Современные способы охлаждения мясного сырья

Подлежащее охлаждению мясо может быть загружено в камеру непрерывного действия синхронно с работой конвейера цеха убоя животных и разделки туш. Туши и полутуши с помощью конвейера перемещаются последовательно по всем подвесным путям камеры, продолжительность прохождения по которым должна соответствовать продолжительности охлаждения. Камеры непрерывного действия применяются, главным образом, для осуществления первой стадии двухстадийного охлаждения. Перед загрузкой оборудование камеры должно быть приведено в надлежащее санитарное состояние, а при необходимости - продезинфицировано.

Субпродукты, уложенные в противни, ящики, формы, располагают в камере охлаждения на многоярусных стационарных стеллажах либо на передвижных этажерках или рамах не позже, чем через 5 ч после убоя скота. Их укладывают слоем не более 10 см; почки, сердце, мозги и языки - в один ряд; рубцы охлаждают в подвешенном состоянии на крючьях. Продолжительность охлаждения субпродуктов при температуре 0°С и относительной влажности воздуха 85-90% составляет около 24 ч. 

Для ускорения процесса используют воздушные скороморозильные аппараты при температуре охлаждающей среды не ниже -2- -4°С, а также аппараты непрямого контакта с жидкой охлаждающей средой.

Воздушному охлаждению туши или полутуши подвергают в камерах и туннелях, специально оборудованных подвесными путями и системой регулирования режима холодильной обработки. Охлаждение мяса в воздухе проводят одно-, двух- и трехстадийным, а также программными способами. Интенсификация процесса и сокращение продолжительности охлаждения достигаются понижением температуры и увеличением скорости движения воздуха в камере.

Одностадийным называют такой способ охлаждения мяса, при котором понижение его температуры с начальной до конечной 4°С осуществляется в одной камере, т.е. в одну стадию. Одним из главных недостатков этого способа является большая продолжительность процесса, составляющая для различных видов мяса 28-36 часов. Кроме того, из-за значительных потерь влаги при охлаждении поверхность туш и полутуш покрывается сплошной толстой корочкой подсыхания, которая в дальнейшем может набухать, что повышает вероятность микробного обсеменения и ускоряет порчу мяса при хранении. При ускоренном режиме охлаждения температуру в камере устанавливают близкой к криоскопической, равной 0°С, а скорость движения воздуха - не менее 0,5 м/с. Продолжительность охлаждения туш говядины, свинины и баранины в среднем составляет 20-24 часа. Наметившаяся тенденция снижения температуры охлаждающего воздуха ниже криоскопической и повышение скорости его движения до 2 м/с объясняется желанием интенсифицировать процесс охлаждения. При этом дополнительные энергозатраты, по сравнению с традиционным способом, вполне оправданы, поскольку уменьшается продолжительность процесса, сокращается усушка и увеличивается производительность камер охлаждения. При быстром способе понижение температуры воздуха до -3 - -5°С и увеличение скорости его движения до 1,0-2,0 м/с сокращает продолжительность охлаждения говядины до 12-16 ч, свинины - до 10-13 ч.

С увеличением скорости охлаждения снижаются потери массы за счет усушки. Так, при медленном и ускоренном способе охлаждения в зависимости от категории мяса усушка для говядины составляет 1,60-1,75%, свинины - 1,36-1,50, баранины (козлятины) - 1,70-1,72%. При быстром способе усушка сокращается и для этих видов мяса величина ее соответственно составляет 1,40-1,57, 1,18-1,30, 1,51-1,57%. Одной из причин, сдерживающей интенсификацию одностадийного охлаждения мяса путем снижения температуры и увеличения скорости движения воздуха, является опасность подмораживания продукта, прежде, чем будет достигнута конечная среднеобъемная температура. Поэтому интенсификация охлаждения осуществляется разделением всего процесса на две или три стадии с применением переменных параметров охлаждающего воздуха. Причем стадийное охлаждение может осуществляться как в одной камере при переменных режимах охлаждения, так и в разных камерах, имеющих неизменные параметры воздушной среды.

