Горизонтально-плиточные аппараты в большинстве случаев являются устройствами периодического действия: загрузка и выгрузка продукта может быть ручная или механизированная [3].
К вертикально-плиточным относятся мембранные морозильные аппараты, в которых происходит формирование и замораживание блоков. Они представляют собой прямоугольную емкость с подвижным дном, в которой установлены вертикальные морозильные плиты, состоящие из двух стальных мембран. Аппарат загружают с помощью питателя, из которого мясо в упаковке поступает в формы. После загрузки в пространство между мембранами подается хладоноситель, под давлением которого стальные пластины раздвигаются и плотно прижимаются к продукту. После окончания замораживания хладоноситель отключается, и за счет разности давлений стальные мембраны отходят от блоков. Замороженные блоки после открывания подвижного дна выгружаются из аппарата на ленточный конвейер и направляются в камеры хранения. В модернизированных аппаратах мембранные камеры заменены на цельнометаллические перемещающиеся морозильные плиты [8].
Рядом преимуществ обладают роторные морозильные аппараты пульсирующего действия с заданным циклом. Температура замораживания в них -30…49ºС. Ротор состоит из радиально расположенных секций, укрепленных на пустотелом валу, через который хладагент поступает в морозильные плиты. Загрузка и выгрузка продуктов механизированы. В этих аппаратах замораживают упакованные жилованное мясо, субпродукты. В роторных морозильных аппаратах сокращена продолжительность замораживания в 1,5—2 раза по сравнению с воздушными морозильными аппаратами, обеспечиваются непрерывность процесса, механизация загрузки и выгрузки, возможность автоматического регу-лирования режима работы, хорошие санитарно-гигиенические условия.
Для замораживания субпродуктов и неупакованных мясных продуктов используют гравитационно-ленточные конвейерные морозильные аппараты ГКА-2 и ГКА-4 производительностью 860—900 кг/ч. Температура замораживания в них -39…35°С, скорость движения воздуха 3 м/с.
Уменьшение потерь массы и сохранение качества продуктов при замораживании можно достичь в аппаратах с использованием жидкого азота. В этих аппаратах продукт замораживают путем погружения в хладагент (рис.6).
Размораживание осуществляют в воде, воздухе, с использованием различных растворов или паровоздушной смеси. В зависимости от температуры и скорости движения воздуха процесс размораживания может быть медленным, ускоренным или быстрым. При медленном размораживании температуру воздуха вначале поддерживают в пределах 0—3ºС, затем повышают до 8°С; при этом относительная влажность воздуха 90—95 % и скорость его движения 0,2—0,3 м/с. Продолжительность размораживания при таких параметрах 3—5 сут.
Ускоренное размораживание проводят при температуре воздуха 16—20°С, относительной влажности 90—95 % и скорости его движения 0,2—0,5 м/с. В этих условиях размораживание длится 24—30 ч.
Быстрое размораживание осуществляют в паровоздушной среде при ее температуре 20—25°С, относительной влажности 85—90 % и скорости движения 1—2 м/с. Продолжительность размораживание в этом случае 12—16 ч.
Наиболее прогрессивным способом размораживания мяса является применение СВЧ-нагрева. На Московском мясокомбинате замороженные блоки говядины и свинины размораживают в агрегате А1-ФДВ (рис.7). Он состоит из технологического устройства (шлюзов загрузки и выгрузки, рабочей камеры и конвейеров) и генератора сверхвысокой частоты. Размораживание мяса в поле СВЧ сокращает потери массы, и продолжительность технологического процесса (от 24 ч до нескольких минут) способствует сохранению качества и снижению бактериальной обсемененности мяса.
4. Причины и методы предотвращения фактической естественной убыли мяса и мясопродуктов при холодильной обработки
Термическая обработка мяса на холодильниках является одним из важнейших процессов на мясокомбинатах, основное назначение которого - способствовать сохранению качества в течение продолжительного времени. При этом решающее значение имеет применение таких режимов термической обработки, которые сводили бы к минимуму потери этого ценного сырья. Потери мяса в процессе холодильной обработки еще достаточно велики.. Так, при охлаждении парного мяса до 4-0 °С в камерах холодильника в течение 16 ч потери достигают 1,4-1,89 % (в зависимости от упитанности говядины), субпродуктов 1,44 % первоначальной массы; при замораживании говядины - от 1,58 до 2,1 % массы парной туши. Существенны потери мясного сырья при хранении и транспортировании. Анализ показывает, что из обшей величины потерь на холодильную обработку мяса приходится 89 %, в том числе 65 % на охлаждение и 24 % на замораживание, при хранении - 4,при транспортировании - 7 %.
