Проект модернизации колбасного цеха. Заготовка. - Тепловое воздействие

Тепловое воздействие

В зависимости от цели характер и режим тепловой обработки могут быть различными: поверхностная тепловая обработка; шпарка, опалка, обжарка; нагревание с целью предотвращения микробиальной порчи продукта; пастеризация, стерилизация; на­гревание на всю глубину; бланшировка, варка, запекание, жарение; нагревание для выделения из сырья тех или иных его составных частей—выплавка жира, выварка желатина и клея.

Качественные изменения, вызываемые нагревом, в основном сходны. Способы нагрева различны: водой, паром, горячим воз­духом, переменным электрическим током, в контакте или без контакта с греющей средой. Поскольку вода является преобла­дающей составной частью мясопродуктов, во всех случаях на­грев происходит в условиях воздействия горячей воды на со­ставные части. Поэтому и изменения в продукте будут связаны р первую очередь с гидролизом составных частей и рядом дру­гих реакций, происходящих в присутствии воды. К одному из основных факторов, составляющих эти изменения, относится температура нагрева.

Наиболее характерными изменениями, происходящими при влажном нагреве и умеренных температурах (ниже 100°С), яв­ляются тепловая денатурация растворимых белковых веществ, сварение и гидротермический распад коллагена, изменение эк­страктивных веществ и витаминов, отмирание вегетативных форм микроорганизмов.

Электроконтактный инфракрасный и сверхвысокочастотный нагревы. В силу специфики сырья (малая теплопроводность) в мясной промышленности термические процессы достаточно продолжительны. Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства. Перспективность использования процессов, осу­ществляемых путем непосредственного контакта электрического тока с продуктом, не вызывает сомнения.

Применение методов электроконтактного (ЭК), высокочастот­ного (ВЧ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) нагрева резко уско­ряет течение процессов, повышает производительность труда, снижает потребность в производственных площадях, повышает качество продукции, резко улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Специфическим преимуществом этих методов перед другими методами подвода тепла является возможность достаточно равномерного нагрева изделия по всему объему вне зависимости от коэффициента теплопроводности и толщины про­дукта. Длительность такого нагрева зависит только от подво­димой мощности и не зависит от формы и объема обрабатывае­мого изделия. В случае ВЧ- и СВЧ-нагрева отсутствует контакт с теплоносителями, что позволяет разработать простые нагрева­тельные устройства.

При ЭК-, ВЧ- и СВЧ-нагревах тепло выделяется непосред­ственно в обрабатываемом материале, окружающие детали оста­ются холодными, что равносильно отсутствию тепловой инерции нагревателя. Сущность электроконтактного нагрева заключается в том, что электрический ток, проходя через продукт, обладаю­щий сопротивлением, вызывает его нагрев. Возможны два основ­ных варианта конструктивного оформления процесса электро­контактного нагрева мясопродуктов: при неподвижном положе­нии продукта в процессе обработки и при перемещении его вдоль электродов.

При СВЧ-нагреве возможно сконцентрировать весьма высо­кие удельные энергии в материале. При этом, варьируя геомет­рией и напряженностью электрического поля, можно создать условия, при которых температура в центре изделия будет зна­чительно выше, чем на его поверхности. Это позволяет по-ново­му организовать и интенсифицировать технологические процес­сы, а в ряде случаев создать новые процессы, невозможные при использовании традиционных методов.

СВЧ-нагрев мясопродуктов—достаточно сложная технологи­ческая задача не только с точки зрения техники генерирования СВЧ, но и со стороны особенностей строения и свойств продуктов. Поэтому, несмотря на преимущество СВЧ-нагрева, не сле­дует отвергать традиционные методы, наоборот, в рациональном их сочетании—наиболее плодотворный и конструктивный путь.

