Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 307

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При работе агрегата фарш из бункера питателем подается на устройство для формования и коагуляции (рис. 149, а), которое работает следующим образом. Тефлоновая гильза (рис. 149, б), помещенная в кожухе, с помощью гидравлической системы отво­ дится на цевку, которая соединена с питающим устройством. В левой части тефлоновой трубки находится неподвижный во­ гнутый электрод, в который при крайнем правом положении (поз. II) упирается стержень клапана, перекрывающий отвер­ стие в электроде-насадке. При достижении механизмом крайнего правого положения в стержне клапан выводится из отверстия в насадке, при этом фарш начинает заполнять форму. Одновре­ менно с этим тефлоновая гильза перемещается влево до рабочего положения (поз. III). После заполнения фаршем в форме соз­ дается остаточное давление, обеспечивающее хороший контакт продукта с электродами.

Скоагулированные при 54—55° С сосиски попадают с кон­ вейера формующего устройства в первую секцию печи (см. рис. 149, а). Здесь они обрабатываются смесью горячего возду­ ха и дымовых газов. Наиболее высокая температура достигается во второй секции печи. Затем сосиски промываются водой и осу­ шаются сжатым воздухом. При необходимости их можно под­ красить. Затем, пройдя последовательно секцию охлаждения и накопления, сосиски упаковываются.

Поскольку термические процессы, связанные с использо­ ванием электронагрева, проходят быстро, то для образования устойчивого розового цвета сосисок рекомендуется добавлять в фарш аскорбинат натрия.

1 2 3 Ч 5 6 79 8 10 11

Рис. 150. Автомат для непрерывного производства колбасных изделий без оболочек с завершающей стадией термической обработки дымовыми га­ зами:

1 — бункер; 2 — вакуумиругощее устройство; 3 — охлаждающий сосуд;

4 — вакуум-

шприц; 5 — трубопровод; б — ротор;

7 — державка цепного транспортера;

8

цепной

транспортер; 9 — разбрызгивающее

устройство;

10 — раструбы

для обдува

горячим

воздухом и дымом; 11— обмывающее устройство;

12 — участок

охлаждения;

13 — лен­

точные транспортеры; 14 — участок

упаковки.

 

 

 

 

350


Начало

наполнения

Наполнение

<Рирш

Варна ____ч\ ^

 

У

JE ZZZ2Z^

 

 

 

Охлаждение

1 ^

й 5

ш *

.......... mini

 

&1

Начало Вытапливания!

Щ Ь

Рис. 151. Схема формования и коагуляции на автомате для изготовления мясных изделий путем электроконтактного нагрева в трубчатых формах:

/ — трубчатая

форма; 2 — электрод-выталкиватель; 3 — гидропривод;

4 — электрод;

5 — фиксатор

наполнения; 6 — контакт; 7 — транспортер; В— фиксатор

выталкивания.

Для непрерывного производства колбасных изделий без обо­ лочки в США предложена еще одна машина [93]. Мясной фарш (эмульсия) из бункера (рис. 150) подается в вакуумирующее устройство и затем в сосуд, охлаждаемый жидкой углекислотой. С помощью вакуум-шприца фарш нагнетается в цилиндрические формы, размещенные на роторе. В формах в виде поршней смон­ тированы электроды, к которым во время варки изделий под­ ключается переменный ток. Готовые изделия укладываются в державки цепного транспортера, где их наружный слой обмы­ вается водой. Через раструбы изделия обдуваются горячим воз­ духом и дымом, а затем обмываются горячей водой, охлаждают­ ся и подаются на упаковку.

Формы для коагуляции можно изготовить из нейлона или алю­ мосиликатов. Температурный режим коагуляции в пределах 70—73° С регулируется автоматически.

