Охлаждение рыбного сырья
2. Охлаждение рыбного сырья
Охлаждение пищевого сырья – процесс понижения температуры его от начальной до температуры, весьма близкой к криоскопической точке тканевого сока. Криоскопической точкой называют температуру, при которой вода в тканях пищевого сырья начинает переходить из жидкого состояния в твердое. Для различного пищевого сырья криоскопическая точка находится в пределах от минус 0,6 до минус 2,5 оС.
На практике охлаждение продукта заключатся в искусственном понижении температуры тканей сырья до температуры, близкой к криоскопической точке (от минус 1 до плюс 5оС), но не ниже последней в толще продукта с последующим хранением при температуре воздуха 0 – минус 1оС. Понижение температуры до криоскопической точки, при которой вода находится в доступной для микроорганизмов форме, т.е. в жидкой фазе.
2.1. Изменение свойств рыбного сырья в процессе охлаждения
Физические изменения рыбного сырья при охлаждении сводятся к незначительному увеличению плотности тканей, повышению вязкости тканевых соков, уменьшению массы сырья за счет испарения воды с его поверхности при охлаждении в воздушной среде (усушка). На степень усушки влияют условия охлаждения сырья, плотность его тканей, удельная поверхность, наличие и свойства упаковки. Чем больше содержание воды в сырье и удельная поверхность продукта, чем меньше относительная влажность воздуха в камере хранения и чем больше скорость движения воздуха, тем быстрее происходит усушка.
Удаление влаги из мяса рыб в процессе холодильной обработки зависит от ее вида, содержания в нем жира, степени гидратации белков, условий охлаждения и последующего хранения.
ΔG = (a/Gпр*r) * [(iп - iс)/ср – (tпр - tc)]*F*τ
где ΔG - усушка (относительная масса испарившейся влаги);
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2*К);
Рекомендуемые материалы
Gпр -масса продукта, кг;
r - удельная теплота парообразования, кДж/кг;
iп - iс - разность энтальпий воздуха у поверхности продукта и в окружающей среде, кДж/кг;
ср - теплоемкость воздуха, кДж/кг;
tnp - температура продукта, оС;
tc - температура окружающей среды, оС;
F - площадь поверхности охлаждения тела, м;
τ - продолжительность охлаждения, с.
Количество воды ΔG (кг/ч), испаряющейся из рыбы в единицу времени, определяют по формуле
Δ G = σ (Fxп-xк),
где σ - коэффициент испарения, кг/(м2 ч);
F - площадь наружной поверхности рыбы, м2;
xп —влагосодержание воздуха у поверхности рыбы, кг/кг;
xк — влагосодержание воздуха в камере, кг/кг.
Коэффициент испарения σ показывает, какое количество воды испаряется с 1 м2 поверхности рыбы при разности xп - xк = 1 в течение 1 ч, и зависит от состояния поверхности рыбы, скорости движения воздуха и некоторых других факторов.
В процессе охлаждения и последующего хранения изменяется цвет мышечной ткани мяса, что связано с изменением концентрации миоглобина в поверхностном слое в результате испарения влаги и развитием реакции его окисления. В первые дни хранения мясо приобретает яркую окраску из-за взаимодействия пигмента с кислородом и образования оксимиоглобина. Дальнейшее хранение сопровождается потемнением поверхности мяса вследствие увеличения концентрации пигмента и образования метмиоглобина за счет окисления железа гема. Этому процессу способствуют конформационные изменения глобина, вероятность развития которых возрастает благодаря повышению концентрации солей в поверхностном слое и смещению рН в кислую сторону.
Наряду с окислением гемовых пигментов контакт продукта с кислородом воздуха приводит к окислению липидов. Развитие окислительных процессов стимулируется накоплением свободных жирных кислот в результате ферментативного распада эфирных связей, протекающих с заметной скоростью с самого начала хранения мяса. Интенсивность окисления липидов значительно возрастает за счет каталитического воздействия окисленной формы миоглобина.
С позиции экономики процесса и качественных показателей продукта чрезвычайно важно определение оптимальных режимов холодильной обработки и применение специальных средств, обеспечивающих снижение усушки и окислительных превращений, в частности использование полимерных покрытий. При выборе упаковочных материалов принимают во внимание их сорбционные характеристики, паро-, и газопроницаемость. Положительно оценивается использование пищевых покрытий. В качестве пищевых покрытий могут быть использованы ацетилированные моноглицериды, полученные из говяжьего, бараньего и костного жиров. Равномерное нанесение на поверхность туш и полутуш этих пленкообразующих соединений снижает усушку, способствует торможению роста микроорганизмов, сохранению цвета. Применяют также ацетилированные триглицериды, полученные из растительных жиров.