Пастеризующий эффект нагрева. Нагрев мяса и мясопродук­тов оказывает губительное действие на микрофлору, и в пер­вую очередь на микроорганизмы в вегетативной форме. Так, при нагреве до 60...70°С большинство микроорганизмов в вегета­тивной форме погибают в течение 5...10 мин. Однако некоторые термоустойчивые формы микроорганизмов не только не погиба­ют, а начинают развиваться только при 38°С и достигают оп­тимума развития при 53...55°С или при 60...64°С. Поэтому на­грев мясопродуктов до температуры не выше 100°С не вызывает полного уничтожения микрофлоры. Его следует рассматривать как пастеризующий эффект. Остающаяся после нагрева микро­флора представляется в основном споровой формой. Таким об­разом, для гарантии санитарного благополучия готового про­дукта необходимо заботиться о минимальной начальной загряз­ненности сырья, чтобы полностью исключить возможность по­падания в него патогенной микрофлоры, которая выдерживает даже длительный нагрев при высоких температурах.

Варка. Под варкой колбасных изделий подразумевается теп­ловая обработка при температуре до 68...70°С в центральной части продукта. Такой нагрев обеспечивает денатурацию белков, гидротермический распад большей части коллагена, изменение жиров и экстрактивных веществ в желаемую сторону и почти полное уничтожение вегетативной микрофлоры.

Фарш, подвергаемый варке, представляет собой дисперсную фазу высокой объемной концентрации, равномерно распределяе­мую в дисперсионной среде. В таком состоянии происходит не­посредственный контакт частиц друг с другом или контакт прочных и способных к взаимодействию адсорбционных слоев и сольватных оболочек, покрывающих частицы. В результате такого взаимодействия частицы связываются в сплошную струк­туру и образуют с дисперсионной средой, т. е. влагой, единый монолитный конгломерат с хорошо выраженными твердообразными свойствами и пронизанный густой сетью микро- и макро­капилляров.

Для выпуска готовых колбасных изделий высокого качества необходимо правильно выбрать режим варки и характер под­вода тепла. Для варки колбасных изделий греющей средой слу­жит горячая вода, острый пар и паровоздушная среда. Варка в горячей воде имеет ряд преимуществ перед другими способа­ми. Это и меньшие потери массы продукта, и меньшая деформа­ция оболочки при сохранении более яркой окраски поверхности изделий. Однако при этом способе значительны затраты рабочей силы на выполнение различных транспортных операций. Поэто­му варку в горячей воде целесообразно проводить на предприя­тиях малой мощности.

На предприятиях большой мощности, где необходимость тре­бует организации поточно-механизированной тепловой обработки, пользуются варкой острым паром и в паровоздушной среде. При варке острым паром колбасные изделия навешивают на рамы и загружают в камеры вместе с рамами.

В случае варки во влажном циркулирующем воздухе необхо­димо строго контролировать греющую среду по температуре, влажности и скорости циркуляции, в зависимости от техноло­гических требований, предъявляемых к режиму того или иного процесса тепловой обработки, В этих условиях процесс тепловой обработки можно механизировать и вести непрерывно. При этом следует строго контролировать влажность, чтобы температура поверхности продукта оставалась ниже точки росы, в противном случае резко возрастут потери мяса.

Температура греющей среды перед загрузкой в камеры для варки должна быть около 100°С, во время варки ее поддерживают на уровне 75°С и к концу варки повышают до 85°С. При несоблюдении температурного режима могут возникнуть дефек­ты. Например, при температуре, ниже допустимой, продукт не будет кулинарно готов, а при высокой — может лопнуть оболоч­ка вследствие неравномерности объемного расширения фарша и оболочки.

Важным условием для получения качественных колбасных изделий при варке является соблюдение длительности нагрева. что зависит от диаметра батона, теплопроводности фарша, температуры греющей среды и батонов перед загрузкой. Продолжи­тельность варки будет зависеть от вида. сорта и диаметра ба­тонов. Например, для сосисок и сарделек она будет 20...30 минут, для колбас — 120...150 мин. Готовность контролируют по темпе­ратуре в центре батона — она должна быть не ниже 68...70 °С. В случае несоблюдения продолжительности варки, например больше положенного, продукт будет переваренным (фарш сухо­ватый, оболочка лопается), при обратном случае – фарш недо­варенным, липким, более темным.

Необходимо также следить за тем, чтобы батоны при варке не касались друг друга. В противном случае в местах соприкос­новения замедляется прогрев и образуется дефект на поверхно­сти в виде «слипов».