При двухстадийном способе понижение температуры мясных туш и полутуш осуществляется, как уже было сказано выше, сначала в камере интенсивного охлаждения при низкой температуре воздуха t равной -4- -15°С, и его интенсивной циркуляции (1,0-2,0 м/с). Первая стадия процесса завершается при приближении температуры поверхности продукта t_n к криоскопической t. Вторая стадия процесса (доохлаждение) производится при более высокой температуре -1- -1,5°С и скорости движения воздуха не более 0,1-0,2 м/с до достижения в центре продукта требуемой температуры. При доохлаждении температура мяса выравнивается по всему объему полутуши до конечной температуры. 

Доохлаждение может проводиться в камерах хранения мяса. В этом случае камеру хранения необходимо оборудовать дополнительными приборами охлаждения, обеспечивающими понижение от конечной среднеобъемной температуры мяса после холодильной обработки в камере интенсивного охлаждения до конечной среднеобъемной температуры, равной температуре хранения. Использование двухстадийного охлаждения позволяет сократить продолжительность процесса в камере интенсивного охлаждения в 2-3 раза, что равным образом увеличивает их производительность. По сравнению с традиционным одностадийным способом, усушка сокращается на 20-30%. Быстрое снижение температуры поверхности мяса до 0-1°С замедляет развитие микрофлоры, что обеспечивает высокую стабильность сырья при хранении. Кроме того, мясо имеет хороший товарный вид за счет образования тонкой корочки подсыхания и сохранения яркого цвета.

Колбасные изделия охлаждают после их термической обработки. Для вареных колбас обычно используют двухстадийное охлаждение: сначала через распылительные форсунки их обрабатывают тонкораспыленной водой с использованием испарительного эффекта охлаждения до температуры колбасного батона 40°С, затем доохлаждают до конечной температуры в центре батона 8-15°С в камере воздушного охлаждения при температуре 0-8°С и скорости движения воздуха до 4 м/с. В зависимости от размера колбасных батонов продолжительность охлаждения водой составляет 5-30 мин, воздухом – 1-10 ч. Этот способ охлаждения слишком длителен, требует больших производственных площадей и сопровождается большой усушкой колбас, достигающей 2,2% и более.

Сокращение продолжительности охлаждения достигается интенсификацией второй стадии охлаждения. Для этого колбасные изделия охлаждают водой до температуры в центре 23-24°С, а затем в камере туннельного типа при температуре -10- -12°С и скорости движения воздуха 1-3 м/с, не допуская подмораживания поверхности колбасного батона. Процесс охлаждения контролируется и регулируется с помощью датчиков температуры, установленных в воздухе камеры и на поверхности колбасных батонов в различных частях камеры. Усушка при таком способе охлаждения не превышает 1,2 процента.

Трехстадийный способохлаждения является более эффективным. На первой стадии рамы с колбасными изделиями орошают водой из форсунок грубого распыления, на второй - охлаждают в гидроаэрозольной среде и на третьей - воздухом до конечной температуры продукта. На второй стадии может быть предусмотрен непрерывный или цикличный режим распыления воды - в зависимости от конструктивных особенностей устройств, обеспечивающих ее подачу, и условий циркуляции воздушного потока. Гидроаэрозольное охлаждение. Этот способ изначально применялся только для охлаждения растительного сырья - овощей, фруктов, зелени и цветов. Затем его стали использовать для охлаждения мяса в тушах, полутушах и четвертинах, птицы, а также колбасных изделий.

Один из способов гидроаэрозольного охлаждения проводится орошением поверхности полутуши мяса с помощью форсунок тонкодиспергированной водой с температурой 9°С. В течение 3 ч температура в толще бедра полутуши понижается с 35-37^оС до 22-24^оС, а на поверхности - до 10-12°С. Доохлаждение до конечной температуры проводят в камерах при температуре воздуха 0- 1°С в течение 10-13 часов. Общая продолжительность охлаждения не превышает 16 ч. При таком способе охлаждения уменьшаются потери массы, но при этом увлажняется поверхность мяса, что значительно снижает срок его хранения.

