Погружной метод в некипящей жидкости

Погружной метод в некипящей жидкости используется для бесконтактного или контактного замораживания штучных пищевых продуктов. Основным недостатком контактного способа, предусматривающего замораживание в некипящей жидкости неупакованного продукта, является проникновение соли в продукт, что способствует ускорению окисления жиров и отрицательно влияет на вкус продукта. При этом сроки хранения замороженного продукта значительно сокращаются.

Проникновение соли в продукт тем слабее, чем ниже температура раствора, оно прекращается при эвтектической точке хладоносителя. Поэтому для уменьшения просаливания продукта температура охлаждающей жидкости данной концентрации должна быть по возможности ближе к точке его замерзания. Контактный метод находит широкое применение на судах для замораживания крупной рыбы, в частности тунца, прежде всего не требующей длительного хранения и предназначенной для переработки на консервных заводах, а также для замораживания растительных продуктов. На Симферопольском консервном заводе в течение 7 лет (с 1967 по 1974 гг.) проводились исследования совместно с Одесским технологическим институтом холодильной промышленности контактного способа замораживания в растворе поваренной соли овощей и фруктов.

Был предложен комбинированный метод замораживания, почти исключающий просаливание: первый этап — охлаждение в воздухе до криоскопической температуры (-2… −3°С) на поверхности продукта, второй — в хладоносителе. Исследования позволили создать поточную линию со скороморозильным аппаратом АКСА-1 для замораживания овощей производительностью 1 т/ч при температуре раствора −20°С. Стоимость замораживания овощей на этой линии по сравнению с воздушным способом снизилась более, чем на 12%. При этом улучшилось качество продукта, сократились потери его при замораживании и длительном хранении, а также при последующей технологической переработке сырья.

Для замораживания фруктов и ягод контактным способом используются и другие охлаждающие жидкости, например, раствор, содержащий 10… 18% поваренной соли и 20… 30% сахара, или 50%-ный раствор инвертного сахара. К сахарному или солевому раствору добавляют 5… 10% глицерина, исходя из того, что 5% глицерина снижает температуру замерзания солевого раствора примерно на 1°С. Используется также раствор, содержащий 32% глицерина, 30% этилового спирта и 38% воды.

Бесконтактный способ замораживания в холодной жидкости предусматривает предварительную упаковку продукта. В начале 40-х годов для этого использовали прорезиненную ткань, резиновые бинты, парафиновый картон. Позднее стали применять целлофан, полупергамент и рулонный пергамент, алюминиевую фольгу. Однако ни один из данных упаковочных материалов не нашел широкого применения, так как не обеспечивал требуемого качества продукта.

С развитием химической промышленности появилась возможность синтезировать новые упаковочные материалы, выпускаемые в виде полимерных пленок, таких как полиэтилен, полипропилен, пролисгирол, полиамиды и ряд других. За рубежом для упаковки штучных пищевых продуктов, в частности птицы, широко используют термоусадочную пленку «саран». Предварительное вакуумирование, герметизация и термоусадка пакетов из такой пленки позволяет предохранить продукт от бактерицидного заражения, загрязнений, практически исключаются потери массы продукта за счет усушки и воздействия атмосферного кислорода, что приводит к удлинению сроков хранения. Плотно прилегающая пленка придает продукту хороший товарный вид.

Применение современного упаковочного материала устраняет недостатки контактного способа замораживания в холодной жидкости. Данный способ замораживания предусматривает следующие принципы организаций процесса: продукт плавает на поверхности жидкости и орошается ею; погружен в жидкость, движущуюся относительно продукта; орошается жидкостью; погружен в неподвижную жидкость. Проведены исследования таких принципов организации процесса замораживания в растворе хлористого кальция с использованием тушек кур, предварительно упакованных в повиденовую пленку. Получены значения средней скорости замораживания и среднеинтегрального коэффициента теплоотдачи (табл. 1.2).

Анализ показывает, что w и µ достигают наибольших величин при замораживании в первом (тушка плавает на поверхности и орошается сверху) и втором (тушка погружена в жидкость, движущуюся относительно продукта) принципах. Следовательно, они отличаются от других большей эффективностью тепдообмена между продуктом и жидкостью.

Сравнивая между собой эти два принципа организации процесса замораживания следует отметить, что первый имеет более высокие показатели w и µ. Однако его реализация на практике связана с определенными трудностями: значительный расход жидкости для обеспечения требуемой плотности орошения продукта; повышенная деконцентрация раствора из-за развитой поверхности контакта орошающей жидкостью и воздухом; сложность обеспечения надежной работы форсунок, возникающая в результате их быстрого засорения. При использовании второго принципа организации процесса эти недостатки исключаются. Поэтому для практической реализации целесообразен метод погружения в движущуюся относительно продукта некипящую жидкость.

При погружении замораживания основными параметрами, определяющими интенсивность процесса, являются температура и скорость движения охлаждающей жидкости. На рис. 1.3. показаны результаты экспериментов, проведенных на упакованных в полимерную пленку тушках кур при различных значениях скорости движения и температуры раствора хлористого кальция. Анализ позволил установить рациональные режимные параметры замораживания птицы в жидком хладоносителе температура раствора хлористого кальция в предела −25±2,5°С, скорость его движения 0,09±0,01 м/с. Понижение температуры и повышение скорости движения раствора относительно рациональных значений не вызывает значительной интенсификации процесса, но при этом повышаются энергозатраты.

При рациональных значениях параметров охлаждающей жидкости определены значения средней скорости замораживания, коэффициента теплоотдачи для различных видов, категорий упитанности и массы птицы (табл. 1.3). С использованием такой же методики проведены исследования процесса поштучного замораживания в растворе хлористого кальция ценных пород рыбы. Специальными исследованиями обоснована упаковочная полимерная пленка (полиамид-полиэтилен — ПА-ПЭ-ТУ-605-051-121-77) толщиной 70-80 мкм, для предварительной упаковки рыбы, а также рациональная температура хладоносителя на уровне −30°С.

В табл. 1.4 приведены значения параметров процесса замораживания упакованных в полимерную пленку разных пород рыбы в растворе хлористого кальция с температурой минус 30°С и скоростью его циркуляции 0,1 м/с.