Варке подвергаются все колбасные изделия, кроме сырокоп­ченых и сыровяленых колбас. Колбасные изделия перед варкой необходимо подбирать по диаметру. В противном случае тонкие батоны будут переварены, а толстые недоварены.

В одном котле или камере следует варить один вид и сорт изделий, в одинаковой оболочке и одного диаметра.

Перед загрузкой температура греющей среды должна быть близкой к 100°С. Во время варки ее поддерживают на уровне 75...85°С, повышая к концу варки. Готовность проверяют по температуре в центре батона, которая должна быть не ниже 68...70°С.

Для производства штучных сосисок без оболочки используют роторный коагулятор, который позволяет придать фаршу форму сосисок. Фарш в коагулятор подают по трубопроводу диаметром 56 мм нагнетателями, позволяющими наполнять две или четыре формы ротора. Формы в устройстве нагревают посредством пара или горячего воздуха при температуре греющей среды 126...133°С. Наилучшее качество сосисок получается при давлении заполнения форм (1,18...1,47)×10⁵ Па.

Сформованные сосиски из роторного коагулятора попадают на конвейер транспортирования, комплектования и укладки в термоагрегат. Термическую обработку сосисок производят горя­чим воздухом при 100...110°С Продолжительность цикла на­грева 30 минут. При этих условиях сосиски выходят с температу­рой внутри батончика 70...73°С. После окончания варки сосиски поступают в зону охлаждения водой (температура понижается на 10...12°С), а затем в камеру интенсивной сушки н охлаждения воздухом, температура которого 7...10^оС, скорость движе­ния до 2 м/с. Сосиски охлаждаются до температуры 12...15 °С в центре батончика. Готовые сосиски после выхода из термо­агрегата группируют по 4...5 штук и направляют на упаковку под вакуумом в полимерную пленку.

После варки изделия обмывают под горячим душем, разве­шивают на рамах и после остывания до 40...45°С и зачистки при необходимости охлаждают в камерах при 0...2^оС 12...24 ч.

Охлаждение. Для снижения потерь массы, предотвращения порчи и сохра­нения надлежащего товарного вида после тепловой обработки колбасные изделия охлаждают на воздухе или холодной водой. Применяют двухстадийную холодную обработку: вначале холод­ной водой, а затем в камерах воздушного охлаждения. При охлаждении водой сокращается продолжительность процесса в результате повышения коэффициента теплоотдачи. При этом наиболее благоприятный для развития оставшейся микрофлоры диапазон температур в центре мясопродуктов 30...35°С, процесс протекает быстрее. Потери массы вследствие испарения уменьшаются примерно в 8 раз. Одновременно при охлаждении водой с поверхности батонов смываются жировые подтеки, остат­ки бульона и другие загрязнения, предотвращается морщинистость оболочки.

На первой стадии изделия охлаждают под душем водопроводной водой температурой 10...15°С в течение 10...30 минут или путем интенсивного орошения из форсунок в течение 5...15 мин (в зависимости от диаметра батона). Охлаждение проводят до температуры в центре батона 27...30°С, так как при последующем охлаждении водой поверхность продукта не успевает про­сохнуть и возможна быстрая микробиальная порча увлажнен­ных колбас.

После охлаждения водой колбасные изделия на этих же ра­мах направляют в камеры охлаждения, где поддерживают тем­пературу воздуха 4°С и относительную влажность около 95%. Продолжительность этой стадии охлаждения от 4 до 8 часов. К концу охлаждения температура изделий должна достигать 8...15 °С. Охлаждать до более низкой температуры колбасы не рекомен­дуется, так как при последующем транспортировании и реали­зации они могут увлажняться в результате конденсации влаги на их поверхности. В этом случае колбасная оболочка тускнеет, внешний вид изделий ухудшается и создаются благоприятные условия для развития плесени.

Колбасы в целлофановой оболочке под душем не охлаждают. Для улучшения товарного вида колбасных изделий и сниже­ния расхода воды на их охлаждение рекомендуется использо­вать форсунки с мелким распылением. ВНИИМПом разрабо­тана технология быстрого охлаждения вареных колбас сначала водой, а затем в туннелях в потоке воздуха скоростью 1...2м/с и температурой -10°С.

