Глава 11 оборудование для охлаждения и замораживания

Охлаждение — тепломассообменный процесс снижения темпе­ратуры до криоскопической за счет поверхностного и объемного отвода теплоты от поверхности гидробионтов без изменения их агрегатного состояния. Криоскопическая температура для разных видов рыбы находится в диапазоне 0,5...-2,3 °С. Для инженерных расчетов криоскопическую температуру рыбы принимают рав­ной — I °С.

Охлаждение может быть основным, промежуточным либо за­вершающим процессом переработки. Гидробионты охлаждают на судах во время лова и транспортирования с мест промысла. На бе­реговых предприятиях охлаждают сырье, полуфабрикаты, готовую продукцию.

Диапазон температур процесса охлаждения в зависимости от его технологического назначения широк: для рыбы-сырца от — 1 до 5 °С, жареную и копченую рыбу охлаждают со 100 °С и более до 8 °С, соленую сельдь — до температуры хранения 0...5 °С, кон­сервы в зависимости от их вида после стерилизации — до 25...40°Сидр.

Замораживание — комплексный тепломассообменный процесс понижения температуры ниже криоскопической за счет поверх­ностного и объемного отвода теплоты, при котором большая часть воды, содержащейся в тканях гидробионтов, превращается в лед. В рыбной отрасли замораживают гидробионты, полуфабрикаты и готовую продукцию для сохранения их качества при хранении и транспортировании, а также воду при производстве льда.

Количественно процесс оценивают по скорости заморажива­ния. Международный институт холода (МИХ) рекомендует опре­делять среднюю скорость замораживания как отношение мини­мального расстояния между поверхностью и термическим цент­ром к времени, прошедшему от достижения поверхностью О °С до температуры термического центра на 10 °С ниже криоскопичес­кой. Термический центр — это точка с минимальной скоростью замораживания, т. е. точка в теле, которая замораживается в пос­леднюю очередь. Для однородных тел она совпадает с геометри­ческим центром; для рыбы условно принимают, как для бесконеч­ной пластины.

В зависимости от средней скорости замораживания МИХ клас­сифицирует процесс замораживания как: медленный — до 0,5 см/ч; быстрый — от 0,5 до 5 см/ч; сверхбыстрый — от 5 до 10 см/ч и уль­трабыстрый — от 10 до 100 см/ч. Современные морозильные уста­новки обеспечивают скорость замораживания не менее 3...5 см/ч.

11.1. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ГИДРОБИОНТОВ

Для промышленного охлаждения рыбы применяют следующие способы: охлаждение воздухом; погружение и орошение холодной жидкой средой; пересыпание и смешивание с дробленым льдом, а также используют охлаждающие среды в различной комбинации между собой. Наибольшее распространение получило охлаждение рыбы льдом, а наименьшее — орошение солевым раствором.

Охлаждение рыбы воздухом температурой от —3 до —2 °С приме­няют редко, так как в этих условиях она охлаждается медленно и как при охлаждении, так и при последующем хранении ее товар­ный вид ухудшается (поверхность рыбы обезвоживается и тускне­ет). Охлаждение воздухом в специальных камерах применяют для такой продукции, которая не должна соприкасаться с водой, на­пример рыбных кулинарных изделий, рыбной муки, рыбы горяче­го копчения и др.

Охлаждение жидкой средой осуществляют погружением в нее сырья и орошением ею поверхности гидробионтов. В качестве ох­лаждающей среды применяю! морскую воду и 2...4%-ный водный раствор поваренной соли.

Охлаждение рыбы погружением в холодную жидкую среду — наиболее простой и доступный способ для различных условий производства (на судах и перерабатывающих предприятиях). Вы­ловленную рыбу загружают в емкости (бункеры, контейнеры, цис­терны и др.) с холодной жидкостью, где она и охлаждается. Тем­пературу охлаждающей жидкости (0.,.—2 °С) поддерживают добав­лением в нее льда пли с помощью холодильных машин. Плотность солевого раствопа. применяемого для охлаждения. 1030... 1050 кг/м³.

Для интенсификации охлаждения рыбы организуют непрерыв­ное перемешивание и циркуляцию жидкой среды со скоростью не более 0,2 м/с, так как при повышении ее в рыбоохладителях обра­зуется пена из водорастворимых белковых веществ рыбы. Соотно­шение рыбы и морской воды при охлаждении с циркуляцией от 1 : 1 до 1 : 2, а без циркуляции от 1 : 3 до 1 : 4.

