Курсовая работа: Анализ технологий предотвращения фактической естественной убыли мяса и мясопродуктов при холодильной обработки

Повышенное давление пара в переохлажденной, но еще незастывшей жидкости внутри клетки вызывает диффузию водяного пара через стенки клеток. При небольшой скорости замораживания количество диффундирующей воды оказывается достаточным для образования льда внутри клетки. Этот процесс заканчивается тогда, когда после достижения криогидратной точки клеточный сок полностью затвердевает и через некоторое время после прекращения замораживания парциальное давление водяного пара внутри клетки и в межклеточном пространстве уравнивается. Усадка клетки является следствием процесса замораживания. Она вызвана увеличением концентрации клеточного сока, что, в свою очередь, способствует химическим изменениям. Кроме того, в межклеточных пространствах образуются крупные кристаллы льда, которые деформируют и разрушают ткань. Чем выше скорость замораживания, тем меньше повреждения клеток и ткани.

Замороженное мясо хранят в камерах, оборудованных, как правило, батареями непосредственного испарения аммиака. При продолжительном хранении вследствие высыхания поверхности мяса мышечная ткань вдавливается и консистенция мяса уплотняется. Жир приобретает зернистую структуру и крошится. При увеличении продолжительности хранения мясо становится более темным в результате высушивания, увеличения концентрации кровяных пигментов и перехода гемоглобина в метгемоглобин. По мере увеличения длительности хранения изменяется мышечная ткань вплоть до исчезновения поперечной полосатости мышц.

Конец хранения устанавливает ветеринарно-санитарная экспертиза в зависимости от степени высыхания поверхности, внешнего вида, потери характерных для мяса запаха и вкуса, прогоркания жира и плесневения мяса.

У размороженного мяса температура в толще мышц повышается до 1 °С и более в зависимости от условий размораживания и предполагаемого использования.

При размораживании температуру в толще мяса доводят до близкой к криоскопической или выше ее в зависимости от дальнейшего использования мяса. Размораживание мяса применяют при производстве колбас, соленых изделий, консервов и полуфабрикатов.

На качество размороженных пищевых продуктов влияют их свойства до замораживания, скорость замораживания, а также условия и продолжительность хранения.

Лучшими качественными показателями обладает мясо, размороженное при 20°С и относительной влажности воздуха 95 %. Поверхность мяса после размораживания влажная, цвет розовый, консистенция удовлетворительная, запах свежий. Скорость размораживания при высоком качестве продукта можно повысить, используя специальные установки, в которых в соответствии с особенностями объекта размораживания в ходе процесса изменяются температура, относительная влажность и скорость циркуляции воздуха.

3. Технологии холодильной обработки и применяемое оборудование

Мясо и мясопродукты охлаждают в воздушной среде или в жидкостях (воде или рассолах). Охлаждение говяжьего и свиного мяса в полутушах в бараньего мяса в тушах производят в помещениях камерного или туннельного типа. Туши и полутуши подвешивают к троллеям подвесных путей, по которым их передвигают вручную или с помощью конвейеров. Камеры (туннели) для холодильной обработки мяса могут быть цикличного или непрерывного действия, в них смонтированы охлаждающие устройства.

Важнейшими регулируемыми параметрами охлаждения продуктов в воздушной среде являются температура, скорость движения воздушной среды и ее влажность. Быстрое охлаждение продукта до температуры, неблагоприятной для развития микрофлоры, обеспечивает повышение его стабильности и экономически выгодно, так как при этом уменьшается усушка и увеличивается коэффициент использования холодильных мощностей. Интенсивность теплоотдачи во внешнюю среду зависит от размеров и конфигурации охлаждаемого объекта.

В настоящее время применяют одно- и двухстадийные методы охлаждения. При одностадийном охлаждении устанавливают температуру, близкую к криоскопическому значению. Интенсификация процесса достигается за счет увеличения скорости движения воздуха от 0,1 до 2,0 м/с и понижения температуры в камере до -3…5°С (таблица 1).

Температура и скорость движения воздуха в холодильных камерах должны быть одинаковы во всех точках. Расстояние между полутушами и тушами на подвесных путях 30—50 мм; нагрузка на 1 погонный метр подвесного пути для говядины составляет 250 кг, для свинины и баранины — 200 кг [8].

Двухстадийное охлаждение проводят при температуре на первом этапе -4…15ºС скорости движения воздуха 1—2 м/с: на втором этапе (период доохлаждения) температура воздуха -1…1,5ºС, скорость его движения 0,1—0,2 м/с (таблица 2).

Потери массы при двухстадийном способе охлаждения мясных полутуш сокращаются на 20—30 %.

Во ВНИИМПе разработан метод гидроаэрозольного охлаждения говяжьих и свиных полутуш. Он заключается в том, что полутуши, имеющие температуру в толще бедра 35—37°С и на поверхности 20—25ºС, орошаются через форсунки тонкодиспергированной водой при температуре 9ºС; скорость подачи воды 1—2 м/с. Через 3 ч охлаждения температура в толще бедра и на поверхности становится соответственно 22—24 и 10—12 °С, после чего мясо доохлаждают в камерах при 0…-1°С в течение 10—13 ч. Общая продолжительность охлаждения не превышает 16 ч. При гидроаэрозольном охлаждении снижаются потери массы, однако происходит увлажнение поверхности, что значительно сокращает срок хранения продукта, а также ухудшаются товарный вид и качество мяса. Для сохранения качества мясо и мясопродукты желательно упаковывать в полимерные материалы, что дает возможность применять контактное охлаждение [9].