Процессы обжарки, варки и охлаждения могут осуществлять­ся в раздельных камерах или агрегатах. Предпочтительнее ис­пользовать либо универсальные камеры периодического дей­ствия, в которых последовательно проводят процессы обжарки, варки и охлаждения, либо термоагрегаты непрерывного дей­ствия. Достоинство универсальных камер заключается в воз­можности варьировать длительность тепловой обработки, их можно использовать при выработке широкого ассортимента из­делий в случае ограниченного объема производства. Применение универсальных камер способствует снижению трудовых затрат, потерь массы продукта, улучшению его качества и повышению производительности труда.

Термоагрегаты непрерывного действия созданы двух типов: цепные и рамные. В термоагрегатах ПТУ-61 (ЧССР), ТАР-9 и TAP-10 (СССР) продукция, навешенная на палки, транспорти­руется внутри туннеля по подвесному пути на рамах с помощью конвейера.

Сушка мясопродуктов. Сушка является завершающим этапом технологического цик­ла производства сырокопченых, сыровяленых, варено-копченых колбас и соленокопченых изделий из свинины. Цель сушки — путем понижения влажности и увеличения относительного содержания поваренной соли и коптильных веществ в мясопродуктах повысить их устойчивость к действию гнилостной микрофлоры. Кроме того, увеличивается содержание сухих питательных ве­ществ в единице массы готового продукта, улучшаются условия его хранения и транспортирования.

Техника сушки. Колбасы и копчености сушат в сушильных камерах, снабженных кондиционерами для поддержания тре­буемых параметров воздуха (j =75%, Т = 285К). Колбасы раз­вешивают на вешалах, которые размещают в несколько ярусов в зависимости от высоты помещения, или на рамах. Между батонами оставляют промежутки, достаточные для свободной циркуляции воздуха. Расстояние между ярусами 0,6 м, от пола до нижнего яруса 1,2 м, от верхнего яруса до потолка 0,2...0,4 м. Средняя продолжительность сушки зависит от вида из­делия. Сырокопченые колбасы сушат 25...30 суток, а иногда до 40 суток, варено-копченые — 5...10 суток до влажности 30...40%, полукопченые — 0,5...2 суток до влажности 40...50%. Полукоп­ченые колбасы направляют на сушку в том случае, если влаж­ность этих колбас выше допустимой, а также когда они пред­назначены для длительного транспортирования.

Обычно в производственных условиях поддерживать требуе­мые температуры и относительную влажность воздуха по всему объему сушильной камеры не представляется возможным, так как движение воздуха в сушилках значительно только вбли­зи воздуховодов. Поэтому скорость сушки колбас, находящихся в середине зала (застойные зоны), во много раз отстает от ско­рости сушки колбас, расположенных вблизи окон, воздуховодов. Кроме того, подача и выгрузка продукта осуществляются не­равномерно, а термовлажностные параметры партий колбас, загружаемых в сушильную камеру, отличны от тех же пара­метров колбас, уже находящихся в ней

Ввиду неэффективного массообмена в процессе сушки про­исходит пересушивание изделий, вызванное необходимостью высушить в достаточной степени внутренние слои колбасного батона, что снижает выход и качество готового продукта.

Упаковывание и хранение. Для сохранения товарного вида и качества во время тран­спортирования колбасные изделия упаковывают для местной реализации в металлические или деревянные ящики. Колбасы полукопченые и копченые, предназначенные для дальних пере­возок и длительного хранения, заливают жиром, засыпают опилками или покрывают защитными покрытиями для предохранения от микробиальной порчи, плесени, излишней усушки и загрязнений.

Колбасные изделия хранят в камерах, оборудованных под­весными путями или стеллажами, в которых поддерживается определенная температура и относительная влажность воздуха. Вареные колбасы хранят в охлажденном состоянии до 48 часов, ливерные – до 8 ч (при температуре не выше 6°С и относительной влажности и пределах 95%). Продолжительность хранения полукопченых колбас составляет не более 10 cуtок при температуpe не выше 12°С и относительной влажности 75%. Сырокоп­ченые колбасы хранят в ящиках или бочках в сухом и темном помещении. При температуре 12°С и относительной влажности 75% продолжительность их хранения составляет не более 4 месяцев, при –2...-4°С—не более 6 месяцев, а при -7...-9°C — нe более 9 месяцев.

