Способ термической обработки мяса в полутушах

 

Изобретение относится к области холодильной технологии, а именно к способам термической обработки мяса в полутушах, и позволяет снизить потери массы продукта от усушки. Предлагаемый способ предусматривает замораживание мясных полутуш потоком холодного воздуха в две стадии, причем замораживание продукта на первой стадии осуш,ествляют в течение 8-10 ч при температуре воздуха от -24 до -26°С, а замораживание на второй стадии - в течение 12-14 ч при температуре воздуха от -30 до -35°С, при этом скорость воздушного потока у бедренной части полутуш на обеих стадиях поддерживают равной 1,2- 1,5 м/с. Первая стадия замораживания по продолжительности совпадает с периодом максимальных тепловыделений мяса (70- )%), вторая стадия - с периодом его минимальных тепловыделений (20-30%). 1 ил. fi (Л OD ОО О N ю 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, (!., t!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3980793/30-13 (22) 28.11.85 (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт холодильной промышленности (72) Б. А. Фридман, В. М. Стефановский, В. П. Попов и А. Л. Назаровский (53) 621.565 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1025394, кл. А 23 В 4/06, 1982.

Чумак И. Г. и др. Холодильные установки. M.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 135 — 138. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЯСА В ПОЛУТУШАХ (57) Изобретение относится к области холодильной технологии, а именно к способам

„„SU„„1330428 А1 (5!! 4 F 25 D 13/06, А 23 В 4/06 т ермической обработки мяса в полутушах, и позволяет снизить потери массы продукта от усушки. Предлагаемый способ предусматривает замораживание мясных полутуш потоком холодного воздуха в две стадии, причем замораживание продукта на первой стадии осуществляют в течение 8 — 10 ч при температуре воздуха от — 24 до — 26 С, а замораживание на второй стадии — в течение 2 — 14 ч при температуре воздуха от — 30 до — 35 С, при этом скорость воздушного потока у бедренной части полутуш на обеих стадиях поддерживают равной 1,2—

1,5 м/с. Первая стадия замораживания по продолжительности совпадает с периодом максимальных тепловыделений мяса (70—

80%), вторая стадия — с периодом его минимальных тепловыделений (20 — 30%).

l ил.

1330428

Изобретение относится к холодильной технологии, а именнс к способам термической обработки мяса в полутушах, и может быть использовано на предприятиях агропромышленного комплекса для замораживания продукта.

Цель изобретения -- снижение потерь массы мяса от усушки.

Предлагаемый способ предусматривает замораживание мясных полутуш потоком холодного воздуха в две стадии. Замораживание продукта на первой стадии осуществляют в течение 8 — 10 ч при температуре воздуха от — 24 до 26 С, а замораживание на второй стадии — в течение 12 — 14 ч при температуре воздуха от — -30 до — 35 С, при этом скорость воздушного потока у бедренной части полутуш на обеих стадиях поддерживают равной 1,2- — 1,5 м/с.

На чертеже схематически изображена холодильная установка для осуществления предлагаемого способа.

Холодильная установка содержит морозильные камеры 1 с воздухоохладителями

2, компрессоры 3 низкой ступени, компрессоры 4 высокой ступени, промежуточный сосуд 5, маслоотделитель 6, конденсатор 7, линейный ресивер 8, регулирующий вентиль

9, циркуляционный ресивер 10, насосы 11 для холодильного агента, жидкостную магистраль 12 для хладагента под давлением конденсации, жидкостную магистраль 13 под давлением насосов 11, паровую магистраль

14 для хладагента, парожидкостную магистраль )5 и регулирующие вентили 16 перед каждым воздухоохладитслем 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Парное мясо в полутушах из цеха убоя скота и разделки туш направляют в первую морозильную камеру 1. За 30 мин до поступления мяса включают в работу конденсаторы 7 путем подачи в них охлаждающей среды (воды или воздуха), компрессоры 4 высокой ступени, а затем компрессоры 3 низкой ступени. Жидкий хладагент из линейного ресивера 8 по магистрали

12 через промежуточный сосуд 5 подают в циркуляционный ресивер О. Насосами 11 (один из насосов — резервный) подаюг хладагент по магистрали 13 через вентили 16 в воздухоохладители 2, включак>т вентиляторы и осуществляют охлаждение камеры до

/«=(— 33) — (— 35) "С. Понижение температуры воздуха в камере перед загрузкой мяса до (— 33) — (---35) "С обусловлено необходимостью компенсации теплопритоков в камеру извне за время загрузки. Аналогично включают в работу последующие камеры. Парожидкостная смесь хладагента из воздухоохладителя 2 по магистрали 15 поступает в циркуляционнь:й ресивер 10, который выполняет функции отдел ителя жидкости. Парообразный хладагент по магистра5 !