В рыбе, хранящейся во льду, усушка незначительна. При хранении рыбы в охлажденной воде наблюдается ее набухание, которое неблагоприятно сказывается на ее качестве и заметно влияет на последующую обработку. Незначительно набухает крупная рыба, имеющая плотную консистенцию мяса (треска, окунь, тунец и др.). Сильно набухает рыба с нежной консистенцией (килька, корюшка, хамса, мойва, сельдь, скумбрия и др.). Такую рыбу нельзя долго хранить в холодной воде.
При хранении в охлажденном состоянии у многих рыб наблюдается изменение цвета кожного покрова и подкожного слоя мышц: потемнение, потускнение, пожелтение, покраснение, позеленение, побледнение. Скорость изменения цвета зависит от вида рыбы, ее состояния, условий хранения.
При охлаждении в пищевом сырье могут протекать с достаточной интенсивностью биохимические превращения, обусловленные действием тканевых ферментов, физико-химические реакции в результате контакта продукта с окружающей средой, а также не исключена возможность развития микробиологических процессов. Указанные явления, формирующие качество пищевого сырья, находятся в сложной взаимосвязи. Характер и глубина изменений сырья в процессе охлаждения и последующего хранения зависят от eго исходных свойств, условий и режима холодильной обработки.
Теплоту, которую необходимо отвести от продукта при его охлаждении, можно определить по формуле
Q=m(iн - iк),
где Q - количество теплоты, отдаваемой продуктом при охлаждении, кДж;
m - масса охлаждаемого продукта, кг;
iн - удельная энтальпия продукта в начале охлаждения, кДж/кг;
iк - удельная энтальпия продукта в конце охлаждения, кДж/кг.
Значения удельной энтальпии берут из таблиц или определяют по диаграммам энтальпий пищевых продуктов.
Количество отводимой теплоты, рассчитанное по этой формуле, составляет 80...90 % истинного, поскольку она не учитывает экзотермичность биохимических процессов и тепловые эффекты массопереноса.
Более точно количество теплоты, которое необходимо отвести от охлаждаемого продукта, определяется по формуле
Q = m[C(tн - tк) + q + mo(Lк - Lн)],
где m - масса охлажденного продукта, кг;
С - удельная теплоемкость охлаждаемого продукта, кДж/(кг-К);
tн и tк - начальная и конечная температура продукта, К;
q - внутреннее тепловыделение единицы массы продукта за все время охлаждения, кДж/кг;
Lк - удельная теплота конденсации водяного пара, кДж/кг;
Lн - удельная теплота испарения водяного пара, кДж/кг;
mо - относительная потеря влаги продуктом (усушка):
mo=mи/m, где mи - масса испарившейся из охлаждаемого продукта влаги, кг.
2.2. Производство охлажденной рыбы
Значения криоскопической температуры для пресноводных рыб лежат в пределах от —0,5 до —0,9 °С, для морских — от —0,8 до —2,0 °С, для моллюсков, ракообразных, иглокожих и другого сырья водного происхождения — от—1,0 до —2,2 °С. Для технических расчетов криоскопическая температура принимается равной —1 °С.
Различают рыбу охлажденную, реализуемую в качестве готовой продукции (столовая рыба), и рыбу охлажденную, предназначенную для дальнейшей переработки.
На судах, работающих в прибрежных районах промысла, рыбу охлаждают для получения готовой продукции или сохранения качества рыбы-сырца до ее последующей переработки. Основной задачей охлаждения рыбы на судах, работающих в отдаленных районах промысла, является сохранение ее качества до обработки.
Охлажденная рыба, реализуемая в качестве готовой продукции, в соответствии с требованиями стандартов должна иметь температуру в толще мяса в пределах от —1 до 5 °С. По размерам и массе ее подразделяют на крупную, среднюю и мелкую (или не подразделяют) и выпускают в разделанном и неразделанном виде. По видам разделывания она может быть обезжабренной, потрошеной с головой, потрошеной обезглавленной. Охлажденная рыба на сорта не подразделяется, по качеству она должна соответствовать требованиям стандартов. Поверхность рыбы должна быть чистой, естественной окраски, у некоторых видов рыб допускается небольшое изменение окраски поверхности тела и кровоподтеки; цвет жабр от темно-красного до розового; консистенция плотная, в местах потребления допускается ослабевшая консистенция, но не дряблая; у рыбы непобитой допускается сбитость чешуи без повреждения кожи; запах должен быть свойственным свежей рыбе без порочащих признаков, в местах потребления у всех рыб, кроме осетровых, допускается слабый кисловатый запах в жабрах, легко удаляемый при промывке водой; разделывание должно быть правильным, допускаются небольшие отклонения.
