Холодильная обработка вишни

 

Для замораживания исследуемого объекта (вишни) выбираем флюидизационный аппарат большой производительности. Схема аппарата представлена на рисунке 8. Конструктивные элементы аппарата помещены в изолированный контур 1. Влажный продукт из технологического цеха поступает на вибрационную решётку для подсушивания, что предотвращает примерзание его к перфорированному поддону 2. Попадая на поддон, продукт омывается холодным воздухом и во взвешенном состоянии быстро замерзает. Образовавшаяся корочка сокращает усушку. Из аппарата замороженный продукт подается через разгрузочное окно на расфасовку и упаковку. Воздух нагнетается в грузовой отсек через воздухоохладители 3 вентиляторами 4.

Для исключения образования  снеговой шубы на поверхности воздухоохладителя  и обеспечения длительной и эффективной  работы аппарата, воздухоохладитель  орошается этиленгликолем. Раствор  этиленгликоля для орошения воздухоохладителя  циркуляционным насосом 13 забирается из поддона 12 под перфорированным  поддоном и направляется к оросительной гребенке 14. Раствор этиленгликоля  поглощает влагу из воздуха, проходящего  через воздухоохладитель, в связи с чем концентрация его уменьшается. Для восстановления концентрации, при открытом вентиле 10, часть раствора направляется по трубопроводу 11 в реконцентратор 6, в котором размещен паровой змеевик для выпаривания воды из этиленгликоля 7. Пройдя через теплообменник 9, концентрированный раствор по трубе 8 вновь сливается в поддон. Естественно, что проходящий через воздухоохладитель с большой скоростью воздух, уносит с собой капельки этиленгликоля. Раствор ядовит, поэтому для исключения попадания его в грузовой отсек аппарата, над воздухоотделителем расположены каплеотделители 5.

2

5

14

13

12

11

10

3

4

6

7

9

8

2

1

3

4

Рисунок 8 Флюидизационный морозильный аппарат большой производительности с орошаемым воздухоохладителем:

1 – изолированный контур;

2 – поддоны с перфорированным  дном;

3 – воздухоохладители; 4 – вентиляторы;

5 – каплеотделители;

6 – реконцентратор этиленгликоля;

7 – паровой змеевик  для выпаривания воды из этиленгликоля;

8 – трубопровод для  возврата этиленгликоля в поддон;

9 – теплообменник;

10 – вентиль;

11 – трубопровод для  подачи этиленгликоля в концентратор;

12 – поддон с раствором  этиленгликоля;

13 – циркуляционный насос;

14 – оросительная гребёнка.

 

3.6 Расчет площади складов для хранения замороженной вишни

Согласно ГОСТ вишню упакованные  в потребительскую тару (полиэтиленовый пакет по 1 кг), раскладывают в ящики  из гофрированного картона (коробки), или  в деревянные ящики.

Для замораживания вишни  выбираем ящик из гофрированного картона  максимальной массой 15 кг, который имеет  размеры: 532*228*265  мм ( вместимость 32,1 дм³)

1) Объем коробки : V_кор=  a * b * c

V_кор  = 0,532*0,228*0,265=0,03214 м³

2) Масса продукта (вишни), помещающегося в 1 коробку: 

M_прод = V_кор * P_насып,  где P_насып - насыпная масса продукта (для вишни = 700 кг/м³)

 M_прод = 0,03214 * 700 = 22  кг

3) Число коробок:

N_кор = П / М прод, где П-производительность аппарата 25000 кг/сутки

N_кор  = 25000 / 22 = 1136 шт.

4) Количество коробок  для хранения замороженного продукта:

N_{кор для хран} = N_кор* Т,   где Т – время хранения замороженного продукта (90 суток)

N_{кор для хран}  = 1136 * 90= 102240 шт.

