Способ термической обработки мяса в полутушах Советский патент 1987 года по МПК F25D13/06 A23B4/06 

Изобретение относится к холодильной технологии, а и.менпо 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 усущки.

Предлагаемый способ предусматривает замораживание мясных полуту п 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 полутущ 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, ко.мпрес- соры 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 15 и регулируюп ие вентили 16 перед каждым воздухоохладителем 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Парное мясо в гюлутушах из цеха убоя скота и разделки туш направляют в первую морозильную камеру I. За 30 мин до поступления мяса включают в работу конденсаторы 7 путем подачи ES них охлаждающей среды (воды или 1юздуха), 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 10. Насосами 11 (оди н из насосов - резервный) подают хладагент по магистрали 13 через вентили 16 в воздухоохладители 2, включают вентиляторы и осуществляют охлаждение камеры до t«(-33) - (-35)°С. Понижение температуры воздуха в камере перед загрузкой мяса до (-33) - (-35)С обусловлено пеобходимост ю компенсации теплопритоков в камеру извне за время загрузки. Аналогично включают в работу последующие камеры. Парожидкостная смесь хладагента из

Отбор тепла мяса в период максимальных его тепловыделений (70-80%) 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 ком- 20 прессоров низкой 3 и высокой 4 ступени и увеличения температурного напора меясду воздухом в камере 1 и температурой ки- пепия хладагента в воздухоохладителях 2 в соответствии с интенсивностью тепловыделений мяса. По окончании загрузки первая камера 1 производит последовательно загрузку остальных морозильных камер 1 с интервалом времени, обусловленным их емкостью и режимо.м работы цеха убоя скота и разделки тут. Постоянную температуру кипения хладагента в воздухоохладителях 2 по мере увеличения тепловой нагрузки при включении морозильных камер I 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 (20-30%) ведут в течение 12-14 ч .при температуре в камере 1 от -30 до -35°С. Уменьщают 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 всего цикла замораживания при постоянной производительности. Скорость движения воздуха у бедренной части полутуш обеспечивают равной 1,2- 1,5 м/с с помощью системы воздухорас- пределения. После окончания каждого цикла TQ замораживания мяса проводят оттаивание воздухоохладителей 2.

Пример 1. Замораживание мяса в по- лутуц ах проводят в четырех морозильных камерах емкостью 40 т. Время термической обработки продукта 22 ч, оборачивае35

40

45

воздухоохладителя 2 по магистрали 15 по- 55 мость камер 24 ч.

ступает в циркуляционный ресивер 10, кото-Из цеха убоя скота и разделки тущ мясо

рый выполняет

функции отделителя жидкости. Парообразный хладагент по магистранаправляют в первую морозильную ка.меру, температуру воздуха в которой перед нача0

г

5

ли 14 отсасывается компрессором 3 низкой ступени, нагнетается в промежуточный сосуд 5, где охлаждается, затем всасывается компрессоро.м 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%) 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 ком- 0 прессоров низкой 3 и высокой 4 ступени и увеличения температурного напора меясду воздухом в камере 1 и температурой ки- пепия хладагента в воздухоохладителях 2 в соответствии с интенсивностью тепловыделений мяса. По окончании загрузки первая камера 1 производит последовательно загрузку остальных морозильных камер 1 с интервалом времени, обусловленным их емкостью и режимо.м работы цеха убоя скота и разделки тут. Постоянную температуру кипения хладагента в воздухоохладителях 2 по мере увеличения тепловой нагрузки при включении морозильных камер I 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 (20-30%) ведут в течение 12-14 ч .при температуре в камере 1 от -30 до -35°С. Уменьщают 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 всего цикла замораживания при постоянной производительности. Скорость движения воздуха у бедренной части полутуш обеспечивают равной 1,2- 1,5 м/с с помощью системы воздухорас- пределения. После окончания каждого цикла Q замораживания мяса проводят оттаивание воздухоохладителей 2.

Пример 1. Замораживание мяса в по- лутуц ах проводят в четырех морозильных камерах емкостью 40 т. Время термической обработки продукта 22 ч, оборачивае0

5

0

5

5 мость камер 24 ч.

