2 Выбор технологического оборудования для обеспечения технологического процесса

Технологическое оборудование составляет неотъемлемую часть технологического процесса. Существующий способ производства, включает перечень технологических операций и этот способ может быть реализован только при помощи рациональной последовательности использования технических объектов в виде машин и аппаратов, обеспечивающих выполнение указанных операций.

Разделка на отруба

Свиные полутуши 1, 2 и 3-й категорий в шкуре и соленый бекон используют на производство продуктов из свинины. Бекон используют целиком, полутуши разделяют на отрубы, придают им определенную форму и размеры. На крупных предприятиях свиные полутуши разделывают на специальных установках, на предприятиях средней и малой мощности — на подвесных путях; готовые отрубы передают на стационарные или конвейерные столы. Для производства продуктов из свинины свиную полутушу разделяют на три отруба (рис.4).

Рисунок 2 – Схема разделки свиных полутуш для производства продуктов из свинины:

I-передний отруб; 1- щековина; 2- плечелопаточная часть; II -средний отруб; 3 -корейка; 4 - грудинка; III- задний отруб; 5- тазобедренная часть.

Передний отруб (плечелопаточную часть) отделяют между 4-м и 5-м спинным " позвонком полутуши и используют для приготовления воронежского окорока, ветчины в форме, ростов­ского рулета, столичного бекона и рулетов копчено-запеченных с предварительным отделением ребер и межреберного мяса, а также щековины в случае разделки свинины с баками. Щековину отделяют по прямой линии в поперечном направлении к положению шеи перед 1-м шейным позвонком. Для изготовления столичного бекона используют шейно-лопаточную часть переднего отруба, отделяя его по границе с лопаткой. Оставшуюся часть направляют на выработку рулета копчено-запеченного.

Задний (тазобедренная часть) отруб отделяют между пе­редним поясничным и 1-м крестцовым позвонками полутуши и используют для приготовления тамбовского окорока, ленин­градского рулета, шинки по-белорусски.

Из среднего отруба выпиливают с помощью ленточных пил грудную кость в месте сочленения ее с реберными хрящами и позвоночник у основания ребер. Затем по всей длине выделяют (выпиливают) корейку шириной 14—15 см (длина ребер не более 8 см) и грудинку шириной 22—30 см, нижняя граница которой проходит по границе сосков. Полуфабрикатам для изготовления штучных изделий (око­роков, кореек, грудинок и др.) придают определенную форму в соответствии со стандартом. Для изготовления бескостных изделий обвалку костных отрубов выполняют по технологическим регламентам колбасного производства. Для разделки туш на отруба используют дисковые пилы.

Дисковые пилы применяют на всех операциях разделки туш - при распиловке грудины и туш на полутуши, отделении рогов и ног, разделке туш на отрубы и т. д. Дисковые пилы бывают переносные (ручные) н стацио­нарные. Переносные пилы изготовля­ют с электромеханическим и пневма­тическим приводами для выполняемой операции применяют пильное полотно диаметром 160...720 мм с глубиной пропила со­ответственно 55...305 мм. На базе дисковых пил созданы автоматизиро­ванные агрегаты для распиловки туш на полутуши.

Дисковые пилы характеризуются небольшой массой, приведенной к 1 кВт мощности привода, которая примерно вдвое меньше, чем у плас­тинчатых пил. Они легче в управле­нии и обслуживании, имеют более простой привод, меньше и уровень вибраций, которые передаются на руки человека. К недостаткам этих пил относится сравнительно большая толщина пильного полотна, которая возрастает с увеличением диаметра пилы. Толщина пильного полотна 5 (мм) зависит от прочности и устойчи­вости и определяется по формуле:

(1)

где D-диаметр диска, мм

Переносные дисковые пилы имеют схожие конструкции и различаются видом двигателя и наличием фикси­рующих приспособлений, необходи­мых для упрощения выполняемых операций.

Дисковая переносная пила с элек­троприводом состоит из корпуса 7, в котором на радиально-упорных подшипниках установлен вал 8. На консольном конце вала гай­кой 9 закреплено дисковое пильное полотно 1. К корпусу прикреплен и электродвигатель 4, от которого дис­ковое пильное полотно приводится во вращение через коническую зубчатую передачу.

На корпусе предусмотрены кронш­тейн 3 для подвески пилы и рукоятка 5, в которой имеется рычаг управле­ния 6. С холостой стороны пильный диск закрыт защитным кожухом 2. Пила снабжена магнитным тормозом, который останавливает полотно за доли секунды при выключении элект­родвигателя.

Дисковая пила с пневмоприводом аналогична по конструкции, но в корпусе 1 размещена воз­душная турбина, сжатый воздух к которой подается по шлангу через штуцер 5 в рукоятке 4. Золотник по­дачи воздуха управляется рычагом в. Пилы подобной конфигурации при­меняют при разрезании грудины, раз­делении туш на полутуши и четверти­ны. В зависимости от выполняемой операции используют треугольную на­резку зубьев: мелкую с шагом 3.5...6 мм. среднюю с шагом 9...13 и грубую с шагом 25...30 мм. Для уве­личения износостойкости применяют пилы с приваренными зубьями из твердых сплавов. В зависимости от диаметра пильного диска изменяются масса пилы и мощность привода. При диаметре пильного диска 160 мм мас­са пил с электроприводом в среднем равна 5 кг. мощность 0,65 кВт, при 700 мм — масса 60 кг, мощность 3 кВт. При использовании пневмати­ческого привода масса пилы снижает­ся на 20...25 %. Все виды пил образуют при разре­зании мясокостного сырья опилки, состоящие из кости, жира и мышеч­ной ткани. Объем этих опилок зави­сит от ширины пропила, которая, в свою очередь, связана с толщиной пильного полотна и величиной раз­водки зубьев, необходимой для того, чтобы пильное полотно не заклинива­лось.

