Способ термической обработки вареных колбасных изделий Советский патент 1988 года по МПК A23B4/04 

00

00

Oi

H3o6peTeF Ke относится к мясной промытленностп и может быть использовано при производстве колбасных изделий.

Целью изобретения является повышение качества изделий и интенсификация процесса обработки

Способ термической обработки вареных колбасных изделий включает обжарку горячим воздухом и окончательную обжарку, варку паровоздушной смесью, предварительное и окончательное охлаждение потоком воздуха, при этом в теплоноситель дополнительно вводят инертное вещество в виде твердых; дисперсных частиц В качестве инертного вещества используют части- 1Ц.1 фторопласта о .При проведении-окончательной обжарки изделий наружную поверхность частиц покрывают коптильным препаратом. Предварительную обжарку и варку производят в кипящем слое частиц, при этом используют частицы с объемной концентрацией 0,2 - 0,35, а отношение размеров их к диаметру изделий составляет 0,015 0,016.

При прлдаарительном охлаждении нару.«ку поверхность частиц покрыва- мт л I; док;, а в геплоиоснтель вводят у; пл ;ислоту в гпзде твердых частиц с последующим обро;ЗОванкем их смеси „ Ввод с.мйСй осущестрлягат импульсами с пер-эмелгньми продолжительностью, тзесозым сооткогяением лед твердая углекисло га и объемной концентрацией,. Число импульсов как минимум два, 11рог4олггитс:ль ость импульсов с зязана с . метром изделий с.оотношения.чи: для первого импульса (I 4-3 ,, 5) Ш - (15 7-- ,9) , для второго импульса (l,S--2,) -10 (2,2-2,5)- ю , а продолжительность паузы между импуль составляет 1,15 - продо.п- жительности первого ш-туяьса... Весе- ное соотночзение лад - твердая угле-- кислота и обьеулая концентрация частиц r-i первом импульсе составляет (80-20) - (90-iO) к 0,11-0,15 соот7 BeTCTseHHOj а so втором - (50.50) (60-40) и - Os,25o Отношение размеров диаметров частиц инертного веидества к смеси к диаметру изделий ...оставляет 0,01-0,02 и С,07-0,09 соотБетственно

При термических процессах в кипя- щем слое н7-1еет место теплообмен частицами и газом Интй71сификацня

0

5

0

5

0

5

5

0

термической обработки обеспечива. тся за счет увеличения коэффициента t еп- лоотдачи от поверхности колбасных изделий к кипящему слою за счет дополнительной турбулизации потока газа частицами

Для интенсификации обработки и повышения качества изделий за счет плавного .регулирования коэффициента теплоотдачи предусматривается возможность использования эффекта вого перехода в кипящем слое. При этом на стадии окончательной обжарки в камеру подается коптильный препарат, что создает подобие дымовой среды. Диффузионные процессы при таких условиях увеличиваются, так как из-за хорошего перемешивания частиц в объеме слоя его термическое сопротивление пренебрежимо мало по сравнению с термическим сопротивлением газовой пленки на границе поверхности со слоем Испарение коптильного препарата определяется процессами межфазного тепломассообмена

В предлагаемом-способе имеетсй возможность использования эффекта фазового перехода при проведении предварительного охлаждения, которое зедется импульсами В первом импуль-,. се. в поток холодного воздуха вводит-- ся смесь частиц фторопласта, покрытых льдом н твердой углекислотой. При их контакте с горячей поверхностью колбасных изделий происходит испарение и сублимирование частиц с образованием газорегулируемой влажной среды И: .;пульс обеспечивает снк- женне температуры в центре изделий до 60 С В связи с тем, что температура на поверхности снижается быстро за счет низкой температурь рабочей средыг то датя предотвращения дес труктурирования ко.ибасны.к: изде. жй проводится пауза путем обработки лз- деляй потоками холодного воздуха с ост авшкмся после таяния льда ииерт- ным .веа);ест;зом для уравнивг.кия температурного ПОЛЯ о При этом обесяечи- Б.гется: скижение температуры в центре изделия, до 50 С, Вторьм импульсом, достигается с;а-жение температуры до

, -.. о

3: .,., йыстрый и равно1 ерный отвод те.гша от всей позерхности изделия позволяет сохранить его стр уктуру и 5онолн гность; обеспечить хорошее качество и товарный кнд

Огромную роль в исследованиях процессов Е кипящем слое играет влияние размеров частиц на интенсивность теплообмена о Значение величин частиц находится в зависимости от критической скорости Считая, что выбранная скорость газового потока обеспечивает наименьшие потери массы и, следовательно, наибольший выход изделий, в предлагаемом способе она осталась такой же. По опытным данным были установлены размеры частиц инертного вещества, отнощение которых к диаметру изделий оставляет 0,015 - 0,016„ При выборе меньше 0,015 не обеспечивается образование пленки, так как с принятой скоростью движения потока происходит быстрый унос частиц из камеры обработки

