4.6. Охлаждение, замораживание

Назначение процессов охлаждения и замораживания. Одним из важнейших условий индустриализации обществен­ного питания является централизованное производство гото­вых кулинарных изделий и полуфабрикатов с последующей их доставкой на предприятия-доготовочные. С этой целью расширяется выпуск готовых охлажденных кулинарных изделий, ко­торые при температуре 0-4 °С можно хранить 3-7 сут. без снижения их пищевой ценности.

Для длительного хранения некоторых видов сырья, таких, как мясо, птица, рыба, морепродукты, некоторые молочные продукты (творог), их предварительно замораживают. Замора­живание кулинарных изделий осуществляется по режиму бы­строго охлаждения до минусовых температур. Блюда (полуфабрикаты), прошедшие такую обработку, называются быстро­замороженными.

Для охлаждения и замораживания готовых кулинарных изделий их расфасовывают в функциональные емкости различной вместимости. В общественном питании широко применяется также замораживание для получения пищевого льда.

При производстве охлажденных блюд и полуфабрикатов по­сле достижения ими кулинарной готовности их желательно ох­ладить до температуры 3-4 °С. При этой температуре они должны находиться на предприятии-изготовителе, транспорти­роваться к месту доготовки и храниться. Их нагрев необходимо осуществлять только перед реализацией. То же относится и к быстрозамороженным продуктам.

Весь путь охлажденного или быстрозамороженного про­дукта от предприятия-изготовителя до потребителя называ­ется непрерывной холодильной цепью.

С учетом опыта пищевой промышленности и общественного питания установлено, что энергетические затраты при произ­водстве охлажденных блюд в 8-10 раз ниже, чем при вы­пуске быстрозамороженных блюд.

Основы процессов охлаждения и замораживания. В про­цессах охлаждения и замораживания используют хладоносители (охлаждающие агенты, хладагенты), т. е. жидкие или газообразные среды, имеющие низкую температуру. Во всех про­цессах охлаждения теплота от продукта переходит к хладоносителю. В качестве хладоносителей, применяемых в общест­венном питании, используют чаще всего воздух, воду, хладон, рассолы (растворы) NaCl или СаСl₂, льдосоляную смесь и др.

Предприятия общественного питания в основном работают с продукцией, охлажденной до обычных температур (3-10 °С), до низких температур (0-3 °С) и замороженной при температурах от –30 до 0 °С.

Продукт считается замороженным, если его температура на 10 °С ниже криоскопической. Криоскопическая температура сырых мяса и рыбы колеблется в преде­лах от –0,8 до –1,2 °С; первых блюд от –2 до –3; овощных салатов от –2 до –2,5; каш от –0,8; до –1,7; мяса вареного от –1,5 до –2,2; жареной рыбы от –1,2 до –1,7 °С.

Сложность теплообменных про­цессов, происходящих при замораживании, усугубляется тем, что криоскопическая температура продукта во время их прове­дения понижается. Это объясняется тем, что по мере вымерза­ния воды концентрация растворенных в ней веществ увеличи­вается. Поэтому в большинстве продуктов полностью превра­тить воду в лед весьма затруднительно. Так, при заморажива­нии мяса только 85 % влаги превращается в лед.

В связи с этим принято считать, что льдообразование за­канчивается, когда в центре продукта температура понижена до –4 – –5 °С.

При замораживании продукта необходимо соблюдать в ос­новном те же условия, что и при охлаждении. Продолжитель­ность замораживания не должна превышать 3 ч, температура в центре замороженного продукта должна быть не выше –5 – 4 °С.

При охлаждении продукции до 0 °С не наблюдается изме­нения ее агрегатного состояния. При температуре ниже 0 °С происходит замораживание влаги, т. е. имеет место теплообменный процесс с изменением агрегатного состояния продукта.

В связи с этим теплообменные процессы при заморажива­нии проходят в два этапа. На первом этапе продукт охлажда­ется до криоскопической температуры, на втором этапе влага в продукте превращается в лед.

При охлаждении жидкостей происходит главным образом конвективный теплообмен. При охлаждении твердых продуктов понижение температуры происходит за счет теплопроводности внутри самого продукта.

Наибольший эффект охлаждения готовых кулинарных из­делий достигается при следующих условиях: начинать охлаж­дение кулинарных изделий необходимо не позже чем через 30 мин после их приготовления; продолжительность охлажде­ния не должна превышать 2 ч; конечная среднеобъемная тем­пература продукта не должна быть выше 4-7 °С; при охлаж­дении не должно происходить подмерзания продукции у стенок функциональной емкости; хладоноситель не должен при кон­такте с продуктом оказывать на него отрицательных воздейст­вий.

Способы охлаждения и замораживания. Выбор способов ох­лаждения и замораживания предопределяется: целевым назна­чением охлаждения; видом охлаждаемого продукта; количе­ством продукта.

Основными способами охлаждения жидких продуктов яв­ляются: охлаждение и замораживание жидкости в охладитель­ных и замораживающих аппаратах через стенку; охлаждение жидкости в холодильных камерах; охлаждение путем вакуумирования жидкости, т. е. создания в резервуаре, в котором на­ходится жидкость, разрежения. В этом случае охлаждение про­исходит или в результате кипения жидкости, или за счет ее испарения; охлаждение путем смешения жидкого продукта с холодной водой или с другим холодным жидким продуктом; охлаждение жидкого продукта путем помещения в него льда; охлаждение путем помещения сосуда с жидким продуктом в лед.