Охлажденную рыбу, предназначенную для реализации в торговле, упаковывают в тару со льдом. В момент выпуска с предприятия количество льда должно составлять не менее 50 % к массе рыбы. В. качестве тары применяются дощатые ящики вместимостью до 80 кг, а для рыбы длиной более 50 см можно применять сухотарные бочки вместимостью 150 или 250 л. Осетровых и лососевых рыб упаковывают только в ящики. Отечественная промышленность выпускает для упаковывания охлажденной рыбы ящики из полимерных материалов, имеющих целый ряд преимуществ перед традиционными видами тары (обладают высокой прочностью, легко дезинфицируются и моются, в пустом виде вкладываются один в другой, в них хорошо сохраняется качество охлажденной рыбы и т.д.). Полимерная тара широко применяется для упаковывания охлажденной рыбы.
В соответствии с существующими стандартами на охлажденную рыбу в единицу упаковки укладывают рыбу одного вида, размера и способа разделывания. Рыбу, относимую к мелочи II и III групп, по видам не подразделяют.
Рыбу, охлажденную для сохранения ее качества до последующей обработки, перед охлаждением по видам, размерам и массе обычно не рассортировывают (исключение составляет прилов крупной рыбы или других морепродуктов). Охлаждение такой рыбы производится в высокопроизводительных механизированных рыбоохладителях, установленных на всех современных рыбодобывающих и рыбообрабатывающих судах.
Для получения охлажденной рыбной продукции высокого качества необходимо соблюдать следующие условия:
на охлаждение направлять только рыбу хорошего качества;
максимально сокращать время между выловом и началом ее охлаждения;
охлаждать рыбу до температуры, близкой к криоскопической точке, с максимальной скоростью;
не допускать длительной задержки в орудиях лова или в сетных мешках, не смешивать рыбу предыдущих уловов с рыбой последующих;
в процессе охлаждения не подвергать рыбу излишнему давлению и лишним перевалкам;
обеспечивать необходимые санитарные условия технологического процесса (для сокращения микрофлоры рыбу перед охлаждением промывать чистой водой или водой с антисептиками, контролировать санитарное состояние охлаждающей среды, тары, оборудования, камер хранения, транспортных средств);
охлаждающая среда не должна иметь температуру ниже —3 °С во избежание подмораживания рыбы.
Продолжительность охлаждения рыбы и других гидробионтов зависит от их свойств, свойств охлаждающей среды, условий, при которых протекает процесс (температура, характер и скорость движения охлаждающей среды, толщина охлаждаемых продуктов, коэффициент теплоотдачи от продукта к охлаждающей среде и др.).
Основными условиями быстрого охлаждения являются применение охлаждающей среды с более высокими значениями тепловых показателей, поддержание возможно более низкой температуры охлаждающей среды и создание необходимой ее циркуляции. Так, если скорость охлаждения сардины в мелкодробленом льду принять за единицу, то при прочих равных условиях скорость ее охлаждения в снежном льду будет выше в 1,3 раза, в неподвижной охлажденной морской воде — в 2,9 раза, в циркулирующей морской воде — в 5,2 раза.
Продолжительность охлаждения продукта стереометрической формы можно определить по формуле, предложенной болгарскими учеными А. Фикииным и И. Фикииной:
V l2 2,3 tн - tо
τ = —— [(—— + 0,8) lg —— + 0,12]
Sl a Bi tк - tо
где τ - продолжительность охлаждения продукта, с;
V/Sl - равно для пластины - 1,0; для цилиндра - 0,5; для шара - 0,33;
l - половина толщины продукта, м;
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
tн, tк - начальная и конечная температура продукта, °С;
tо - температура охлаждающей среды, oC;
Bi - критерий Био: Bi = α l / λ, где α - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·K);
λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К).
Эта формула пригодна также для определения продолжительности охлаждения рыбы при введении соответствующих поправочных коэффициентов на форму ее тела. Продолжительность охлаждения зависит от размеров и формы рыбы, начальной и конечной температуры, теплопроводности, а также свойств охлаждающей среды. При оптимальных условиях килька охлаждается в морской воде за 3...5 мин, мойва и сардина—за 15...20 мин, треска и окунь — за 30... 60 мин. В промышленных условиях рыба охлаждается гораздо дольше. Так, на судах типа «Атлантик» сардина охлаждается за 2.5...3 ч.
