книги из ГПНТБ / Корочкина, Л. С. Технология и оборудование рыбообрабатывающих предприятий учеб. пособие

ем жира. Скорость гидролитического расщепления жира резко падает с понижением температуры в камере хранения заморо­ женных товаров до минус 30° С.

При замораживании и хранении происходят изменения гидро­ фильных свойств тканей, которые определяют водоудерживаю­ щую способность тканей к концу хранения и влияют на количест­ во тканевой жидкости, отделяющейся при размораживании. Однако потери тканевого сока зависят не только от гидрофиль­ ных свойств тканей, но и от степени разрушения структуры тка­ ней кристаллизующейся влагой.

Степень разрушения структуры ткани зависит как от скорости замораживания, так и от глубины развития автолитических про­ цессов к моменту замораживания. Замораживание влияет на гидрофильные свойства в наименьшей степени в начальной ста­ дии автолиза, в наибольшей — в стадии посмертного окоченения.

От степени структурных изменений тканей перед заморажива­ нием, а также от изменения гидрофильных свойств белков при автолизе зависит величина потерь тканевого сока при размора­ живании рыбы. Об этом свидетельствует уменьшение с увеличе­ нием скорости замораживания как абсолютных потерь ценных в пищевом отношении белковых и экстрактивных веществ, так и содержания их в тканевом соке.

С увеличением скорости замораживания и понижением темпе­ ратуры хранения водоудерживающая способность (гидрофиль­ ные свойства) мяса рыбы сохраняется на более высоком уровне.

Разрушение оболочек белково-водных коллоидных систем, вызываемое вымерзанием влаги, создает благоприятные условия для непосредственного взаимодействия активных групп белковых макромолекул с образованием прочных связей между ними. Воз­ никают устойчивые пространственные структурные образования,

вкоторых связь между структурными элементами частично осу­ ществляется без посредства сольватных оболочек. Наблюдается процесс, сходный со старением коллоидов, который выражается

впостепенном уменьшении растворимости белков. Уменьшению

растворимости белковых веществ, естественно, сопутствует умень­ шение их гидрофильности, а также смещение минимума их набу­ хания, которое обнаруживается при длительном хранении и сви­ детельствует о сближении изоэлектрической точки белков с той величиной pH, которая характерна для хранящейся рыбы. Это дополнительно уменьшает гидрофильность мышечных белков. Характер и степень изменения гидрофильных свойств мяса рыбы в процессе хранения зависят и от относительного содержания в нем соединительной ткани (гидрофильность мяса рыбы, содер­ жащего большое количество соединительной ткани, постепенно возрастает).

Таким образом, замораживание и хранение неизбежно приво­ дят к существенным изменениям мяса рыбы, влияющим на ее качество.

81

Важнейшим фактором сохранения пищевых и вкусовых свойств рыбы является поддержание в ее теле температуры ми­ нус 25 — минус 30° С.

Основы быстрого замораживания

Рыба, как и другие продукты, поступающие на заморажива­ ние, имеет температуру выше криоскопической. Поэтому замора­ живание складывается из трех этапов: охлаждения сырья до криоскопической температуры, вымораживания влаги, доведения температуры сырья до заданной. В любой момент замораживания

ческой. Как только начнется замерзание внешнего слоя, пониже­ ние его температуры резко замедлится вследствие выделения теплоты кристаллизации. Ввиду незначительной концентрации тканевых жидкостей большая часть содержащейся в них воды вымерзает при температурах, близких к криоскопическим. Так, при минус 5° С вымерзает 75% воды. Следовательно, температу­ ра внешнего слоя не опустится ниже до тех пор, пока не вымерз­ нет в нем более 75% воды. В связи с этим температура централь­ ного слоя на какой-то промежуток времени будет оставаться выше криоскопической температуры, тогда как внешний слой уже замерзнет.

По мере замораживания продукта граница между замерзшим и незамерзшим слоями перемещается к центру. Одновременно температура центрального слоя приближается к криоскопической до тех пор, пока в нем не начнется кристаллообразование.

Таким образом, следует различать три последовательных пе­ риода замораживания рыбы: период, когда замерзание внешнего слоя совмещается по времени с охлаждением центрального слоя; период, когда охлаждение центрального слоя практически закон­ чено и происходит в основном распространение замерзшего внеш­ него слоя вглубь при одновременном его доохлаждении, и период, когда происходит дальнейшее охлаждение замерзшего продукта до заданной температуры. Соответственно этим периодам изме­ няется температура центрального слоя. Вначале она падает до уровня, близкого к криоскопической точке, затем задерживается

82

на некотором практически постоянном уровне, после чего снова начинает снижаться. Промежуток времени, в течение которого температура центрального слоя продолжает оставаться выше криоскопической, зависит от скорости теплоотвода и толщины замораживаемого продукта (рис. 28). Участок 1 на кривых, изо­ браженных на рис. 28, соответствует периоду охлаждения, учас­ ток 2 — периоду замерзания и участок 3 — периоду конца замо­ раживания и снижения температуры до заданной. Участок 2 на кривой / практически отсутствует. На кривой III, типичной для медленного замораживания, участок 2 довольно велик.

