Технологии шоковой заморозки

При снижении температуры от 0 до −5°С охлаждаемый продукт переходит из жидкой фазы в твердую. Отбор тепла происходит сильнее, но температура снижается незначительно, а происходит кристаллизация 70% фракций продукта. Это начальная стадия замораживания. На последнем этапе продукт охлаждается от −5 до −18°С, что является окончательным домораживанием.

Примером стандартной технологии замораживания являются низкотемпературные холодильные камеры, способные охлаждать продукт от −18 ÷ −24°С. Период замораживания в них начинается от 2,5 часов и более. Самым важным фактором является время, поскольку существует тесная взаимосвязь между качеством продукта и периодом замораживания. От времени также зависит размер кристаллов льда, ферментативные и структурные изменения в продуктах. В основе шоковой заморозки лежит метод отбора тепла у продукта путем понижения температуры окружающей среды до −30 ÷ −35°С. В роли хладоносителя в камере выступает воздух, который интенсивно обдувает продукт. Стоит отметить, что дальнейшее понижение температуры не имеет смысла, поскольку это приводит к увеличенным деформациям продукта и неоправданным затратам мощности.

В отличие от обычного замораживания, шоковая заморозка обладает следующими преимуществами:

• уменьшение периода замораживания в 3-10 раз;
• сокращение потерь продукта в 2-3 раза;
• снижение производственной площади в 1,5-2 раза;
• сокращение производственного персонала на 25-30%;
• снижение периода окупаемости на 15-20%.

Еще одной причиной применения шоковой заморозки является ее общее время замораживания. Так, для обычной технологии период замораживания котлет и пельменей составляет 2,5 часа, при том как для быстрого замораживания достаточно 20-35 минут. Без лишних математических вычислений видно явное экономическое преимущество. Прохождение второго периода замораживания уменьшается с 1 часа до 15 минут. Существует ряд определений, которые наиболее полно характеризуют технологию шоковой заморозки:

• структура тканей. При шоковой заморозке продукта высокая скорость охлаждения позволяет быстро совершить переход из жидкой фазы в твердую. При этом образуются кристаллы льда небольшой формы, в результате форма продукта остается практически без изменения, чего не наблюдается при других методах заморозки.
• бактериологическая частота. Из-за высокой скорости замораживания уменьшается период активности бактериологической среды. Бактерии различных типов имеют свои температурные зоны жизнедеятельности. При медленной заморозке они могут оставлять следы своей жизнедеятельности, но шоковая заморозке не оставляет им времени на развитие;
• экология и биохимия. В случае отсутствия термической и химической обработки, для сохранения неизменного состава белков, выполняют быстрое замораживание тем методом, который не оказывает вредного влияния на биохимию продукта и его экологическую чистоту;
• срок хранения. Для быстрозамороженных продуктов срок хранения больше, чем для замороженных в обычных камерах. Технология шоковой заморозки также обеспечивает сохранность вкусовых качеств продукта, оставляя в этом вопросе далеко позади остальные способы хранения и заготовки;
• пищевая ценность и вкусовые качества. Поскольку продукт при быстрой заморозке не подвержен высыханию, он лучше сохраняет его питательные и ароматические свойства,;
• масса. При обычном замораживании испарение жидкости (усушка) составляет порядка 5-10% от массы продукта. Форсированный режим заморозки сокращает потерю массы до 0,8%, тем самым увеличивая экономический эффект;
• быстроразмораживаемые продукты. Полуфабрикаты, готовые блюда и другие быстроразмораживаемые продукты пользуются большой популярностью в таких странах как США, Япония, Германия, Швеция, Швейцария, Великобритания, Дания, Финляндия и Франция. В них среднее потребление таких продуктов на человека составляет 40-100 кг в год. При этом их количество постоянно растет на 5-7% за год.

Ассортимент продуктов, которые поддаются быстрой заморозке, очень велик. В каждой стране имеются свои продукты, которые специфичны именно для данного района. В последнее время чаще всего быстрой заморозке поддаются следующие типы продуктов:

• мороженое, десерты, соки и др.;
• мясные и рыбные полуфабрикаты;
• готовые первые и вторые блюда и булочно-кондитерские изделия;
• фрукты, овощи, ягоды, зелень, бахчевые и их комбинации.