Орошением рыбу охлаждают на оросительных конвейерах. Рыба, уложенная на конвейере, перемещается под струями хо­лодной жидкой среды и охлаждается. Отработанную жидкость (рассол) собирают в поддонах под конвейером и после охлажде­ния в холодильной машине повторно используют для охлажде­ния рыбы. Продолжительность охлаждения рыбы при орошении рассолом зависит от его температуры, вида сырья (потрошеного или нет), толщины слоя рыбы и самой рыбы. Например, рыба толщиной 0,05 м при орошении рассолом температурой —2 °С охлаждается от 16 до -2 ^СС за 45 мин, а рыба толщиной 0,075 м — за 70 мин.

В судовых условиях рыбу охлаждают орошением холодной мор­ской водой. Для этого ее помешают на решетчатые настилы или стеллажи толщиной 0,5...0,7м. После охлаждения рыбу хранят в трюмах в сухом состоянии при температуре —2...—1 °С или пере­сыпают льдом.

Кроме рассмотренных способов известно охлаждение ороше­нием жидкой охлаждающей средой продукта, находящегося в плотно закрытом алюминиевом или пластмассовом контейнере. При таком способе охлаждения исключается контакт рассола и воздуха с продуктом, что очень важно при охлаждении жирной рыбы.

К достоинствам охлаждения в жидкой среде относятся быстрота и равномерность охлаждения. Коэффициент теплоотдачи для жид­кой среды выше, чем для воздушной; если для воздуха в состоянии покоя коэффициент теплоотдачи равен 4,6...9,3 Вт/(м² К), то для жидкости он составляет 232.6...581,5 Вт/(м² • К). При охлаждении рыбы льдом коэффициент теплоотдачи составляет 116,3 Вт/(м² • К)- в то время как коэффициент теплоотдачи от рыбы к жидкости до­стигает 1046,7 Вт/(м^ • К) и выше. Чем интенсивнее циркуляция жидкости, тем быстрее охлаждается рыба.

Недостатки охлаждения жидкой средой — набухание и экст­ракция соединений азота при длительном нахождении рыбы в хо лодной жидкой среде, незначительное просаливание. Это способ ствуют ухудшению качества рыбы и сокращает сроки ее хранения.

Охлаждение льдом — простой и эффективный способ охлажде­ния гидробионтов, который применяют в судовых и береговых ус­ловиях. Для охлаждения используют чешуйчатый или мелкодроб­леный лед (размер частиц не более 0,03 м), а также естественный и искусственный лед, приготовленный из пресной и морской воды При охлаждении рыбы льдом либо рыбу и лед укладывают по­слойно, либо рыбу пересыпают льдом.

При равномерном охлаждении рыбы расход льда в среднем со­ставляет в охлаждаемых трюмах судов 35...50 %, в трюмах без ох­лаждения — не менее 75 % массы рыбы. На перерабатывающих предприятиях при хранении рыбы не более 12 ч расход льда равен 40...50%, а при хранении 12...24 ч — 100% массы рыбы.

К недостаткам охлаждения льдом относятся ею низкая ско­рость и неравномерность, большая энергоемкость, связанная с затратами на производство льда, снижение полезной вместимости емкостей и тары для охлаждения, потери льда до 60...68 % за счет таяния. Часть этих недостатков устраняется при комбинирован­ном способе охлаждения.

Для комбинированного способа ох.паждения применяют морскую воду с добавлением чешуйчатого льда, смесь воды или солевого раствора со льдом, льдосолевую смесь. При этом способе рыбу быстро охлаждают до — 1...0°С в жидкой среде со"льдом, затем ее укладывают в инвентарную тару, пересыпают льдом и храня! при 0 "С.

При охлаждении рыбы льдом и солью в морской воде расход льда составляет при температуре воздуха до 15°С 50%, выше 15 "С — 60 %. Перед загрузкой в емкость лед равномерно пересы­пают солью в количестве 5 % его массы и перемешивают. Комби нированный способ охлаждения — наиболее перспективный для получения охлажденной рыбы высокого качества по сравнению <. другими способами.

Особенности охлаждения отдельных видов рыбы-сырца, таких как осетровые, семга, сайра, дальневосточные лососи, сельдь-ива си, тихоокеанский анчоус, каспийская килька и другие, дополни­тельно определены нормативными документами.

Для увеличения сроков хранения рыбы-сырца ее подморажива­ют холодным воздухом температурой -25...-35 "С. Если рыб* предназначена для производства соленых, пряных продуктов, со­леного полуфабриката для выработки консервов, копченой и вя­леной продукции, то ее также охлаждают и подмораживают льдо-

соляной смесью. Температура в толше тела рыбы при подморажи­вании должна быть не выше —2...—0,5 "С. расход соли во всех слу­чаях составляет 25 % массы льда.

Продолжительность охлаждения гидробионтов зависит от их размерного и видового состава, свойств охлаждающей среды и ре­жимных параметров процесса: толщины продукта, температуры охлаждающей среды, скорости и характера ее движения, влажнос­ти воздуха, коэффициента теплоотдачи от продукта к охлаждаю­щей среде и др.