Своеобразное распределение температур по толщине заморажи­ ваемого продукта обусловливает явления, степень выраженности которых тем больше, чем медленнее замораживание. Образова­ ние кристаллов в поверхностном слое при любых условиях замо­ раживания происходит очень быстро. Когда скорость теплоотвода невелика и, следовательно, скорость распространения замерзше­ го слоя вглубь значительно меньше скорости обменной диффузии между слоями, значительная часть влаги перемещается по на­ правлению к поверхности продукта. Скорость теплообмена умень­ шается в направлении к центру, так как теплопроводность мяса рыбы небольшая. В связи с этим распределение вымерзшей воды тем более неравномерно, чем глубже расположен слой.

Для использования вышеизложенных теоретических положе­ ний при замораживании рыбы на практике целесообразно уста­ новить условную границу между быстрым и медленным процес­ сами; выбрать основные условия быстрого замораживания рыбы, определяя которые можно было бы контролировать течение про­ цесса.

Под быстрым замораживанием подразумевается такой про­ цесс, при котором энергично протекает кристаллообразование в рыбе, формируется мелкокристаллическая однородная структура, понижается степень денатурации белка. Скорость замораживания рыбы у3 можно определить по формуле

ь

где 8 — толщина продукта, см; 2 ^ 5 0 — продолжительность замораживания рыбы в пределах температуры

от минус 1 до минус 5°С, ч.

Скорость замораживания зависит от количества тепла Q, от­ водимого от продукта в единицу времени

Q = «F ( С - С ) ,

где а — коэффициент теплоотдачи от продукта в окружающую среду, Вт/(м2 -К);

F — поверхность замораживаемого продукта, м2;

t1— t2— перепад между температурой продукта и охлаждающей среды, К-

Количество отводимой от рыбы теплоты зависит от величины каждого из множителей в правой части уравнения, следователь­

83

но, процесс замораживания может быть ускорен путем увеличе­ ния перепада температуры t{—12.

Скорость замораживания можно повысить увеличением удель­ ной поверхности замораживаемого продукта и коэффициента теп­ лоотдачи а, величина которого зависит от физических свойств

исостояния замораживающей среды. Коэффициент теплоотдачи жидкой среды в среднем в 300 раз больше, чем воздуха. Приме­ нение искусственной циркуляции воздуха со скоростью порядка 10 м/с повышает коэффициент теплоотдачи по сравнению с естест­ венной циркуляцией в 3—4 раза.

От скорости замораживания зависят экономичность процесса

ивозможность его механизации и автоматизации в условиях не­

прерывного потока.

Подмораживание

При существующей технике охлаждения, хранения и транс­ портировки охлажденную рыбу практически удается сохранить без заметных признаков порчи около пяти — семи суток. Иногда необходимо хранить рыбу более длительное время. Заморажи­ вание рыбы в таких случаях сопряжено с неоправданными зат­ ратами и с нежелательным ухудшением ее качества. По мнению Н. А. Головкина, в таких случаях можно применять легкое под­ мораживание рыбы до температуры минус 2-Уминус 4° С. Подмо­ раживанием можно увеличить срок хранения рыбы до 20 суток и более. Однако подмораживание связано с частичным вымора­ живанием влаги, деформацией тканей рыбы кристаллами льда и с большими потерями при дальнейшей обработке, чем охлаж­ дение. Применение подмораживания открывает перспективы транспортировки рыбы без льда и, следовательно, значительного увеличения грузоподъемности изотермического транспорта. Кро­ ме того, снижаются затраты труда при разгрузке и сортировке подмороженной рыбы на распределительных холодильниках по сравнению с затратами труда на эти операции с охлажденной рыбой, пересыпанной льдом. Увеличивается и пропускная способ­ ность морозильных камер по сравнению с пропускной способно­ стью их при замораживании рыбы, что особенно важно в периоды массового ее поступления.

Способы замораживания

В промышленных условиях замораживание рыбы и рыбных продуктов можно проводить в воздухе (медленное, интенсивное и быстрое) и в жидкой среде (контактное и бесконтактное), а также в льдосоляной смеси.