Рисунок 3 – Дисковые пилы:

а- с электроприводом: 1-дисковое пильное полотно; 2- защитный кожух; 3- кронштейн для подвески; 4- электродвигатель; 5- рукоятка; 6- рычаг управления; 7- корпус; 8- вал; 9- гайка;

б- с пневмоприводом: 1-пильный диск; 2- защитный кожух; 3,4- рукоятки; 5- штуцер для подачи воздуха; 6- рычаг управления; 7- корпус

Посол

Посол проводят тремя способами: сухим (сухой посоленной смесью), мокрым (рассолом) и смешанным (комбинирование сухого и мокрого посола) с предварительным шприцеванием и без него. При сухом метопе посола вследствие гигроскопичности поваренной соли и за счет влаги сырья образуется рассол, и в итоге сухой метод сводится к мокрому методу посола.

Фильтрационно-диффузионное накопление и распределение посолочных веществ в мясе. Посолочные вещества в системе рассол — ткань перемещаются путем диффузии. Скорость диф­фузии определяют законом Фика:

(2)

где с - концентрация диффундирующих веществ,%; 𝛕- длительность процесса диффузии (посола), с; D- коэффициент диффузии вещества в воде, м²/с; – градиент концентрации в направлении диффузии.

Из закона Фика вытекает выражение:

𝛕= (3)

где d- постоянная, равная 1,08;h - глубина проникновения посолочных веществ в продукт, м; D_tk- коэффициент проникновения вещества в ткань продукта, м²/с ; c_p- концентрация вещества в рассоле, % ; c_h- концентрация вещества в ткани на глубину h , %.

Движущей cилой процесса посола является разность кон­центраций солей в рассоле и в продукте. Скорость накопления соли в мясе резко снижается в течение посола вследствие уменьшения разности концентрации, поэтому все факторы, воздействие которых приводит к повышению концентрации соли на поверхности продукта, ускоряют процесс диффузии.

В условиях перемешивания основное сопротивление диффу­зионному потоку в рассоле оказывает диффузионный слой на границе раздела системы рассол — продукт. Ускорение и турбулизация движения рассола влекут за собой уменьшение толщины этого слоя и увеличение скорости посола.

Причинами ускорения процесса посола в поле механических колебаний звуковых и ультразвуковых частот являются уменьшение толщины диффузионного пограничного слоя и повышение температуры системы рассол — продукт.

В гетерогенной системе рассол — продукт распределение посолочных веществ зависит главным образом от величины сопротивления, оказываемого тканями продукта диффузионному потоку. Критерием процесса служит коэффициент проникнове­ния (проницаемости) ткани. Проницаемости мышечной, соединительной и жировой тканей соотносятся примерно как 8:3:1, поэтому наличие жировых тканей замедляет накопле­ние и перераспределение в продукте посолочных веществ. Мышечная ткань анизотропна , ее проницаемость вдоль мышеч­ных волокон примерно на 11 % выше, чем поперек волокон, что свидетельствует о перемещения посолочных веществ преимущественна по межклеточному пространству ткани. Воз­действия, ведущие к увеличению проницаемости ткани, обус­ловливают более быстрое и равномерное распределение в ней посолочных веществ. Изменение проницаемости ткани в про­цессе автолиза и длительного посола связано с ферментативным изменением структуры (разрыхлением) ткани и увеличением проницаемости тканевых мембран. Проницаемость разморожен­ной ткани выше, чем охлажденной, вследствие разрушения ее кристаллами льда.

Продолжительность диффузии прямо пропорциональна квад­рату глубины проникновения, и при уменьшении толщины сырья резко сокращается период посола. В связи с этим при посоле используют мясные отрубы и бескостное сырье, а также вводят рассол внутрь сырья путем инъекции, в результате чего в, нем образуются начальные зоны накопления рассола.

Фильтрационное распределение посолочных веществ в мясе. Исследования показали, что посол мясопродуктов целесообразно осуществлять в условиях активных механических воздействий. К таким воздействиям относятся инъецирование рассола, массирование, вибрация, электромассирование и др. Переменное механическое воздействие вызывает наряду с диффузионным обменом интенсивное механическое перемещение рассола и посолочных веществ и более равномерное их распределение по объему продукта.

Процесс распределения рассола и его компонентов при приложении механических воздействий подчиняется закону нестационарной фильтрации. В случае однонаправленного воз­действия этот процесс описывается выражением

(4)

где р - давление, Па; 𝛕- длительность воздействия, с; к- коэффициент пьезопроводности, м²/с; х- глубина перемещения рассола, м.

Движущей силой процесса фильтрации служит возникающий при механическом воздействии градиент давлений. Коэффициент пьезопроводности зависит от проницаемости тканей, вязкости рассола, размеров входящих в его состав частиц, а также параметров механического воздействия. Значения коэф­фициента пьезопроводности при прочих идентичных условиях больше соответствующих значений коэффициента проникновения, что и объясняет ускорение массообмена при посоле в условиях механических воздействий. При шприцевании через кровеносную систему вводят полую иглу с центральным отверстием. Давление рассола в обоих случаях 0,2—1,0 МПа. Струйное шприцевание осуществляют с помощью насадки, имеющей отверстия 0,1—0,3 мм, через рассол выходит в виде струй под высоким давлением (10—30 МПа).

При инъецировании уколами начальная зона накопления рассола около каждого отверстия иглы имеет форму, прибли­жающуюся к эллипсоиду вращения. Массоперенос в пределах этой зоны происходит преимущественно по пространству между волокнами. Проникновение посолочных веществ непосредственно в мышечные волокна идет путем диффузии в основном в период выдержки в посоле. Размеры зоны зависят от структуры ткани, направленности иглы относительно мышечных волокон, давления инъецирования, количества вводимого рассола и других факторов. С повышением давления размеры зон начального накопления существенно увеличиваются.

При шприцевании через кровеносную систему иглу вводят в крупные кровеносные сосуды — бедренную или лопаточную артерии, расположенные у поверхности отруба. Рассол прони­кает по кровеносной системе, включая капилляры, в те области отруба, которые снабжаются кровью от этих сосудов. В те области, куда рассол не поступает, шприцуют дополнительно методом уколов. Выдержка в рассоле или вне рассола при шприцевании через кровеносные сосуды менее длительная, чем при шприцевании уколами.

