды. Стадийноеохлаждение полутуш может осуществляться в одной или разных камерах. Так, свиныеполутуши на первой стадии охлаждают при температуре -10… – 12'С в течение 1,5ч, на второй – при – 5… – 7'С в течение 2 ч и при доохлаждении (дляравномерного распределения температуры по толщине полутуш) – около 0'С втечение 6 – 8 ч. На первой и второй стадиях скорость движения воздуха 1 – 2м/с, а при доохлажлении – 0,5 м/с при его относительной влажности 95 – 93 %.
При программном охлаждении мясо вначале охлаждают притемпературе – 4. – 5'С и скорости движения воздуха 4 – 5 м/с, а затем притемпературе 0'С и переменной скорости движения воздуха, изменяющейся по заданной программе отначальной до 0,5 м/с.
Интенсифицированный способ охлаждения говядиныпредусматривает использование на первой стадии воздуха температурой до – 25'С,движущегося со скоростью 5 – 10 м/с. По достижении на поверхности полутушкриоскопической температуры начинается вторая стадия охлаждения, в течениекоторой температура воздуха поддерживается на уровне криоскопической, а скоростьего не превышает 0,5 м/с. При фронтальном способе охлаждения полутуш, когда онидвижутся на конвейере навстречу потоку охлажденного воздуха, холодильнаяобработка ведется с изменяющимся в течение процесса коэффициентом теплоотдачи.Это позволяет уменьшить продолжительность холодильной обработки на 10% посравнению с процессом, проведенным при постоянном значении коэффициентатеплоотдачи, усушка при этом снижается еще на 30 – 40%. Скорость воздуха вкамерах изменяют подбором определенных сечений воздухораспределителей. Полутушиперемещаются конвейерным способом по камере, размеры которой рассчитываютисходя из того, что за время продвижения в камере предварительного охлаждениятемпература поверхности полутуш не должна быть ниже криоскопической, а в камередоохлаждения должна достигать заданного конечного значения. Избежать холодовогосокращения мышц (температурного шока) можно посредством электростимуляции илипутем выдержки мяса в период предварительного охлаждения при температуревоздуха 10 – 12'С в течение 12 – 15 ч.
Гидроаэрозольное охлаждение изначально применяли толькод