CC BY
10
УДК 641.664.8.037.5
Применение снегообразного диоксида углерода
для охлаждения мяса птицы
Д-р техн. наук О.Н. БУЯНОВ, Е.Н. НЕВЕРОВ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
The studies of the pattern of change of the temperature field and the process of heat removal during chilling of poultry with solid C02 have been carried out. The average values of the heat flux density and the coefficient of heat removal with different methods of solid C03 application have been determined. It has been found that for more efficient use of carbon dioxide it is useful to supply it both to the interior part of the poultry carcass and to its outside surface.
В настоящее время в пищевой промышленности наблюдается тенденция к снижению объемов производства замороженного и увеличению — охлажденного мяса курицы, так как в нем наилучшим образом сохраняются вкусовые, питательные и биологические свойства. К достоинствам охлажденного мяса птицы можно отнести также более низкую цену по сравнению с говядиной и свининой и высокую скорость кулинарной обработки (15...20 мин) [2].
Традиционные методы холодильной обработки мяса птицы, использующие в качестве охлаждающих сред воздух, ледяную воду или растворы солей, имеют широкое распространение в промышленности, несмотря на ряд недостатков, таких, как ухудшение товарного вида, высокая продолжительность охлаждения, поглощение тушками птицы значительного количества влаги, что создает опасность перекрестного заражения продукта микроорганизмами.
В нашей стране и за рубежом уделяется большое внимание совершенствованию методов холодильной обработки птицы и различных способов ее хранения. При этом акцент делается на поиске новых безопасных рабочих тел для применения в холодильной технике и технологии. На наш взгляд, одним из таких рабочих тел является диоксид углерода (С02).
Наиболее целесообразно применение дискретного принципа организации процесса охлаждения, основанного на подаче определенной порции снегообразного диоксида углерода как во внутреннюю полость, так и на наружную поверхность битой птицы с помощью разработанного генератора-дозатора [1].
Были проведены исследования, основной задачей которых являлось определение характера изменения температурного поля и плотности теплового потока 0 при охлаждении тушек птицы данным способом.
Опыты проводили с неупакованными бройлерами 2-й категории упитанности массой 1,2... 1,3 кг и толщиной грудной мышцы 29 ± 2 мм.
В первой серии экспериментов снегообразный С02 вводили внутрь тушки, затем тушку взве-
0 20 40 60 во 100 120140 160 180 200 220 240 х. мин q, Вт/т2 а
400С
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
—
1 \
t N
р
10
15 20 25 30 35 40 45 т, мин б
Рис. 1. Изменение температуры (а) и плотности теплового потока (б) при охлаждении птицы с подачей С02 во внутреннюю полость тушки: б — датчик-тепломер — во внутренней полости птицы
шивали на электронных весах и помещали в теплоизолированную камеру с температурой 20 °С. Температуру тушки измеряли с помощью хромель-копелевых термопар, подключенных к потенциометру КСП-4, а плотность теплового потока - с помощью датчика-тепломера, расположенного на наружной поверхности тушки птицы. Схема расположения термопар и термограмма процесса охлаждения тушки птицы показаны на рис. 1.
Анализ результатов опыта показал, что внутрь тушки можно поместить до 0,13 кг снегообразного СОг Сублимация всего снега С02 происходит в течение 75 мин, а среднеобъемная температура при этом устанавливается в пределах 4 *С. Процесс охлаждения внутреннего слоя мяса происходит довольно интенсивно, о чем свидетельствует кинетика теплоотвода, представленная на рис. 1. Средне-интегральное значение q в этом случае составляет 9,5 Вт/м2, тогда как среднеинтегральное значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности равно 0,14 Вт/(м2- К).
При обследовании внутренней полости тушки после полной сублимации С02 не зафиксировано
явления подмораживания мяса. Это объясняется тем, что снегообразный диоксид углерода занимал внутреннюю полость птицы, защищенную костным скелетом, а потому не имел непосредственного контакта с мясом.
Следующие серии экспериментов проводили аналогично первым, при этом снегообразный С02 подавали на наружную поверхность тушки птицы, на которой также измеряли плотность теплового потока. Результаты исследований представлены на рис. 2.
Анализ закономерности изменения температурного поля позволяет сделать вывод, что процесс охлаждения наружного слоя мяса происходит довольно интенсивно за счет непосредственного контакта С02 с мясом птицы. Это приводит к подмораживанию поверхностных слоев тушки. В то же время внутренний слой недостаточно эффективно охлаждается, следствием чего может стать активное развитие микроорганизмов во внутренней полости птицы.
О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 х, мин б
Рис.2. Изменение температуры (а) и плотности теплового потока (б) при охлаждении птицы с подачей С02 на поверхность: б - датчик-тепломер - на наружной поверхности птицы
Рис. 3. Изменение температуры (а) и плотности теплового потока (б) при охлаждении птицы с подачей СО} внутрь и на поверхность тушки: б — датчик-тепломер 1 на поверхности птицы; 2 — внутри птицы
20 40 60 80100 120140 160 180200 220 240260 т, мин
Кинетика теплоотвода такого способа охлаждения свидетельствует о том, что среднеинтеграль-ное значение q составляет 1100 Вт/м2, а среднеин-тегральное значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности - 12,3 Вт/(м2-К).
Результаты опытов, в которых снегообразный СОг подавали как во внутреннюю полость, так и на наружную поверхность тушки птицы, представлены на рис. 3.
Экспериментально было установлено, что при отношении массы охлаждаемой птицы к массе снегообразного С02, равном 1,2:0,62, причем во внутреннюю полость тушки подается 0,13 кг С02, сублимация всего снега происходит в течение 120 мин, а среднеобъемная температура при этом устанавливается в пределах —3...— 4 *С.
Полученная закономерность изменения температурного поля продукта подтверждает, что введение снегообразного диоксида углерода внутрь тушки оправдано. Часть снега С02, размещенная во внутренней полости птицы, сублимирует только за счет теплоты, отводимой от мяса, тогда как снегообразный СО„ находящийся на поверхности тушки, отводит теплоту также и от окружающей среды, что приводит к значительному сокращению длительности сублимации.
Так, среднеинтегральное значение q от наружной поверхности составляет 1042 Вт/м2, в то время как от внутренней поверхности - 690 Вт/м2. Среднеинтегральное значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности составляет 15,1 Вт/(м2-К), а от внутренней - 7,2 Вт/(м2 К).
Разность в интенсивности теплообмена можно объяснить и тем, что внутри тушки птицы, между поверхностью продукта и слоем сублимируемого С02, возникает газовая прослойка, которая создает дополнительное термическое сопротивление теплоотдаче.
Таким образом, в целях более эффективного использования снегообразного диоксида углеродадля охлаждения мяса птицы необходимо С02 вводить во внутреннюю полость и размещать на наружной поверхности тушки.
Список литературы
1. Буянов О.Н., Горохов A.A., Неверов E.H. Исследование работы генератора - дозатора снегообразного диоксида углерода // Вестник Международной академии холода. 2005. № 4.
2. Рынок мяса птицы: теплое отношение к охлажденной курятине И Продукты и прибыль. 2005. № 4.