2.4. Существующая технология цеха.

В данное время данный колбасный цех ориентирован на выпуск следующей продукции:

< >полукопченые (Липецкая, Раменская, Озерская, Краковская, Польская, Сходненская);варено-копченая – Московская;Деликатес «Славянский», грудинка, корейка (из полужирной свинины).Мясное сырье поступает (в основном от частных лиц) в приемное отделение. Там оно взвешивается и укладывается на деревянные поддоны. В приемном отделении поддерживается температура около 10°С за счет пристенных охладительных батарей.Далее мясо в полутушах или четвертинах подается на тележке на обвалочный стол. Обваливается, жилуется по сортам. Отбирается мясо для производства свинокопченостей. Остальное мясо укладывается в балейки, определяется выход взвешиванием.Мясо, шпик – солятся (2,5% соли к массе мяса). Кусковое мясо для производства свинокопченостей шприцуется вручную, укладывается в емкость и заливается соляным раствором. Время посола 12 часов. При температуре около 0. При этом происходит также созревание мяса, что улучшает качество дальнейшего продукта.После созревания мясо измельчается для приготовления фарша на волчке, а кусковое мясо подается на стол, где окончательно формуется, обвязывается шпагатом с петлей и подается на тележке на термообработку. Фарш для полукопченой и варено-копченой колбас измельчают на решетке с диаметром отверстий 3мм. Шпик измельчается на решетке с диаметром отверстий 5...7мм (на шрот). Здесь, по моему мнению, допущено нарушение, т.к. шпик либо измельчают в шпигорезках, либо вручную.После измельчения мясо подается для приготовления фарша в фаршемешалку. Которая представляет собой емкость с двумя полыми вращающимися шнеками. Передняя крышка имеет возможность открываться для выгрузки готового фарша. После загрузки мясного сырья добавляют специи и воду согласно рецептуре. Одновременно приготавливают соевый наполнитель – соевый концентрат и вода в соответствии со степенью гидратации и плюс пищевой краситель (ферментированный рис). Затем соевый наполнитель вносят в фаршемешалку и перемешивают в течение 3...5 минут до получения однородного состава.После перемешивания готовый фарш загружается в бункер шприца. С помощью которого набивается в готовую колбасную оболочку (естественную или искусственную). На формовочном столе батоны обвязываются шпагатом (с обязательной товарной вязкой) и навешиваются на палки.Далее колбаса направляется в обжарочные камеры, где проходит термообработку при температуре около 80°С в течение 30...40мин.После обжарки колбаса поступает в варочный котел, где варится до достижения температуры в центре батона 68...72°С.Далее батоны вынимают, охлаждают душированием – опрыскивание холодной водой в течение 3...5мин.После обсыхания колбаса подается в коптильную камеру, где коптится при температуре 35...50°С в течение3...3,5 часов.         После обжарки колбасу направляют на варку. Во избежании закисания фарша перерыв между обжаркой и варкой не должен превышать 30мин.

Варка. Обжаренные батоны варят при температуре 70...85°С до достижения в центре батона температуры 68...70°С.

                При варке колбасу загружают в воду температурой 85...90°С.

Продолжительность варки колбасы зависит от вида оболочки и составляет для свиных и говяжьих черев 40...50мин, для кругов и искусственных оболочек 40...60мин, для бараньих черев (охотничьи колбаски) 25мин.

         Остывание. Сваренная колбаса остывает в помещениях при температуре не выше 20°С. в течение 2...3ч.

         Копчение. Остывшую колбасу помещают в коптильные или обжарочные камеры для копчения горячим дымом в течении 12...24ч при температуре 35...50°С.

         Сушка. После копчения полукопченую колбасу, предназначенную для транспортировки ж/д или водным транспортом сушат при температуре 12°С и относительной влажности 75...78% до достижения стандартной влажности в колбасе. Время сушки колеблется от 2 до 4 суток.

Сушка колбасы, предназначенной для реализации в местной торговли не требуется если ее влажность и консистенция соответствует техническим условиям.

Контроль качества готовой продукции. готовую колбасу тщательно проверяют органолептически на свежесть и производят отбраковку.