Процесс охлаждения можно интенсифицировать путем увеличения коэффициента теплоотдачи за счет снижения температуры охлаждающей среды (но не ниже —3 °С, чтобы не происходило подмораживание рыбы), правильного соотношения охлаждающей среды (льда, охлажденной морской воды, льдоводяной смеси) и рыбы. Потрошеная рыба охлаждается быстрее непотрошеной на 10...20 %. В циркулирующей морской воде рыба охлаждается на 30...50 % быстрее, чем в неподвижной. В морской воде с температурой —2°С рыба охлаждается от 15 до 2 °С почти в 1,5 раза быстрее, чем в морской воде с температурой 0 °С. Для предотвращения пенообразования скорость циркуляции воды не должна превышать 0,2 м/с.
Однако в производственных условиях при выливке рыбы из трала в бункер с охлажденной морской водой наблюдается в первый период не только быстрое охлаждение рыбы, но и значительное повышение температуры охлаждающей среды. Поэтому на многих рыболовных судах имеются дополнительные цистерны с интенсивной системой охлаждения морской воды, которую по мере необходимости заливают при помощи насосов в бункера с охлаждаемой рыбой.
Быстрое охлаждение рыбы достигается в льдоводяной смеси при соотношении рыбы, льда и воды 2:1:1. В жаркое время, года количество льда увеличивают, а воды соответственно уменьшают. Температура льдоводяной смеси в процессе охлаждения рыбы практически не изменяется и при использовании морской воды приблизительно равна — 1...—2 °С.
Способы охлаждения рыбы
Способы охлаждения рыбы классифицируются в зависимости от вида охлаждающей среды: охлаждение льдом, холодной морской водой, льдоводяной смесью, сухим льдом, кипящими хладагентами. В промышленности наибольшее распространение получило охлаждение рыбы льдом, холодной морской водой и льдоводяной смесью.
Охлаждение рыбы льдом. Лед как охлаждающая среда широко используется на промысле в прибрежной зоне отечественных морей, во внутренних водоемах и на береговых предприятиях. Холодная морская вода и льдоводяная смесь преимущественно применяются для охлаждения рыбы на средних и крупных рыболовных судах, реже — на береговых предприятиях и во внутренних водоемах.
Охлаждение рыбы льдом производится в инвентарных формах и в чердаках. При охлаждении в инвентарной форме выловленную рыбу укладывают в ящики, коробки, контейнеры, корзины с послойной пересыпкой льдом. При таком способе создаются хорошие условия охлаждения рыбы, возможно применение средств механизации. Однако степень использования вместимости трюмов или холодильных камер невысока.
Продолжительность охлаждения рыбы льдом зависит в основном от ее толщины, дозировки льда и степени его дробления, температуры воздуха. Начальная температура рыбы в меньшей степени влияет на продолжительность ее охлаждения.
Увеличение дозировки льда до определенного предела значительно ускоряет процесс охлаждения. Так, при количестве льда к массе рыбы 25, 50, 75 и 100 % рыба, имеющая начальную температуру 20 °С, охладилась до 5°С соответственно за 236, 110, 68 и 63 мин.
Теоретически количество льда, необходимое для охлаждения рыбы, определяют следующим образом. Сначала рассчитывают количество теплоты Q (кДж), отводимое от рыбы при ее охлаждении от начальной до конечной температуры:
Q = mСp(tн - tк),
где m - масса рыбы, кг;
Cp - удельная теплоемкость рыбы, кДж/(кг·К);
tн - начальная температура рыбы, К;
tк - температура рыбы после ее охлаждения, К.
Затем рассчитывают необходимое количество льда mл (кг) для охлаждения рыбы:
mл = Q/rл,
где Q - количество теплоты, отводимое от рыбы при ее охлаждении, кДж;
rл - теплота плавления льда (335 кДж/кг).
Так, для охлаждения 100 кг судака от начальной температуры 20°С до конечной температуры 0 °С (теплоемкость рыбы 3,4 кДж/ (кг·К) необходимо затратить 20,3 кг льда, т. е. 20,3 % к массе рыбы:
Q = 100·3,4(20-0)=6800 кДж,
mл= 6800/335= 20,3 кг.
Однако приведенные выше расчеты не учитывают различные потери холода (в окружающую среду, неравномерность смешивания рыбы со льдом, на охлаждение тары и т. д.).
В связи с этим применяемые в промышленности нормы расхода льда значительно отличаются от расхода льда, определенного по формулам. Нормы расхода льда указаны в технологических инструкциях по приготовлению охлажденной рыбы.