Быстрозамороженные продукты имеют следующие положительные качества:

• вкусовые качества сохраняются уровне натуральных;
• практически не имеют несъедобных компонентов;
• безотходны (за исключением упаковки);
• дозированы (порции, фасовка);
• не требуют особых условий для хранения и времени для приготовления.

Быстрая заморозка предоставляет широкие возможности для ведения бизнеса в сельском хозяйстве, предоставляя достаточное количество времени на реализацию продукции. Данная технология расширяет сферу сбыта продукции между регионами. Теперь работники сельхозпредприятия могут собрать урожай, часть продать сразу, а часть — заморозить и реализовать позже, но по более выгодной цене.

Следует отметить, что в России рынок быстрозамороженных продуктов изначально был ориентирован на зарубежную продукцию. Сейчас выработанные приоритеты постепенно меняются, но доля импортной свежезамороженной плодоовощной продукции по-прежнему остается достаточно большой. По неофициальным данным доля импорта овощей и продуктов составляет 40-60%, причем большая их часть ввозится нелегально.

Технология шоковой заморозки имеет неоспоримые преимущества, позволяющие в самые кратчайшие сроки окупить затраты на оборудование. Сейчас она становится неким стандартом для большинства производителей, которые без нее бы не смогли сбывать большое количество продукции.

Источник

Холодильные камеры. Шоковая заморозка продуктов питания

Камера шоковой (быстрой) заморозки, это вид холодильного оборудования — стационарная холодильная камера, которая специально предназначена для быстрой и глубокой заморозки продуктов питания: овощей, фруктов, ягод, мяса, рыбы, птицы, полуфабрикатов, таких как пельмени, вареники, котлеты и т.п.

Замораживание продуктов позволяет сохранить потребительские свойства продукции. По сути, шоковая заморозка продуктов — это процесс консервации продуктов, который:

• предотвращает гниение и порчу продуктов, за счет отсутствия для этого благоприятной среды;
• позволяет увеличить срок хранения продуктов;
• дает возможность осуществлять транспортировку продуктов питания, и т.д.

Устройство камеры шоковой заморозки продуктов питания

Камера шоковой заморозки продуктов питания представляет собой аппарат, выполненный как «теплоизоляционный контур», отвечающий жестким требованиям технологического цикла шоковой заморозки продуктов, а также требованиям гигиены, безопасности, долговечности и надежности. Изготавливается камера из стали и пластика. Применение электроподогрева не позволяет дверям камеры примерзать. Также, камеры оснащаются блоком управления, автоматикой для контроля за температурой и другими показателями, которые сопровождают процесс шоковой заморозки продуктов. Это высокотехнологичное и энергоэффективное холодильное устройство для быстрой и глубокой заморозки продуктов питания.

Охлаждение и заморозка продуктов питания в камере шоковой заморозки происходит при помощи охлажденного воздуха, и требует хорошей вентиляции. Чаще всего, камера состоит из двух блоков, частей: рабочая камера, как правило, с туннельной системой распределения воздуха, и, собственно, блок, где размещается воздухоохладитель и другие компоненты холодильного устройства.

Работа камеры шоковой заморозки

Загрузка продуктов в камере шоковой заморозки происходит при помощи тележек-этажерок или лотков, поддонов на стеллажи в рабочую камеру. Обычно в камере есть вход и выход, через которые происходит подача продуктов для замораживания и выдача замороженной продукции, когда температура внутри продукта достигает необходимой технологической величины.

Продукты питания, которые надо заморозить, охладить до определенной температуры, чтобы сохранить потребительские свойства продукции размещают на лотках, которые укладывают на стеллажи внутри рабочей камеры. Тележечный аппарат периодического действия предполагает использование специальных тележек с полками для замораживаемых продуктов, которые просто закатывают в камеру быстрой заморозки.

Внутри камеры, при температуре до -40°С происходит заморозка овощей, фруктов, мяса, рыбы, полуфабрикатов и других продуктов. При помощи воздухоохладителя, продукция обдувается со всех сторон и охлаждается равномерно и быстро. Извлекаются продукты из камеры, когда достигнут, необходимой, согласно технологических норм, для них температуры, после чего загружается следующая партия продукции. Производительность камеры шоковой заморозки рассчитывают из расчета ее непрерывной работы. В основном, используются промышленные холодильные камеры шоковой заморозки, с показателем: 400-500 кг/час.

