автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Развитие и совершенствование процессов холодного копчения рыбы на основе интенсификации массопереноса влаги и коптильных компонентов

МОСКОВСКИ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ■ ИНСШЗГГ ПРИКЛАДНОЙ БагаЕЮЮЛОГИИ

На правах рукописи

Ершов Александр Михайлович

РАЗВИТИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ холодного КОПЧЕНИЯ РЫБЫ НА ОСНОВЕ ВДТЕНШШАЦИИ МАССОЛЕРЕНОСА ВЛАГЛ И КОПТИЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ

Специальность 05.IB.I2 - процессы, машины и агрегаты пищевой промышленности

Автореферат диссертации нй соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в ii/руанскоы высшем инженерном ыорском училще.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, процесс

Лыкова A.B.,

доктор технических наук, професс Членов В.А.

доктор технических наук, професс Шендерюк В.И.

Ведущая организация - Научно-производственное объедим;

"Соврыбтехцентр"

Защита диссертации состоится "_"_ 1992 г .

на заседании специализированного Совета Д 063.46.01 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора технических нг при Московском ордена Трудового Красного Знамени институте пр» ладной биотехнологии по адресу: г.Москва, ул. Талалихина, 33, почтовый ивдекс I0S8I8.

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке МИПБ.

Автореферат разослан " " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, к.т.н..доцент

ЮйЮВ С.Г.

КН-.'-.а*:.

0Б1ДАЯ ХАРШЕРИСТт РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение |фективнооти производства продуктов питания требует раз-ботки технологических процессов и оборудования, имеющих экие затраты сырья, энергии и материалов, сокращающих 1Личество обслуживающего персонала. Зажиыы условием познания эффективности производства является выпуск качествен-£х продуктов из дешевого сырья. Например, в рыбное отрас-( в последние годы улсв таких видов рыб как ставриды к »рдинеллы один из самих высоких, однако традиционная проекция из этих видов рыб пользуется ограниченным спросом покупателей. Поэтому широкое использование этих видов эзможно при разработке новых нетрадиционных продуктов, зпримрр, копченые изделия из ставриды "ккпперс столичный"» ройский деликатес" отличаются высокими вкусовыми доетоин-твами. Однако увеличение использования на пищевые цели ешевого рибноло сырья сдергивается, с одной стороны, огра -яченностью ассортимента новых видов продукции из этого ырья, а с другой стороны,не совершенством технологий и оборудования.

Одним из путей расширения зозможносте41 использования :тавриды, сардинеллы и других видов рыб является увеличение ¡ыпуска изделий с глубокой етепеныо разделки рыбы с после -;ущим обезвоживанием или ароматизацией коптильными компо -шнташ.

В связи с отим встает одна из актуальной в пищевой 1ромышлеш;ости задач - улучшение качества рыбных продуктов з использованием коптильных веществ и разработка' малоопера-чионкых, трудосберегающих технологии и оборудования.

Актуальность выбранного направления подтверждена: приказом ¿'¡инрнбгоза СССР 101 от 18 фезраля 1985 г. "0 ыерпх по увеличении, производства, расширению ассортимента, улуч -шёпи¡о поставок и повшеншо качества выпускаемой рыбной продукции и консервов рыбохезяйстяенными организациям! Министерства "; приказом Минрыбхосза (ЖТ? й? от 23 сентября 1385 г. "0 мерах по коренному повышению технического уров-

-¿т | 'ДЭЛ 1Т«ЦНЙ I

ня, качества машиностроительной продукции и развитию машиностроения в отрасли"; Сеномещацилми Всесоюзного семика -ра "Теория и практика регулирования качества соленой и ког ченой продукции (Владивосток, октябрь 19S9 г.); решениями совместного заседания секции рыбной промышленности центра/ ного правления BHTG пицевой прошиленности и научно-техни-4ecKO¡4> Совета Министерства рьгоного хозяйства СССР.