Мелкодробленый лед быстрее охлаждает и меньше повреждает рыбу. Так, при дозировке льда к массе рыбы 100% при применении льда мелкого (1x1x1 см), среднего (4x4x4 см) и крупного (10x10x5 см) дробления рыба, имеющая начальную температуру 20 °С, охлаждается до О °С соответственно за 89, 134 и 154 мин.
Температура воздуха в помещении, в котором производится охлаждение рыбы льдом, не должна быть ниже —2 °С, чтобы не происходило прекращение таяния льда и его смерзание. Иначе это приведет к замедлению процесса охлаждения рыбы.
Процесс теплообмена между рыбой и льдом достаточно сложен. Он включает плавление льда при соприкосновении с рыбой, теплообмен через воздушные прослойки между рыбой и льдом, теплоотдачу стекающей воды, образовавшейся при таянии льда.
В рыбной промышленности для охлаждения рыбы и других гидробионтов в основном применяется дробленый лед.
Технологическая схема охлаждения рыбы в ящиках приведена на рис. 1. На дно ящика насыпают слой мелкодробленого льда толщиной 2...3 см и на него укладывают рыбу, послойно пересыпая ее дробленым льдом и увеличивая с каждым слоем толщину льда (на дно насыпают 25 %, а на верхний слой рыбы в ящике - 40 % всего количества льда). Крупную рыбу (размером более 30 см) укладывают на лед поштучно ровными рядами (в одну рыбу) спинками вверх, головами в разные стороны, а мелкую — ровными слоями толщиной не более 10 см. Осетровых (за исключением стерляди) и лососевых упаковывают только в ящики не более чем в 2 ряда по высоте ящика. Общая высота слоев рыбы и льда в ящике не должна превышать 30 см. Верхний слой льда должен быть на 1...2 см ниже края ящика во избежание сдавливания рыбы при установке ящиков один на другой. Разрешается предварительное перемешивание рыбы со льдом с последующей укладкой смеси в ящики, если у рыбы не наступило посмертное окоченение. Поверх уложенной в ящики смеси рыбы и льда дополнительно насыпают слой льда. Ящики, наполненные рыбой и льдом, накрывают крышками и направляют в трюм. Укладывание рыбы и рыбо-ледяной смеси в ящики проводят на палубе судна. Разрешается также укладывать смесь рыбы и льда в ящики непосредственно в трюме, смесь в трюм подается по специальным устройствам.
Прием рыбы
 |
Сортирование
 |
Разделывание
Мойка ящиков Мойка Приготовление льда
| | ||||
| |||||
Ящики Укладывание рыбы в тару Лед
с пересыпкой льдом
|
Упаковывание
|
Маркирование
|
Отгрузка охлажденной
продукции
Рис. 1. Технологическая схема охлаждения рыбы в ящиках
В трюме судна ящики укладываются штабелями и надежно закрепляются. В неохлаждаемых трюмах на верхний ряд ящиков дополнительно насыпают слой льда и поверх него укладывают изоляционный материал.
При охлаждении рыбы в ящиках на судах с охлаждаемыми трюмами в холодное время года расход льда составляет 30 % к массе рыбы, в теплое время года—до 40%. На судах с неохлаждаемыми трюмами расход льда при охлаждении рыбы в ящиках зависит от температуры наружного воздуха и должен быть не менее указанных ниже норм.
Температура наружного Расход льда на пересыпку
воздуха, °С рыбы в ящиках, % массы рыбы-сырца
От 1 до 5 30
От 5 до 10 40
От 10 до 15 50
От 15 до 20 75
Свыше 20 100
Охлаждение рыбы в бочках. При охлаждении рыбы в бочках на дно бочек насыпают 20%, а на верхний слой рыбы не менее 30 % всего количества расходуемого льда. Нормы расхода льда такие же, как и при охлаждении рыбы в ящиках.
Технологическая схема охлаждения рыбы в трюме судна приведена на рис. 2. Принятую на борт судна рыбу немедленно сортируют по видам, размерам и качеству и сразу же опускают в трюм, распределяя соответствующим образом по отсекам.