При струйном инъецировании струя рассола пробивает ткань и образуется начальная зона накопления в виде канала. По мере снижения энергии струи канал переходит в эллипсовидное тело. При этом способе можно вводить многокомпонентный рассол, включающий крупные частицы (белки, жиры, фермен­ты, микроорганизмы). Рассол частично внедряется непосредст­венно в мышечные волокна. Струйное инъецирование обеспе­чивает более равномерное распределение компонентов рассола, чем игольное.

При безыгольной (струйной) инъекции мяса многокомпонен­тным рассолом расстояние между точками инъекций не должно превышать 2 см, при традиционном методе — 4,5 см. Шприцевание окороков уколами в мышечную ткань осуще­ствляют по общепринятым схемам (рис. 10.9). Несколько уколов делают в места сочленения костей. При шприцевании окорока вводят В—10 % рассола от его массы, при шприце­вании кореек и

грудинок — 4—5 %. Перед шприцеванием определяют исходную массу каждого отруба и с помощью спепиальных таблиц устанавливают, какой должна быть масса отруба после шприцевания. Для механизации шприцевания костных и бескостных отрубов применяют многоигольчатые щприцы различных марок.

Рисунок 4 - Схема уколов при шприцевании свиных окороков:

а – заднего; б–переднего; 1-8 –места уколов.

На предприятиях большой и средней мощности используются многоигольчатые шприцы ФАП или «Инжект-Стар Би 25». Шприц состоит из станины, приемного лотка, пластинчатого конвейера и шприцевальной головки. На пред­приятиях малой мощности можно использовать многоигольчатые шприцы марки «Инжект-Стар Би 18».

Механическое воздействие. При посоле с применением шприцевания распределение посолочных веществ протекает в две фазы: непосредст­венно при шприцевании и при последующей обработке продукта.

Рисунок 5 – Многоигольчатый шприц «Инжект-Стар Би 25»:

1—станина; 2 — приёмный лоток; 3—конвейер; 4— шприцевальная головка.

Рисунок 6 - Массажёр типа ДК-81:

1-ёмкость для мяса; 2- вертикальная мешалка; 3- привод мешалки.

При небольшом определяющем размере мяса (20-30 мм) накопление в нём (впитывание) рассола и равномерное распределение посолочных веществ могут происходить при механическом воздействии и без предварительного шприцевания.

Посол - массообменный процесс, при котором в толще мяса происходит выравнивание концентрации посолочных ингридиентов за счет диффузионного переноса под действием разности концентраций на поверхности и в центре. Диффузионные процессы протекают медленно, поэтому для их интенсификации применяют физические, механические воздействия. В кусках мяса создают переменные напряжения, деформации

сжатия и их релаксацию. При этом происходит переход от диффузионного к диффузионно-фильтрационному переносу. Подобная механическая обработка не только ускоряет внутренний перенос, но и создаёт условия для размягчения тканей, выхода части белков в свободную фазу, образования водо-жиро-белковой композиции.

Применяют массажёры с вертикальными и горизонтальными корпусами, атмосферные и вакуумные. Массажёр ДК-82 фирмы «Белам» (Голландия) открытого типа с вертикальным корпусом- чаном 1 и двумя вертикальными лопастями 2. Чан прямоугольной формы имеет ножки, высота которых позволяет поднимать его вилками электрокара. Сверху на фланце чана закреплена рама 4, на которой установлен привод лопастей 6, от которого приводится во вращение корпус планетарной передачи 5 и внутренние зубчатые колёса, обеспечивающие вращение лопастей валами

Рисунок 7 – Массажёры фирмы «Белам» :

а-ДК-82: 1-чан; 2-лопасти; 3-валы лопастей; 4-рама; 5-планетарная передача; 6-привод лопастей.

б –ДК-20: 1-чан; 2-вал лопастей; 3-лопасти; 4-рама; 5-привод лопастей

Частота вращения лопастей изменяется от 0,05 до 0,13 с^-1. Мощность электродвигателя привода 0.74 кВт, ёмкость чана 0,7 м³ , масса установки 335 кг.

Массажёр ДК-20 той же фирмы имеет такой же прямоугольный чан 1, выполненный из нержавеющей стали, но перемешивающие лопасти 3 горизонтальные и закреплены на вертикальном валу 2. Привод вала 5 установлен на раме 4, закреплённой на верхнем фланце чана. Мощность электродвигателя 0.3 кВт, ёмкость чана 0,45м³, частота вращения вала 0,22с^-1. Эти массажёры загружают посоленным на игольчатых шприцах мясом, заливают посолочной смесью и электрокаром отвозят в помещение с температурой около 4⁰С. Приводы лопастей присоединяют к пульту с программируемой управляющей системой, обеспечивающей прямое и обратное вращение лопастей, паузу и общую продолжительность процесса в зависимости от вида мяса. Общая продолжительность массирования доходит до 18 ч.

Массажёры другого вида изготавливают в виде лопастных смесителей. Массажёр фирмы «АМФЕК» (США) вакуумный состоит из дежи 5, сваренной в виде двух полуцилиндров, верхней крышки 4, герметично закрывающей дежу, двух люков в передней стенке дежи, которые закрываются и открываются гидроцилиндрами 2. Верхняя крышка поднимается и опускается гидроцилиндром 3 через систему рычагов.

Рисунок 8 – Вакуумный массажёр фирмы «АМФЕК» :

1-рама; 2-гидроцилиндры люков выгрузки; 3-гидроцилиндр открывания крышки; 4-крышка; 5-дежа; 6-привод лопастных валов; 7-гидросистема; 8-вакуумный насос; 9-вал; 10-рычаг; 11-лопасть.

Внутри дежи размещены два лопастных перемешивающих вала, состоящих из собственно вала 9, специально спрофилированных лопастей 11 и рычагов 10. Лопасти установлены под углом к оси вала. Привод обеспечивает возможность регулирования частоты вращения лопастных валов в пределах 0.31..3,6с^-1.

Дежу закрепляют на сварной раме 1. На которой также размещён вакуумный насос 8, гидросистема 7 и электрооборудование. Управление машиной в ручном или автоматическом режиме производят с пульта, закреплённого сбоку на даже.