При выборе больше 0,016 принятая скорость газового потока недостаточна для образования кипящего слоя., что приводит к уменьшению эффективности теплообмена и, кроме того, возможно прилипание частиц на поверхность изделий, ухудшающее теплообмен и качество изделий. Поэтому выбранное отношение размеров частиц к диаметру изделий является оптимальным,

При проведении предварительной и окончательной обжарки и варки в теплоноситель вводят частицы с объемной концентрацией 0,20 - 0,35, что обеспечивает образование пленки, омываю- щей поверхности изделий и состоящей из пакетов. При выборе объемной концентрации меньше 0,20 не достигается образование достаточного количества частиц,, что приводит к уменьшению эф фективности теплообмена, а при выборе больше 0,35 образуется сплошная пленка, которая затруднит процесс: теплообмена между поверхностью и теплоносителем. Поэтому выбранная объемная концентрация при этих операциях является оптимальной.

При проведении предварительного охлаждения продолжительность паузы между импульсами принимают равной 1,15 - 1,25 продолжительности первого импульса. При продолжительности паузы меньше 1,15 не достигается равномерное распределение температурного поля по всему объему изделия, что отрицательно влияет на качество продукции при последующей обработке, при которой температура рабочей сре

ды уменьшается. При продолжительности паузы больше 1,25 длительность термообработки увеличивается за счет низкого коэффициента теплоотдачи и, кроме того, увеличивается усушка изделий, что ведет к снижению выхода колбас. Поэтому указанный предел продолжительности паузы является оптимальным ,

В предлагаемом способе имеется возможность использования эффекта фазового перехода при проведении пред- . варительного охлаждения, которое составит около 50% всей операции и ведется импульсами (фиг,1), В первом импульсе в поток холодного воздуха вводится смесь частиц фторопласта, покрытых льдом, и твердой углекислотой. При их контакте с горячей поверхностью колбасных изделий проходит испарение и сублимирование частиц с образованием газорегулируемой влажной среды. При этом используется тепло фазового перехода частиц: таяния льда и сублимирования сухого льда.

Первый импульс обеспечивает изменение температуры в центре изделий от 10 до 60°С, но так как температура на поверхности снижается значительно быстрее за счет низкой температуры рабочей среды, то для предотвращения деструктурирования колбасного изделия проводится пауза путем обработки изделий потоком холодного воздуха с оставшимся после таяния льда инертным веществом для уравнивания температурного поля, во время которой обеспечивается снижение температуры в центре изделий от 60 до 50 С, Вторым импульсом достигается снижение температуры в центре изделий от 50 до 35 С во влажной среде, причем количество вводимой смеси увеличивают для обеспечения снижения температуры рабочей среды. Снижение температуры рабочей среды при этом импульсе уже не приводит к разрьшу оболочки, так как температурный перепад не значителен.

Таким образом, в предлагаемом способе наличие инертного вещества в теплоносителе обуславливает следующие свойства:

образование многокомпонентного кипящего слоя, обеспечивающего интенсивность теплообмена за счет по

вьпиения коэффшхиен.та теплоотдачи от поверхности изделий к рабочей среде

возможность использования эффекта испарительного охлаждения в условиях кипящего слоя, приводящего к интенсификации процесса теплообмена и к повьшению качества готовой продукции за счет регулировки тепла охлаждения;

возможность использования тепла фазового перехода в условиях кипящего слоя для интенсификации обработки и повышения качества готовых изделий., .

Применение частиц льда объясняется необходимостью образования при их таянии влажной среды, омьгаающей поверхности колбасных изделий, для использования эффекта испарительного охлаждения о

После таяния частиц льда наполнители выполняют роль псевдоожиженного слоя, что ведет к увеличению коэффициента теплоотдачи от поверхности колбасных изделий к воздуху примерно в 3,5-4 раза. Объемная концентрация наполнителя (отношение его объема к объему потока) при паузе находится в гфямой зависимости от объемной концентрации частиц льда и составляет 0,10-0,13,, а во второй стадии - 0,15--0,20„ 3 качестве наполнителя используются частицы фторопласта , отношение размера которых к диаметру изделий составляет 0,01-0,02„ При соотношении меньше 0,01 увеличивается унос частиц потоком воздуха, хотя, чем меньше размер частиц, тем больше коэффициент теплоотдачи. При соотношении больше 0,02 уменьшается толщина ледяной оболочки на наполнителе , что вйдет к уменьшению количества влаги после таяния. Поэтому выбранное соотношение 0,01-0,02 является оптимальным.