Прием рыбы
|
Сортирование
Разделывание
|
Мойка Приготовление льда
| |||
| |||
Подготовка трюма Укладывание рыбы в трюм Лед
к приему рыбы с пересыпкой льдом
|
Выгрузка охлажденной
рыбы из трюма
|
Направление охлажденной
рыбы на дальнейшую обработку
Рис. 2. Технологическая схема охлаждения рыбы в трюме судна
В трюм или заранее подготовленные площадки в чердаках трюма насыпают слой мелкодробленого льда толщиной 10... 15 см. В зависимости от условий перевозки рыбы толщина слоя льда может быть несколько уменьшена или увеличена. На лед ровным слоем укладывают рыбу (или сетки с рыбой, принятые с добывающих судов) и равномерно засыпают слоем льда, затем снова слой рыбы и слой льда и т.д. Крупную рыбу укладывают рядами (слоем в одну рыбу) спинками вверх, хвостовыми частями в разные стороны; приголовки обезглавленных рыб не должны касаться стенок трюма. Рыбу мелкую и среднего размера укладывают насыпью (толщина слоя не более 10 см). Толщина слоев льда между слоями рыбы — 5...8 см, не занятое рыбой пространство у стенок трюма засыпают льдом. Верхний ряд рыбы засыпают более толстым слоем льда (не менее 10 см).
Подают рыбу с палубы в трюм по лоткам. Непосредственно сбрасывать рыбу в трюм можно только в том случае, если высота ее падения составляет не более 0,5,м. Для удобства разрешается поперечная подача с палубы в отсеки трюма порций рыбы и льда по гибкому шлангу с заслонкой на конце, при этом дробленый лед должен быть поднят на палубу перед поступлением на нее рыбы.
Рыбу мелкую и средних размеров можно предварительно пересыпать мелкодробленым льдом непосредственно на лотках при спуске в трюм, распределяя смесь рыбы и льда по отсекам при помощи гибкого шланга с заслонкой. При этом в жаркое время года каждый уложенный в отсек слой смеси толщиной 10... 15 см необходимо добавочно посыпать слоем льда толщиной 3...4 см. Общая высота слоев рыбы и льда в трюме судна (в отсеках) не должна превышать указанных ниже величин (м).
Тихоокеанские лососи 0,4
Сельдевые и мелкая рыба 0,6
Крупная и средняя морская рыба
(тресковые, камбалы и т. д.) 0,7
Крупные частиковые 1,0
В трюмах глубиной более 1м обязательно применяют сепарацию для разделения их по высоте на отсеки в соответствии с допустимой толщиной слоя рыбы и льда. Сепарация должна быть установлена на прочно прикрепленные к стенкам трюма опоры.
На судах с машинным охлаждением трюмов распределение льда производится следующим образом: в отсеки, расположенные вблизи охлаждающих батарей, помещают не более 20 % льда, в центральные — 50 %, а в промежуточные — 30 % общего его расхода, который должен составлять не менее 40 % к массе рыбы.
На судах с неохлаждаемыми трюмами послойную пересыпку рыбы льдом в трюме проводят с учетом температуры наружного воздуха, руководствуясь нормами, приведенными выше. Верхний слой рыбы засыпают более толстым слоем льда и тщательно укрывают брезентом или каким-либо другим изоляционным материалом.
Охлаждение рыбы в жидкой среде. Способ охлаждения рыбы и других гидробионтов в жидкой среде получил широкое распространение на судах. Охлаждение чаще всего осуществляется путем погружения продукта в жидкую среду и реже путем его орошения. В качестве охлаждающей жидкости применяется морская вода температурой, близкой к точке ее замерзания (температура замерзания морской воды в зависимости от содержания в ней солей колеблется от —1,5 до —3°С), В большинстве случаев она мало обсеменена микроорганизмами. Иногда в качестве охлаждающей жидкости применяется рассол (2...4 %-ный раствор поваренной соли в пресной воде).
Достоинствами охлаждения рыбы в жидкой среде являются большая скорость охлаждения и равномерность процесса. При охлаждении рыбы или других гидробионтов путем их погружения в жидкую среду теплообмен происходит через всю наружную поверхность продукта:
Q=αF(tp - tc),
где Q - количество теплоты, отдаваемое рыбой жидкой среде в единицу времени, кДж; α - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К), F - площадь поверх-ности рыбы, через которую протекает теплообмен, м2; tp - температура рыбы, К; tc - температура охлаждающей жидкой среды, К.
Охлаждение погружением в жидкую среду осуществляется в специальных емкостях или аппаратах, оборудованных средствами охлаждения. Скорость циркуляции жидкости является важным фактором интенсификации процесса охлаждения рыбы. С ее увеличением возрастает коэффициент теплоотдачи α [Вт/ (м2 · К) ].
Без циркуляции 230...250
С интенсивной циркуляцией 350...550
С применением эрлифта 600...700
При скорости движения воды более 0,2 м/с наблюдается пенообразование, вызванное взаимодействием водорастворимых белковых веществ и воды и тормозящее охлаждение.
Температура охлаждающей жидкости должна находиться в пределах от 0 до -2 °С. Соотношение массы рыбы и жидкости, как правило, составляет от 1:1 до 1:2, а при отсутствии циркуляции — 1:3 или 1:4.
