Криотехнологии комплексной переработки гидробионтов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

664.951.81.011

КРИОТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

ГИДРОБИОНТОВ

т.к. ФАТЫХОВ, В.Н. ЭРЛИХМАН

Калининградский государственный технический университет

При традиционной переработке рыбного сырья, например филетировании, выход съедобной части составляет 28-35%. Производство пищевого рыбного фарша по современным технологиям позволяет увеличить этот показатель до 47,1-64,6%, т.е. до величины, равной массовому составу мышечной ткани различных видов рыб. Известно, что в настоящее время на пищевой фарш перерабатывают сырье, которое вылавливается в массовых количествах, но отличается невысокими технологическими свойствами. Это в основном глубоководные

виды рыб с ослабленной консистенцией мышечной ткани непривлекательного вида, а также мелкие виды рыб. Такое сырье направляется на выработку формованных кулинарных и консервных изделий, не пользующихся, как правило, высоким потребительским спросом у населения. Между тем, ряд технологий (например японская технология производства фарша сурими) позволяют значительно повысить качество фарша и получить на его основе деликатесные продукты типа крабовых палочек, твердокопченых колбас и других имитированных и структурированных изделий.

В отрасли ведутся разработка и опытно-промышленные исследования, связанные с получением пищевого рыбного фарша из разделанного и нераз-

Мороженое неразделанное сырье

Грубое (предварительное) Тонкое (окончательное)

измельчение измельчение

Криоразделение рыбной смеси на компоненты *

Мышечная ткань

I

Дозированное внесение добавок в мышечную ткань

Смешивание пищевых технологических добавок

Непищевые отходы

Производство продукции на основе криопроцессов: гранулирование, сублимирование и др.

Криоразделение отходов на компоненты

Перемешивание добавок с мышечной тканью

Прессование

Производство продукции на основе костной ткани

Костная

ткань

Непищевые отходы с повышенным содержанием белка

Фасование

Производство продукции на основе непищевых отходов

Криоразделение отходов на компоненты

Упаковы вание

Маркирование

Производство готовых изделий на основе полуфабриката

Чешуя к-

Кожа <

1

Другие непищевые отходы

Хранение Т'м- Производство продукции на

основе отдельных компонентов

дела отри дов бати осно на замс раж: и тр дукт сни. степ крис явл*

т<

ной

СМ01

про;

Р;

ЛОГЙ

водс

раці

тей

рабе

сьірі

на д,

рьібі

т.е

ково

с<

пищ

нове

точн

пищ

бого

его

прон

и со:

ала.

д

блок

РУДО

Тою

циал

тель:

ножі

ной

напр

СТВЛ!

опре ки, т токо Тє мель хара: тиц і шего массі тонкі

ТЄМП'

мм.

чают

пласі

С0ДЄ{

В си, тов струї ченні

.81.011

шечнои мелкие работку зделий, ютреби-ем, ряд я пронзительно )основе шлочек, шанных

ромыш-гчением и нераз-

деланного мороженого рыбного сырья в условиях отрицательных температур. Преимуществом методов криообработки является возможность перерабатывать сырье без его размораживания. А так как основная часть океанического вылова доставляется на береговые предприятия в виде стандартных замороженных блоков рыбы, то отсутствие размораживания позволяет значительно снизить энерго-и трудоемкость процесса и повысить качество продукта за счет сокращения потерь тканевой влаги, снижения микрообсемененности, уменьшения степени гидролиза и окисления жира и др. При криообработке неразделанного рыбного сырья выявляется и ряд других преимуществ.

Технология получения тонкоизмельченной рыбной массы из разделанного на тушки сырья, рассмотренная в работе [1], допускает присутствие в продукте частиц кожи и костной ткани.

Разработанная в КГТУ комплексная криотехнология направлена на создание безотходного производства гидробионтов с возможностью полного и рационального использования всех составных частей сырья. Схема технологического процесса переработки неразделанного мороженого рыбного сырья показана на схеме. Технология предназначена для обработки тощей или маложирной (до 2%) рыбы низкобелковой и белковой (до 20%) группы, т.е. для большинства малоценных и новых глубоководных видов рыб.

Согласно представленной схеме, для получения пищевого рыбного фарша, приготовленного на основе тонкоизмельченной мышечной ткани, достаточно отделить ее от всех остальных условно непищевых компонентов. Это возможно за счет грубого и тонкого измельчения мороженого сырья и его разделения на компоненты, которые должны проводиться в условиях отрицательных температур и сохранения сыпучести обрабатываемого материала.