Аналогична по принципу нагрева машина, предназначенная для изготовления непрерывным способом изделий из мясного фарша. Она состоит из движущихся трубчатых форм, поочередно заполняемых сырым фаршем, электродов, экстрактора для вы­ талкивания готовых батонов из форм, механизмов для охлажде­ ния и повторного заполнения. Формы охлаждаются в конце каждого цикла до начальной температуры загружаемого в них фарша. Нагретый продукт остается в форме после ее заполне­ ния в течение времени, значительно превышающего фактичес­ кий период действия тока. Формы расположены по окружности барабана, вращающегося с периодическими остановками, во время которых они поочередно соединяются с наполнительным устройством. Готовые изделия выталкиваются находящимися внутри форм поршнями, которые приводятся в действие гидрав­ лическим механизмом, причем головки поршней служат также электродами для подвода тока, нагревающего продукт (рис. 151).

Элементы исследований и расчет процесса электроконтактного нагрева мясопродуктов

Большой интерес в качестве объекта электроконтакт­ ного нагрева представляет фарш русских сосисок (50% говядины соле­ ной I сорта, 50% свинины жирной соленой). Влагосодержание фарша (отношение массы воды к массе сухого вещества, выраженное в долях единицы) легко изменять количеством добавляемой воды в пределах 1,9—3,4, что дает возможность исследовать процесс в достаточно широ­ ких интервалах свойств сырья.

Процесс электроконтактной обработки фарша изучался во МТИММПе, где сконструирован экспериментальный стенд, состоящий из каркаса, собранного из текстолита толщиной 20 мм, и цилиндров для фарша из фторопласта-4, запрессованного в металлическую обойму. Диа­ метр цилиндров 16, 20 и 22 мм, что соответствует площади поперечного сечения 2,01; 3,14 и 3,8 см2, т. е. размеру бараньих черев, в которые на­ бивают фарш. Длину сосисок можно изменять от 12 до 16 см. Цилиндры

352


установлены вертикально и имеют верхний и нижний поршни, слу­ жащие токопроводящими контак­ тами, на штоке верхнего подви­ жного поршня укреплена тексто­ литовая площадка. Нагружая ее, можно создавать различное давле­ ние в цилиндре, т. е. внутри ис­ следуемой массы.

Изучалось влияние ряда факторов — влагосодержания фарша, градиентов давления и напряжения при фиксированных интервалах площади сечения изде­ лия — на течение процесса нагре­ ва. Основные показатели процесса (измерение влагосодержания, плотность, темп нарастания силы тока, расход энергии, длитель­ ность процесса) путем графо-ана­ литической обработки связаны с перечисленными выше фактора­ ми; получены обобщенные анали­ тические зависимости, достато­ чные для проведения инженер­ ных расчетов процессов и аппа­ ратуры.

В процессе электронагрева влагосодержание меняется, при­ ложенное давление способствует отпрессовыванию влаги из коагу­ лирующейся системы. Кривая 1 (рис. 152, а) представляет собой функцию UK((Уи), где соответст­ венно индексы «к» и «н» характе­ ризуют конечное и начальное состояние системы. Разность вла-

госодержаний

AU= UKUn

(кривая 2),

имеет минимум,

при­

ходящийся

на UH= 2,35.

Сле­

довательно,

при

этой величине

(относительной влажности 70,2%) выход готового продукта наиболь­ ший.

По типу строения фарш от­ носится к коагуляционным стру­ ктурам, которые имеют непрерыв­ ную водно-белково-соляную среду

и дисперсную среду в виде

кусо­

чков мяса, жилок, жира

и пр.

Структуры

также

характеризу­

ются наличием

электрической

проводимости, которая

зависит

от электропроводности

дисперси­

онной среды

и дисперсной

фазы

[134]. В зависимости от

наличия

свободной жидкости может

пре-

Рис. 152. Показатели процесса электроконтактного нагрева соси­ сочного фарша:

а — зависимость влагосодержания го­ товых русских сосисок (I), изменения влагосодержания в процессе злектроварки (2) и плотности (3) от началь­

ного влагосодержания сырого

фарша;

б — зависимость

эффективной

элект­

ропроводности х

и времени

термооб­

работки т от влагосодержания сырого фарша русских сосисок при напряже­

нии 100 В,

давлении на

торцы формы

с фаршем

(2-5-2,5) 105 Па;

электронагре­

в — зависимость времени

ва от влагосодержания н давления на

торцы формы с фаршем:

1 — напряже­

ние 80В; 2 — напряжение

100. В; 3 —

напряжение 110 В.