Обзор состояния проблемы и обоснование исследовании. Уровень механизации коптипы-м печей. Копчение на шомполах, реиетах, рейках связано с беи шим числом технологических операция, часть т которых до настоящего вреыени ке механизирована, позтоыу с точки гре ния комплексной механизация процесса, снижения трудозатр'^ и энергоемкости наиболее перспективным, особенно для холо; ного копчения, остается ■ применение сетчатых конвейеров : коптильных камерах. Способ копчения на сетках конвейеров для мелкой рнбы (до 25 см} применен в линиях НЮ- ЙЯД1 и НЮ-ИЯД4. '

Коптильное оборудование в линиях НЮ-ЛЯДГ к Й10-ЙЯД4 громоздко из-за малой загрузки рыба на один кг полотна ко: вейера. Оно практически не вписывается в существующие кон гервные и пресервнае цехи, ке говоря yz:e о рыбных фабрика: промысловых судов. Увеличение загрузки на один полотка конвейера позволит пропорционально уменьшить г&барить: коп тильного оборудования.

Однако для решения этой задачи необходимы сведения процессах диффузионного переноса влаги и коптильных компо нентов и о влиянии ре^и^ных параметров на интенсивность массопереноса. Сведения об этих процессах, приведенные з тературе,' не позволяют выявить особенности нассо перо носа при холодном копчении с учетом широкого дкапа&она колебав видового, размерного и химического состава сырья. Наприме в литературных источниках предлагаются разные-, порой прот воречивые, пути интенсификация; поддерганиэ постоянным ко фициента активности воды, периодические перерывы копчения применение жестких режимов и ряд других.

Знание закономерностей массопереноса приведет к выя* леки» не только эффективных процессов, :ш и к созданию не

зых малооперационных технологий, технических решений и технологических линий производства продукции из копченой [ли предварительно обезвоженной рыбы. В связи с этим проб-шыы изучения ыасгопереноса, а такзсе совершенствование на ¡той базе технологии к техники копчения рыбы весьма акту -1лькы. Материалы обзора литературы позволяют сделать вывод, гто создание ыалооперационных технологий производства ка-[ественных продуктов из дешевого, распространенного сырья южно осуществить ка основе .совершенствования процессов ¡опчения и обезвоживания рыбы, размещенной на полотнах :онвейеров слоем а несколько рядов.

Це'ль работы состоит а совершенствовании юлооперационных способов копчения или обезвоживания на ¡етчатых носителях и создании на этой основе ресурсосбе -югащчх технологий с реализацией в аппаратах, комплексах : линиях.

Для достижения поставленной цели нами сформулированы ведущие задачи: исследование и анализ кинетики обезво -явания и диффузии коптильных компонентов при холодном :опчении дискретно размещенных рыб; разработка математической модели копчения дискретно размещенных рыб и выявление акономерностей процесса; исследование копчения рыб разиле-1виных слоем я несколько рядов на сетках конвейеров и вы - , :влание основных закономерностей; разработка и производств енная проверка технологических линий, комплексов оборудо-акия и аппаратов для копчения или' обезвоживания рыбы.

Данная работа выполнена автором в рейках проблемы: "Разработка, анализ а сопершейсяэование интенсифицированных способов и машинных технологических процессов нопче -кия, вяления и сушки' с использованием новых .физических методов для комплексно-механизированной пинии производства копченых и вяленых изделий из р^бы и нерыбных объектов" (Гос.регистр.да 01830015504), выполнявшейся научно-производственным объединением "Рыбтехцентр" ( 0ПТ0 "Техрыбпр см") в соответствии с планом тучно-исследовательзких и опытно-конструкторских рыбот Уинркбхоза СССГ- на 1982-1988 г.г. Работа связана также с выполнением хоздоговорной к госбюджетной тематикой научно-производственного объединения

"Рыбтехцентр"<Гос.регистр. IP 01850026556, № 01860063266) и Мурманского высшего инженерного морского училища ( Гос. регистр. $ 0186.0035270 , 0190.0025623 , 0188.00"/?575, 0189.0072410).