Продолжительность и температура шоковой (быстрой) заморозки некоторых продуктов питания

• Шоковая (быстрая) заморозка птицы: Продолжительность заморозки: от 2 до 24 часов, в зависимости от используемой камеры шоковой заморозки и свойств охлаждаемого мяса.
• Шоковая (быстрая) заморозка рыбы: Температура заморозки в камере: от -35°С до -25°С. Температура рыбы после заморозки: -18°С.
• Шоковая заморозка мяса (говядина, свинина, баранина: в тушах, полутушах или четвертинах) — Продолжительность заморозки: от 18 до 36 часов, в зависимости от свойств охлаждаемого мяса и от характеристик используемой камеры быстрой заморозки. Температура заморозки в камере: от -35°С до -25°С. Температура парного мяса до заморозки: около +38°С. Температура мяса после заморозки: -8°С.
• Шоковая (быстрая) заморозка охлажденного мяса (говядина, свинина, баранина: в тушах, полутушах или четвертинах) — Продолжительность заморозки: от 12 до суток, в зависимости от свойств охлаждаемого мяса и от характеристик используемой камеры быстрой заморозки. Температура заморозки в камере: от -35°С до -25°С. Температура охлажденного мяса до заморозки: от 0°С до +4°С. Температура мяса после заморозки: -8°С.
• Шоковая (быстрая) заморозка мясных субпродуктов (кусков мяса, печени, почек, языков, желудков, сердец, мозгов): Продолжительность заморозки: от 3 до 6 часов, в зависимости от свойств охлаждаемого мяса. Температура заморозки в камере: -35°С.
• Шоковая (быстрая) заморозка полуфабрикатов (пельменей, вареников, котлет, шницелей, бифштексов, фрикаделек, голубцов, и т.п.): Продолжительность заморозки: до 3 часов. Температура заморозки в камере: от -37°С до -35°С. Температура продуктов до заморозки: от 0°С до +15°С. Температура продуктов после заморозки: -18°С.
• Шоковая (быстрая) заморозка продукции кулинарии: Продолжительность заморозки: от 1 до 5 часов, в зависимости от свойств продукта. Температура заморозки в камере: от -37°С до -35°С. Температура продуктов до заморозки: от +20°С до +70°С. Температура продуктов после заморозки: -18°С.

Преимущества камеры шоковой заморозки

В отличие от других видов холодильных и морозильных шкафов, камеры шоковой заморозки продуктов обладают лучшей холодопроизводительностью и эффективностью, за счет быстрой и равномерной заморозки продуктов, не позволяя болезнетворным бактериям развиваться.

Температура охлаждения равномерно воздействует на внутреннюю часть продукта, за счет специальных воздухоохладителей и правильного размещения продукции внутри камеры.

Эти замечательные свойства камер шоковой заморозки продуктов питания позволяют сделать процесс шоковой заморозки продуктов питания более коротким по времени, и более энергосберегающим, то есть более экономным, с точки зрения потребления электроэнергии.

В сумме с остальными преимуществами шоковой заморозки продуктов, можно сделать вывод, что использование и применение камер шоковой заморозки в современном производстве и торговле продуктами питания просто необходимо.

Области применения камер шоковой заморозки продуктов питания

Используют промышленные холодильные камеры шоковой заморозки, в основном, предприятия пищевой промышленности, которые производят замороженные продукты, или предприятия, которые используют заморозку продуктов питания в своей производственно-коммерческой деятельности.

Источник

Камера быстрой заморозки температура

В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта: от +20 до 0 °С, от 0 до -5 °С и от -5 до -18 °С (см. рис. 1, кривая 1).

На первом этапе происходит охлаждение продукта от +20 до 0 °С. Снижение температуры продукта здесь идет пропорционально количеству работы по отбору тепла.

На втором этапе происходит переход из жидкой фазы в твердую при температурах от 0 до -5 °С. Работа по отбору тепла у продукта весьма значительна, однако температура продукта практически не снижается, а происходит кристаллизация примерно 70% жидких фракций продукта, которую назовем подмораживанием.

На третьем — происходит домораживание при температурах продукта от -5 до -18 °С. Снижение температуры опять идет пропорционально выполняемой холодильной машиной работы [1].