Массажёры этой серии выпускают с дежой, обеспечивающей единовременную загрузку от 1800 до 2700 кг мяса. Подобного типа массажёры, выпускаемые рядом зарубежных фирм, обеспечивают единовременную загрузку 400…500 кг посоленного мяса. Обработка сырья в этих массажёрах очень эффективна, и общая продолжительность процесса составляет от одного до нескольких часов.

Сухой посол применяют при производстве таких изделий, как свинина прессованная, карбонад, буженина, а также при высоком содержании в сырье жировой ткани (шпика).

Перед термической обработкой мясное сырье вымачивают, промывают, обваливают (если посол сырья осуществляли на костях) и формуют.

Для снижения содержания поваренной соли в поверхностных слоях отрубов и кусков мяса для изготовления сырокопченых продуктов сырье после посола вымачивают в воде при температуре не выше 20 ⁰С. Продолжительность вымачивания зависит от размеров соленого полуфабриката и составляет для окороков, рулетов и филея 1—1,5 ч, для кореек и грудинок 0,5—1,0 ч„

Промывку водой при температуре не выше 20⁰С проводят после мокрого или смешанного посола, а также после вымачивания сырья для сырокопченых изделий. После промы­вания соленый полуфабрикат оставляют на 0,3—3 ч для стекания воды. Затем костные полуфабрикаты подпетливают шпагатом, бескостные — формуют в металлические формы, пленки или колбасные оболочки и направляют на термическую обработку.

К термической обработке относятся копчение, варка, запе­кание, сушка и охлаждение.

Копчение. Эту операцию проводят при производстве копчено-вареных, копчено-запеченных и сырокопченых изделий.

В период копчения одновременно с поглощением мясным полуфабрикатом коптильных веществ протекают и другие процессы. В сочетании с обезвоживанием, сушкой и консер­вирующим действием содержащейся в соленом полуфабрикате поваренной соли копчение обеспечивает достаточную устойчи­вость изделий к действию микроорганизмов. Копчение следует рассматривать как комплекс взаимосвязанных процессов: собст­венно копчение, обезвоживание и биохимические изменения.

Характер протекающих процессов обусловливается режимом копчения. При горячем копчении (30—50 ⁰С) и при копче­нии-запекании (80—95 ⁰С) происходят сваривание коллагена и частичная денатурация белков, при холодком копчении (30—35 или 18—22 ⁰С) развиваются ферментативные процессы» Скорость движения коптильной среды 0,125—0,35 м/с.

В процессе собственно копчения в продукте накапливаются и перераспределяются коптильные вещества. Взаимодействие продукта с коптильными веществами определяется наличием реакционно способных

функциональных групп в молекулах азотистых и других веществ, мясопродуктов и высокой хими­ческой активностью некоторых компонентов дыма. На коллаген и другие фибриллярные белки животных тканей коптильные вещества оказывают дубящее действие. Наиболее активным при этом является формальдегид, менее выражены дубильные свойства у уксусного альдегида, креолина и формальдегидных смол» Основная масса коптильных веществ, главным образом, фенольных, накапливается в поверхностном слое, в централь­ную часть продукта они не проникают. Общее количество, фенольных веществ зависит от густоты дыма: при копчении дымом нормальной густоты их содержание во внешнем слое, 0,013—0,016%, при более слабом дыме — 0_Т01 %. Внутри продукта фенольных соединения интенсивнее накапливаются в, жировой ткани, чем в мышечной; во внутренних слоях продукта их содержание в жировой ткани в 1,5—2 раза, а в центре в 3—4 раза выше, чем в мышечной. Неравномерность, распределения этих веществ увеличивается с течением времени.

Большую роль играет вид сжигаемой древесины. Практически все компоненты дыма обладают вкусом и запахом, для многих из них характерны жгучий горьковатый вкус и острый сильный запах. В холе адсорбции коптильных веществ на поверхности продукта и диффузии внутрь соотношение составных частей дыма резко меняется. После копчения с течением времени вкус и запах усиливаются. Вкус копченых изделий формируют фенольная фракция и нейтральные соединения органических кислот; запах — все фракции дыма, за исключением углеводной.

Копчение мясопродуктов приводит к изменению цвета и внешнего вида продукта. При несоблюдении режима копчения может ухудшиться товарный вид продукции, цвет становится либо светлым, что создает впечатление неполной готовности, либо темным. Характерный цвет поверхности копченых мясоп­родуктов получается вследствие осаждения окрашенных компо­нентов дыма на поверхности продукта и химического взаимо­действие некоторых коптильных веществ между собой, составными частями продукта или кислородом воздуха после осаждения на поверх- ности. Коптильные вещества обладают довольно высоким бактери­цидным и бактериостатическим действием. Наибольшей устой­чивостью к действию коптильных веществ обладают плесени_, они развиваются даже при неблагоприятной температуре и влажности воздуха на поверхности хорошо прокопченных продуктов. Очень устойчивы, хотя в меньшей степени, чем плесени, споры микроорганизмов. Бактерицидное действие коп­тильные вещества обеспечивают лишь на внешнем слое продукта, на глубине около 5 мм. Бактерицидный эффект копчения заключается в создании защитной бактерицидной зоны на поверхности продукта, предохраняющей его от поражения микрофлорой, прежде всего плесенью, извне.

Окорока и рулеты, выпускаемые в сырокопченом виде, коптят при 18—22 ⁰С в течение до 72 ч или при 30—35 ⁰С в течение 12—48 ч. Сырокопченые корейки, 1рудинки и другие продукты из свинины коптят при 30—35 ⁰С в течение 12—48 ч.

Варка. Этот способ тепловой обработки мясопродуктов используют как промежуточный процесс технологической обра­ботки или как заключительный этап производства продукции, на котором продукты доводят до полной кулинарной готовности.

Как было сказано выше, варку осуществляют горячей водой, паровоздушной смесью или влажным воздухом. Варка также происходит при нагревании полуфабрикатов н металлической форме в выделяющемся бульоне. Во всех случаях происходит влажный нагрев, который сопровождается денатурацией белков и отделением воды. При нагревании до 60 ⁰ С денатурирует свыше 90 % белков мяса. При 60—70 ⁰ С разрушаются пигменты, придающие мясу окраску, и если перед варкой в мясо не был добавлен нитрит натрия, то оно приобретает сероватый (свинина) или коричневатый (говядина и баранина) цвет. При добавлении нитрита натрия мясо после варки приобретает розово-красную окраску.