5) В 1 штабеле умещается  50 коробок, следовательно, количество  штабелей:

 N_шт = N_кор /50 = 102240 / 50 = 2045 шт

6) Площадь 1 штабеля:

а

1

2

в

   3

4

5

 

 

 S_{1 шт} = (а+а) * (а+в) = 1,064 * 0,76 = 0,81 м²

7) Площадь помещения:

S_пом = S_1шт* N_шт=0,81*2045 = 1656,5  м²

Площадь помещения учитывая коэффициент для прохода:

S= S_пом  * 1,25 = 1656,5 * 1,25= 2070,6 м²

 

 

3.7 Хранение замороженного объекта

Для сохранения высокого качества замороженной вишни при длительном хранении, помимо воздействия низкой температуры, необходимо всестороннее и эффективное предохранение от вредного воздействия факторов внешней среды: атмосферного кислорода, запыления и загрязнения, посторонних запахов, микробиального обсеменения. Необходимо также максимально ограничивать усушку продукта, потерю аромата. Все эти многообразные функции должна выполнять упаковка товара.

Замороженные россыпью плоды  вишни из флюидизационного морозильного аппарата поступают на фасовку и упаковку. По ГОСТ вишня упаковывается в потребительскую тару (полиэтиленовый пакет по 1 кг), раскладывают в ящики из гофрированного картона (коробки, максимальной массой 15 кг), или в деревянные ящики.

При хранении в замороженных плодах вишни непрерывно происходят микробиологические, химические, биохимические и физические процессы, интенсивность которых зависит от уровня температуры и вида упаковки. Известно, что при температуре —10° С прекращается развитие микроорганизмов, однако при таком температурном режиме довольно быстро снижается качество продукта за счет реакций химического, биохимического и физического характера.

Температура хранения замороженной вишни минус 15-18°С, при относительной влажности воздуха 95-98%. Срок хранения может достигать 12 месяцев. (Широков Е. П., 1988)

 

 

 

4. Обоснование  способа размораживания и изменения  при размораживании вишни

 

4.1 Размораживание

Размораживанием называют технологический  процесс превращения льда, содержащегося  в мороженых продуктах, в жидкую фазу. Это заключительный технологический  процесс холодильной обработки, в течение которого происходит повышение  температуры замороженного продукта. (Большаков С. А., 2003)

Размораживание производят для возвращения продукта в исходное состояние, которое он имел перед  замораживанием. При этом находящиеся  в продукте кристаллы льда превращаются в жидкость, которая распределяется по ткани, так, как это было до замораживания. (Мещеряков Ф. Е., 2005)

После размораживания плоды  могут подвергаться дальнейшей переработке, или же могут употребляться как  готовые. При размораживании вишни, плоды нагревают до температуры  окружающей среды.

 

4.2 Изменения, протекающие  при размораживании

На качество размороженных плодов вишни существенно влияют скорость и конечная температура замораживания: качество продуктов, быстро замороженных при низких температурах (-30 °С и ниже), сохраняется лучше, чем при медленном замораживании. Для сохранения высокого качества быстрозамороженную вишню необходимо так же быстро разморозить.

Воздействие процессов замораживания  и размораживания на качество вишни в размороженном состоянии исследователи объясняют с позиций теории кристаллизации воды. Скорость замораживания — решающий фактор, влияющий на количество, размеры и равномерность распределения кристаллов льда в тканях. От размеров кристаллов зависит степень сохранения целостности естественной структуры тканей. Если кристаллы льда невелики и их размещение примерно соответствует естественному распределению жидкости в мышечной ткани, то коллоидные системы плодов не претерпевают значительных изменений и полнее восстанавливаются после размораживания.

Изменения коллоидной структуры  тканей, вызываемые перераспределением воды и увеличением концентрации жидкой фазы при замораживании, отражаются на величине влагосвязывающей способности  после размораживания. Она тем  больше, чем выше скорость и ниже температура замораживания.

Изменения, происходящие в  плодах вишни на всех этапах холодильной обработки (охлаждение, замораживание, хранение), становятся заметными только в размороженном виде и проявляются в вытекании клеточного сока, его количестве и составе.

Качество размороженных  плодов вишни зависит от их вида, сорта, условий хранения. В некоторых случаях методы замораживания имеют второстепенное значение. В то же время установлено, что диэлектрически размороженная продукция отличается более высоким содержанием неповрежденных плодов, лучшей консистенцией, меньшими потерями витамина С.

