Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Мая 2013 в 07:41, курс лекций
Значение мясной продукции в питании человека определяется в первую очередь тем, что она призвана обеспечивать организм пищевыми продуктами, являющимися основным источником белкового питания человека. Мясо и мясные продукты содержат помимо белков и другие важные составные части, необходимые для нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Ф. Энгельс в своей работе «Диалектика при
Обычно у соответствует величине интервала регистрации температуры в центре банки (5 мин).
В процессе нагрева значение температуры на каждом отдельном (пятиминутном) участке термограммы постоянно изменяется, поэтому для удобства проведения расчета условно принимают температуру каждого участка постоянной и равной величине, среднеарифметической граничным точкам отрезка.
Определив величины переводных коэффициентов KF для каждого участка термограммы abed, суммируют их значения и, умножив сумму на равновеликий отрезок времени, получают значение стерилизующего эффекта данного режима (в условных минутах):
FЭФФЕКТ = y
KFn ,
где FЭФФЕКТ - стерилизующий эффект данного режима, условные минуты, y – продолжительность действия на микроорганизмы данной температуры, мин, KFn – коэффициент приведения.
Рассчитанная величина FЭФФЕКТ показывает продолжительность некоторого абстрактного стационарного режима тепловой обработки, при котором содержимое банки с самого начала процесса нагревается до температуры 121,1 0С и выдерживается при этой температуре в течение расчетного времени, после чего немедленно охлаждается. Для определения степени избыточности или недостаточности стерилизующего эффекта экспериментального режима (формулы стерилизации) необходимо сопоставить значение полученного FЭФФЕКТ с теоретически необходимым при этой же эталонной температуре.
В связи с этим на втором этапе расчета, пользуясь данными опыта, определяют величину требуемого нормативного стерилизующего эффекта Fo. В основе расчета лежат следующие теоретические положения.
При постоянной температуре стерилизации скорость отмирания спор какой-либо определенной культуры является функцией их концентраций и может быть описана выражением – (dB/d ) = KB, которое после интегрирования принимает вид:
где В - начальная концентрация спор и 1 г сырья, К - коэффициент скорости отмирания спор, зависящий от характеристики среды, степени неустойчивости данной культуры к температурному фактору, выбранной температуры собственно стерилизации, мин-1; b - конечная концентрация спор в 1 г продукта; — продолжительность воздействия температуры, мин.
Обозначив фактор скорости 1/K через коэффициент D можно записать уравнение как:
Установлено,
что в полулогарифмических
Экспериментально найдено, что величина D при эталонной температуре 121.1 0С (250 0F) составляет для:
CI. botulinum 0,24 мин
CI. sporogenes 1,0 - 1,7 мин (в говядине)
Cl. sporogones 1,83 мни (в свинине)
Термофилов 2,0 - 4,0 мин
При этом чем выше рН среды и температура стерилизации, тем большее абсолютное значение D.
Зная уровни начальной и конечной (требуемой) микробиологической обсемененности продукта, а также значение D для выбранной тест-культуры при данной температуре, можно установить продолжительность термообработки, необходимую для снижения числа спор до желательного уровня, т. е. нормативный (расчетный) стерилизующий эффект, по формуле:
где F0 – продолжительность процесса стерилизации, мин.
Величина Fo показывает необходимую продолжительность процесса стерилизации продукта при постоянном воздействии температуры 121,1 0С. При этом остаточная концентрация микроорганизмов в консерве будет составлять заданный уровень b. Принимая во внимание возможность ошибки при определении исходной обсемененности b, а также колебании в значениях рН, содержании жира и других технологических факторах, и с целью обеспечения минимального уровня конечной микрофлоры, в расчетной формуле предусматривается вероятность отклонении в начальной концентрации спор на два порядка (в 100 раз).
Как было установлено, для мясных консервов наиболее надежными режимами стерилизации считаются те, которые могут обеспечить стерилизующий эффект F ЭФФЕКТ в пределах 12-15 условных минут (тропические консервы).