О !

2 ли 14 отсасывается компрессором 3 низкой ступени, нагнетается в промежуточный сосуд 5, где охлаждается, затем всасывается компрессором 4 высокой ступени, нагнетается через маслоотделитель 6 в конденсатор 7, в котором за счет отдачи тепла окружающей среде конденсируется и сливается в линейный ресивер 8. Далее схема движения хладагента в установке повторяется. В период загрузки температура воздуха повышается.

Отбор тепла мяса в период максимальных его тепловыделений (70 — 80 г ) ведут в течение 8 — 10 ч (с учетом времени загрузки) при температуре в камере от — 24 до — 26 С. Холодопроизводительность воздухоохладителей 2 увеличивают за счет поддержания в них постоянной темпЕратуры кипения хладагента (от — 40 до — 41 С) путем астатического шагового регулирования установленной холодопроизводительности компрессоров низкой 3 и высокой 4 ступени и увеличения температурного напора между воздухом в камере 1 и температурой кипения хладагента в воздухоохладителях 2 в соответствии с интенсивностью тепловыделений мяса. По окончании загрузки первая камера производит последовательно загрузку остальных морозильных камер 1 с интервалом времени, обусловленным их емкостью и режимом работы цеха убоя скота и разделки туш. Постоянную температуру кипения хладагента в воздухоохладителях 2 по мере увеличения тепловой нагрузки при включении морозильных камер

1 обеспечивают включением необходимого количества компрессоров 3 и 4 низкой и высокой ступеней и увеличением количества циркулирующего хладагента в аппаратах 5, 6, 7, 8, 10 и магистралях 12, 14.

Отбор тепла от мяса в период минимальных тепловыделений (20 — ЗОО4) ведут в течение 12- — 14 ч при температуре в камере от --30 до — -35 С. Уменьшают количество работающих в установке компрессоров 3 и 4, а также количество циркулирующего хладагента в аппаратах 5, 6, 7, 8, 10 и магистралях 12 и 14.

Вентиляторь. воздухоохладителей 2 работают в течение все.-о цикла замораживания при постоянной производительности.

Скорость движения воздуха у бедренной части полутуш обеспечивают равной 1,2—

1,5 м/с с помощью системы воздухораспределения. После окончания каждого цикла замораживания мяса проводят оттаивание воздухоохладителей 2.

Причер (. Замораживание мяса в полутушах проводят в четырех морозильных камерах емкостью 40 т. Время термической обработки продукта 22 ч, оборачиваемость камер 24 ч.

Из цеха убоя скота и разделки туш мясо направляют в первую морозильную камеру, температуру воздуха в которой перед нача1330428

3 лом загрузки понижают до t« — 35 С. 3агрузку осуществляют в течение 3,5 ч. Загрузку последующих камер ведут с интервалом времени 4 ч (т. е. первая камера загружается с 8 до 11®, вторая — c 12" до 15 o; третья — с 16оо до 19 и последняя — с 20"" до 23 ". Цех убоя скота работает в две смены. Отбор максимальных тепловыделений от мяса (80%) осуществляют в течение 10 ч при температуре в камере—

24 С: в первой камере с 8оо до 18 о во второй — с 12" до 22, в третьей — — с 16""

2во е 2У„до симальная тепловая нагрузка в данный период в каждой камере равна Q=533 кВт.

Отбор минимальных тепловыделений мяса (20%) осуществляют в течение оставшихся 12 ч цикла при температуре воздуха в камере t = — 35 С. Тепловая нагрузка в данный период в камере равна Q=165 кВт.

Стабильную температуру воздуха в камере (на первом этапе — 24 С и на втором этапе — 35 С) обеспечивают посредством поддержания постоянной температуры кипения аммиака в батареях воздухоохладителей, равной to= — 41 С, для чего устанавливают режим работы компрессоров низкой и высокой ступеней и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующий покрытию максимальных тепловыделений в камере (Q=533 кВт). Расчетный режим воздухоохладителя выбран с учетом покрытия минимальной тепловой нагрузки в камере

Q=165 кВт, при тепловом напоре 0=5 С и охлаждении циркулирующего воздуха на

At 1,3 С.