направляют в первую морозильную ка.меру, температуру воздуха в которой перед началом загрузки понижают до к -35°С. Загрузку осуществляют в течение 3,5 ч. Загрузку последующих камер ведут с интервалом времени 4 ч (т. е. первая камера загружается с до , вторая - с до третья - с 16°° до 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 8 до 18™, во

охладителей в течение всего цикла замораживания обеспечивают путем поддержания режима работы компрессоров и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующего покрытию максимальных тепловыделений в камере кВт. Воздухоохладители рассчитывают для покрытия минимальной тепловой нагрузки в камере кВт при тепловом напоре и охлаждении циркулирующего воздуха на 10 ,3°С.

Количество циркулирующего воздуха в течение цикла замораживания не изменяют. Система воздухораспределения обеспечивает скорость воздуха около бедренной части повторой - с 12™ до 22, в третьей - с 16™ до 2, в последней - с 20 до 6. Максимальная тепловая нагрузка в данный период в каждой камере равна кВт.

Отбор минимальных тепловыделений мя- с равную 1,5 м/с. Потери массы при са (20%) осуйгествляют в течение остав- загрузке 20 тыс. кг мяса составляют 260 кг, щихся 12 ч цикла при температуре воздуха что соответствует 1,3%.

-За первые 6-7 ч мясо при интенсив20

35

в камере /к -35°С. Тепловая нагрузка в данный период в камере равна 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 °С, для чего устанавливают режим работы компрессоров низкой и высокой ступеней и других аппаратов (кроме воздухоохладителей), соответствующий покрытию максимальных тепловыделений в камере ( кВт). Расчетный режим воздухоохладителя выбран с учетом покрытия минимальной тепловой нагрузки в камере n кВт, при тепловом напоре и охлаждении циркулирующего воздуха на ,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 полутущи, равную 1,5 м/с. Потери массы при загрузке в камеру 40 тыс. кг мяса в полутущах составляют 520 кг, что соответствует 1,3%.

Пример 2. Замораживание парного мяса в полутущах ведут в восьми морозильных камерах емкостью 20 т. Время термической обработки 22 ч, оборачиваемость камеры 24 ч.

Из цеха убоя скота и разделки тущ мясо направляют в морозильную камеру. Перед началом загрузки температуру в камере понижают до -30°С. Отбор максимальных тепловыделений or мяса (70%) осуществляют в течение 8 ч при температуре в камере t -2б°С. Максимальная тепловая нагрузка в данный период в камере равна кВт.

Отбор минимальных тепловыделений мяса (30%) осуществляют за 14 ч цикла при

ном замораживании выделяет максимальное количество тепла. Учитывая, что режим замораживания 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

25 40 т - за 10 ч.

Уменьщение 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 переохлаждения 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, усущ- ку мяса.

Отбор тепла от мяса при максимальных его тепловыделениях производят при температуре воздуха в камере /к от -24 до -26°С и скорости воздуха у бедренной части полутуш ,2-1.5 м/с. В поверхностном

50

температуре воздуха в камере /к -30°С. 55 слое мяса при данном режиме в первые Тепловая нагрузка в данный период равна часы замораживания образуются кристал- лы льда увеличенных по сравнению с прототипом (при /к -35°С и м/с) размеQ 80 кВт. Постоянную температуру кипения аммиака /о -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 кВт. Воздухоохладители рассчитывают для покрытия минимальной тепловой нагрузки в камере кВт при тепловом напоре и охлаждении циркулирующего воздуха на ,3°С.

Количество циркулирующего воздуха в течение цикла замораживания не изменяют. Система воздухораспределения обеспечивает скорость воздуха около бедренной части равную 1,5 м/с. Потери массы при загрузке 20 тыс. кг мяса составляют 260 кг, что соответствует 1,3%.

0

5

n

ном замораживании выделяет максимальное количество тепла. Учитывая, что режим замораживания 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

5 40 т - за 10 ч.

Уменьщение 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

0 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 переохлаждения 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, усущ- ку мяса.