Уровень потерь мяса зависит от продолжительности хранения и этажносги холодильников (при одноэтажном холодильнике они выше, чем при многоэтажном). В общем потери составляют в среднем около 2 % общего объема производства мяса и резко увеличиваются при его транспортировании на холодильники различных ведомств, перерабатывающие предприятия и в торговую сеть [10].
Величина потерь при обработке и хранении мясопродуктов связана с тепловлажностными режимами холодильных камер. Повышение температуры хранения мяса и мясных продуктов на 1°С вызывает увеличение усушки на 0,03%. При термической обработке повышение температуры влияет на продолжительность замораживания и потери.
Потери мясного сырья можно значительно сократить за счет более широкого внедрения прогрессивных способов охлаждения и замораживания, совершенствования условий хранения, применения паровлагонепроницаемых упаковок при производстве и хранении охлажденного и замороженного мяса, субпродуктов, перевода камер для неупакованного замороженного мяса на более низкие температуры в пределах -25…30°С или их экранирование, разработки новой технологии и оборудования, разделки парного мяса на полуфабрикаты с упаковыванием их в полимерные пленки, применения аппаратных способов охлаждения и замораживания, хранения и транспортирования с использованием азотной системы охлаждения.
Повышение интенсивности охлаждения при прочих равных условиях способствует сокращению потерь мяса. Так, при медленном охлаждении от 16 до 24 ч потери в результате усушки говядины составляют от 1,6 до 2,1 % (в зависимости от ее упитанности), а при обработке до 16 ч - 1,4-1,89 %. Процесс охлаждения можно интенсифицировать, увеличивая перепад температуры продукта и среды, а также скорость ее движения. В практике предприятий намечается для охлаждения мяса использовать воздух температурой значительно более низкой по сравнению с криоскопической точкой. Воздействие этих температур ограничено и для предотвращения льдообразования производится в начале охлаждения мяса. После достижения на поверхности мяса криоскопической температуры последующее доохлаждение осуществляется при температуре, близкой к криоскопической. Повышение интенсивности процесса достигается за счет увеличения скорости движения воздуха с 0,1 до 2,0 м/с и понижения его температуры с 2 до -3 °С.
Двухстадийное охлаждение в зависимости от интенсивности проводят на первом этапе при температурах от -4 до -15°С при скорости движения воздуха 1-2 м/с. В период доохлаждения температура воздуха составляет -1...1,5°С, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с.
Продолжительность первой стадии охлаждения рекомендуется ограничить 2 ч и на доохлаждение отправлять говяжьи полутуши температурой в толще бедра около 20 °С. Первый этап двухстадийного охлаждения можно проводить на конвейерных линиях туннельного типа, работающих синхронно с конвейерами цеха убоя скота и разделки туш, или осуществлять в камерах с помощью направленного воздействия охлажденного воздуха методом воздушного душирования, разработайного ВНИКИМПом. Туши доохлаждают в камерах хранения. Использование двухстадийного способа охлаждения мясных туш позволяет сократить усушку мяса на 20—30 %.
Для снижения потерь важное значение имеет внедрение в производство эффективного метода однофазного замораживания парного мяса.
По сравнении процессов замораживания охлажденного и парного мяса установлено, что охлаждение протекает в принципиально различных условиях тепло- и массообмена. При обычном охлаждении окончание процесса наступает тогда, когда значения температур в толще бедренной части туши и на ее поверхности уравниваются и приближаются к температуре воздуха в камере, равной или больше 0°С. При замораживании парного мяса охлаждение при обычном понимании этого процесса, когда влага находится в жидком агрегатном состоянии, фактически заканчивается в тот момент, когда на его поверхности появляется первый пограничный слой твердой фазы, т. е. происходит начало замораживания поверхности туши. При этом температура в толще бедренной части остается еще достаточно высокой - около 10ºС.
Потери мяса при охлаждении зависят главным образом от агрегатного состояния воды на поверхности туши — жидкого или твердого в виде льда. Это вызвано тем, что жидкость с поверхности испаряется значительно интенсивнее, чем при сублимации [10].
Для снижения потерь массы необходимо интенсифицировать процесс замораживания, резко сократив продолжительность достижения криоскопической температуры в мясе и в первую очередь на его поверхности.