Для грубого измельчения мороженых рыбных блоков в отрасли существует технологическое оборудование, которое может быть использовано при обработке в условиях отрицательных температур. Тонкое измельчение сырья осуществлялось в специально разработанных установках ударно-реза-тельного воздействия подвижных и неподвижных ножей (а.с. 1680311, а.с. 1763008). Их отличительной особенностью является наличие холодного направленного воздушного потока, который осуществляет как функции, связанные с выносом частиц определенной крупности из рабочей зоны установки, так и задачи частичной компенсации теплопри-токов.

Температурные условия процесса тонкого измельчения рыбного сырья, а также полученные характеристики дисперсности измельченных частиц полностью определяют возможности дальнейшего покомпонентного криоразделения рыбной массы. По способу, предложенному в КГТУ [2], тонкое измельчение сырья осуществляется при температуре 258-266 К до размеров частиц 2,2-3,0 мм. Такие температурные условия процесса означают, что измельчение ведется в области упругопластических деформаций, когда еще не вся влага, содержащаяся в компонентах рыбы, выморожена. В силу различия исходного состояния компонентов рыбного сырья, их химического состава и структурно-механических свойств, тонкоизмель-ченные разнородные частицы имеют существен-

ные различия по форме, объему, массе и, следовательно, по своим аэромеханическим характеристикам. Принятый способ пневморазделения показал, что в области обозначенной фракции частиц скорость витания частиц мышечной ткани рыбы меньше скорости витания других компонентов, что позволяет отделить основной компонент. Указанные размеры частиц выбраны из условий, что при их уменьшении происходит значительное сближение скоростей витания, а при их увеличении тонкоизмельченные частицы могут быть неоднородными по компонентам.

Проведение процесса криоразделения возможно и при других температурных условиях. При этом для гидробионтов [1] различают три характерных диапазона, в которых качественно изменяются упругопластические свойства компонентов рыбного сырья. Первый диапазон находится в пределах от 258-266 до 208-223 К. При этом значение 266 К — минимальная температура для сохранения сыпучести частиц, отсутствия их слипаемости и агрегации; 258 К — наиболее низкая температура плавления жира. Криогидратная зона изменения температур находится в пределах от 208-223 до 173-193 К. Разброс температурных значений в этой зоне объясняется многокомпонентностью сырья и различием наступления практически полного вымораживания влаги. Третий диапазон теоретически возможен вплоть до температуры кипения жидкого азота, т.е. до 77 К. В каждом из указанных диапазонов происходит изменение структурно-механических свойств компонентов рыбного сырья, которое заключается в уменьшении пластических и нарастании упругих свойств, вплоть до наступления хрупкого разрушения материала.

Принципиальное значение для выбора и осуществления метода криоразделения имеет фракционный состав тонкоизмельченной смеси. Как показали экспериментальные исследования, для осуществления покомпонентного разделения мороженых частиц рыбы в электростатическом поле высокого напряжения фракционный состав частиц должен быть по крайней мере на порядок меньше указанного.

Предлагаемая технология позволяет не только получить пищевой рыбный фарш, но и покомпонентно разделить другие составные части гидробионтов. Представляет практический интерес отделение костной ткани, внутренностей, чешуи и других компонентов рыбы. Они могут направляться на выработку различных кормовых продуктов (рыбная мука, фарши, гидролизаты и др.), технических продуктов (пат, ферментные препараты, клеи и др.), жировитаминных препаратов. В ряде случаев продукты, полученные из непищевых компонентов гидробионтов, представляют из себя значительно более ценные вещества, чем мышечная ткань рыбы, направляемая на пищевые цели. Методом криоразделения возможна обработка и других гидробионтов, например, отделение панциря антарктического криля от мяса.

Покомпонентное разделение непищевых отходов гидробионтов базируется на проведении повторных процессов криоразделения каким-либо из известных методов. Нами получены расчетные значения скоростей витания различных компонентов рыбного сырья, измельченных для условий, опи-

санных в работе [2], до размера 3,0 мм. Они составляют для: мышечной ткани 1,32; кожи 1,51; плавниковой кости 1,61; жаберных тканей 3,03; хребтовой кости 3,57; внутренностей 6,24 м/с. Эти данные дают основания для осуществления покомпонентного пневморазделения рыбного сырья.

ВЫВОДЫ

1. Предложена схема криотехнологии комплексной переработки мороженого неразделанного рыбного сырья, позволяющая рационально и полностью использовать в пищевых и непищевых целях все его компоненты.

2. Предлагаемая технология базируется на проведении основных технологических процессов по грубому и тонкому измельчению сырья и покомпо-

нентному разделению в условиях отрицательных температур.

3. Факторами, определяющими выбор параметров процесса тонкого измельчения сырья и метода покомпонентного разделения являются дисперсные характеристики тонкоизмельченных частиц и температурные условия проведения основных технологических процессов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фатыхов Ю.А., Эрлихман В.Н. Применение криотехнологий в пищевой промышленности / / Холодильное дело. — 1997. — № 4. — С. 26-28.