Традиционная технология замораживания, реализованная в виде так называемых низкотемпературных холодильных камер , предполагает температуру в камере -18 ÷ -24 °С. Время заморозки в холодильных камерах составляет 2,5 часа и выше. При замораживании решающую роль приобретает скорость процесса. Установлена тесная связь качества продукта со скоростью замораживания. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии скорости замораживания на размер кристаллов льда, на структурные и ферментативные изменения в продуктах. Идея технологии шоковой заморозки состоит в форсировании режимов охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов (см. рис. 1 кривая 2). Данное форсирование обеспечивается двумя средствами увеличения скорости отбора тепла у продукта: снижение температуры среды до -30 ÷ -35 °С; ускоренным движением хладоносителя (в роли которого в камере выступает воздух), что обеспечивается вентилированием испарителя и соответственно интенсивным обдувом продукта. Нужно отметить, что дальнейшее снижение температуры приводит к неоправданным затратам мощности и повышенным деформациям продукта, неравномерность процесса становится слишком велика.

По сравнению с традиционным способом замораживания на стеллажах в холодильных камерах, преимущества применения скороморозильных аппаратов состоят в следующем:

уменьшаются потери продукта в 2-3 раза;

сокращается время заморозки в 3-10 раз;

сокращаются производственные площади в 1,5-2 раза;

сокращается производственный персонал на 25-30 %;

сокращается срок окупаемости на 15-20 %;

Рассмотрим один из практических результатов применения технологии шоковой заморозки.

Общее время замораживания. Если при традиционной технологии общее время замораживания для пельменей и котлет составляет 2,5 часа, то при быстрой заморозке оно равно

20-35 мин., что дает значительный экономический эффект. Время прохождения второго этапа снижается с 1 часа до 15 минут.

Высокая скорость охлаждения, обеспечиваемая шоковой температурой в камере (-30 ÷ -35) °С и интенсивным обдувом продукта, позволяет форсированно пройти переход из жидкой фазы в твердую. При этом кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и межклеточных перегородках (клетки остаются неповрежденными). Вследствие этого, практически неизменной, и лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей свежего продукта.

Отсутствие какой бы то ни было термической и химической обработки (за исключением бланширования и обработки аскорбиновой кислотой, предусмотренных по технологии для некоторых видов овощей и фруктов) и, в следствие этого, неизменность типов белков делают быстрое замораживание способом, абсолютно не ухудшающим экологическую чистоту и биохимию продукта.

За счет скорости замораживания сокращаются и периоды активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют разные (в том числе и ниже 0 °С) температурные зоны жизнедеятельности. При медленной заморозке в продукте появляются и остаются следы жизнедеятельности каждого из этих типов бактерий. При шоковой заморозке ряд типов не успевает развиться.

Потери массы продукта, образующиеся в результате испарения жидкости (усушки) при замораживании, составляют в обычном режиме до 5-10 % (в зависимости от температуры в камере и замораживаемого продукта). Форсированный режим заморозки сокращает потери массы до 0,8 %, что также дает значительный экономический эффект.

Из-за предотвращения высыхания при быстрой заморозке, ароматические и питательные вещества не успевают выйти из продукта, что сохраняет его качества. Пищевая ценность и вкусовые качества остаются неизменными.

Срок хранения быстрозамороженных продуктов выше, чем продуктов замороженных в обычных камерах. Быстрозамороженные продукты лучше сохраняют свои качества при длительном хранении, чем свежие. Таким образом, технология шоковой заморозки обеспечивает сохранность качества свежего продукта, и делает это лучше других способов заготовки и хранения.

Быстрозамороженные продукты, полуфабрикаты и готовые блюда пользуются популярностью во всем мире. Их потребление в таких странах как Великобритания, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Швеция, Швейцария, США и Япония составляет от 40 до 100 кг в год на человека. Причем ежегодно их производство в этих странах увеличивается на 5-7 %.

В мировой практике ассортимент продуктов консервируемых быстрым замораживанием, чрезвычайно широк. Причем каждая страна производит, прежде всего, продукты специфичные для данного района, климата, традиций.

За последние годы особенно интенсивно вырабатываются быстрозамороженные:

плоды, ягоды, овощи, бахчевые, зелень и комбинации из них;

готовые первые и вторые блюда, пироги, булочно-кондитерские изделия;

полуфабрикаты (мясные, рыбные и др.), типа антрекотов, бифштексов, гамбургеров, котлет, палочек, сосисок, пельменей и вареников;

десерты, соки, пудинги, желе, мороженное и т.п.