Медленное охлаждение парного мяса имеет ряд недостатков. Прежде всего из-за значительных потерь влаги поверхность туш покрывается сплошной толстой корочкой подсыхания, которая в дальнейшем может набухать, что снижает устойчивость мяса к микробиологической порче при хранении.

Быстрое охлаждение обеспечивает хороший товарный вид (цвет) за счет быстрого образования корочки подсыхания, позволяет уменьшить потери массы мяса и увеличить срок хранения. Кроме того, значительно сокращается продолжительность процесса и увеличивается оборачиваемость камер охлаждения. Быстрое охлаждение мяса выгодно и с санитарно-гигиенической точки зрения, так как при быстром снижении температуры поверхности до 0-1ºС замедляется или полностью прекращается развитие микрофлоры.

Предложены также трехстадийный способ охлаждения мясных туш и охлаждение по определенной программе. Оба способа предусматривают переменные параметры воздушной среды. При трехстадийном способе температура воздуха на первой стадии охлаждения -10…12°С, на второй -5…7 °С при скорости движения воздуха 1—2 м/с в течение соответственно 1,5 и 2 ч. Третий этап — доохлаждение — проводят при температуре около 0°С и скорости движения воздуха не более 0,5 м/с.

Программное охлаждение говяжьих полутуш осуществляют вначале при -4…5ºС и скорости движения воздуха 4—5 м/с, затем при 0°С и переменной скорости движения воздуха. Последняя изменяется по определенной программе в пределах от 5 до 0,5 м/с.

В зависимости от условий теплоотвода и конструкции приборов охлаждения различают батарейное, воздушное и смешанное охлаждение.

При батарейном охлаждении в камерах устанавливают батареи, в которые подают жидкий хладагент или теплоноситель. Если охлаждение воздуха происходит вследствие кипения хладагента в батареях, расположенных непосредственно в охлаждаемой камере, то такой способ называют непосредственным охлаждением, а камерные приборы охлаждения — батареями непосредственного охлаждения.

Воздух может охлаждаться благодаря нагреванию теплоносителя, поступающего в батарею температурой на 8—10°С ниже, чем температура охлаждаемого воздуха. Распространенными теплоносителями являются рассолы — водные растворы хлоридов натрия и кальция. Такое охлаждение называют рассольным, а камерные приборы охлаждения — рассольными батареями.

Воздушное охлаждение камер осуществляется воздухом. Холодный воздух из воздухоохладителя нагнетается вентилятором в камеру, соприкасаясь с мясом, отепляется, увлажняется и вновь поступает в воздухоохладитель, при воздушном охлаждении в отличие от батарейного, когда в камерах происходит естественная циркуляция воздуха со скоростью 0,05—0,15 м/с, циркуляция воздуха принудительная со скоростью до 2,5 м/с.

Смешанное охлаждение сочетает батарейное и воздушное охлаждение. Этот вид охлаждения на предприятиях мясной промышленности не нашел распространения.

В настоящее время непосредственное охлаждение применяют чаще, чем рассольное, как более экономичное. Для его реализации не нужны теплоносители и, следовательно, не требуется создания более низкой температуры кипения хладагента, как при рассольном охлаждении, что приводит к увеличению холодопроизводителъности машины и уменьшению удельного расхода электроэнергии. Кроме того, не расходуется электроэнергия на работу насосов и вентиляторов, следовательно, нет дополнительной нагрузки на компрессор; не требуется дополнительного оборудования (испарители, рассольные насосы, вентиляторы). При установке камер непосредственного охлаждения площадь компрессорного цеха уменьшается, сокращается коррозия металла, а сама система охлаждения более долговечна.

Несмотря на эти преимущества, в ряде случаев все же пользуются рассольным охлаждением: во-первых, для кондиционирования воздуха в помещениях, где по правилам техники безопасности и противопожарной безопасности нельзя применять непосредственное охлаждение; во-вторых, в установках, в которых трудно обеспечить плотное соединение узлов, а также когда по условиям эксплуатации требуется периодическое разъединение трубопроводов (например, в холодильной установке изотермического поезда); в-третьих, в установках, расположенных на большом расстоянии от компрессорного цеха.

Воздушное охлаждение, несмотря на такие недостатки, как энергозатраты на работу вентиляторов, необходимость установки воздухоохладителей, воздуховодов и вентиляторов, а также большая усушка продукта при длительном хранении без упаковки, находит широкое применение. К преимуществам воздушного охлаждения относятся: более равномерное распределение температуры и влажности воздуха по объему камеры, чем при батарейном охлаждении; интенсификация процессов охлаждения и замораживания; возможность вентилировать камеры и регулировать влажность воздуха благодаря большой скорости движения воздуха, влажность воздуха, что невозможно при батарейном охлаждении. Системы воздушного охлаждения менее металлоемкие, их можно полностью автоматизировать [8].

Поддержание необходимых температуры и скорости движения воздуха в холодильных камерах зависит от правильного размещения оборудования. Различают камеры охлаждения с пристенными и потолочными батареями, когда воздухоохладители размещают соответственно на стенках и под потолком (рис.1). На рис. 2 показана схема размещения воздухоохладителей в камере сверхбыстрого охлаждения мяса (воздухоохладители расположены над подвесным потолком). В помещениях туннельного типа охлаждающий воздух движется в продольном или поперечном направлении. В камерах с бесканальной системой воздухораспределения и ложным потолком применяют напольные, подвесные и потолочные воздухоохладители.

Равномерные условия охлаждения полутуш могут быть обеспечены при системе воздушного душирования, когда струйная подача воздуха сверху вниз создает наиболее низк