Гидроаэрозольный способ охлаждения может проводиться в камере с интенсивно циркулирующей воздушной средой при относительной влажности, достигающей 100%. Для предотвращения порчи мяса в воду иногда добавляют бактерицидные вещества. Процесс интенсифицируется за счет испарительного охлаждения с поверхности полутуш и по расходу энергии вдвое экономичнее традиционного воздушного. Разновидностью этого способа, применяемого за рубежом, является охлаждение мяса и мясных продуктов в капельножидкой среде с температурой -8- -15°С, создаваемой раствором пропиленгликоля. По сравнению с воздушным охлаждением, эффективность такого способа в 2-3 раза выше.

Эффективным является охлаждение мяса и мясных продуктов в капельножидкой среде с температурой -8- -15°С, создаваемой раствором пропиленгликоля. По сравнению с воздушным охлаждением, эффективность такого способа в 2-3 раза выше.

Разрабатывается технология охлаждения мясопродуктов с использованием электрофизических способов, к числу которых относятся способ охлаждения при помощи электрически заряженных капель жидкости, обработки ионизирующими газами, электроконвективное охлаждение и др. Принцип охлаждения при помощи электрически заряженных капель жидкости заключается в том, что к поверхности мяса, предназначенного для охлаждения, подводится электрод, на который подается высокое напряжение с положительным зарядом. Охлаждающая жидкость поступает по трубопроводу, заряженному отрицательно. Охлаждение происходит при контакте электрически заряженных капель жидкости с поверхностью продукта. Применение ионизирующих газов позволяет сохранить высокое качество, уменьшить усушку продукции и увеличить срок хранения мясных полуфабрикатов в 1,3-1,5 раза, а также сократить энергетические затраты производства.

При электро-конвективном охлаждении значительно возрастает плотность теплового потока от охлаждаемого продукта (для разных видов мяса - в 1,1-1,8 раза). С увеличением напряжения электрического поля максимум теплоотвода смещается на более раннюю стадию процесса и по времени сокращается примерно в два раза, что очень существенно, так как наибольшие потери массы приходятся на первую половину процесса охлаждения. Усушка вследствие препятствия электрических сил испарению влаги с поверхности продукта сокращается на 10-20 процентов.

Охлаждение диоксидом углерода наиболее эффективно для обработки субпродуктов и мясных полуфабрикатов, уложенных в картонные коробки. Охлаждение жидким азотомприменяется в основном при куттеровании колбасного фарша из парного мяса.

Из современных способов, применяемых для обработки вареных колбасных изделий, можно отметить охлаждение в пенном воздушножидкостном потоке. Охлаждение осуществляют при скорости движения воздуха 10-16 м/с в две стадии: на первой стадии процесс протекает за счет испарения воды при прохождении через нее воздуха, на второй - за счет использования испарительного эффекта в сочетании с холодом и последующим подсушиванием батонов в течение 1-3 мин. При начальной температуре продукта 70°С и температуре воды 2°С изделия охлаждаются не более 50 мин, что в 1,5 раза быстрее, по сравнению с охлаждением колбас водой, распыляемой форсунками. Усушка в этом случае составляет менее 0,3 процента.

С точки зрения санитарных условий производства наиболее безопасными являются оросительный и комбинированные (орошение - погружение, орошение - погружение - воздушная обработка, орошение - воздушная обработка) способы охлаждения. Внутри аппарата оросительного охлаждения тушки птицы перемещаются по конвейеру на подвесках, и с помощью расположенных в шахматном порядке на водяных коллекторах центробежных форсунок они непрерывно охлаждаются ледяной водой по ходу движения конвейера с тушками.

Оросительный способ охлаждения практически исключает перекрестное обсеменение тушек птицы и сокращает количество поглощенной ими влаги до 3%, что ниже допустимой нормы, равной 7%. Вместе с тем, данный способ является более продолжительным по времени, а также более влаго- и энергоемким, чем погружной.