В случае загрузки рыбы температурой 20...30°С в охлаждающую жидкость происходит ее быстрое отепление. Во избежание этого целесообразно добавлять в жидкость лед. При охлаждении рыбы в льдоводяной смеси принимают соотношение рыбы, воды и льда 2:1:1. В летнее время количество льда увеличивают до 40%.
При охлаждении и хранении рыбы в холодной морской воде или слабом солевом растворе необходимо ежедневно тщательно промывать все узлы охлаждающей установки, содержать чаны и весь инвентарь в чистоте, один раз в 10 сут проводить дезинфекцию всей системы (чанов, труб, хладогенераторов и др.) 1...2%-ным раствором хлорной извести. Лед перед загрузкой в воду должен быть промыт.
В большинстве случаев воду в рыбоохладителях заменяют после охлаждения каждой партии рыбы. Это приводит к большим затратам холода, однако вопросы хорошей очистки холодной воды от слизи, крови и других загрязнений пока еще не решены, поэтому повторно для охлаждения рыбы она практически не используется.
Продолжительность охлаждения рыбы в холодной морской воде колеблется от 2...3 мин до 2...3 ч и более в зависимости от ее размеров. Так, килька анчоусовидная охлаждается за 2...3 мин, сардина массой 60...80 г—за 9...16 мин, а крупная треска— за 2...2,5 ч.
При охлаждении рыбы путем орошения холодной морской водой вся ее поверхность должна соприкасаться с охлаждающей жидкостью. Однако в производственных условиях часть поверхности рыбы соприкасается с холодной жидкостью, а часть— с холодным воздухом. Следовательно, охлаждающая среда неоднородная, а это приводит к неравномерности охлаждения рыбы.
Охлаждать рыбу можно на оросительных конвейерах. Рыба, уложенная на него или подвешенная к нему, проходит под струями холодной жидкости, которая поступает из форсунок, смонтированных над конвейером. При укладывании рыбы на него в несколько рядов наблюдается неравномерность охлаждения. Так, при температуре охлаждающей жидкости —4 °С в рыбе верхнего ряда температура понижается за 1 ч до —2 °С, а в рыбе нижнего ряда—до 2 °С, т.е. перепад температуры достигает 4 °С. Неравномерность охлаждения наблюдается и при охлаждении рыбы в сетках.
Предварительное охлаждение рыбы до 0...2°С позволяет не только сохранить высокое качество сырья, но и увеличить производительность морозильных аппаратов на 10...12 %. В то же время в рыбцехе во время транспортирования, мойки, сортирования, разделывания происходит отепление рыбы на 5...10°С. В связи с этим для повышения производительности морозильных аппаратов и качества продукции необходимо быстрее обрабатывать рыбу и направлять ее на замораживание. На добывающих и рыбообрабатывающих судах предварительное охлаждение рыбы осуществляется, как правило, в бункерных охладителях по определенной схеме (рис. 3).
Прием рыбы
|
Предварительное сортирование
|
Загрузка рыбы в бункер
с холодной морской водой
|
Охлаждение рыбы
Выгрузка охлажденной рыбы из бункера
и направление на дальнейшую обработку
Рис. 3. Технологическая схема охлаждения рыбы в бункерных охладителях
На судах рыбной промышленности наиболее широкое распространение имеют следующие три способа предварительного охлаждения рыбы в морской воде.
1. Рыба загружается в рыбоохладители с предварительно охлажденной водой. Необходимая для ее охлаждения температура поддерживается за счет интенсивной подачи в охладители чешуйчатого льда.
2. Рыба загружается в рыбоохладители (бункеры) с предварительно охлажденной водой. Необходимая для ее охлаждения температура обеспечивается за счет встроенных в рыбоохладители рассольных батарей. Лед не используется.
3. Последовательно осуществляются предварительное охлаждение воды в водоохладителях и загрузка рыбы, а затем дальнейшее охлаждение пульпы с помощью чешуйчатого льда и водоохладителей.
В третьем варианте обеспечивается наибольший эффект охлаждения рыбы, поэтому он получил широкое распространение. Рыба охлаждается равномерно и быстро за счет высокого коэффициента теплоотдачи и низкой температуры льдоводяной смеси.