На третьем этапе расчета сопоставляют величины эффективного (фактического) и нормативного (расчетного) стерилизующих эффектов, приведенных к единой температуре 121,1 0С, и корректируют экспериментальный режим стерилизации.
В случае F ЭФФЕКТ > F0 продолжительность стерилизации в изучаемой формуле чрезмерна и избыточный стерилизующий эффект составляет
F,X = F ЭФФЕКТ - F0, (1.11)
При условии. F ЭФФЕКТ < F0 время нагрева недостаточно для обеспечения необходимого уровня стерильности на величину
F,,X = F 0 - FЭФФЕКТ, (1.12)
Избыточное (пли недостаточное) время собственно стерилизации находят по формуле:
YX = FX 10(121,1 – T)/Z, (1.13)
где YX – время стерилизации, мин, FX - избыточный (или недостаточный) по сравнению с нормативным стерилизующий эффект, мин, Т – температура собственно стерилизации исследуемого режима нагрева, 0С, z — параметр, характеризующий устойчивость тест-культуры к нагреву, 0С.
На заключительном этапе уточняют продолжительность периода собственно стерилизации в выбранной формуле. При этом в случае F ЭФФЕКТ > F0 формула стерилизации будет, иметь вид:
а при F О > F ЭФФЕКТ уточненная формула стерилизации превратится в
[A + (B + yX) + C]/T (1.15)
Таким образом, научно обоснованной формулой стерилизации является такая, фактическая летальность которой равна или несколько выше требуемой.
Пользуясь понятием F ЭФФЕКТ и соответствующими методами расчета, можно количественно судить об эффективности различных режимов стерилизации консервов и оценить целесообразность использования ряда традиционно установленных формул стерилизации, что создает предпосылки к повышению качества консервированных мясопродуктов и снижению энергоемкости производства. Знание величины F ЭФФЕКТ позволяет прогнозировать степень стабильности готовой продукции при хранении.
Техника стерилизации. Противодавление искусственно создают внутри аппаратов во избежание нарушения целостности консервов в процессе стерилизации вследствие образования в банках избыточного давления. Величина избыточного давления зависит от вида консерва, содержания в нем воды, воздуха, газов, объемного расширения продукта в процессе нагрева.
При стерилизации консервов в паровой среде по сравнению со стерилизацией в воде обеспечивается более равномерное по объему распределение температуры внутри банки при одинаковых формулах стерилизации.
С т е р и л и з а ц и я в э л е к т р о м а г н и т н о м поле т о к а м и в ы с о к о й ч а с т о т ы (Т В Ч) и сверх в ы с о к и х частот (СВЧ).При нагревании продукта в поле ТВЧ(103-1010 Гц) и СВЧ (433, 915, 2450 МГц) воздействие тепла на микроорганизмы происходит в результате образования тепла в самом содержимом клеток под действием переменного электромагнитного поля. Поэтому при нагревании продукта в поле ТВЧ и СВЧ микроорганизмы отмирают быстрее. В частности, стерильное мясо можно получить при нагревании до температуры 145 0С в течение 3 мин, тогда как обычная стерилизация производится в течение 40 мин при температуре 115-118 0С. Одновременно ТВЧ и СВЧ-нагревы обеспечивают сохранность пищевой ценности продукта.
Следует отметить, что ТВЧ и СВЧ-обработка приемлема для продуктов, упакованных в стеклянную или полимерную тару.
Стерилизация ионизирующими излучениями К ионизирующим излучениям относят катодные лучи - поток быстрых электронов, рентгеновские лучи (частота 1018 -1019 Гц) и гамма-лучи (1020 Гц). Ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.
Из радиоактивных излучений практическое значение имеют гамма-лучи, имеющие большую проникающую способность. Продолжительность стерилизации ионизирующими облучениями - несколько десятков секунд. Герметическая упаковка консерва может быть любого вида. Однако высокая интенсивность облучения приводит к изменению составных частей мяса. Кроме того, учитывая то обстоятельство, что после ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, необходимо вслед за стерилизацией довести его до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.