При комбинированном способе охлаждения (орошение-погружение) потрошеные тушки предварительно охлаждают орошением водой в течение 1015 мин, в зависимости от вида птицы, и затем доохлаждают до температуры в толще грудной мышцы 0-4°С погружением на 25-35 мин в ванну с ледяной водой. Предварительное орошение снижает общую бактериальную обсемененность поверхности тушек на 70% от исходной. При этом продолжительность охлаждения практически такая же, как при погружном способе охлаждения. Кроме того, на стадии погружного охлаждения поверхность тушек адсорбирует меньше влаги, поскольку за время орошения температура тушек понижается до уровня, соответствующего наименьшей интенсивности этого процесса. Количество поглощенной тушками влаги можно уменьшить также путем частичного проведения завершающей стадии доохлаждения в камере воздушного охлаждения. Преимущество такого способа заключается в том, что при воздушном доохлаждении из продукта не только удаляется влага, полученная на стадии водяного охлаждения, но и одновременно происходит дополнительный отвод тепла при ее испарении.

В комбинированном гидроаэрозольно-испарительном способе охлаждения птицы реализованы достоинства современного водяного и воздушного охлаждения (орошение - воздушная обработка). Данный способ предусматривает сочетание обдува тушек холодным воздухом с периодическим нанесением на их поверхность капельно-жидкой влаги определенной степени дисперсности с помощью форсунок.

По сравнению с воздушным способом охлаждения, темп охлаждения у гидроаэрозольно-испарительного способа больше за счет испарения напыленной влаги, не происходит усушка продукта. В случае использования данного способа как первой стадии понижения температуры тушек перед замораживанием потери сока при размораживании мяса птицы уменьшаются и не превышают 1,8 процентов.

Для реализации преимуществ гидроаэрозольно-испарительного метода охлаждения (орошение-воздушная обработка) необходим правильный выбор параметров процесса, учитывающий влияние различных факторов. Чрезмерное увлажнение тушки и ее минимальная усушка достигаются только при условии приблизительного равенства масс напыленной на тушку влаги и испарившейся с ее поверхности. Для обеспечения высокого темпа охлаждения, экономии питьевой воды и предотвращения вымывания полезных веществ из тушек желательно, чтобы вся распыленная форсунками влага оставалась на поверхности тушек и удерживалась на ней без стекания. Следует также учитывать, что при интенсивном испарении влаги с поверхности продукта возникает возможность образования снеговой шубы на поверхности испарителя воздухоохладителя, что потребует проведения частых оттаек и снизит производительность аппарата в целом. Поддержание температуры охлаждающего воздуха не ниже 0°С снимает проблему образования снеговой шубы на испарителе воздухоохладителя, но приводит к увеличению продолжительности процесса охлаждения. В то же время чрезмерное понижение температуры воздуха может привести к подмораживанию поверхности продукта и ухудшению его качества.

При выборе параметров процесса гидроаэрозольного охлаждения следует руководствоваться следующими рекомендациями:

- орошение водой должно проводиться в течение 5-7 с, при этом масса напыленной влаги составляет 5-10 г на тушку (в зависимости от ее размеров). Более длительное орошение нецелесообразно, так как влага начинает стекать с поверхности продукта;

- обдув тушки холодным воздухом со скоростью 2,5-4 м/с производится до полного испарения напыленной влаги. Поскольку с каждым последующим этапом «напыление-обдув» температура поверхности тушек понижается, и влага испаряется медленнее, продолжительность обдува от этапа к этапу необходимо увеличивать.

На каждом этапе, кроме последнего, рекомендуемая температура охлаждающего воздуха составляет 0°С, на последнем - -4- -7°С. При интенсивном испарении влаги с поверхности тушек на первых этапах применение температуры охлаждающего воздуха 0°С позволяет избежать образования снеговой шубы на испарителе воздухоохладителя. В то же время достаточно высокая температура продукта обеспечивает высокий темп охлаждения на этих этапах. Понижение температуры воздуха на последнем этапе до -4- -7°С позволяет сохранить высокий темп охлаждения на завершающей стадии процесса. Низкая температура поверхности тушек на этом этапе приводит к незначительному испарению влаги и, следовательно, к низкому инееобразованию на поверхности испарителя воздухоохладителя. Кроме того, при низкой температуре и сравнительно небольшой продолжительности последнего этапа охлаждения не происходит подмораживания влаги на поверхности тушек птицы.

