Сущность процесса замораживания, криоскопическая температура пищевых продуктов. Замораживание сырья и готовой продукции. Цели и задачи замораживания. Технические средства замораживания продуктов.

Сущность процесса замораживания. Замораживание как физическое явление представляет собой превраще­ние в лед влаги, содержащейся в продукте, вследствие понижения его температуры ниже криоскопической точки.

Продукт подвергают замораживанию для сохранения его полезных свойств и качества, так как в результате этого процесса сводятся к минимуму физические, биохи­мические и микробиологические изменения, протекающие в продукте. Достигается это благодаря снижению темпе­ратуры продукта и превращению большей части воды в лед. Снижение температуры ниже точки замерзания тка­невой жидкости замедляет рост и жизнедеятельность мно­гих микроорганизмов. Превращение воды в лед, сопро­вождающееся ростом концентрации растворимых веществ, снижает биологическую активность воды в про­дукте до предела, при котором невозможен рост боль­шинства микроорганизмов.

Химические реакции также замедляются при сниже­нии температуры. Однако в отличие от микробиологиче­ской деятельности организмов они продолжают протекать даже при низких температурах хранения.

К замораживанию пищевых продуктов прибегают для достижения следующих целей:

-обеспечения сохранности во время длительного хранения;

-отделения влаги при концентрировании жидких пищевых продуктов;

-изменения физических свойств продуктов (твердость, хрупкость и др.) при подготовке к дальнейшим технологическим операциям;

-при сублимационной сушке;

-производства своеобразных пищевых продуктов и придания им специфических вкусовых и товарных качеств (мороженое, пельмени, другие быстрозамороженные продукты).

Основное отличие заморозки от охлаждения в том, что замороженные продукты более стойки в сохранении своего состояния, так как вода в них превратилась в лёд. Таким образом, замороженные продукты имеют ряд следующих отличий от охлажденных продуктов:

- твердость;

- яркость окраски; это достигается вследствие оптического эффекта, создаваемого кристаллизацией льда;

- уменьшение веса и изменение термодинамических характеристик продуктов, так как при заморозке происходит усушка продукта.

Недостатками заморозки является травмирование тканей продукта и частичная денатурация белка. Это происходит из-за перераспределения влаги в процессе замораживания продуктов. Поэтому некоторые покупатели предпочитают покупать охлажденные продукты, а не замороженные. Но необходимо знать, что недостатки заморозки проявляются только при нарушении технологии замораживания продуктов.

Криоскопическая температура– температура начала образования кристаллов льда в жидкой фазе пищевых продуктов. Температура, соответствующая окончанию льдообразования, находящейся в продукте в свободном или связанном состоянии воды называется эвтектической (криогидратной) температурой

Чистая вода, как из­вестно, замерзает при 0 С. Тканевые соки пищевых про­дуктов не являются чистой водой. В них содержатся растворенные соли, сахара, кислоты. Следовательно, они представляют собой растворы. Замерзание растворов начинается при более низких температурах, чем замерза­ние чистой воды. При замерзании любого разбавленного раствора сначала выделяется в твердом виде чистый растворитель. Температуру, при которой начинается вы­деление твердой фазы из раствора, называют точкой его замерзания.

Для большинства натуральных пищевых продуктов точка замерзания близка к –1 С. Она зависит от кон­центрации раствора, степени диссоциации растворенных веществ, свойств растворителя. Чем больше в тканевых соках пищевых продуктов растворенных веществ, тем ниже точка их замерзания. Все сладкие или кислые плоды, т.е. содержащие относительно много сахаров или кислот, имеют более низкие точки замерзания. Например, точка замерзания некоторых сортов винограда с повышенным содержанием сахара и солей же­леза достигает –5 С. Низкую температуру замерзания имеют также соленые, засахаренные, маринованные продукты.