При температуре 58—60⁰С происходит переход коллагена в водорастворимый глютин, который усваивается организмом человека. Варку заканчивают при достижении температуры в толще изделий 70—72 ⁰С

При варке погибает основная масса микроорганизмов, фермен­ты инактивируются, поэтому мясопродукты дольше сохраняются.

При варке в воде некоторые компоненты продукта переходят в воду, а поскольку варка длится несколько часов (крупные окорока варят до 8—10 ч), то потери составных частей продукта довольно значительны. Они зависят от температуры и продолжи­тельности варки, размеров продукта и соотношения количеств продукта и воды. С повышением температуры варки увеличивается количество выплавляющегося жира. Так, при варке соленой свинины теряется 25—35 % воды, 5—7 % азотистых веществ, более 50 % поваренной соли нитрита натрия и других минеральных веществ; в бульон переходит жир (до 5 % массы свинины). При варке в воде копченых изделий теряется некоторое количество коптиль­ных веществ. Следовательно, с повышением температуры воды уменьшается выход продукции и увеличиваются потери ценных в пищевом отношении азотистых веществ и жира.

По мере обезвоживания продукта ори тепловой обработке возрастает его жесткость, поэтому продукты, сваренные при более низкой температуре, более нежные, однородные по консистенции и более сочные.

Теплопроводность мяса сравнительно невысокая, поэтому, когда в центре продукта температура достигает 70—72 ⁰С, температура в других частях выше этого значения и у поверхности приближается к температуре греющей среды.

Неравномерность нагревания тем больше, чем выше темпера­тура

греющей среды и больше размеры продукта. Соответст­венно изменяются прочностные характеристики в разных точках изделия к концу тепловой обработки.

Таким образом, чем ниже температура тепловой обработки, тем больше выход и выше качество продукта» По этой причине варку проводят при температуре, близкой к 70—72 ⁰С. Для окороков оптимальная температура греющей среды 70 ⁰С. Их погружают в воду, предварительно нагретую до 95—98 ⁰С, чтобы уменьшить потери растворимых белков, так как в момент погружения на поверхности продукта образуется уплотненный слой из денатурированных белков. Происходит разваривание соединительной ткани в центральной части окорока; варку окорока считают законченной, когда темпера­тура в его центре достигает 70—72 ⁰С.

Потери веществ при варке в воде происходят в результате диффузии между водой и продуктом и прямо пропорциональны объему воды, в которой производят варку. В связи с этим варку лучше проводить в минимально необходимом объеме воды и как можно реже менять воду.

При варке соленого мяса количество в нем нитрита натрия снижается в 40—50 раз преимущественно в результате распада и его связывания с аминокислотами. При варке копченых мясопродуктов часть коптильных веществ подвергается химиче­ским изменениям, которые мало изучены. Так, количество альдегидов уменьшается в 10—30 раз.

При нагреве мясопродуктов типа ветчины паром потери составных частей продукта несколько меньше, так как практически нет миграции веществ в греющую среду. Если нагрев производить увлажненным горячим воздухом, то потери становятся ещё меньше. При таком нагревании часть влаги, выпрессованной в результате сжатия продукта, испаряется в окружающую среду

и количество бульона, оттекающего от продукта, значительно уменьшается.

Минимальные потери наблюдаются при варке в формах, обогреваемых горячей водой или паром, в оболочке или в пленке. Этот способ варки широко используют в производстве бескостной ветчины. Выход и качество продукта после варки в формах, оболочке или полимерных пленочных материалах выше, чем при варке в воде.

Хороший результат получается в том случае» когда посол свинины производят с применением веществ, повышающих водосвязывающую способность белков мяса, например фосфатов. Применение фосфатов позволяет снизить потери при варке примерно на 30 %, однако фосфаты заметно изменяют вкус ветчинных изделий»

После варки изделия охлаждают в камерах при 0—8 ⁰С до достижения температуры в толще не выше 8

Запекание. Это тепловая обработка мясопродуктов сухим горячим воздухом при температуре выше 85 ⁰С Запекание осуществляют в контакте с греющей средой либо в формах достижение температуры в центре продукта 70—72⁰С.

При запекании конвективный нагрев горячим воздухом в большей или меньшей мере дополняется путем теплоизлучения (либо

теплопроводности при нагреве в форме), В результате быстро устанавливается градиент температур, направленный от периферии продукта к его центру. По этой причине внешний слои обезвоживается не только из-за интенсивного испарения влаги во внешнюю среду, но и вследствие переноса влаги в направлении теплопотока (т. е. от поверхности к центру). Таким образом, нагрев почти с самого начала происходит при наличии сухого слоя на поверхности продукта. Эти особенности нагрева предопределяют особенности изменений продукта: для его поверхности харак­терны изменения, присущие сухому нагреву, для внутренней части — присущие влажному.

Внешний слой уплотняется и упрочняется, во внутренних слоях развиваются процессы гидротермического распада. Потери при запекании "обусловлены испарением влаги и плавлением небольшого количества жира. Таким образом, при запекании практически все составные части продукта сохраняются. Сни­зить эти потери можно, Применяя полимерные пленочные материалы. При производстве копчено-запеченных изделий соленые полуфабрикаты формуют в полимерные пленки.

При производстве копчено-запеченных изделий процесс запекания совмещают с копчением.

Жарение. Под жарением понимают тепловую обработку мясных продуктов в присутствии достаточно большого количества жира (5—10 % массы продукта). Расплавленный жир выполняет роль жидкого теплоносителя и обеспечивает равномерный нагрев всей поверхности и на некоторую глубину до температуры выше 100 °С в условиях, близких к сухому нагреву. Жир обладает небольшой теплопроводностью и защищает продукт от сильного местного перегрева. В процессе обжаривания происходят специ­фические химические изменения компоненте» жира, что придает продукту своеобразные запах и вкус.