Наиболее распространено воздушное замораживание, которое может быть искусственным и естественным. Искусственное замо­ раживание осуществляется в морозильных камерах холодильни­

84

ков при температуре минус 23—30° С. Промытую, рассортирован­ ную по видам, размерам и качеству рыбу взвешивают и раскла­ дывают на противни слоем толщиной до 13 см. Крупную рыбу (осетровых, лососевых и др.) замораживают в подвешенном состоянии. Продолжительность замораживания зависит от раз­ мера рыбы, температуры воздуха в камере, степени загрузки камеры, скорости движения воздуха и других факторов. При тем­ пературе воздуха минус 18 — минус 23° С и естественной его цир­ куляции мелкая рыба замораживается за 8—12 ч, рыба массой до 3 кг за 12—18 ч, массой более 3 кг за 18—36 ч, а крупные осет­ ровые— до 48 ч.

Воздух в камерах замораживания охлаждается от батарей не­ посредственного испарения холодильного агента (как правило, аммиака) или от воздухоохладителей, смонтированных в камерах или вне их. Температуру воздуха в камерах поддерживают на несколько градусов ниже температуры замораживания, относи­ тельную влажность на уровне 90—95% в зависимости от темпе­ ратуры воздуха, причем чем ниже температура, тем больше дол­ жна быть относительная влажность воздуха в камере. Циркуля­ ция воздуха в камерах замораживания может быть естественной или искусственной. Применение принудительной циркуляции воз­ духа обеспечивает более равномерное распределение температу­ ры в камере и позволяет значительно сократить продолжитель­ ность замораживания.

В некоторых районах страны рыбу зимнего, подледного лова можно замораживать вблизи от места лова, на расчищенных площадках. При температуре минус 18° С и ниже рыба замерзает очень быстро и полностью сохраняет первоначальные свойства.

Основными недостатками воздушного камерного заморажива­ ния являются большая продолжительность процесса, что отража­ ется в итоге на качестве мороженой рыбы, и низкий коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к замораживающей среде; преимущества этого способа — возможность быстрого размеще­ ния для замораживания относительно больших количеств сырья без его предварительного аккумулирования и др.

При воздушном замораживании в установках с интенсивным движением воздуха обеспечиваются более высокий коэффициент теплоотдачи и механизация процессов загрузки и выгрузки рыбы.

Замораживание рыбы осуществляется также в жидкой сре­ д е — рассоле — контактным и бесконтактным способами. В каче­ стве жидкой среды широко используется раствор хлористого натрия. Контактное замораживание можно осуществлять либо пу­ тем орошения рыбы холодным рассолом, либо погружением ее в рассол. Замораживание рыбы контактным способом в жидкой среде проходит более быстро, чем в воздушной, кроме того, нет потерь массы рыбой. Однако рыба просаливается, в результате чего при длительном хранении ухудшается ее товарный вид. Бо­ лее перспективным следует считать бесконтактное рассольное

85

замораживание (рыбу заключают в оболочку и погружают в рас­ сол). При этом способе в качестве замораживающей среды мож­ но применять растворы солей хлористого кальция, хлористого маг­ ния температурой минус 41—минус 45° С, а при использовании растворов поваренной соли можно получать температуру не ниже минус 20° С.

Простым и доступным считается способ замораживания рыбы в льдосоляной смеси, основанный на самоохлаждении смеси льда и поваренной соли. Этот способ применяется при отсутствии холо­ дильников или в периоды массовых поступлений рыбы. Темпера­ тура таяния смеси зависит от соотношения льда и соли и может быть доведена до минус 19,9° С. При льдосоляном заморажива­ нии расход льда составляет 100—125% от массы рыбы, соли 23—25% от массы льда. Допустимое время контакта рыбы со смесью 24 ч. При этом способе рыбу промывают, рассортировы­ вают и укладывают в тару, пересыпая по рядам смесью льда и соли. Талая вода отводится. Потери массы в зависимости от вида рыбы составляют 0,6—3,0%. Недостатком замораживания смесью льда и соли являются частичное просаливание рыбы и невозмож­ ность длительного хранения готовой продукции. При храпении продукт приобретает запах соленой рыбы, жир быстро окисляет­ ся, поверхность тускнеет, товарный вид ухудшается.

86

Замораживание воздухом с принудительной его циркуляцией проводится в тоннельных морозильных камерах, которые можно разделить на три вида: тележечные с подвесным или напольным транспортом (замораживаемое сырье размещается на подвижных тележках или клетях); конвейерные (сырье перемещается на кон­ вейере) ; гравитационные (сырье перемещается при помощи про­

талкивающих механиз­ мов, а иногда скользит под уклон).

