|
СП 2.3.6.1079-01 (Санитарно-эпидемиологические требования к организациям общественного питания, изготовлению и оборотоспособности в них пищевых продуктов и продовольственного сырья (п. 7 Требования к транспортировке, приему и хранению сырья, пищевых продуктов. п. 8 Требования к обработке сырья и производству продукции). СаНПиН 2.3.2.1324-03 «Гигиенические требования к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов».
1 Теоретические основы холодильной обработки и хранения пищевых продуктов
ПП: а) растительные б) животные
Содержание воды, % (Количество связанной влаги)
Особенности связанной влаги: -не замерзает даже при минус 60оС; -не может быть растворителем для добавленных веществ; -прочно связано с белками, жирами, углеводами за счет физических и химических связей; -не используется для протекания биохимических, химических им микробиологических процессов. В обеспечении устойчивости ПП при хранении важную роль играет: разное количество СВ, разное pH, разная подвижность воды, которая зависит от энергии связи (показатель активность воды) Активность Pw PoB воды - Aw = -------- = -------- , где Po 100
РоВ - относительная влажность в состояния равновесия; Pw - давление водяного пара в системе продукта; Ро – давление пара чистой воды.
По величине Aw выделяют: Продукты с высокой влажностью (AW=1,0-0,9)
При хранении активность воды оказывает влияние на жизнеспособность микроорганизмов
!!! Aw—min---подавление микрофлоры. Максимальная скорость химических и биохимических процессов при Aw---0,7-0,9 !!! Химический состав и активность воды в пищевых продуктах
Пищевые продукты по значению активности воды: 1 г р у п п а – (влажность высокая, Aw—1,0-0,9) будут активно протекать биохимические, химические и микробиологические процессы. 2 г р у п п а – (влажность промежуточная, Aw—0,9-0,6) будут активно протекать ферментативные и химические процессы, и заторможена скорость микробиологических процессов. 3 г р у п п а – (влажность низкая, Aw---0,0-0,6) возможно протекание ферментативных и химических процессов, а микробиологические процессы практически подавлены. Агенты, вызывающие изменения пищевых продуктов при хранении Ферменты самих продуктов (эндогенные ферменты), сохранившие активность при переработке сырья.
В продовольственном сырье и готовых продуктах протекают различные процессы: биохимические, химические, микробиологические, физические. МОДУЛЬ 2.Технические средства производства искусственного холода До XVII века → для сохранения пищевых продуктов использовали лед С XVII века → стали применять смесь льда с солью и это дало возможность получить температуры ниже 0оС. В XVIII веке → открытие законов термодинамики и расширение физических свойств ряда веществ, которые могут переносить тепло от низкотемпературного поля к более высокому ↓ С о з д а н и е х о л о д и л ь н ы х м а ш и н Первые машины появились более 100 лет назад - Первая в изобретена в 1843 г Перхинсоном (этиловый эфир) - 1871 г - Шарль Телье (метиловый эфир) - 1872 г – Бойль (аммиак) - в СССР стали использовать холодильные машины в 1877 г (Астрахань) Холодильная машина – это комплект оборудования, необходимого для осуществления холодильного цикла, т.е. для непрерывного отвода тепла от охлаждаемой среды при низкой температуре и передаче его окружающей среде при высокой температуре
В комплект холодильной машины входит:
прямоточный поршневой, вертикально не прямоточный поршневой и др.)
В пищевой промышленности используют поршневые компрессоры!
