Адаптация конструкций аппаратов и режимов работы к технологическим свойствам пищевых сред (при производстве колбасных изделий)

1 Общие требования к процессу измельчения

При производстве колбасных изделий сырье проходит ряд технологических операций, на которых сырье подвергается механическому воздействию: измельчение, перемешивание и формование готового изделия. Одним из главных является процесс измельчения. Для каждого вида колбасных изделий существует оптимальная степень измельчения сырья, обеспечивающая максимальный выход продукции и его органолептические свойства. Степень измельчения (дисперсность) существенно влияет на характер, количество и форму связи влаги, что приводит к изменению реологических свойств мясных продуктов. Измельченная животная ткань, состоящая из частиц различной величины, характеризуется различными механическими свойствами.

Приготовление фарша начинается с мелкого измельчения созревшего сырья. Выдержанное в посоле кусковое сырье (говядину, баранину и нежирную свинину) измельчают на волчке (диаметр отверстий решетки 2...3 мм). Качество полученного фарша, которое зависит от состояния оборудования, необходимо контролировать. Это можно сделать, анализируя сдвиговые структурно-механические характеристики фарша. При недостаточной затяжке режущего инструмента и наличии зазора между подающим шнеком и корпусом волчка (что вызывает перепуск, смятие и перетирание мясного сырья) резко снижаются значения структурно-механических характеристик. При этом фарш получается в виде однородной бесструктурной массы, которая в последующей тепловой обработке будет терять значительное количество жидкой среды, снижая выход и ухудшая качество готовой продукции.

Под измельчением понимают процесс разделения продукта или материала на части под действием механических сил с образованием новой поверхности раздела и сопровождающийся пластическими деформациями, трением между контактирующими поверхностями мяса и режущего инструмента, повышением его температуры, особенно в зоне контакта.

Количественно измельчение характеризуется степенью измельчения i, равной отношению средних характерных размеров продукта до измельчения (D_cp) и после (d_cp).

При производстве сырокопченых колбас используется мелкое и тонкое измельчение, которое характеризуется дроблением мясного сырья с превращением его в гомогенную массу. Мясное сырье, имеющее одинаковый химический состав, но различную степень измельчения, обладает различными значениями структурно-механических характеристик.

К машинам для измельчения мяса предъявляются следующие основные требования:

1) должна обеспечиваться заданная степень измельчения сырья при сохранении качества продукта с минимальными потерями сырья;

2) измельчение не должно сопровождаться большими усилиями сжатия, создаваемыми, например, шнеками в волчках при подаче сырья в зону резания, так как это приводит к выдавливанию сока. Однако при выработке сырокопченых колбас этот эффект может быть положительным, так как содержание влаги в фарше уменьшается, но при этом вместе с потерей сока изменяется его витаминный и минеральный составы;

3) температура измельченного сырья должна быть ниже допустимой по действующей технологии;

4) исключается попадание в рабочие зоны смазывающих материалов и металлических включений от износа деталей;

5) детали, соприкасающиеся с сырьем, необходимо изготавливать из коррозионностойких материалов или из материалов со специальным покрытием и стойких к агрессивной мясной среде;

6) рабочая зона должна быть легкодоступной для санитарной обработки и удаления остатков сырья;

7) конструкция рабочих механизмов должна быть удобной при разборке и сборке, а электродвигатели, пусковая аппаратура, контрольно-измерительные приборы должны быть выполнены в герметичном, водозащищенном исполнении;

8) для безопасной эксплуатации машины необходимо электродвигатели и электроаппаратуру надежно заземлить, предусмотреть защитные ограждения и блокирующие устройства.

Первые три требования значительно влияют на структурно-механические характеристики, а следовательно, и на качество измельченного сырья. Конструктивные требования (с четвертого по седьмое) к измельчающим машинам-волчкам обеспечивают сохранение качества сырья с точки зрения медико-биологических и санитарных норм. Выполнение последних двух требований гарантирует безопасность эксплуатации волчков.

Важнейшие факторы, влияющие на измельчение сырья, — это его структура и физико-механические свойства, конструктивные параметры режущего инструмента; кинематика процесса и динамические свойства системы машина — инструмент — материал. Все эти факторы оказывают влияние на качество измельченного мясного сырья, оцениваемое его структурно-механическими характеристиками.