книги из ГПНТБ / Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов

жаются (рис. 17). При этом темп разрушения структуры не зависит от влажности и при ее изменении остается постоянным. Параллельно проведенные гистологические исследования ука­ зывают на развитие встречного процесса — увеличения диамет-

Рис. 17. Зависимость изменения реологических свойств фарша док­ торской колбасы от температуры и влажности:

а — предельное напряжение сдвига; б — пластическая вязкость; в — эффектив­ ная вязкость при единичной скорости.

ра мышечных волокон, что должно было бы-вести к возрастанию численных значений свойств, так как поверхность частиц уве­ личивается и некоторое количество влаги поглощается клетка­ ми. В неорганической системе — пасте бентонитовой глины [42]— при увеличении влажности водные прослойки между частицами становятся толще, возможно диспергирование круп­ ных частиц. Изменение влажности от 0,66 до 0,76 уменьшает предельное напряжение сдвига и вязкость глины примерно в 14—18 раз, т. е. практически вся влага участвует в прямом

60

процессе — утолщении прослоек между частицами. Такое же увеличение влажности фарша вызывает снижение этих величин всего в 2,5—3,5 раза. Следовательно, прямой процесс (утол­ щение водных прослоек), ведущий к снижению прочности струк­ туры, значительно тормозится обратным процессом (набуха­ ние мышечных волокон, увеличение их поверхности и связы­ вание влаги), который способствует возрастанию прочности. Суммарное действие этих процессов в итоге дает сравнительно небольшое снижение прочности структуры фарша.

Влажность для многих пищевых продуктов (фарш, тесто и пр.) является одним из главнейших технологических показа­ телей. Вместе с тем пока нет достаточно надежных экспресс­ ных и непрерывных способов ее измерения. Поэтому для конт­ роля качественных показателей продуктов большое значение имеет разработка методов измерения как СМС, так и влажности; при непрерывном измерении этих характеристик и наличии обратной связи к обрабатывающей машине возможен оператив­ ный контроль и регулирование качества продукта.

Комплексное влияние влажности, температуры и давления на СМС фарша (рис. 18) изучали при выдержке фарша после приготовления не более 3 ч [39]. Были получены эмпирические

61

Пределы применимости уравнений: температура от 3 до 23° С; давление от 0 до 10-105 Па; влажность для фарша русских со­ сисок от 0,65 до 0,77, докторской колбасы от 0,60 до 0,76. В при­ веденных обобщениях криволинейные температурные измене­ ния СМС аппроксимированы прямыми, что значительно упро-

Рис. 18. Изменение реологических свойств фарша русских сосисок при раз­ личных влажности, давлении и температурах:

62

щает расчетные зависимости. Ошибки в указанных пределах изменения переменных не превышают: для y\(t) — 1,7%; B0(t) — 3%; B(t) — 1,2%; m{t)— 0,5%. Разброс точек и округления дают ошибку не более 5%; ошибка измерения свойств при этом составляет ± 6 % .

При увеличении давления численные значения всех свойств возрастают, исключение составляет пластическая вязкость, которая незначительно зависит от давления; отклонение ее опытных значений от расчетных по формуле (I—68) не превы­ шает ± 6 % . Изменение величин свойств при различных дав­ лениях объясняется главным образом перераспределением дис­ персионной среды в системе и изменением размера частиц и гидратных оболочек. Кроме того, приложенное давление вызы­ вает переориентацию частиц, более компактную их упаковку с одновременным деформированием; количество и объем воздуш­ ных полостей сокращаются. Все это ведет к упрочнению свя­ зей между частицами, и для разрушения системы требуются более интенсивные внешние воздействия.

Представляют интерес эксперименты, в которых изучали СМС фарша при неоднократной нагрузке его гидростатическим давлением и разгрузке в ротационном вискозиметре [36, 39]. Такой процесс можно наблюдать в обрабатывающих машинах; при этом наряду с ориентацией частиц в по­ токе последовательно происходит упрочнение и ослабление структурных связей. Поэтому изменение СМС при последовательных нагружениях менее интенсивно, чем при однократном нагружении (рис. 19). Умень­ шение величин СМС при измерениях после снятия давления (рис. 19, кривая 4) обусловлено тем, что структура фарша ослаблена предыдущими воздействиями на нее.