КОМПРЕССОР холодильной машины предназначен для осуществления следующих процессов: всасывания паров хладагента из испарителя, адиабатического их сжатия и нагнетания в конденсатор. Образующиеся пары в испарителе постоянно отводятся компрессором, что обеспечивает постоянное давление и соответственно постоянную температуру кипения хладагента. ИСПАРИТЕЛЬ — это теплообменник, но он уже используется для поглощения тепла (выделения холода) в фазе испарения (при переходе хладагента из жидкого в парообразное состояние). В аппарате, жидкий хладагент кипит при низком давлении, отводя тепло от охлаждаемого объекта (продуктов). Чем ниже давление, поддерживаемое в испарителе, тем ниже температура кипящей жидкости. Температуру кипения - на 10-15°С ниже температуры воздуха в камере. Температура воздуха в камере зависит от вида охлаждаемого продукта. Испаритель может быть расположен непосредственно в охлаждаемом объеме (камере, шкафе) или находится за его пределами. плиточный
Испарители разделяются на две группы: По виду охлаждаемой среды (по назначению): - непосредственного охлаждения среды -для охлаждения промежуточного хладоносителя (вода, рассол, воздух, этиленгликоль и др.) По конструкции: - Панельные открытого типа - Кожухотрубные - Кожухозмеевиковые листотрубные - Ребристотрубные КОНДЕНСАТОР — аппарат, предназначенный для осуществления теплообмена между хладагентом и охлаждающей средой. В теплообменнике от хладагента отводится энергия (в виде тепла), которая передается охлаждающей среде, а сам хладагент охлаждается и конденсируется. Охлаждающая среда нагревается. В зависимости от вида охлаждающей среды различают конденсаторы с воздушным и водяным охлаждением. 2 МВВ 4 -1 -2 1 МВК- 6 1 2 МВВ- конденсатор с воздушным охлаждением Цифра в впереди – скорость вращения компрессора: 1- 960 обор/ мин, 2 -720 обор/ мин Цифры после буквенного обозначения: 1 – холодопроизводительность (тыс. ккал/ час) 2- номер хладагента (цифра 1- хладон R22) 3- температурный режим (0- высокотемпературный (от -15 до +15оС), 2- среднетемпературный (от -40 до -1-оС, 4- низкотемпературный (от -100 до -30оС))) ДАННЫЕ МАШИНЫ СПОСОБНЫ СОЗДАВАТЬ РЕЖИМ В КАМЕРАХ ОТ + 5 до – 18оС Терморегулирующий вентиль (ТРВ) обеспечивает заполнение испарителя жидким хладагентом в оптимальных пределах. Степень заполнения испарителя зависит от температуры перегрева пара на выходе из испарителя. ТРВ производит сравнение температуры пара на выходе из испарителя с заданной и в зависимости от величины расхождения увеличивает или уменьшает поток жидкого хладагента в испаритель. Холодильная машина оснащена другими частями: приборы автоматики, пускозащитной электроаппаратурой, теплообменниками, фильтром-осушителем, ресивером
СХЕМА КОМПРЕССИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ 1- ИСПАРИТЕЛЬ 2- КАМЕРА 3- РЕГУЛИРУЮЩИЙ ВЕНТИЛЬ 4- ИСПАРИТЕЛЬ 5- КОМПРЕССОР
ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ЗОН И ОБЛАСТЕЙ
Характеристика зоны 1(зона парообразования) - давление в точке 1 равно давлению в точке 2 и соответствует начальному давлению 2,9 бар; - температура в точке 1 равна температуре в точке 2 и соответствует температуре кипения минус 15оС; - хладагент имеет состав: 81% жидкость и 19% газ; - при выходе из испарителя (точка 2) хладагент имеет газообразное состояние Характеристика области от точки 3 до точки 4 (в трубопроводе происходит перегрев хладагента из-за высокой температуры около трубопровода) - давление в точке 4 равно давлению в точке 2 и 3 и составляет 2,9 бар; - температура повышается от минус 15оС (точка 2) до 0оС (точка 4);
Характеристика зоны 2 (зона сжатия хладагента) - хладагент полностью находится в газообразном состоянии; - давление повышается от 2,9 бар (точка 4) до 11,9 бар (точка 5); - температура повышается от 0оС (точка 4) до 68оС (точка 5) Характеристика области от точки 5 до точки 6 (область начала снятия перегрева) - хладагент находится в газообразном состоянии; - давление в точках 5,6 и 7 составляет 11,9 бар; - температура снижается с 68оС (точка 5)до 30оС (точки 6,7,8) Характеристика зоны 3 (зона конденсации хладагента) - давление в точках 10 и 8 составляет 11,9 бар; - температура в точке 10 уменьшается с 30оС до 20; - хладагент переходит полностью в жидкое состояние Характеристика области от точки 9 до точки 10 (область переохлаждения) - давление в точках 6 и 7 и среде составляет 11,9 бар; - температура в точках 6, 7 и среде составляет 30оС; - хладагент в жидком состоянии Характеристика зоны 4 (область расширения в ТРВ) - Хладагент из полностью жидкого состояния переходить в смесь 81% жидкость и 19% газ; - давление в точке 10 понижается и при выходе из ТРВ составляет 2,9 бар; - температура понижается с 20оС до 15оС (точка 10); Характеристика области от точки 11 до точки 1 - давление хладагента в трубопроводе (от точки 11 до точки 1) стабильное и составляет 2,9 бар; - температура к точке 1 понижается до минус 15оС; - хладагент имеет состав: 81% жидкость и 19% газ;
РАБОЧИЕ ВЕЩЕСТВА ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН (хладагент)
ЗА ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В КАЧЕСТВЕ РАБОЧГО ВЕЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАЛИСЬ: ВОДА, АММИАК, УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ, ФРЕОН (С 1930), ХЛАДОНЫ. В РФ - ХЛАДАГЕНТЫ
РВ: ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА (плотность, коэф. Теплопроводности, динамическая вязкость, удельная теплота парообразования) ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ (температура насыщения, температура замерзания, критическая температура, критическое давление, удельный объем) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА (растворимость в масле, взаимодействие с водой, воздействие а конструкционные материалы) Основные критерии выбора:
Выпускаться промышленно и иметь относительно низкую себестоимость.