При обжаривании, как и при запеканки, обезвоживается наружный слой вследствие испарения воды и термовлагопроводности. Температура поверхностного слоя при обжаривании повышается до 135 ⁰С и более.

При изготовлении жареных буженины и карбонада жарение производят на плите в течение 1 ч, после чего продолжают жарение в духовом шкафу при 150—170 ⁰С буженины в течение 2,5—4 ч, карбонада — 0,5 ч. Готовые изделия охлаж­дают при 0—8 "С до достижения температуры в толще изделия 8°С и ниже.

Запекание. Это тепловая обработка мясопродуктов сухим горячим воздухом при температуре выше 85 ⁰С . Запекание осуществляют в контакте с греющей средой либо в формах до достижение температуры в центре продукта 70—72⁰С

При запекании конвективный нагрев горячим воздухом в большей или меньшей мере дополняется нагревом путем теплоизлучения (либо теплопроводности при нагреве), В результате быстро устанавливается градиент температур, направленный от периферии продукта к его центру. По этой причине внешний слои обезвоживается не только из-за интенсивного испарения влаги во внешнюю среду, но и вследствие переноса влаги в направлении теплопотока (т. е. от поверхности к центру). Таким образом, нагрев почти с самого начала происходит при наличии сухого слоя на поверхности продукта. Эти особенности нагрева предопределяют особенности изменений продукта: для его поверхности харак­терны изменения, присущие сухому нагреву, для внутренней части — присущие влажному.

Внешний слой уплотняется и упрочняется, во внутренних слоях развиваются процессы гидротермического распада. Потери при запехании "обусловлены испарением влаги и плавлением небольшого количества жира. Таким образом, при запекании практически все составные части продукта сохраняются. Сни­зить эти потери можно, Применяя полимерные пленочные материалы. При производстве копчено-запеченных изделий соленые полуфабрикаты формуют в полимерные пленки.

При производстве копчено-запеченных изделий процесс запекания совмещают с копчением.

Жарение. Под жарением понимают тепловую обработку мясных продуктов в присутствии достаточно большого количества жира (5—10 % массы продукта). Расплавленный жир выполняет роль жидкого теплоносителя и обеспечивает равномерный нагрев

Печи для запекания. Запекание мясных изделий (мясные хлеба, паш­теты, буженина, окорока, карбонад) производят горячим воздухом в ротацион­ных печах с газовым или электрическим обогревом, в шахтных печах или авто-коптилках, но при соответствующих температурах обрабатывающей среды. Копчение-запекание производят воздушно-дымовой смесью.

Шахтные установки были рассмотрены в разделе копчение. Ротационные печи бывают с ротором, вращающимся на горизонтальном или вертикальном валах.

Печь ротационная К7-ФП2-Г предназначена для запекания мясных хлебцев, буженины, карбонада и других изделий без оболочки, а также стерилизации условно годного мяса.

Она представляет собой термоизолированную цилиндрическую камеру 9, закрепленную на опоре 12. Стенки камеры трехслойные: два внешних слоя – облицовка из нержавеющей стали, а внутренний – теплоизоляция. В камере имеются проход для загрузки и выгрузки продукции с подъемной дверцей 1 с противовесом 15 и проход с отражателем 13 для подачи горячего воздуха, получаем его при сгорании в горелках 11. Продукт подают на люльки 10 ротора, диски 14 которого установлены на валу 5 и соединены между собой стержнями 6, несущими люльки. Электродвигатель 3 и редуктор 2 смонтированы на стойке 4, прикрепленной к каркасу печи. Газы покидают рабочую зону через трубу 7 с задвижкой 8.

Рисунок 9- Печь ротационная К7-ФП2-Г:

1- подъемная дверца;2- редуктор; 3- электродвигатель; 4- стойка; 5- вал; 6- стержни; 7- труба; 8- задвижка; 9- цилиндрическая камера; 10- люльки; 11- горелки; 12- опора; 13- отражетель; 14- диски; 15- противовес.

Печь относят к установкам периодического действия. Процессы подсушки, обжарки и варки мясопродуктов осуществляются один за другим. При этом продукт в формах или лотках, установленных на люльках ротора, непрерывно перемещается в камере в потоках паровоздушной смеси. Из камеры воздух по отсасывающим воздуховодам поступает в коллектор, откуда вентилятором засасывается и направляется на нагревательные элементы, а затем по промежуточному воздуховоду в центральный распределительный воздуховод и дальше к продукту. Для увлажнения среды используют острый пар.

Техническая характеристика печи ротационной К7-ФП2-Г

Производительность, кг/ч 110

Частота вращения ротора, с^–1 0,06

Установленная мощность, кВт 43,55

Занимаемая площадь, м² 4,7

Масса, кг 2330

Рисунок 10 - Кинематическая схема печи К7-ФП2-Г

1-вал; 2- цепная передача; 3,5- червячные редукторы; 4,6- муфты; 7- электродвигатель; 8- люлька; 9- палец; 10- звёздочка.

В печах с газовым обогревом пал ротором устанавливают три газовые горелки, в которых сгорает до 1,8м'/ч газа, за счет чего в камере поддерживается температура 160... 180 ⁰С.

В печи «Агро-Терм» обрабаты­ваемый продукт вращается внутри камеры на вертикальной оси. Печь состоит из вертикальной камеры собранной из трехслойных плит. В камеру через дверь на колесиках загружают продуктовую тележку. В задней части камеры расположен тепловой блок 5. состоящий из электронагревателей и циркуляционных венти­ляторов. На верхней панели камеры смонтиро­ван механизм 4 вращения тележки. вентилято­ры циркуляционный и вытяжной, клапаны дли подачи воздуха и быстрого сброса давления при перемене режима обработки или при аварии.