Для уменьшения усушки колбасных изделий во время термообработки скорость движения потока выбирают равной 1,5-2,0. м/с. При указанных скоростях воздушного потока опытным путем определяют оптимальные относительные размеры диаметров частиц смеси и изделий, которые составляют 0,07-0,09 При значениях меиьше 0,7 происходит сильное увеличение скорости таяния частиц, что ведет к недоиспользованию тепла фазового пе0

5

рехода При соотношении больше 0, 09 скорость таяния частиц значительно уменьшается, что увеличивает продол- 5 жительность обработки, обуславливающую появление морщин из-за неравномерности и медленного образования пленки на поверхности изделий Поэтому оптимальным соотношением диаметров частиц и изделий является 0,07-0,09„

Пример 1 о При термической обработке колбасные изделия диамет- - ром О 0,12 м загружают в камеру и подают снизу воздух с параметрами t 100°C;q 10%, V 2 м/с. Над решеткой,.расположенной в нижней части камеры, при подаче воздуха образуется кипящий слой частиц фторопласта с диаметром ,8 10 м,объемной концентрацией 0,2 и отношением диаметра частиц фторопласта к диаметру изделий равным 0,015-0,16 При этом происходит предварительная обжарка, продолжительность которой 4,4-10 с. При достижении температуры на поверхности батона 50 С в камеру вводят коптильный препарат, чем обеспечивается окончательная обжарка в тече- НИИ 1,510 с до температуры в центре батона 40 - 45°С. Варку колбасных изделий осуществляют в кипящем слое частиц, пара и воздуха с параметра0

5

0

0

ми: t 85 С; if 90%;

V

2.м/с. .

с Продолжительность варки 3,3-10 с до достижения температуры в центре батона .

После варки колбасные батоны по- ступают на охлаждение, которое производится импульсами. В первом им5

0

5

пульсе в поток воздуха с температурой t 8 С и скоростью V 2 м/с. .вводится смесь частиц фторопласта, покрыткк льдом и углекислотой .с объемной концентрацией 0,11. При этом размер частиц в смеси составляет 10 ,,8 (диаметр частиц фторопласта 2,, ледяной оболочки с твердой углекислотой - 8,4-10 м). Весовое соотношение лед - твердая кислота составляет 80/20,, Длительность импульса 2,. При этом отношение диаметра- частиц фторопласта, покрытых льдом и твердой углекислотой, к диаметру изделий составляет соответственно 0-,02 и 0,09.

После первого импульса осуществляется пауза в 2,610 с, при которой

происходит охлаждение изделий потоком воздуха с частицами фторопласта диаметром 2,4-10 м. За- это время происходи уравнивание температур п всему объему изделия до 50 С, Продожительность паузы составляет 1,25 продолжительности первого импульса.

Второй импульс осуществляют для дальнейшего снижения температуры изделий. При этом в поток воздуха вводится смесь частиц в соотношении лед - твердая углекислота 50/50 и объемной концентрацией 0,16. Размер частиц смеси составляет 10,810 Мо Длительность второго импульса 2,6 . Окончательное охлаждение проводят потоком воздуха с температурой t 8 С и частицами фторопласта с объемной концентрацией 0,16„ Длительность окончательного охлаждения 3,2 Ю со

Общая продолжительность процесса термической обработки колбасных изделий 16lO c.

Таким.образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность интенсификации процесса примерно в 2,7 рза, которая обусловлена увеличением коэффициента теплоотдачи за счет:

интенсивного перемешивания твердых частиц в псевдоожиженном слое;

возникающего эффекта фазового перехода;

использования частиц сухого льда что приводит к увеличении) коэффициента теплопроводности рабочей среды

увеличения теплоемкости рабочей среды, включающей частицы льда к твердой углекислоты;

ув-лажнения воздуха ;-.:i: ;рения частиц льда;

кроме того, предлагаемьпЧ способ обеспечивает повышение качества готовых изделий и сокращение производственных площадей.

Формула изобретения

Способ термической обработки вареных колбасных изделий, предусматривающий предварительную обжарку горячим воздухом, окончательн то обжарку, варку, паровоздушной смесью, а также предварительное и окончательное охлаждение потоком воздуха, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества изделий, и интенсификации процесса, предварительную обжарку, варку и окончательное охлаждение производят в кип ящем слое частиц фторопласта с объемной концентрацией 0,2-0,35 при отношении

диаметра частиц к диаметру колбасных изделий от 0,015 до 0,016, а окончательную обжарку проводят в кипящем слое частиц фторопласта, покрытых коптильным препаратом, при этом в

процессе предварительного.охлаждения изделий воздух подапт в смеси с частицами фторопласта, покрытыми льдом, и «астицами твердой углекислоты импульсами, продолжительность между

которыми составляет 1,15-1,25 продолжительности первого импульса, а отношение диаметра частиц фторопласта, покрытых льдом, и твердой углекислоты к диаметру колбасных издeлvIй

составляет соответственно 0,01-0,02 и 0,07-0,09.