Хладоносители: - раствор хлористого натрия; - раствор хлористого кальция; - раствор хлористого калия; - охлажденный воздух
В малых и средних ХМ используют хладон-12, хладон-22. Также находят применение: хладон-13, хладон-13, хладон-500, хладон-502.
По степени азоноразрушающей (потенциал разрушающей активности - ОДР) активности ХА делят на две группы: 1 группа (ОДР≥1,0) – высокая разрушающая активность. Хладоны: R11, R12, R13, R113, R114, R115, R500, R501 и др. – молекула не содержит Н2, поэтому гидролиз и пиролиз идут с образованием свободного хлора. 2 группа (ОДР≤1,0) низкая разрушающая активность. Хладоны: R21, R22, R23, R30, R40, R123, R124, R140, R160 и др. – молекулы содержат водород и поэтому гидролиз и пиролиз идут в первую очередь с образованием соляной кислоты.
Хладоны азонобезопасные (не содержат хлора):
В РФ к 2002 г. → все холодильное оборудование должно работать на озонобезопасных хладонах!!! 1 молекула хлора разрушает до 100 тысяч молекул озона
МОДУЛЬ 3 Холодильная обработка пищевых продуктов
Применение холода позволяет: создать запасы скоропортящихся продуктов в широком ассортименте; увеличить продолжительность хранения; транспортировать на любые расстояния; снизить потери; сохранить пищевую ценность продукта.
Т Е Р М И Н О Л О Г И Я:
Холодильная технология – отрасль науки и техники, обеспечивающая любую холодильную обработку и холодильное хранение влагосодержащих материалов.
Холодильная обработка – обработка пищевых продуктов охлажденем, замораживанием, подмораживанием, отеплением, домораживанием, размораживанием или их комбинацией.
Предварительное охлаждение – охлаждение продуктов предшествующее любому последующему этапу технологического цикла обработки холодом
Охлаждение – отвод теплоты от пищевых продуктов с понижением их температуры не ниже криоскопической
Переохлаждение – понижение температуры продуктов ниже криоскопической без кристаллизации, содержащейся в них воды
Замораживание – отвод теплоты от продуктов с понижением температуры ниже криоскопической при кристаллизации определенной части воды, содержащейся в продукте Подмораживание – отвод тепла от материала с понижением его температуры ниже криоскопической, с частичной кристаллизацией влаги на поверхности продукта
Домораживание – понижение температуры до заданного уровня при отводе теплоты от частично размороженного продукта (реком. МИХ – тем-ра -18оС)
Отепление – подведение теплоты к охлажденным продуктам с повышением их температуры до температуры окружающей среды
Размораживание – подвод теплоты к продуктам с целью деккристаллизации содержащегося в них льда Холодильное хранение–хранение продуктов, обработанных холодом при заданной температуре среды в камере Допустимый срок хранения - срок хранения продуктов, в течение которого он соответствуют заданным тестам качества
Режим холодильной обработки – совокупность условий, при которых протекает процесс холодильной обработки и хранения продукта (температура, относительная важность, интенсивность циркуляции среды)
Принципы консервирования
В основе такого способа консервирования «неживых продуктов» лежит принцип анабиоза, причем термоанабиоза. В основе (проф. Я.Я. Никитинский) хранения в свежем виде плодов и овощей – биоз, точнее гемибиоза.
При анабиозе
Принцип биоза
Факторы окружающей среды, влияющие на степень изменения свойств пищевых продуктов
Скорость химических реакций vt = f (t)= dn/dt (n – количество
реакций, t – температура объекта);
Изменение скорости реакции Q10=vt/v10 (при окислении
гемоглобина Q=4, образование летучих жирных кислот Q=7).
Вывод: Чем ниже температура холодильной обработки, тем ниже скорость биохимических, химических и микро- биологических процессов.