Плиты, из которых собирают камеру, состо­ят из наружных J н внутренних 4 панелей из нержавеющей стали, между кото­рыми имеется слой теплоизоляции из мине­ральной ваты. Воздух нагревается в калорифере Z собранном из ТЭНов, мощностью каждый 3,2кВт. Система подключения ТЭНов позволя­ет получать мощности (кВт) нагревателя 38.4.48 и 57,6. Нагретый воздух циркуляци­онным вентилятором (на рисунке не показан) подается в два боковых короба, имею­щих вертикальные щели, ширину которых регулируют шиберными блоками б и 7. Горячий воздух проходит через продукт и по каналу 15, образованному декоративной панелью 16 и внутренней панелью, вновь поступает в калорифер. Дверь 9закрывают замком /2 и ручкой //. Она уплотнена силиконовым уплотнением и снабжена систе­мой блокировки, отключающей внутренние механизмы при открывании. За процес­сом запекания наблюдают через окно 10 при включении лампочек 13 подсветки.

Продуктовую тележку помешают на круглый вращающийся стол 14. Стол состоит из стального листа, закрепленного на корпусе 18, который ус­тановлен на радиальных 19 и упорном 17подшипниках. В корпусе закреплен ша­риковый фиксатор продуктовой тележки, состоящий из шарика 21 и пружины 20. Смазывают подшипники через масленку 22

Продуктовая тележка 5 загружается на колесиках на поворотный стол и фик­сируется шариковым фиксатором. Стол приводится в движение от червячного мотор-редуктора 2 и зубчатой передачи 7,8, зубчатое колесо которой соединено с приводным валом 15 через фрикционную муфту. Ведущий диск муфты закреплен на зубчатом колесе, ведомый 0— на валу.

Сжатие дисков осуществляют тарельчатыми пружинами // и гайками 10. На приводном налу закреплена рамка -водило 4, соединенная снизу со столом регу­лируемыми опорами 6.

Рисунок 11– Печь «Агро-терм»

а- общий вид: 1- дверь; 2- пульт управления; 3- смотровое окно; 4- привод вращения рамы; 5- тепловой блок; 6- камера.

б- поперечный разрез камеры: 1-корпус калорифера; 2- калорифер; 3,4-

внешняя и внутренняя панели; 5- теплоизоляция; 6,7- шиберные блоки; 8- петли; 9- дверь; 10- смотровое окно; 11- ручка; 12- замок; 13- лампа подсветки; 14- поворотный стол; 15- канал для воздуха; 16- декоративная панель Поворотный механизм работает в пульсирующем режиме: поворот стаи на 360⁰, плавный останов и обратный поворот на 360⁰.

Рабочая температура в камере 195⁰С. кратковременная – 200 ⁰С. Рабочей средой служат сухой воздух и воздушно-паровая смесь. Для ее получения на ТЭНы из фор­сунок разбрызгивают воду. Предусмотрена подача воды для промыва ТЭНов.

Управление процессом производится от электронного блока управления име­ющего 99 программ, каждая из которых включает до 9 шагов. На тележку разме­ром 0,8 м 0,66 х 1,76 м загружают до 350 кг продукции.

Охлаждение мяса — это понижение температуры в толще туши до +4...-1 ⁰С. Продолжительность хранения зависит от вида сы­рья, исходной микробиологической обсемененности, рН, ряда других факторов и составляет от 5 до 16сут.

Замораживание — один из наиболее распространенных методов консервирования мяса, позволяющий сохранить питательные и большую часть вкусовых качеств свежего мяса в процессе длительно­го хранения продукта. Замороженное мясо имеет температуру в тол­ще мышц бедра не выше -8 ⁰С. Продолжительность хранения зави­сит от температуры и вида мяса и составляет 6... 12 мес. и более.

Холодильное оборудование, применяемое на мясоперерабаты­вающих предприятиях малой и средней мощности, предназначено для холодильной обработки и хранения мяса и продуктов его пе­реработки. С этой точки зрения данное оборудование условно можно разделить на две большие группы — универсальное и спе­циальное.

К универсальному оборудованию, позволяющему наряду с хо­лодильной обработкой и хранить продукцию, относят холодиль­ные шкафы и сборные холодильные камеры.

Группу специального оборудования составляют морозильные аппараты с интенсивным движением воздуха, плиточные моро­зильные аппараты и криогенные морозильные агрегаты (замора­живание с помощью хладагента или в криогенных жидкостей) и линии. Это оборудование не предназначено для хранения продук­ции, а осуществляет только се холодильную обработку.

В зависимости от наличия промежуточного передатчика тепло­ты между продуктом и охлаждающей средой может был» контакт­ное и бесконтактное замораживание.

Сборные холодильные камеры

Сборные холодильные камеры служат для кратковременного хранения охлажденных (КХС или длительного хранения заморо­женных (КХН) продуктов. Конструктивно они бывают трех типов: щитовые, панельные и блочные.

Камеры шитового типа собирают из отдельных щитов (стено­вых. напольных и потолочных).

Камеры панельного типа имеют унифицированные стеновые плоские панели, угловые и Т-образные элементы для перегоро­док, что позволяет собирать их с внутренним обьемом от 6 до 300 м³. Камеры этого тина наиболее перспективны, так как их па­нели имеют заливную теплоизоляцию. Камеры удобно транспор­тировать, они оборудованы встроенными узлами для стыковки, что упрощает их сборку.

Камеры блочного типа состоят из готовых блоков (стеновых П-образного вида, машинного блока и т.д.). Потребителю их по­ставляют вместе с холодильным агрегатом, полностью готовым к работе. Однако неудобство транспортирования отдельных блоков этих камер ограничивает их вместимость.

Для мясоперерабатывающих предприятий малой и средней мощности выпускают низкотемпературные камеры КХН-1-8,0 и KXH-1-S^OK панельного типа.

В камере КХН-1-8,0 замороженные продукты хранят на полках-решетках, а мясные туши подвешивают на крюки. Полки-ре­шетки можно регулировать по высоте. В камере КХН-1-8.0К продукты хранят в передвижных контейнерах (размерами 800 х 700 х х 1700 мм) с колесами.

Камера КХН-1-8,0 собрана из панелей, соединенных эксцентриковыми стяжками. Плотное прилегание панелей друг к другу достигается соединением типа шип-паз.

Дверь, подвешенная на самозакрывающихся петлях, представ­ляет собой теплоизолированную пенополиуретаном панель с зак­репленным по периметру уплотнителем. К дверному проему она прижимается специальным запором, который закрывается снару­жи ключом и открывается без ключа изнутри. На панели двери ус­тановлен щит управления с расположенными на нем выключате­лем освещения в камере и манометрическим термометром для контроля температуры в камере.

