Оценка продолжительности процесса

Цель работы: Познакомиться с характеристикой процесса размораживания, способами размораживания. Разморозить выданные продукты тремя наиболее распространенными способами: на воздухе, в воде и в СВЧ-печи. Рассчитать продолжительность процесса и сравнить расчетные данные с экспериментальными

Теоретическая часть

Известно, что лучше всего питаться свежими продуктами. В овощах и зелени с грядки наибольшее количество витаминов и микроэлементов, необходимых для нашего здоровья. Это же справедливо для ягод с веточки и фруктов с дерева. Парное мясо и свежая рыба тоже наиболее питательны и вкусны. К сожалению, для большинства из нас мечта о постоянном питании только свежими продуктами несбыточна. Поэтому люди изобрели различные технологии для длительного сохранения продуктов. В бытовых и промышленных условиях наилучшим средством сохранения питательных и вкусовых качеств продуктов является холод. Длительное хранение становится возможным только после глубокого замораживания продукта.

Мороженые продукты перед использованием в пищу должны быть обязательно разморожены (дефростированы). Размораживание – завершающая стадия низкотемпературной обработки продуктов, осуществляемая непосредственно перед его переработкой. В соответствии с современными представлениями размораживание рассматривается как процесс, обратный замораживанию. Он состоит в таянии кристаллов льда и восстановлении первоначальной гистологической структуры тканей.

Характеристика процесса размораживания. Размораживание – это тепловой процесс, при котором определенное количество теплоты передается продукту для повышения его температуры от начальной (минус 18 °С) до конечной (минус 1 °С или выше). При размораживании в продукте происходят, прежде всего, изменения, связанные с таянием кристаллов льда и поглощением воды тканями. Если вся вода, образующаяся при таянии кристаллов льда, поглощается тканями, то размороженная продукция по своим свойствам близка к свежей. Если выделилось значительное количество тканевого сока при раз­мораживании, это свидетельствует о снижении пищевой ценности продукта в процессе холодильной обработки: например, мясо стано­вится волокнистым, сухим и жестким.

Качество размороженного продукта зависит от степени свежести сырья перед замораживанием, скорости замораживания, режимов и сроков холодильного хранения, а также условий размораживания. Основные технологические задачи, которые решаются при разморажива­нии, - максимальное уменьшение потерь тканевого сока и достижение наибольшей обратимости процесса низкотемператур­ной обработки.

Нежелательные изменения свойств продуктов при размораживании, как и при замора­живании, происходят в основном в интервале температур от минус 1 °С до минус 5 °С. Для продуктов животного происхождения это связано с денатурацией белков. Поэтому чем быстрее при размораживании проходят эту критическую зону температур, тем меньше изменяются свой­ства продукции. Так, при быстром размораживании рыбы (в воде) количество выделяемого мышечного сока примерно в 1,5 раза меньше по сравнению с медленным размораживанием (во льду и на воздухе).

Слишком медленное размораживание, при котором продукт дли­тельное время находится в зоне неблагоприятных температур (ми­нус 5 - минус 1 °С), способствует денатурации белков, отделению мышечного сока и значительному ухудшению консистенции.

Условия теплообмена при замораживании и оттаивании неодинаковы. В процессе замораживания теплота из внутренних слоев продукта передается охлаждающей среде через замороженный слой, в то время как при размораживании тепло­вой поток устремляется в обратном направлении через поверхнос­тный размороженный слой к замороженному. Теплопроводность размороженного слоя продукта в 2,5-3,0 раза меньше, чем замо­роженного, поэтому термическое сопротивление его достаточно велико и при большом температурном градиенте между теплоно­сителем и продуктом возможны местные перегревы поверхности продукта, ухудшающие его качество. Это не касается замороженных полуфабрикатов, размораживание которых совмещается с кулинарной обработкой. В обычных случаях темпе­ратура теплоносителя не должна превышать 20 °С.

Процесс размораживания можно разделить на три периода:

· период нагревания продукта от температуры в морозильной камере до температуры плавления кристаллов льда в материале;

· период перехода кристаллов льда в продукте в жидкое состояние (т.е. период собственно размораживания);

· период нагревания продукта до температуры потребления.

В первом периоде продукты отогреваются.. В случае если они попадают из холодной среды морозильной камеры в теплое помещение кухни, сконденсированная на их поверхности влага является благоприятной средой для развития микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов. Поэтому размораживание в первом периоде должно быть либо возможно коротким, либо выполняться в плюсовой камере холодильника.

Во втором периоде вода, образованная изо льда, начинает взаимодействовать с содержащимися в продукте витаминами и химическими соединениями, постепенно возобновляют свою деятельность активные вещества (ферменты). Из сказанного следует основное правило для процесса размораживания: надо, чтобы оно происходило по возможности быстро.

Количество теплоты, необходимой для полного разморажива­ния, определяют по формуле

Q = G (i _к – i _н) = G (c_m (t _кр – t _н) + Wωr _л + c ₀ (t _к – t _кр))

где Q - количество теплоты, Дж; G - масса продукта, кг; (i_к – i_н) - разность удельных энтальпий при ко­нечнойt_ки начальной t_н температурах, кДж/кг; с_m и c₀– теплоемкость мороженого и размороженного продукта, кДж/(кг·К); t_кр – криоскопическая температура, ºС; W – содержание влаги в продукте, доли единицы; ω – количество вымороженной влаги, доли единицы, ω = 1 – (t_кр / t_ср); t_ср – среднеобъемная температура, ºС; r_л – теплота льдообразования, кДж/кг, r_л = 335,2 кДж/кг.

Таблица 1

Теплосодержание продуктов (энтальпия), кДж/кг

Из общего расхода теплоты основное количество (более 70 %) рас­ходуется на плавление кристаллов льда. Поэтому необходим интенсивный подвод теплоты к размораживаемому продукту при температуре минус 5 – 0 °С.