2. Скорость движения воздуха 3. Относительная влажность
Теплофизические процессы в холодильной технологии
В основе процессов холодильной обработки лежат два процесса:
Процесс теплообмена связан с распределением температуры внутри тела, а процесс массобмена с распределением влажности. При этом направление массопереноса и теплопереноса совпадает.
Общее количество теплоты, отводимого от объекта в окружающую среду за счет конвекции и испарения:
Qобщ = G x C (tнач - tкон) = Qкон + Qиспарения
Теплофизические характеристики:
Плотность – ρ = m / υ (кг/м3) имеет свойство аддитивности
Теплоемкость (С) – способность продукта удерживать, накапливать тепловую энергию (ккал/кг*град)
Теплопроводность (λ-лямда ) – количество теплоты, перенесенной через единицу поверхности в единицу времени (Вт/м*град)
Коэффициент теплоотдачи (α-альфа ) – количество тепла передаваемое от поверхности продукта к тепловыводящей среде (ккал/м*град)
Тепло-, массообмен при охлаждении
Где G – масса продукта; tнач, tкон – среднеобъемная температура в начале процесса и в конце; αк – коэффицент теплоотдачи конвекцией на поверхности объекта; tср – температура среды; z – удельное тепло испарения (597 ккал/кг - мясо); q – масса влаги, испаряемая в процессе охлаждения. Тепло-, массообмен при замораживании:
Замораживание складывается из трех процессов: ü Охлаждение до криоскопической температуры (tкр); ü Собственно процесс замораживания; ü Домораживание до температуры (t) хранения. Для приблизительного расчета отбираемого сырья можно пользоваться значениями энтальпий продукта при начальной и конечной температурах:
Более точного определения:
Cn – теплоемкость продукта больше точки замерзания; W – влагосодержание продукта, %; ω – замороженная вода, %; r – 334,4 кДж/кг – это тепло образования льда; Cпл – теплоемкость продукта меньше точки замерзания.
Интенсивность и скорость охлаждения
Средней интенсивностью охлаждения – называется отношение общего количества теплоты, отведенной от продукта Q, к продолжительности охлаждения τ. (при расчете охлаждающих приборов). Истинная интенсивность охлаждения находится из условия, что при простом охлаждении количество отведенной теплоты меняется так же, как температура охлаждаемого продукта, т.е. по экспоненте. Скоростью охлаждения продукта называют отношение изменения его температуры к периоду, в течение которого произошло это изменение. Различают среднюю и истинную скорости охлаждения. Средняя скорость охлаждения – это отношение разности начальной и конечной температур продукта к найденной продолжительности процесса. Средняя скорость охлаждения является величиной постоянной для данного процесса. Истинная скорость охлаждения является функцией времени и с развитием процесса уменьшается. Изменение истинной скорости охлаждения определяется условиями процесса охлаждения продукта и его теплофизическими свойствами.
Виды и способы холодильной обработки
Чтобы провести процесс охлаждения необходимо: - объект охлаждения; - охлаждающая среда; - камера охлаждения.
СРЕДЫ ОХЛАЖДЕНИЯ: воздушная (воздух), жидкая (холодная вода, рассолы), твердая (льд, снег, углекислый газ). SHAPE \* MERGEFORMAT В воздухе охлаждают мясо и мясные продукты, птицу, яйца, масло и молочные продукты, плоды, овощи, ягоды, кондитерские изделия, кулинарию и другие продукты.
(-) менее интенсивное охлаждение испарение влаги с поверхности продуктов (потеря их массы) (+) распространенная и универсальная среда для всех продуктов не имеет запаха и практически на большинство продуктов не оказывает химического воздействия Для интенсификации охлаждения в воздухе: - повышают скорость его движения -увеличивают перепад температур между воздухом и охлаждаемым продуктом.
SHAPE \* MERGEFORMAT
СПОСОБЫ: ПОГРУЖЕНИЕ ИЛИ ОРОШЕНИЕ РАССОЛОМ. МЕТОДЫ:
(+) - интенсивнее чем в воздухе (коэффициент теплоотдачи к жидкости намного больше, чем к воздуху) (-) - продукт теряет свой внешний вид, просаливается, набухает; - при бесконтактном же охлаждении в этой среде снижается теплоотдача и усложняется технологический процесс.
Способы охлаждения:
- Ледяное охлаждение
- Льдосоляное
Недостатки:
Трудность регулирования скорости охлаждения.