Сравнительная характеристика способов охлаждения рыбы
При охлаждении и хранении во льду рыба не набухает, теряет незначительное количество водорастворимых белков и экстрактивных азотистых соединений, усушка ее незначительна. Охлаждение проходит в хороших санитарных условиях, так как лед содержит, как правило, небольшое количество микроорганизмов. Для рыб с нежной консистенцией (мойва, салака, килька, корюшка, анчоус и т.д.), ракообразных и двустворчатых моллюсков охлаждение льдом более предпочтительно, чем охлаждение в холодной морской воде или в льдоводяной смеси. Кальмаров в связи с особенностями химического состава их мяса охлаждают только льдом. Однако при охлаждении рыбы льдом нерационально используются трюмы судов, камеры хранения, транспортные средства, производственные помещения. Так, на 1 м2 трюма судна без применения инвентарной тары при соотношении льда и рыбы 1:2 ее можно разместить 500...600 кг, при соотношении 1:1 - около 350 кг, а при охлаждении в ящиках при соотношении 1:1—250 кг. Охлаждение рыбы льдом менее экономично, чем охлаждение ее в холодной морской воде, так как на его производство тратится значительно больше энергии, чем на охлаждение воды. Так, например, при начальной температуре воды 30 °С удельный расход холода в льдогенераторах ИЛ-300 и ИЛ-500 составляет 460...480 кДж/кг, а в льдогенераторах Н1-ИЛ-5А и Н1-ИЛ-25А — 510 кДж/кг. Лед, оставшийся после охлаждения рыбы, не используется, а морскую воду после соответствующей очистки можно использовать повторно.
В холодной морской воде рыба охлаждается намного быстрее и до более низкой температуры, чем во льду, что является существенным преимуществом. Например, в неподвижной морской воде рыба охлаждается почти в 3 раза быстрее, а в циркулирующей—в 4...5 раз быстрее, чем в мелкодробленом льду.
Благодаря этому способ охлаждения рыбы в холодной морской воде получил широкое распространение, особенно на судах. Однако рыба с нежной консистенцией в охлажденной морской воде сохраняется плохо: наблюдается ее набухание и просаливание, происходят потери водорастворимых белков, экстрактивных азотистых соединений. Эти нежелательные явления замедляются с понижением температуры охлаждающей морской воды. Но все же даже при температуре, близкой к криоскопической, возможная продолжительность сохранения улова в охлажденной морской воде для большинства видов рыб не превышает 1...2 сут.
В ряде случаев предварительное хранение рыбы в охлажденной морской воде неблагоприятно отражается на качестве приготовленной из нее продукции. Например, у салаки, хранившейся в охлажденной морской воде, наблюдается значительно больше повреждений кожного покрова при ее последующем горячем копчении, чем у салаки, хранившейся такое же время во льду. Мойва, при хранении в холодной морской воде приобретает неприятный горьковатый привкус, ткани ее быстро оводняются, ослабевает их консистенция, увеличивается пероксидное число жира.
Обратите внимание на лекцию "42 Методика формирования умений и навыков в процессе обучения биологии".
При погружении в холодную морскую воду рыба быстрее и равномернее охлаждается, чем при орошении, однако ее ткани в этом случае оводняются и просаливаются в большей степени.
Для многих видов рыб наиболее эффективным способом является охлаждение в льдоводяной смеси. При этом обеспечивается наиболее высокая скорость охлаждения рыбы в результате того, что на протяжении всего процесса охлаждения поддерживается низкая температура охлаждающей среды.
В холодном воздухе рыба охлаждается медленно, так как значение коэффициента теплоотдачи небольшое. Рыба с нежной консистенцией или питающаяся рыба (калянусная сельдь, мойвенная треска) может испортиться уже в процессе самого охлаждения. Этот способ на судах применяется редко.
Охлаждение рыбы льдосоляной смесью применяется только при наличии специального разрешения. При таком охлаждении возможно подмораживание рыбы, кроме того, она быстро портится в результате воздействия на ее ткани рассола, образующегося при таянии льда.
В перспективе возможно распространение способа охлаждения рыбы сухим льдом или кипящими хладагентами. Однако в настоящее время это экономически невыгодно. Кроме того, при непосредственном контакте рыбы с сухим льдом наблюдается подмораживание ее тканей, образуются так называемые холодные ожоги, происходит некоторое обесцвечивание кожного покрова в результате разрушения пигментов под действием образующейся угольной кислоты, рыба приобретает кисловатый привкус и запах.
Хорошие результаты получены по охлаждению черноморской кильки парами жидкого азота в контейнерах вместимостью 0,3 м3. Рыба до температуры —I...—2°С охлаждалась за 2...3 ч и сохранялась при этой температуре в атмосфере азота до 10 сут без заметного ухудшения качества. До 5 сут сохраняется салака, первоначально охлажденная льдоводяной смесью до 0:..—1°С, а затем помещенная в герметически закрываемые контейнеры с подачей в них паров жидкого азота.