Научная новизна работы и основные положения выдвигаемые на защиту состоят в следук ей.

Получена зависимость продолжительности процесса холодного копчения рыбы от свойств продукта и режимных парамет -ров, позволяющая расчетным путей оценить интенсивность различных рездмов холодного копчения океанических видов рыб. Впервые предложен метод определения критических влазшостей расчетным путем с достаточной для инженерных расчетов точ -ностью. Установлено, что критические влажности в основном 'зависят от химического состава рыбы.

Разработан- метод обобщения кривых кинетики обезвоживания, учитывающий влияние на процесс режимных параметров и свойств продукта, позволяющий аналитически определять конкретные кривые кинетики обезвоживания рыбы в широком диапа -зоне размерного и видового состава при различных режимах.

Установлено отличие в изменении энергии .. связи влаги с материалом,со стороны кожи и среза рыбы. По мере обезво -живания энергия связи влаги с материалом возрастает, причем со стороны среза рыбы более заметнее, чей со стороны коот.

Определены коэффициенты лотенциалопроводности иассопе-реноеа, численные значения которых по мере обезвоживания уменьшаются. Разработана математическая модель процесса холодного копчения традиционным способом и предложено ее ре -шенке на основе вариационных методов, в результате решения для случаев нестационарного массопереноса получены простые и достаточно точные для инженерной практики математические уравнения.

Теоретически обоснована, экспериментально подтвераде -на возможность копчения рыбы слоем на сетках конвейеров и определены основные закономерности процесса. Установлено , что с ростом количества рыб в слое или с уменьшением удельной поверхности продукта для сохранения величины темпа обезвоживания равной таковой для дискретно размещенной ры -бы (условие оптимальности) необходимо соответственно увели-

ивать жесткость режима и поддерживать скорость дымовоз -ушноя смеси в пределах 6-гЮ и/а.

Доказано, что при выполнении условия оптимальности едсния процесса количество рыб в слое возрастает с умень-ением продолжительности между двумя перемешиваниями. Максимальное количество рыб в слое не долнно превышать шести диниц. Предложен новый способ получения консервов из ры -ы холодного копчения (авт.свид. № 1388832), применение ко-•орого в промышленности позволяет поручать консервы высоко-■о качества из де евого сырья с минимальным содержанием :анцерогенннх веществ. Такзке определен режим промышленного юлучения копченого полуфабриката для консервов и найдены 'словия его стабильного фасования в набивочных машинах.

Уточнены режимы промышленного копчения рыбы в слое (ля получения готовых копченых изделий.

Дана оценка погрешности результатов приближенного ре-гения задач массопереноса в сравнении с экспериментальными данными. Решения и экспериментальные зависимости имеют достаточно простой вид и допустимую в инженерной практике схо-долость.

Предложенный математический аппара.т и способы промыш-1енного получения копченой продукции позволили создать но-зые линии производства копченых изделий из рыбы, более эффективные по сравнению с традиционными.

Практическая ценность проведенных исследований состоит в том, что полученные аналитиче -зкие и экспериментальные зависимости могут быть использо -ваны на стадии конструкторской и технологической подготовки производства при расчете процессов копчения или обезвоживания и отдельных устройств для этой цели. Их применение цаст возможность ускорить стадию конструкторской разработки путем сокращения продолжительности исследования и уменьшения этапа физического моделирования и эксперимента. Предложенный математический аппарат позволяет проводить аналитическое изучение технологических режимов и дает возможность построения оптимальнрго плана экспериментальных исследований с минимальными затратами на его реалиэа- • цив. Предложенные способы копчения или обезвоживания рыбы

в слое для получения готовых изделий и полуфабриката для консервов и пресервов реализуются в аппаратах конвейерного типа, которые отличаются простотой устройства, малыми габаритами, механизацией загрузки и выгрузки путем пере -сыпки продукта с конвейера на конвейер.