- Воздушное
- Охлаждение сухим льдом - Охлаждение холодным рассолом
Характеристика льда: t плав. = 0оС теплота плавления – 335 кДж плотность – 0,917 кг/л
ЧАСТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
О х л а ж д е н и е мяса и субпродуктов
Мясо в тушах и полутушах в подвешенном виде на подвесных путях в камерах (расстояние - 15 см)
Нагрузка на погонный метр подвесного пути : - 2-3 говяжьих (250 кг) -3-4 свиных полутуши (200 кг) - 1 рама баранины (200 кг) - рама с субпродуктами (200 кг)
Параметры охлаждения (ускоренный от 35оС до 0-4оС): температура 0оС, скорость 0,5 м/сек, продол. 24 час (1,6% -потери)
Хранение: температура - 0-4оС, продолжительность- до 14 суток
О х л а ж д е н и е рыбы 1 СПОСОБ: средой для охлаждения рыбы служит лед: естественный (мелкие кубики, цилиндрики (трубчатый лед), чешуйка (чешуйчатый лед), снег. При необходимости в него можно добавлять антисептические вещества.
Подготовка рыбы к охлаждению (сортировка по видам)
Рыбу пересыпают льдом послойно. Сначала насыпают слой льда на дно тары – ящика, корзины или бочки и др. тары
Охлаждение до -10С
Хранение: температура-0-4оС, продолжительность 7-10 суток
(+) - продукт не усыхает, не деформируется, не теряет товарного вида; (-) - дробление льда и пересыпка им рыбы – очень трудоемкие операции; - можно нанести механические повреждения рыбе; - образующаяся талая вода уносит часть водорастворимых пищевых веществ; - процесс охлаждения льдом протекает относительно медленно
2 СПОСОБ: средой для охлаждения рыбы служат: 2-4%-ный водный раствор поваренной соли или подсоленная морская вода с общим содержанием соли около 3,5 %. В эти жидкости, охлажденные при помощи холодильных машин или льдосоляной смесью приблизительно до -20С, погружают рыбу или орошают ее.
(+) - рыба охлаждается значительно быстрее, чем во льду; - легче осуществить комплексную механизацию процесса охлаждения и обеспечить необходимые санитарные условия труда; - рыба не подвергается механическим повреждениям, не усыхает, не деформируется - с рыбы смывается слизь, являющаяся благоприятной средой для развития микроорганизмов. (-) - продукт теряет свой внешний вид, просаливается, набухает;
ЗАМОРАЖИВАНИЕ
ОБРАЗОВАНИЕ ЛЬДА В ПРОДУКТАХ Тканевые соки - растворы. Для большинства натуральных пищевых продуктов точка замерзания близка к -10С. Растворы замерзают при изменяющейся температуре. В начале процесса, когда они доведены до точки замерзания, вымораживается только часть растворителя. На эту часть в растворе остается меньше воды, а количество растворенных веществ прежнее, следовательно, концентрация его увеличивается. Для дальнейшего замораживания температуру понижают. При этом вымерзает еще некоторая доля воды, что снова увеличивает концентрацию раствора. Так, продолжая понижать температуру, вымораживают все больше и больше воды из раствора, и он становится концентрированным. Однако это происходит до тех пор, пока концентрация раствора не достигнет некоторой определенной для данного вещества величины, при которой он весь застывает в сплошную твердую массу. ТАКАЯ МАССА НАЗЫВАЕТСЯ ЭВТЕКТИКОВ. Температура, при которой происходит ее образование, называется эвтектической температурой, а соответствующая концентрация раствора – эвтектической концентрацией (для поваренной соли она равна -21,20С, а для хлористого кальция -550С). Эвтектическая температура тканевых соков пищевых продуктов находится около -600С. Воду, превращенную в пищевых продуктах в лед, называют вымороженной. О количестве ее судят по увеличению, представляющему собой отношение влаги, превращенной в лед, ко всему ее количеству (в жидком и твердом состояниях), содержащемуся при данной температуре. При криоскопической температуре ω = 0, а при эвтектической - ω = 1. Для промежуточных температур значения этой величины можно определять по эмпирической формуле:
1,105 ω = ——————— 0,31 1 + ———————— 1g [ t + ( 1- t кр )]
где t кр - криоскопическая температура для данного продукта, 0С.
Значения t и t кр - подставляют в формулу в абсолютном числовом выражении, т.е. если температура отрицательная, то она берется без знака минус. Начальная криоскопическая температура многих пищевых продуктов, например мяса, рыбы, молока, яиц и некоторых других, близка к – 10С. Поэтому для них приведенную формулу можно применять без существенной погрешности в следующем упрощенном виде:
1,105 ω = —————————— 0,31 1 + ————— 1g t
Пищевые продукты могут подвергаться медленному или быстрому замораживанию
Замораживание
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|