Процесс замерзания чистой воды до полного превра­щения ее в лед происходит при постоянной температуре, равной 0 С. Растворы же замерзают при изменяющейся температуре. В начале процесса, когда они доведены до точки замерзания, вымораживается только часть раство­рителя. При замерзании пищевых продуктов, тканевые соки которых являются водными растворами различных органических и минеральных веществ, сначала превра­щается в лед только некоторая часть воды. На эту часть в растворе остается меньше воды, а количество раство­ренных веществ прежнее, следовательно, концентрация его увеличивается. Для дальнейшего замораживания температуру понижают. При этом вымерзает еще некото­рая доля воды, что снова увеличивает концентрацию ра­створа. Так, продолжая понижать температуру, вымора­живают все больше и больше воды из раствора и он становится концентрированным. Однако это происходит до тех пор, пока концентрация раствора не достигнет не­которой определенной для данного вещества величины, при которой он весь застывает в сплошную твердую мас­су. Такая масса называется эвтектикой.

Сущность процесса замораживания, криоскопическая температура пищевых продуктов. Замораживание сырья и готовой продукции. Цели и задачи замораживания. Технические средства замораживания продуктов. - student2.ru Темпера­тура, при которой происходит ее образование, называ­ется эвтектической температурой, а соответству­ющая концентрация раствора - эвтектической концентрацией. Эвтектическая температура является са­мой низкой из всех возможных температур замерзания растворов данного вещества. Но для различных веществ она неодинакова. Так, например, для поваренной соли она равна –21,2 С, а для хлористого кальция –55 С.

Эвтектическая температура тканевых соков пищевых продуктов находится около –60 С. Практически в холо­дильной технологии пищевых продуктов, как правило, не прибегают к замораживанию тканевых соков до состоя­ния эвтектики.

Воду, превращенную в пищевых продуктах в лед, на­зывают вымороженной. О количестве ее судят по увеличению, представляющему собой отношение влаги, превращенной в лед, ко всему ее количеству (в жидком и твердом состояниях), содержащемуся при данной тем­пературе.

При криоскопической температуре w = 0, а при эвтектической – w = 1. Для промежуточ­ных температур значения этой величины можно опреде­лять по эмпирической формуле:

Сущность процесса замораживания, криоскопическая температура пищевых продуктов. Замораживание сырья и готовой продукции. Цели и задачи замораживания. Технические средства замораживания продуктов. - student2.ru

где tкр – криоскопическая температура для данного продукта, 0С.

Значения t и tкр подставляют в формулу в абсолют­ном числовом выражении, т.е. если температура отрица­тельная, то она берется без знака минус. Начальная криоскопическая температура многих пищевых продуктов, например мяса, рыбы, молока, яиц и некоторых других, близка к –1°С. Поэ­тому для них приведенную формулу можно применять без существенной погрешности в следующем упрощенном виде:

Сущность процесса замораживания, криоскопическая температура пищевых продуктов. Замораживание сырья и готовой продукции. Цели и задачи замораживания. Технические средства замораживания продуктов. - student2.ru

Методы замораживания условно можно разделить на следующие три группы, основанные:

- на прямом контакте пищевого продукта с хладагентом;

- использовании хладоносителя, который охлаждается хладагентом в специальных теплообменниках;

- контакте продукта с хладагентом через металлическую поверхность.

Методы замораживания первой группы, использующие жидкие, твердые и газообразные хладагенты, объединены общим названием - криогенные методы.

Вторая группа методов использует жидкие и газообразные хладоносители. В случае применения жидких хладоносителей используют погружной метод замораживания в некипящей жидкости, газообразного хладоносителя - воздушный метод.

Третью группу образуют методы, основанные на контакте продукта и хладагента через металлическую поверхность, которые используют в основном для продукта правильной геометрической формы или блока.

Технические средства, обеспечивающие замораживание пищевых продуктов, используют в машинном и безмашинном способах получения холода. Машинным способом обеспечиваются следующие методы замораживания: воздушный, погружной в некипящей жидкости, контактный через металлическую поверхность. Криогенный метод основан на безмашинной проточной системе хладоснабжения, т.е. на системе, в которой рабочее тело не совершает замкнутого кругового процесса, т.е. предусматривается одноразовое его использование. Комбинированный метод используют совмещение проточной системы с традиционными машинными способами.

Наши рекомендации