Влияние куттерования на СМС фарша русских сосисок [43, 140] изучалось комплексно, что позволило выбрать опти­ мальный режим проведения процесса и разработать способы регулирования качественных показателей сырого фарша и гото­ вых изделий из него. В качестве главнейших независимых пере­ менных выбраны длительность измельчения как характеристи­ ка процесса и влажность как характеристика объекта.

Вначальном (подготовительном) периоде куттерования раз­ мер частиц немного меньше исходного; добавленная в куттер вода образует около частиц фарша толстые прослойки, облег­ чающие деформацию; ПНС имеет небольшие значения (рис. 20).

Впервом (основном) периоде происходит интенсивное разре­ зание частиц, их общая поверхность увеличивается, влага из свободной переходит в поверхностно-связанную, протекает

процесс образования новой структуры фарша. При этом ПНС достигает максимального значения (см. рис. 20). Во вто­ ром периоде происходит «размочаливание» волокон; при этом ПНС уменьшается. Начиная со второго периода повышение температуры, увеличение числа мельчайших частиц, аэриро-

63

Рис. 20. Зависимость реологических свойств фарша русских сосисок от дли­ тельности куттерования и влагосодержання:

а — ПНС сырого фарша; б — предельное напряжение среза изделий после термо­ обработки;

/ — кривая оптимального времени куттерования (фарш приготовлен на куттере с ем­ костью чаши 80 л).

64

Z 3KCt — экстремальное значение свойства, вычисленное по уравнению (I—72), оптимальное время куттерования определено по уравнению (I—69);

oi, аг— эмпирические коэффициенты: первый выражает отношение численных значений свойств при оптимальном времени куттероваиия, второй характеризует интенсивность изменения свойств при произвольной продолжительности куттеро­ вания.

Пределы применимости уравнения (I—73) по времени куттерования составляют ±50% от оптимального его значения, что вполне достаточно для практических расчетов. Значения коэффициентов к уравнению (I—73)

Ромакс

Механические свойства готовых колбас оценивают по макси­ муму напряжения среза на приборе [22]. Они зависят от вре­ мени куттерования и влагосодержания подобно сдвиговым свойствам сырого фарша. Максимальное значение напряжения среза амакс(Па) при оптимальном времени куттерования опреде­ ляют по уравнениям:

где — влагосодержание готового продукта, при котором его струк­

тура начинает ухудшаться, становясь более рыхлой, соот­ ветствует оптимальному влагосодержанию сырого фарша

около 2,4; а — коэффициент, характеризующий качество переработки фарша:

для куттера 80 л а = 0,45, t/*,= 2,23; для куттера 220 л

а = 0,72, 1/*,= 2,32.

Напряжение среза при отклонении времени куттерования от оптимального времени куттерования описывается формулой

где член в прямых скобках берется по абсолютной величине.

Влагосодержание сырого фарша Un и готовых изделий UK, обработанных по общепринятой технологии, связаны соотноше­

*^ г . и

Vi сух. м

68

В этом случае на расчет величины выхода не влияет влажность мяса, благодаря чему можно получить сопоставимые данные, объективно отра­ жающие производственно-технический уровень работы данного предприя­ тия (рис. 21).

В табл. 9 приведены сра­ внительные данные изготов­ ления русских сосисок по оптимальному и обычному режимам обработки фарша. Эксперименты были проведе­ ны в производственных усло­ виях [36]. Сосиски варили в естественной оболочке ди­ аметром около 20 мм по су­ ществующей технологии.

Для установления оптималь­ ного режима изготовления фар­ ша требуется соблюдение следу­ ющих услозий: 1) посол шрота (отдельно говядины и свинины) должен происходить в емкостях, вместимость которых соответству­ ет одной-двум закладкам мяса в куттер; 2) на каждой емкости должен быть ярлык с указанием влажности шрота и его массы;

3) время куттерования рассчитывается для изделий данного вида и опре­ деленного куттера один раз.

Для организации оптимального режима куттерования по влажности шрота и специальной таблице, составленной на основе материальных ба­ лансов, определяется масса добавляемой воды и льда. Вначале куттеруется говядина с частью воды, затем в куттер добавляется свинина и остальная вода. Перечисленные мероприятия позволят стабилизировать выход и каче­ ство готового продукта вне зависимости от опыта и квалификации куттеровщика.

Влияние температуры и жирности на величины СМС пралиновых конфетных масс подробно исследовал Ю. А. Мачихин 181у. Для расчета эффективной вязкости т)Эф (Па-с) пралиновых масс, представляющих собой бингамовы тела, предложено уравнение

е — средний градиент скорости по уравнению (1—36).

69