Сохраняемость плодов после размораживания меньше, чем продуктов животного происхождения, поскольку они обладают меньшей стойкостью по отношению к микробиологическим и биохимическим процессам. Поэтому размороженные продукты вследствие быстрой порчи и ухудшения товарного вида в розничную торговлю не поступают. Они должны быть максимально быстро использованы или переработаны. (Большаков С. А., 2003)

 

4.3 Способы и  режимы размораживания

В настоящее время известно несколько способов размораживания пищевых продуктов. Теплоносителями  или источниками тепла при  этом являются воздух, паровоздушная  среда, жидкость (вода, рассол), электрический  ток высокой частоты, инфракрасные лучи и ультразвук.

В воздухе размораживаются почти все продукты. Камеры, где производят размораживание, оборудуют кондиционерами или калориферами и системой воздушных каналов. Продукты в таре укладывают штабелями в шахматном порядке, прокладывая рейки между рядами. Неупакованные продукты развешивают на подвесных путях или размещают на стеллажах. Температуру циркулирующего воздуха постепенно увеличивают, поддерживая ее постоянно на 5-6°С выше температуры размораживаемого продукта. Процесс заканчивают, когда в толще продукта температура становится равной нулю.

К преимуществам этого  способа относят простоту и дешевизну, экономию воды, отсутствие сложного оборудования, возможность размораживания филе, фаршевых изделий, блочного мяса, для которых  использование воды недопустимо  вследствие обводнения данных продуктов. Недостатком является высокая продолжительность  процесса, некоторая потеря массы  в результате усушки, возможность  повышенной обсемененности продукта и  ухудшения его качества.

Размораживание в жидкой среде – это наиболее распространенный способ размораживания сырья. При этом размораживание могут осуществлять погружением в проточную воду или орошением. В первом случае продукт при помощи транспортирующего устройства перемещают в ванне с водой (температура воды должна быть не выше 20ºС). Для интенсификации размораживания можно использовать циркуляцию воды, смесь воды и воздуха. Во втором случае продукт в дефростационной установке совершает возвратно-поступательные движения на ленте транспортера, постепенно перемещаясь при этом из верхней части установки в нижнюю, где и заканчивается процесс размораживания. Во время движения продукта происходит его постоянное орошение водой, подаваемой через специальные форсунки. Температуру воды поддерживают на уровне 15ºС. Продолжительность дефростации составляет от 1 до 9 ч.

Преимуществами данного  способа являются высокий коэффициент  теплоотдачи от воды к продукту, меньшая длительность процесса по сравнению  с размораживанием на воздухе. Параллельно  с размораживанием происходит мойка  продукта. К недостаткам данного  способа следует отнести большой  расход воды, обводнение продукта, потери с тканевым соком части минеральных  и азотистых веществ.

Размораживание токами промышленной частоты заключается в том, что через замороженный продукт (в основном блочный) пропускают переменный электрический ток, который вызывает нагрев продукта. Для размораживания блок помещают в медленно циркулирующую воду, а затем подводят с двух его сторон электроды и пропускают через них переменный ток напряжением 10–40 В (10–20 А).

Преимуществами данного  способа являются высокая скорость процесса (в пределах 1 ч), отсутствие усушки, присущей размораживанию на воздухе, возможность установки дефростационного аппарата в поточную линию. К недостаткам можно отнести большой расход электроэнергии, возможность местного (поверхностного) провара продукции.

Размораживание в электромагнитном поле сверхвысоких частот (СВЧ). Использование для размораживания СВЧ-камер благодаря объемному прогреву позволяет значительно сократить продолжительность процесса по сравнению со всеми другими известными способами (в течение 5–15 мин). Нагрев в поле СВЧ приводит к тому, что зону критических температур от минус 5 до 0^оС удается проходить за короткое время, что в значительной степени способствует сохранению высокого качества сырья или готового продукта.

Основными достоинствами  способа являются высокая скорость размораживания, отсутствие контакта продукта с теплоносителем, высокий КПД преобразования энергии в тепло, выделяемое непосредственно в продукте, сокращение потерь белков и экстрактивных веществ, повышение гигиенической чистоты при размораживании. К недостаткам относят возможный перепад температур по объему продукта, большой расход электроэнергии, воздействие СВЧ-поля на человека, сложность конструкции аппарата.