Твердые продукты часто охлаждают и замораживают пу­тем непосредственного контакта их с охлаждающими поверх­ностями. Наконец, широко известны способы охлаждения и замораживания твердых продуктов путем их непосредствен­ного контакта с жидкими или газообразными хладоносителями.

Типы и устройство аппаратов для охлаждения и заморажива­ния. При небольших количествах охлаждаемого или замораживае­мого продукта используют про­стейшие аппараты и устройства. В условиях централизованного производства охлажденных и за­мороженных кулинарных изделий применяют специализированные аппараты для охлаждения и за­мораживания периодического не­прерывного действия. В зависимо­сти от вида продукта, который подвергают охлаждению и замораживанию, различают аппа­раты для жидких, текучих и твердых продуктов.

Среди непрерывнодействующих аппаратов для охлаждения жидкости применение получили оросительные охладители. Они имеют довольно простое устройство. Горячая жидкость поступает в приемный желоб и тонкой пленкой дви­жется по горизонтально расположенным трубкам, которые мо­гут иметь различный профиль сечения. Охлажденный продукт собирается в отводном желобе и направляется на дальнейшее использование или переработку. Хладагент движется внутри трубок снизу вверх. Необходимым условием успешной работы оросительных охладителей является ламинарное течение пленки продукта. При турбулентном движении продукта возможно его разбрызгивание.

На предприятиях общественного питания применяются также трубчатые и пластинчатые охладители. Устройство труб­чатых и пластинчатых охладителей принципиально не отлича­ется от устройств аналогичных аппаратов, предназначенных для нагревания.

Специфическими теплообменными аппаратами, предназначенными для охлаждения и частичного замораживания вязких продуктов при производстве мороженого, являются так назы­ваемые мороженицы и фризеры. В этих аппаратах одновре­менно с процессами охлаждения и замораживания продукта происходит его взбивание, т. е. насыщение воздухом.

Мороженицы представляют собой аппараты периодического действия, их производительность невелика. Продолжительность обработки одной партии мороженого составляет при температуре льдосоляной смеси – 20 °С около 15 мин.

Среди фризеров различают аппа­раты периодического и непрерывного действия. Принцип работы фризера заключается в следующем. В специ­альную рубашку (рис. 46) поступает хладоагент (рассол, жидкий аммиак или жидкий хладон). Смесь для мороженого поступает в цилиндр. Внутри цилиндра располо­жены мешалка с откидными ножами и мешалка-взбиватель, которые вра­щаются навстречу друг другу. Интен­сивное перемешивание смеси приво­дит к насыщению ее воздухом, т. е. взбиванию. На внутренней поверхности цилиндра образуется тонкий слой льда, который срезается ножами. Готовая смесь после 12-15 мин взбивания выгружается из фризера. Соотношение объема после ее взбивания и первоначального объема должно быть равно объему продукта.

Рис. 46. Схема фризера периодического действия:

1 – приемная воронка; 2 – мешалка с откидными ножами; 3 – цилиндр;

4 – мешалка-взбиватель; 5 – рубашка; 6 – разгрузочная задвижка

В фризерах продукт охлаждается до температуры –5 – –6 °С. В процессе обработки смеси из нее вымора­живается до 40 % содержащейся в ней влаги. Размеры кри­сталлов образовавшегося льда не должны превышать 10-20 мкм. Иначе они будут ощущаться на вкус.

На предприятиях общественного питания для различных це­лей используется пищевой лед. Его производят путем замора­живания воды в специализированных аппаратах, называемых льдогенераторами. Аппарат работает так. В ру­башку аппарата поступает хладагент. На внутреннюю поверх­ность корпуса разбрызгивается вода. Образующаяся пленка льда срезается ножом. Нож и трубка с форсунками для разбрызгивания воды вращаются с одинаковой частотой, так как они насажены на общую раму.

Аппараты для охлаждения и замораживания твердых про­дуктов подразделяют по виду хладоносителей на воздушные, жидкостные, газожидкостные. Их подразделяют также по виду контакта продукта с хладоносителем.

В связи с этим все аппараты, в которых продукт (без упа­ковки или вместе с нею) имеет непосредственную границу раздела с хладоносителем, называются контактными. Бескон­тактные аппараты представляют собой устройства, в которых про­дукт или кулинарное изделие не имеет непосредственного контакта с хладоносителем. В этом случае хладоноситель охлаждает пере­городку, на которой непосредст­венно расположен продукт.

В качестве примера контакт­ного аппарата с воздушным ох­лаждением, предназначенного как для охлаждения, так и для замораживания различных про­дуктов, можно рассмотреть холодильный шкаф. Благодаря вентилятору в шка­фу достигается интенсивная циркуляция воздуха, охлаждающего продукт. В подобных ап­паратах режим обработки продукта зависит от температуры, создаваемой в охлаждающих батареях.

В аппарате для замораживания продуктов в жидком хладоне можно замораживать фрукты, овощи, мясо, рыбу, птицу. Продукт поступает в загрузочный конвейер и с него попа­дает на лоток, по которому движется кипящий (t = –30 °С) хладон. Далее продукт падает на замораживающий конвейер, где он орошается хладоном и замораживается до конечной температуры. После этого продукт разгрузочным конвейером отводится из аппарата.

Пары хладона, образовавшиеся при контакте его с продук­том, поступая в конденсатор, где поддерживается температура до –43 °С, вновь превращаются в жидкость. Продолжитель­ность замораживания в этом аппарате от начальной темпера­туры 20 °С до конечной –18 °С составляет, например, для зеленого горошка 30 с, для кусков птицы и мяса – 90, для рыбных палочек – 150 с.