Отбор тепла от мяса при максимальных его тепловыделениях производят при температуре воздуха в камере /к от -24 до -26°С и скорости воздуха у бедренной части полутуш ,2-1.5 м/с. В поверхностном

0

5 слое мяса при данном режиме в первые часы замораживания образуются кристал- лы льда увеличенных по сравнению с проторов, 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 ноток уменьшается и, соответственно, снижается усушка мяса на данном этапе.

Понижение температуры ниже -26°С (-26,5°С) на данном этапе замораживания

вом этапе увеличивает расход электроэнергии на выработку холода; уменьшение отбора тепла менее 70% сказывается на уве-ти- чение времени замораживания мяса и, соответственно, noBbiQiaeT 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 тепловыдемяса способствует образованию более мелких ю лений мяса в три раза больше, чем в часы

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.

Повышение 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 за.мораживания обусловливает увеличение сублимации паров льда из мяса и его усушку.

Отбор тепла от мяса при минимальных его тепловыделениях осуществляют при температуре воздуха /к (-30) - и (-35) °С и скорости воздуха ,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 поверхностного слоя мяса, приближению его температуры к температуре воздуха в ка20

минимальных тепловыделений. Для обеспечения холодопроизводительности воздухоохладителей 2, соответствующей вышеуказанным тепловым нагрузкам и температурным режимам в камере 1, весь цикл заморажива15 ния 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 -4PC) способствует перерасходу электроэнергии на выработку .холода. Повышение температуры кипения (выше -40°С) не обеспечивает режимных параметров в камерах для интенсивного отвода теп25 ла при данном способе замораживания мяса. Использование предлагаемого способа термической обработки парного мяса в полутушах обеспечивает по сравнению с существующими способагии следующие преимущества: возможность снижения потерь массы

30 мяса от усунлки 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 охмере, что блокирует сублимацию паров льда 35 лаждаемых площадей для замораживания

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 каме40

мяса в контуре холодильника в 1,25 раза; повышение интенсивности использования холодильного оборудования на 30%, что является важным фактором развития холодильного хозяйства отрасли.

Формула изобретения

Способ термической обработки мяса в полутушах, предусматривающий заморажире ниже -35°С (-35,5°С) на данном этапе45 варние продукта потоком холодного воздуха способствует увеличению расхода электро-в две стадии, отличающийся тем, что, с энергии на выработку холода. Повыщениецелью снижения потерь массы мяса от усущ- температуры воздуха в камере вышеки, замораживание продукта на первой ста- -30°С (-29,5°С) снижает скорость переох-дин осушествляют в течение 8-10 ч при лаждения поверхности мяса, что ведет к рос-температуре воздуха от минус 24 до минус ту сублимации паров льда и увеличению50 26°С, а замораживание на второй стадии - в усушки мяса.течение 12-24 ч при температуре воздуха Отбор тепла от мяса на первой стадииот минус 30 до минус , при этом скорость замораживания составляет 70-80%, на вто-воздуц ного потока у бедренной части полу- рой стадии - 20-30%. Увеличение отборатуш на обеих стадиях поддерживают равной тепла от мяса более 80% (81%) на пер-1,2-1,5 м/с.

ВИИИПНЗаказ 35()«; 40Тираж 175 Ьхшисное

П|)()и:5В:)ЛСТ|ич11;п-;ц)лигра(|)|:чес-ко1 iipt ;iii|)iiHTiie, i Ужгород, м. Проектная. 4

вом этапе увеличивает расход электроэнергии на выработку холода; уменьшение отбора тепла менее 70% сказывается на уве-ти- чение времени замораживания мяса и, соответственно, noBbiQiaeT 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 тепловыде0

минимальных тепловыделений. Для обеспечения холодопроизводительности воздухоохладителей 2, соответствующей вышеуказанным тепловым нагрузкам и температурным режимам в камере 1, весь цикл заморажива5 ния 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 -4PC) способствует перерасходу электроэнергии на выработку .холода. Повышение температуры кипения (выше -40°С) не обеспечивает режимных параметров в камерах для интенсивного отвода теп5 ла при данном способе замораживания мяса. Использование предлагаемого способа термической обработки парного мяса в полутушах обеспечивает по сравнению с существующими способагии следующие преимущества: возможность снижения потерь массы

0 мяса от усунлки 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 ох5 лаждаемых 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.

Формула изобретения

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