В чем же привлекательность быстрозамороженных продуктов:

продукт почти полностью свободен от несъедобных включений;

по существу, «безотходен» (кроме упаковки);

практически не отличается от свежего — сохраняет все исходные, натуральные свойства;

по своей сути диетичен, кондиционен;

расфасован, дозирован, порционирован (это удобно для любого потребителя);

быстрозамороженный продукт стратегичен (для торговли, общественного питания, конечного потребителя);

не требует внимания при хранении, и всегда готов к употреблению;

требует минимального времени (минуты) и труда для его приготовления.

Технология шоковой заморозки открывает совершенно новые возможности. Она выводит бизнес на более высокую ступень его развития. Быстрая заморозка позволяет отсрочить реализацию сельскохозяйственной продукции во времени и перенести место реализации в пространстве. Это своего рода транспорт, расширяющий сферу сбыта продукции не только регионом, где ее выращивают и сезоном сбора, но и другими регионами и сезонами. Это транспорт из лета в зиму, с поля на стол. Например, для хозяйств это возможность часть своей продукции заморозить и реализовать ее непосредственно потребителю по боле высокой цене, чем свежую, в любом месте и в любое время.

В России рынок быстрозамороженных продуктов изначально был ориентирован в основном на импортную продукцию. Сейчас приоритеты смещаются в сторону продукции отечественного производства. Хотя доля импорта свежезамороженной плодоовощной продукции по-прежнему велика. По различным данным на долю импорта в России приходится около 40-60% овощей и фруктов. При этом весьма значительная часть ввозимой продукции поступает в страну нелегально. По различным подсчетам за последние пять-шесть лет доля импортных овощей выросла примерно в два — два с половиной раза. По данным ФТС РФ, в структуре «белого» импорта овощей наибольшую долю занимают лук (38 %) и томаты (27 %). Доля других овощей относительно невысока: корнеплодов — 4 %, капусты — 12 %, прочих овощей — 9 %. Согласно подсчетам «Финам Менеджмент», весь российский рынок фруктов по итогам 2007 г. составил около $15-20 млрд. На долю импорта приходится по разным подсчетам от 60 до 80 % [2].

Неоспоримые преимущества технологии шоковой заморозки позволяют окупить разумные затраты на скороморозильное оборудование в достаточно короткие сроки. Кроме того, технология шоковой заморозки становится своего рода стандартом для производителей и потребителей замороженной продукции, без которой затруднен ее сбыт.

Для изготовления (заморозки) быстрозамороженных продуктов, полуфабрикатов и готовых блюд применяются следующие типы оборудования:

флюидизационные скороморозильные аппараты предназначены в основном для замораживания мелкоштучного либо измельченного плодоовощного сырья — плодов (слива, персик, абрикос), ягод (клубника, смородина, клюква, черника), овощных рагу и суповых смесей (свекла, морковь, кабачки, сладкий перец, капуста), картофеля фри. Возможно замораживание грибов (целиком или кусочками), а также мелкой рыбы и креветок. Этот класс аппаратов обеспечивает самую высокую (среди воздушных) скорость замораживания, минимальную усушку и сохраняет высокое качество продуктов. После замораживания продукт сохраняет исходную рассыпчатую структуру и прекрасно фасуется;

конвейерные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания мясных, рыбных, молочных, мучных полуфабрикатов и готовых блюд — блинов, слоеного теста, выпечки, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок, вареников и пельменей, равиоли и т.д. Толщина замораживаемых изделий может составлять до 25 мм, а длина и ширина до 100 х 100 мм. Эти аппараты позволяют замораживать до 80% ассортимента продуктов, традиционно замораживаемых на импортных спиральных скороморозильных аппаратах. Возможно также замораживание продуктов растительной группы — грибов, клубники, персиков, абрикосов;

люлечные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания фасованных полуфабрикатов из птицы, мяса и рыбы — биточков, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок (в том числе в вакуумной упаковке), кондитерских изделий, а также различных гарниров и готовых вторых блюд. Толщина замораживаемых изделий может составлять до 80 мм, а длина и ширина до 200 х 150 мм. Масса одного изделия (порции) может достигать 1 кг, а время замораживания до 2,5 часов.

спиральные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания порционных блюд из мяса, рыбы, плодов, овощей, а также полуфабрикатов в панировке.

Источник