Количество циркулирующего воздуха через батареи воздухоохладителей в течение всего цикла замораживания (22 ч) не изменяют. Система воздухораспределения обеспечивает скорость движения воздуха около бедренной части полутуши, равную 1,5 м/с.

Потери массы при загрузке в камеру

40 тыс. кг мяса в полутушах составляют

520 кг, что соответствует 1,3%.

Пример 2. Замораживание парного мяса в полутушах ведут в восьми морозильных камерах емкостью 20 т. Время термической обработки 22 ч, оборачиваемость камеры

24 ч.

Из цеха убоя скота и разделки туш мясо направляют в морозильную камеру. Перед началом загрузки температуру в камере понижают до — 30 С. Отбор максимальных тепловыделений от мяса (70%) осуществляют в течение 8 ч при температуре в камере

tê= — 26 С. Максимальная тепловая нагрузка в данный период в камере равна

Q=265 кВт.

Отбор минимальных тепловыделений мяса (30%) осуществляют за 14 ч цикла при температуре воздуха в камере tê= — 30 С.

Тепловая нагрузка в данный период равна

Я=80 кВт. Постоянную температуру кипения аммиака to= — 40 С в батареях воздухоохладителей в течение всего цикла замораживания обеспечивают путем поддержания режима работы компрессоров и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующего покрытию максимальных тепловыделений в камере Q=265 кВт. Воздухоохладители рассчитывают для покрытия минимальной тепловой нагрузки в камере

Q=80 кВт при тепловом напоре 9=5 С и охлаждении циркулирующего воздуха па

10 At=1,3 С.

Количество циркулирующего воздуха в течение цикла замораживания не изменяют.

Система воздухораспределения обеспечивает скорость воздуха около бедренной части полутуш, равную 1,5 м/с. Потери массы при загрузке 20 тыс. кг мяса составляют 260 кг, что соответствует 1,3%.

За первые 6 — 7 ч мясо при интенсивном замораживании выделяет максимальное количество тепла. Учитывая, что режим замо20 раживания мяса начинается с момента поступления мяса в камеру и время загрузки камеры входит в общий цикл замораживания, для камер емкостью порядка 20 т отбор максимальных тепловыделений осуществляют за 8 ч, а для камер емкостью

2S 40 т — за 10 ч.

Уменьшение времени отбора тепла (менее

8 ч) приводит к неоправданному перерасходу холода на замораживание мяса. Увеличение времени отбора тепла (более 10 ч) снижает интенсивность замораживания, что сказывается на уменьшении скорости снижения температуры поверхностного слоя мяса, сублимационный поток находится на более высоком энергетическом уровне и поэтому усушка мяса имеет тенденцию к росту.

При общем времени замораживания мяса в цикле 22 ч минимальное тепловыделение мяса имеет место в последние 12 — 14 ч.

В морозильных камерах емкостью до 20 т отбор минимальных тепловыделений осуществляется за 14 ч, в камерах емкостью

40 40 т — за 12 ч.

Уменьшение времени замораживания мяса на данном этапе (менее 12 ч) увеличивает расход электроэнергии на выработку холода. Увеличение времени замораживания (выше 14 ч) снижает скорость переохлаж4 дения замороженного верхнего слоя мяса, что увеличивает разность парциальных давлений паров льда в поверхностном слое и воздух помещения, а также сублимацию паров льда из мяса и, соответственно, усушьо у

Отбор тепла от мяса при максимальных его тепловыделениях производят при температуре воздуха в камере от — 24 до — 26 С и скорости воздуха у бедренной части полутуш V=1,2 — .5 м/с. В поверхностном

55 слое мяса прН данном режиме н первые часы замораживания образуются кристаллы льда увеличенных по сравнению с прототипом (при = — 35 С и V=5 м/с) разме1330428

Формула изобретения

50 ров, уменьшается количество пор в материале, энергия молекул паров льда увеличивается, пробег молекул также увеличивается. Размер пор тормозит свободный выход молекул паров льда из поверхностного слоя мяса, сублимационный поток уменьшается и, соответственно, снижается усушка мяса на данном этапе.