Широкое распростра­ нение получили конвейер­ ные морозильные аппара­ ты (рис. 30). Рыба в про­ тивнях на конвейере замо­ раживается воздухом температурой минус 33° С, циркулирующим со ско­ ростью 7 м/с. Продолжи­ тельность замораживания рыбы в блоках размером

800X500X60 мм до тем­ пературы минус 18°С со­ ставляет 2,5 ч. После за­ мораживания противни отделяют от блоков, обли­ вая их горячей водой. Бло­ ки мороженой рыбы по­ ступают на глазировку, взвешивание и упаковку в картонную тару и далее по системе транспортеров к элеваторам грузовых трюмов.

Плиточный морозиль­ ный аппарат МАР-8 (рис. 31) применяется для за­ мораживания рыбы в бло­ ках. На роторе аппарата

расположены блок-формы, представляющие собой две плоские пустотелые плиты, в которых циркулирует холодный рассол или испаряется аммиак. Между плитами помещают заморажи­ ваемую рыбу, которая при нажатии плит приобретает форму блока. Движение ротора прерывистое. В то время как первая блок-форма загружается рыбой, в последней блок-форме процесс замораживания заканчивается и она поступает на разгрузку. Плиты формы раскрываются с помощью специального устрой­ ства, и замороженный блок без оттаивания выпадает из формы. Производительность аппарата при непрерывной работе и темпе­

88

ратуре хладоносителя минус 32° С составляет 7,5 т в сутки. Блок размерами 250X 400X 60 мм замораживается до температуры минус 28° С за 2,3 ч.

Широкое промышленное применение для замораживания фи­ ле получили плиточные скороморозильные аппараты. Один из них показан на рис. 32 и представляет собой этажерку с рядом плит, внутри которых циркулирует холодильный агент или рас­ сол. Продукт в упакованном виде или в противнях загружают между плитами, расстояние между которыми регулируется меха-

Рис. 32. Плиточный скороморозильный аппарат

камера; 7 — аммиачный ресивер; 8 — морозильные плиты; 9 — направляющие.

нически, что позволяет обеспечить достаточный контакт плит с замораживаемым продуктом. При температуре минус 30° С филе толщиной в 4,4 см в коробке и пергаменте замораживается за 72 мин. Многоплиточный аппарат удобен в эксплуатации, имеет большую производительность на единицу занимаемых объема и площади, большую скорость замораживания.

В роторном полуавтоматическом блокоплиточном агрегате (рис. 33) сырье по транспортеру поступает в бункер-дозатор, от­ куда автоматически подается в кассеты загрузочного устройст­ ва, которые гидравлическим приводом передаются в приоткрытые блок-формы (при необходимости в это время сырье может меха­ нически упаковываться; в блок-форме сырье подпрессовывается). В результате поворота ротора, состоящего из полого вала и на­ саженных на него двух дисков, на которых шарнирно закреплены блок-формы, на следующую позицию (под загрузку) устанав­ ливается очередная блок-форма; одновременно в положение раз­ грузки приходит блок-форма с замерзшим продуктом. Прерывис­

89

тое движение ротору сообщает гидравлический привод. Терморе­ гулятор определяет температуру продукта и, если она соответ­ ствует заданной, приводит в действие механизм разгрузки. Холо­ дильный агент (рассол, аммиак, фреон) циркулирует в пустоте­ лых плитах, образующих блок-форму. Аппарат об­ служивается одним чело­

веком.

Глазирование

Глазирование рыбы — процесс, при котором по­ верхность рыбы покрыва­ ется тонкой ледяной обо­

сит от формы поверхности, температуры рыбы и от продолжи­ тельности обработки. При однократном погружении на рыбе образуется ледяная оболочка толщиной 0,2—0,5 мм, при двукрат­ ном толщина глазури составляет 0,4—0,6 мм, а масса ее 3—4% от массы рыбы. Практически рыбу обрабатывают водой не бо­ лее 3 с.

Для предотвращения окисления жира рыбы в воду рекоменду­ ется вносить различные антиокислители (глютаминат натрия, ас­ корбиновую кислоту, натриевую соль этилендиаминотетрауксусной кислоты и др.).

Существует несколько типов устройств для глазирования ры­ бы. Новый конвейерный оттаивательный и глазировочный агре­ гат непрерывного действия, показанный на рис. 34, предназначен для установки на больших морозильных траулерах.

При оттаивании блока поочередно через крышку и противень пропускается электрический ток. Через крышку пропускается ток силой 600—700 А в течение 5 с.

После снятия крышки с блок-формы соответствующим пово­ ротом стола противень устанавливается в положение вверх дном и через него пропускается электрический ток силой 900—1000 А.

90