Для охлаждения тушек до требуемой среднеобъемной температуры 4°С необходимы 3-4 этапа «напыление-обдув» общей продолжительностью 35-70 мин, в зависимости от размеров тушки. При воздушном охлаждении с теми же параметрами проведения процесса его продолжительность увеличивается в 1,5 раза.

Необходимо также отметить, что после гидроаэрозольно-испарительного охлаждения тушки птицы приобретают ровный белый цвет, округлую форму, а потеря растворимых белков практически отсутствует.

Основные преимущества гидроаэрозольно-испарительного способа охлаждения тушек птицы заключаются в следующем:

- сокращается расход воды на охлаждение;

- отсутствует перекрестное обсеменение тушек птицы микроорганизмами;

- в аппарате гидроаэрозольного охлаждения для обеспечения работы форсунок не требуется установка системы оборотного водоснабжения;

- уменьшается общее время охлаждения;

- уменьшается периодичность оттайки теплообменной поверхности воздухоохладителя;

- улучшаются санитарно-гигиенические условия производственного процесса холодильной обработки;

- повышается качество и товарный вид продукции.

При производстве рыбных вареных и копченых колбасных изделий используют охлажденную или мороженую рыбу разных видов по качеству не ниже I сорта. Согласно рецептуре, при изготовлении колбасного фарша добавляют сливочное или растительное масло, маргарин, яйца или яичный меланж, белковую пасту «Океан», мясо китовое, свиное и говяжье, шпиг свиной колбасный, крахмал, пшеничную муку, специи и другие компоненты. Смесь тщательно перемешивают, шприцуют в натуральные или искусственные оболочки. Батоны с фаршем перевязывают или клипсуют, направляют на осадку, а затем - на термическую обработку.

При производстве вареных рыбных изделий (колбас и сосисок) термическую обработку (варку) производят паром или в воде при температуре 85-95°С до температуры внутри изделия не менее 80°С. Затем продукцию охлаждают водой (орошением) или в воздушной камере до температуры в центре батона 8-15°С.

Термическая обработка копченых колбас производится в комбинированных камерах непрерывного действия и включает обжарку при медленном повышении температуры до 90-95°С в течение 1,5-2,5 ч, охлаждение до температуры 72°С, варку при температуре 78°С в течение 20-30 мин и копчение при температуре 35-45°С в течение 6-12 ч. Охлаждение готовой продукции производится в камере созревания при температуре 10-12°С и относительной влажности воздуха 75-80% до температуры внутри батона 15-18°С с выдержкой в течение от 8 ч до 3 суток для достижения стандартной влажности колбасных изделий.

Пастеризованные мясные консервы охлаждают комбинированным способом - вначале водой, затем в воздушной среде при температуре 0-2°С и скорости движения воздуха до 3 м/с. Продолжительность охлаждения не превышает 24 ч. В туннели и аппараты конвейерного типа помещают продукты в картонных коробках, лотках, поддонах или на этажерках. Направление движения воздушных потоков в аппаратах зависит от размера, формы продуктов и способа их размещения на конвейере.

Животные пищевые жиры подвергают охлаждению перед упаковкой в тару с целью получить плотную консистенцию и однородную структуру продукта, а также свести к минимуму окислительные и гидролитические процессы. При использовании в качестве упаковки объемной тары жиры охлаждают одностадийным воздушным способом, при этом температуру говяжьего и бараньего жира понижают от 65 до 40°С, а свиного и костного - до 25-24°С. При упаковке жиров на фасовочных автоматах массой по 250 и 500 г для придания продукту необходимой пластичности жиры предварительно охлаждают до температуры 35°С, а после фасовки - до 12-21°С. Целесообразно охлаждать жиры перед упаковкой в среде инертного газа, что позволяет свести к минимуму нежелательные химические и биохимические процессы в продуктах.