Задача 10

Определить длительность процесса обжарки колбас, когда температура внутри батона повышается с 18 до 50 С, скорость движения воздуха – до 2 м/с, температура греющей среды 90 С. Значение диаметра батона и относительной влажности воздуха выбрать из табл. 10, причем диаметр по предпоследней, а влажность по последней цифре шифра.

Т а б л и ц а 10

Номер шифра	Диаметр батона, мм	Относительная влажность, %
0	65	5
1	80	10
2	95	15
3	100	20
4	120	25
5	100	30
6	90	35
7	80	40
8	95	45
9	65	50

Краткие теоретические сведения

Термическая обработка – одна из заключительных операций технологического процесса производства мясопродуктов, причем в зависимости от вида изделий применяют различные способы теплового воздействия, их сочетания и модификации. Базовыми операциями являются обжарка (подсушка, копчение), запекание, варка, сушка и охлаждение [4].

Основные цели этих операций:

– доведение продукта до состояния кулинарной готовности;

– формирование органолептических показателей (внешний вид, цвет, запах, вкус, консистенция, монолитность);

– обеспечение санитарно-гигиенической безопасности продукта;

– повышение стабильности готовых изделий при хранении.

Две последние цели связаны с проблемой консервирования, которая реализуется в современных технологиях за счет применения: посола сырья, горячего и холодного копчения, одно- или двукратной варки, сушки, интенсивного охлаждения и хранения при низких положительных температурах.

Наличие коптильных веществ, высокотемпературный нагрев, повышение осмотического давления, сдвиг рН в кислую сторону, снижение уровня активности воды и понижение температуры среды – факторы, препятствующие дальнейшему развитию микроорганизмов или приводящие к их гибели.

Обжарка применяется при изготовлении реструктурированных изделий в оболочке ветчинного типа и по режимам практически не отличается от используемых в колбасном производстве:

– первая фаза – подсушка оболочки при 50–60 С, относительной влажности 10–20 % и скорости агента 2 м/с;

– вторая фаза – собственно обжарка дымовыми газами при 90–110 С, при относительной влажности 47–57 % и скорости 2 м/с.

Результаты обжарки (после достижения в центре продукта температуры 40–45 С):

– прогрев сырья сопровождается частичным развитием денатурационно-коагуляционных процессов мышечных белков;

– белковые и натуральные оболочки высушиваются, увеличивается прочность, появляется приятный золотисто-красный цвет;

– вследствие термотропного структурирования мясная система упрочняется и фиксируется форма;

– инициируется распад нитрита натрия, активизируется реакция цветообразования;

– продукт приобретает характерный запах и вкус копчения;

– происходит частичное испарение слабосвязанной влаги через белковые оболочки, что приводит к потерям массы (для батонов с диаметром 100 мм потери в процессе обжарки составляют до 4–4,5 %);

– под воздействием высоких температур и коптильных веществ в периферийных слоях продукта происходит гибель вегетативных форм микроорганизмов. При этом следует иметь в виду, что в изделиях (большого диаметра) температура может какое-то время находиться на уровне нормального развития микроорганизмов и деятельности ферментов (25–35 С). Следовательно, при задержке партии более чем на 30 мин между этапом обжарки и варки может привести к активизации роста микроорганизмов, закисанию, ухудшению окраски (серые пятна на разрезе) готовой продукции.

Надо отметить, что в большинстве современных технологий предусмотрена выработка мясных изделий в оболочках с ограниченной газо-, водопроницаемостью (типа полиамидных), в связи с чем применение обжарки потеряло актуальность. Имитация эффекта копчения производится за счет введения при посоле коптильных ароматизаторов.

Тепловые процессы обработки мясопродуктов в зависимости от наличия изменений агрегатного состояния разделяются на две группы: 1) тепловые нестационарные процессы, протекающие без изменения или с малыми изменениями агрегатного состояния, существенно не влияющие на теплофизические константы продукта; 2) то же, но с существенными изменениями агрегатного состояния и теплофизических параметров.

В первом случае длительность процесса определяется по критериальным зависимостям , ч, [4]

где критерий Фурье; коэффициент температуропроводности продукта, м²/ч.

Во втором случае весь процесс подразделяют на ряд фаз: – нагрев за время неустановившегося процесса; – нагрев за время установившегося процесса и до окончания плавления жира; – то же после полного расплавления жира и до окончания нагрева.

Длительность зависит от размеров кусков, равномерности распределения температуры по сечению их в начале процесса, тепловой инерции.

Длительность и , ч, [3]

где темп нагрева или относительная скорость нагрева продукции, ч^-1; разности температур в начале отсчета в конце и начале и в конце

В некоторых случаях пользуются величиной А, обратной темпу нагрева, называемой условной длительностью или постоянной термической инертности, выражаемой в часах.

Численное значение темпа нагрева , ч^-1, [3]

где безразмерный коэффициент, зависящий от критерия Bi; объем тела, м³; удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг ^. град); плотность продукта, кг/м³.

Потери массы при термической обработке мясопродуктов паровоздушной смесью , кг/(м^{2 .} ч), [4]

где коэффициент, зависящий от пограничных условий теплообмена; коэффициент, учитывающий влияние связи воды с сухим остатком; коэффициент, учитывающий влияние оболочки, жира, причем для не пропускающих пар оболочек, во всех других случаях разность парциальных давлений пара на поверхности испарения и в протекающем воздухе, Па; барометрическое давление, Па.

В процессах обработки колбас особое значение имеют параметры режима. Так, процесс подсушки характеризуется необходимостью испарения влаги из оболочки. Следовательно, процесс должен идти при Процесс обжарки сопровождается нагревом и образованием окраски фарша, дымовой обработкой оболочки. Для исключения возможности уноса коптильных компонентов конденсирующимся на поверхности оболочки паром на протяжении всего процесса температура точки росы должна быть меньше температуры поверхности оболочки. Процесс варки колбас, сопровождающийся интенсивным теплообменом, во избежание потерь влаги из продукта следует вести при температуре мокрого термометра.