 

12—381 353


обладать та или иная составляющая в общей доле проводимости. При

повышении

Un в

форме появляется

слабосвязанная

влага,

которая

легко

отделяется

после начала денатурации белков действующим давле­

нием,

однако основной поток электричества проходит через эту жидкость.

При UK < 2,35 вследствие специфичности

отмеченного

характера эле­

ктропроводности, по-видимому, уже

более

значительная часть

электри­

чества

протекает через протоплазменные

оболочки

или

ткани

клеток,

последние разрушаются [128], межклеточная влага выделяется

и затем1

частично отпрессовывается. Поэтому

разность

влагосодержаний

увели­

чивается. Вероятно, основная часть

влаги

отделяется

от фарша

после

начала денатурации, т. е. при температурах более 40° С.

 

 

 

Изменение влагосодержаний при нагреве и конечные значения их

можно определить эмпирическими зависимостями:

 

 

 

 

 

при l,9 < L /„

< 2 ,8 — по уравнению (III—88),

а при 2,8<7/11 < 3 ,3 —

по уравнению (III—89).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AU = (£/„ — 2,35)2 + 0,11;

£/к =

2,49 — (2,85 — i/H)2;

(III—88)

 

 

Д£У = 0,815С7Н— 1,98;

£/к =

0,185 £/„ +

1,98,

(III—89)

которые справедливы при напряжении 8 0 < £ / < 170

В,

давлении р <

< 5 - 105 Па; в названных предела-х различие по ДU укладывается в ±5% . Объемная плотность готового изделия (кривая 3) зависит от начально­

го влагосодержания и имеет максимальное

значение при

Un — 2,35.

После отделения влаги остаются капилляры и

микрополости.

Поскольку

основное отделение влаги начинается при денатурации белков, т. е. когда система переходит в упругое состояние, снятие давления вызывает рас­ ширение капилляров и изделие получается более рыхлым и пористым. Плотность готовой сосиски зависит от относительного изменения влаго­ содержания:

дс/

д и

(2,35— Ци) У 1,94— UK ' ( ш _ до>

7 = И 1 — 0,81

~й~к

Uк

 

где А — эмпирический

коэффициент, зависящий от приложенного при

варке градиента давления.

Ошибка при вычислении плотности может достичь ±2,5%.

Следует заметить, что осевое давление по высоте цилиндра меняется по экспоненциальному закону. Здесь для упрощения взят линейный за­ кон распределения давления.

Таким образом, оптимальное влагосодержание сырого фарша лежит в пределах 2,3—2,4. Это значение должно выдерживаться довольно точно для получения хорошей товарной продукции.

Сила тока / при варке не остается постоянной, увеличиваясь в 2,5— 4 раза, что связано с температурным изменением электропроводности.

При

этом линии / (т) довольно хорошо

аппроксимируются

прямыми.

Плотность тока— обычно не превышала 0,1

А/см2. Темп нарастания плот-

 

F

Па зависит от напряжения (5,5 <

ности тока при давлении (2-^-2,5)105

<17

< 10,5) и влагосодержания (1,9 < £7 < 2 ,8 ); его можно определить

по следующему уравнению:

 

 

 

 

— 7Н

- ( 4 ,7 4 + [ £ /„ - 2 ,4 1

(III—91>

 

1,3 • 10"* Г~

 

F х

 

 

 

где

F — площадь сечения сосисок,

см2;

 

 

 

т — длительность процесса нагрева до 72° С, с;

 

 

U — напряжение на торцах сосисок, В;

 

 

/ — длина сосисок, см.

 

 

 

354