2. Фатыхов Ю.А., Рул ев В.И. КТИРПХ предлагает / / Рыбное хоз-во. — 1993. — № 2. — С. 22-23.

Кафедра пищевых и холодильных машин

Поступила 03.12.97

664.1:66.047.2:635.61

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СУХИХ ПРОДУКТОВ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

И.Ю. АЛЕКСАНЯН, В.В. ДАВИДЮК, Н.Н. АРТЕМЬЕВА

Астраханский государственный технический университет

Одним из наиболее перспективных способов консервирования пищевой продукции является сушка, позволяющая резко сократить расходы на хранение продукции, транспорт, уменьшающая потери, обеспечивающая длительную сохранность органолептических показателей изделий.

Цель исследований — оптимизация режимов сушки, в частности, при инфракрасном энергоподводе, обладающем рядом преимуществ по сравнению с традиционными способами сушки. Работа проводилась по двум основным направлениям: вакуумная сушка жидких и пастообразных пищевых продуктов во вспененном состоянии при инфракрасном знергоподводе и комбинированная конвективно-радиационная и кондуктивная сушка кусковых пищевых продуктов.

Объектами исследования являлись различные пищевые продукты, большинство из которых не утилизируется: рыбные и мясные бульоны, пищевые отходы овощеконсервного производства, овощи, фрукты и т.д.

Опыты осуществляли на разработанной экспериментальной установке с варьированием ряда факторов. В результате экспериментов при различных режимах получены кривые сушки, обработка которых позволила оптимизировать режимы обезвоживания при сохранении высоких органолептических показателей продуктов.

Проведен широкий спектр экспериментальных исследований по разработке режимов и конструкций установок для обезвоживания продуктов животного и растительного происхождения, составляющих основу сырьевой базы предприятий Астраханской области.

Предложенные способы вакуумной сушки при инфракрасном энергоподводе, комбинированные способы конвективной, радиационной и кондук-тивной сушки, а также оригинальные конструкции сушилок для осуществления данных способов с различными методами нанесения и транспорти-

ровки продуктов в процессе обезвоживания позволяют получать продукты высокого качества (овощные и фруктовые порошки, сухие бульоны, нарезанные высушенные овощи и фрукты и т.д.), повысить длительность хранения, сократить расходы на тару и транспортировку готовой продукции по сравнению с традиционной технологией.

Разработаны следующие способы сушки.

Получение сухих томатных продуктов, включающее концентрирование томатной пасты, смешение с пеностабилизирующей добавкой, вспенивание смеси, нанесение вспененного продукта на сушильную поверхность и сушку [1, 2]. В качестве пеностабилизирующей добавки используют предварительно вспененные концентрированные рыбные гидролизаты, рыбные или мясные бульоны. Смешение добавки с концентрированной томатной пастой производят при соотношении масс сухих веществ СВ добавки и пасты (5— 15)/100. После смешения в полученную смесь добавляют воду до концентрации СВ 10-30%. Последующее вспенивание производят в вакууме с давлением не более 7,9 кПа, нанесение вспененного продукта осуществляют напылением на рабочую поверхности в вакууме с удельной объемной нагрузкой 0,4-10 3—1,4-10 3 м/м2, а сушку производят при инфракрасном энергоподводе 1-4 кВт/м . Это позволяет увеличить производительность способа и повысить качество получаемых продуктов.

Получение сухих рыбных гидролизатов,

включающее предварительное диспергирование продукта, вспенивание в вакууме, нанесение вспененного продукта распылением на сушильную поверхность и сушку в вакууме при инфракрасном энергоподводе [3-5].

Сушка продуктов типа ’’Оволакт” с целью увеличения производительности способа и повышения качества продуктов для энтерального питания [6]. Качество может быть повышено путем достижения равномерной влажности по объему и, как следствие, улучшения органолептических показателей продукта, а также за счет повышения

раство; лучени хности ной) п ности < ности НОЙ СТ] и инте слое ПС объема ту (кг/ даря I продук сутств! дящим Пост собе С} включа СИИ, Н!

ную по гирова] СВ 38-давлен: ного П{ уме пр] 0,0006-ракрас! потока Суш на игол ракрась лучать объемн рабочей щади к< ли), а т.

Анал РУ ращ красног ментов светлых 220-100 В, что эмиссис торов I интенс! верхнос чающей готовой ба в пр незначи зависим пользов; позволи для раз/ Вели1: МО подд шение н

НОСТИ С] НИЮ, пе] вательнс что недс качеству Высот в предел