С т е р и л и з а ц и я горяч и м в о з д у х о м. Способ приемлем для использования в горизонтальных конвейерных или коаксиальных стерилизаторах, в которых банки передвигаются цепным транспортером при одновременном вращении вокруг своей оси либо катятся по направляющим через все зоны аппарата (прогрев - стерилизация - охлаждение). Горячий воздух температурой 120 0С циркулирует в стерилизаторе со скоростью 8-10 м/с. Данный способ дает возможность повысить теплопередачу от греющей среды консерву, снизить вероятность перегрева поверхностных слоев продукта. При этом перепад между температурами стенки и центра банки составляет 1-3 0С.
Стерилизация в аппаратах перио д и ч е с к о г о действ и я. Наиболее распространенным типом аппаратов периодического действия для стерилизации консервов являются автоклавы СР, АВ и Б6-ИСА. Автоклавы подразделяются на вертикальные - для стерилизации консервов, выпускаемых в жестяной и стеклянной таре, паром или в воде и горизонтальные- для стерилизации консервов в жестяной таре паром. Температуру и давление в автоклавах регулируют ручным методом или с помощью пневматических и электрических программных устройств - терморегуляторов.
В стерилизационном отделении автоклавы устанавливают группами и для создания поточности в работе, организации загрузки и выгрузки корзин над автоклавами монтируют тельферный путь, соединяющий цех фасовки, отделения автоклавное и сортировки.
В автоклавные корзины банки укладывают вручную, посредством загрузки транспортером «навалом» (в водяной ванне или без нее), гидравлическими и гидромагнитными укладчиками. Разгрузку производят, опрокидывая автоклавные корзины. При укладке банок в автоклавные корзины следует учитывать, чго консервы, содержащие желе, необходимо помещать крышками вниз и в таком виде стерилизовать, охлаждать и хранить. Жир, выплавленный из продукта при стерилизации, в таком случае собирается на донышках банок, что способствует улучшению органолептики готовой продукции.
Несмотря на постоянное совершенствование конструкций, периодически действующих автоклавов, механизацию и автоматизацию некоторых операций, основными их недостатками являются большая неравномерность температурного поля, трудоемкость операции по его обслуживанию, низкий уровень эффективности использования воды и пара, периодичность работы.
Однако в автоклавах в силу их высокой маневренности можно вырабатывать одновременно широкий ассортимент изделий и быстро переходить с одного вида продукции на другой.
В настоящее время наиболее рациональным считается стерилизация методом высокотемпературного кратковременного нагрева с применением вращения банок (в одну сторону, попеременно в разные стороны, осевое вращение, вращение с донышка па крышку), что обеспечивает сокращение длительности процесса тепловой обработки и дает возможность сохранить качество исходного продукта.
В стерилизаторах-полуавтоматах «Ротомат» и «Атмос» консервы стерилизуют в специальных корзинах, вращающихся или качающихся вокруг горизонтальной оси.
С т е р и л и з а ц и я в аппаратах н е п р е р ы в н о г о д е й с т в и я. Стерилизаторы непрерывного действия подразделяют на роторные, горизонтальные конвейерные, гидростатические. Первые два типа редко используют.
В гидростатических стерилизаторах непрерывного действия применен принцип уравновешивания давления в камере стерилизации с помощью гидравлических шлюзов. Эти аппараты башенного типа, имеющие значительную высоту, но занимающие относительно небольшую площадь производственного помещения.
В гидростатических стерилизаторах длина участков конвейера в зонах подогрева и охлаждения одинакова, поэтому формула стерилизации имеет симметричный вид А—В—А. Скорость движения конвейера изменяется в зависимости от времени собственно стерилизации. Температура стерилизации поддерживается в результате регулирования положения уровня воды в камере стерилизации.