На потолочных панелях в передней части камеры размещены две блочные низкотемпературные машины МХНК-630. Они снабжены системами автоматического оттаивания испарителя и выпаривания воды, образующейся при гамнии снеговой шубы. В потолочных панелях имеются отверстия, обеспечивающие цир­куляцию воздуха через воздухоохладители, расположенные над этими отверстиями. Воздухоохладитель герметично закрыт теп­лоизолированным коробом. Вентилятор воздухоохладителя от­ключается автоматически микровыключателем при открывании двери.

В передней части камеры над дверью установлен шкаф элект­рооборудования, в котором размещены приборы автоматики

Рисунок 12– Сборная низкотемпературная камера КХН-1-8,0

а- разрез; б- вид спереди;1- панель пола; 2- боковая панель; 3- замок двери; 4- дверь; 5- лампа; 6- панель двери; 7- шкаф оборудования;8- терморегулирующий вентиль; 9- холодильный агрегат; 10- воздухоохладитель; 11- короб; 12- отражатель; 13- труба; 14- крюк; 15- панель потолка; 16- решётка-полка; 17- ограждение холодильного агрегата; 18- щит управления.

управления, пускозащитная аппаратура и другие элементы электри­ческой схемы машины.

Конструкция среднетемпературных камер КХС-1 -8,0 и КХС-1 - 8.0 К аналогична конструкции низкотемпературных. В их состав входит блочная холодильная машина МХК1000. работающая на R-12. Техническая характеристика сборных холодильных камер панельного типа приведена в таблице:

В зависимости от условий теплоотвода и конструкций холо­дильных камер различают трубчатое, воздушное и смешанное ох­лаждение.

Смешанное охлаждение представляет собой совокупность трубчатого и воздушного охлаждения и в современном холодиль­ном оборудовании почти не применяется.

При трубчатом охлаждении в камерах устанавливают батареи, в которые подают хладоноситель (водный раствор хлорида натрия или кальция) или хладагент.

Если охлаждение воздуха происходит вследствие кипения холодильного агента в батареях, расположенных непосредственно в охлаждаемой камере, то такое охлаждение называется непосред­ственным, а оборудование для его реализации - батареями непос­редственного охлаждения. При этом способе, получившем в пос­леднее время преимущественное распространение по сравнению с рассольным охлаждением, циркуляция воздуха осуществляется со скоростью 0,05...0,15м/с благодаря разности между удельным ве­сом теплого воздуха у поверхности охлаждаемого продукта и хо­лодною у поверхности приборов охлаждения.

Воздушное охлаждение камер осуществляется воздухом, предварительно охлажденным в теплобменном аппарате —воздухоoxладителе. Холодный воздух из воздухоохладителя нагнетается вен­тилятором в камеру и, соприкасаясь с охлаждаемым продуктом, увлажняется и повышает свою температуру. В воздухоохладителе воздух, охлаждаясь и осушаясь, отдает теплоту кипящему холо­дильному агенту. В случае необходимости вентилирования холо­дильной камеры в воздухоохладитель поступает наружный воздух. При воздушном охлаждении происходит принудительная цирку­ляция воздуха со скоростью 5... 10 м/с.

По сравнению с трубчатым воздушное охлаждение имеет неко­торые преимущества: более равномерно распределяются темпера­тура и влажность воздуха по объему камеры; интенсивнее охлаж­даются и замораживаются продукты благодаря увеличению скоро­сти перемещения воздуха; можно устроить вентилирование каме­ры и регулировать влажность воздуха Однако оборудование и электроэнергия требуют высоких затрат, а продукт, находящийся в камере длительно без упаковки, подвергается повышенной усушке.

При трубчатом охлаждении холодильных камер основным обо­рудованием являются батареи, изготовляемые из горячекатаных бесшовных стальных труб 38х2,5мм, оребренных стальной лентой 45 х 0,8 мм с шагом ребер 20 и 30 мм. В камерах, комплектуе­мых холодильными машинами холодопроизводительностью 3,5... 10,5 кВт, батареи изготовляют из медных труб диаметром 16, 18 и 20 мм и толщиной I мм. Для предохранения от контактной корро­зии трубы оцинковывают и хромируют гальваническим способом. Ребра охлаждения прямоугольной или трапецеидальной формы изготовляют из алюминиевой ленты АД-1Н толщиной 0,5 мм и латунной

Л62-Т-0,4 толщиной 0,4 мм с шагом 8...15 мм.

Основным элементом воздушного охлаждения холодильных камер являются воздухоохладители. Воздух в них нагнетается осе­выми или центробежными вентиляторами и охлаждается, отдавая теплоту холодильному агенту через стенки труб, собранных в виде змеевиковых или коллекторных секций. Такие воздухоохладители называют сухими, они имеют наибольшее распространение в со­временных системах охлаждения холодильных камер. Воздухоохладители могут быть подвешены к потолку камеры (потолочные подвесные), установлены в камере на полу или рас­положены вне камеры. Все элементы воздухоохладителя смонти­рованы в металлическом кожухе.

Для изготовления секций в воздухоохладителях используют трубы 25 х 0,5 мм с плоскими ребрами.

Снеговую шубу в воздухоохладителях оттаивают с помощью электронагревателей или горячими парами аммиака.

Воздухоохладители холодильных машин МХНК-630 или МХК-1000, которыми комплектуют сборные низко- и среднетемпературные камеры, состоят из испарителя, вентиляторного узла, диффузора, поддоны для рамы. Воздухоохладитель машины МХНХ-630 имеет также змее­вик обогрева поддона. Испаритель включает в себя три соединен­ные между собой секции. Секция испарителя представляет собой пучок медных трубок диаметром 12 мм, расположенных в шахмат­ном порядке, с насаженными на них алюминиевыми ребрами с шагом 4,5 мм.

Вентиляторный узел выполнен в виде электродвигателя с наде­той на его вал трехлопастной крыльчаткой типа К-95 диаметром 250 мм.