Понижение температуры ниже — 26 С (— 26,5 С) на данном этапе замораживания мяса способствует образованию более мелких кристаллов льда в поверхностном слое мяса, количество пор в материале увеличивается, энергия молекул снижается, сублимационный поток паров льда из поверхностных слоев мяса увеличивается и. следовательно, усушка повышается. Понижение температуры воздуха ниже — 26 С способствует также увеличению расхода энергии на выработку холода на данном этапе замораживания мяса.

Г!овышение температуры воздуха выше — 24 С (— 23,5 С) снижает скорость переохлаждения замороженного поверхностного слоя мяса, что при интенсивном отборе тепла из внутренних слоев мяса на данном этапе замораживания обусловливает увеличение сублимации паров льда из мяса и его усушку.

Отбор тепла от мяса при минимальных его тепловыделениях осуществляют при температуре воздуха t«= (— 30) -- и (— 35) С и скорости воздуха V= 1,2 — 1,5 м/с.

Повышение интенсивности отбора тепла от мяса на стадии минимальных его тепловыделений за счет понижения температуры воздуха в камере до (— 30) — (— 35) С способствует ускорению переохлаждения lloверхностного слоя мяса, приближению его температуры к температуре воздуха в камере, что блокирует сублимацию паров льда из поверхности мяса, а следовательно, уменьшает усушку мяса. Интенсивное переохлаждение поверхности мяса необходимо, так как теплопроводность мяса на данной стадии замораживания возрастает из-за окончания процесса кристаллизации мяса в толще и его переохлаждения, что может привести к снижению скорости переохлаждения поверхности мяса и увеличению сублимации.

Понижение температуры воздуха в камере ниже — 35 С (— 35,<) C) на данном этапе способствует увеличеник) расхода электроэнергии на выработку холода. Повышение температуры воздуха в камере выше — 30 С (— 29,5 С) снижает скорость переохлаждения поверхности мяса, что ведет к росту сублимации паров ль<(а и увеличению усушки мяса.

Отбор тепла от мяса на первой стадии замораживания составляет 70--80%, на второй стадии — 20--30% . Увеличение отбора тепла от мяса более 80% (81 %) на пер5

40 вом этапе увеличивает расход электроэнергии на выработку холода; уменьшение отбора тепла менее 70% сказывается на увеличение времени замораживания мяса и, ссютветственно, повышает усушку.

Интенсивность отбора тепла от мяса в течение цикла замораживания и температурный режим в камере имеют различные значения. Тепловая нагрузка на воздухоохладители 2 в часы максимальных тепловыделений мяса в три раза больше, чем в часы минимальных тепловыделений. Для обеспечения холодоп роизводител ьности воздухоохладителей 2, соответствующей вышеуказанным тепловым нагрузкам и температурным режимам в камере 1, весь цикл замораживания ведут при постоянной температуре кипения хладагента. Расчетным путем получено, что температура кипения хладагента должна быть постоянной и находиться в диапазоне от --40 до — 41 С.

Понижение температуры кипения хладагента (ниже — 41 С) способствует перерасходу электроэнергии на выработку,холода. Повышение температуры кипения (выше — -40 С) не обеспечивает режимных параметров в камерах для интенсивного отвода тепла при данном способе замораживания мяса.

Использование предлагаемого способа термической обработки парного мяса в полутушах обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность снижения потерь массы мяса от усушки на 0,2 — -0,3% путем эффективного торможения сублимационного потока паров льда с поверхностного слоя мяса; повышение производительности существующих морозильных камер парного мяса в 1 5 раза; снижение необходимых охлаждаемых площадей для замораживания мяса в контуре холодильника в 1,25 раза; повышение интенсивности использования холодильного оборудования на 30%, что является важным фактором развития холодильного хозяйства отрасли.

Способ термической обработки мяса в полутушах, предусматривающий замораживарние продукта потоком холодного воздуха в две стадии, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь массы мяса от усушки, замораживание продукта на первой стадии осуществляют в течение 8 — 10 ч при температуре воздуха от минус 24 до минус

26 С, а замораживание на второй стадии — в течение 12 — 24 ч при температуре воздуха от минус 30 до минус 35 С, при этом скорость воздушного потока у бедренной части полутуш на обеих стадиях по,),.)åðæèâàþò равной

1,2--1,5 м/с.