Способа и устройства для реализации в ксмплексно-ые-ханизирозанныгс линиях защищены рядом авторских свидетельств (A.C. 1128889, 471100, 1173959, 1242095, 1386140, 156--06S2, 1433453, 1338832).

Внедрение результатов работ осуществлялось в ¿ШИМУ (г.Мурманск) и ClTTO "Гехрыбпром" (г.Калининград) при решении задач создания технологий и оборудования для комплекс--но-меха низ ар от иных лиши производства копченых изделий; га Мамоновсксм рыбоконсервном комбинате (г.Маионов), в рыболовецком колхозе "Северная звезда" (г.Мурманск), га предприятии "CKВША" ( г.Мурманск)в Мурманск ом траловом флоте ( г.Мурманск), в научно-исследовательском институте ' океанограф:«: и рыбного хозяйсгю "АтдантЕйРО" (г.Калинин -град) при разработке ч внедрения новей технологии и техники холодного копчения; в Мурманском высшем инженерной порском училище при разработка новух дисциплин и теыатикк:.:кур-соеых и дипломник прсеитое в учабиом процессе технологического факультета и при выпояношш НИР по темам: "Интенси -фккацид фягкко-иеагашгческих процессов переработки водного сырья путем управления реологическими к теплофкяичеокиыи характеристиками обрабатываемы« объектов"; "Разработка малооперационных Технологических процессов получения сушеных и копченых изделий из водного сырья*(г.Мурманск). Акты или справки, подтверждавшие внедрение результатов диссертационной работы в указанных вше организациях, приведены в При-лоиении. Экономический эффект внедренных разработок составит в 1992 г. более 2-х млн.рублей, а общий ожидаемый годовой экономический аффект составит более 11 млн,рублей.

Достоверность результатов подтверждается путем установления адекватности аналитиче -еких решений с результатами экспериментов и результатами, полученными в рабочих режимах.

Апробация работы. Основные полоскения л рэоулм-а?и дкбссрхацва до;:ладш;ались и были одобрены на:

'научно-технической семинаре "Проблема совершенствования технологии и оборудования для обработки объектов морского промысла" ( Калининград, 1985,1CS3,1ЭЭ0), Зеесоюзнон семинаре "ОсноЬныо направления развития производства пресер -вов, соленой', копчено;* и вяленой рыби и продукции улучшенного качества "( Калининград, 1966), научно-технической конференции "Пу'ги экономии ресурсов при технологической обработке рио'ы и рыбопродуктов" (Калининград, 1987), dce-союзном коллоквиуме "Процессы и аппараты пищевых пронз -водств" (Ыосква, 1Э66), Общесоюзном семинаре "Интенсификация и автоматизация процессов обработки пищевых продуктов" (шосква, 1985), «Пшеном Международном форуме по тепло- и массообмену (iiiiHCK, 1988), региональном научно-методическом еовлцашш по проблемам преподавания теплотехнических дисциплин в вузах Прибалтики и Белоруссии (Минск, 1990), конференции "¿иергоснабгение в сельском хозяйстве" (Киев, 19Э0).

■Результаты диссертационной работы обсуздались такке на конференциях Мурманского высшего инженерного морского училища ( Мурманск, 198S,13S9,1930), Калининградского государственного университета ( Калининград, 1Э90).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в работах, .выполненных лично соискателем ( около 1,3 п.л.), в работах выполненных соискателем в'соавторст -ве (лично соискателем написано около 2,6 п.л.).

Структура и. объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов основных результатов работы, списка литературы и Приложе -ний. Работа изложена на 222 страницах машинописного текста, содержит во рпоуикоа , ¿33 таблиц. Список исполь -зэванной литературы содержит '196 наименований ( включая авторскую). Объем Приложений 8? страниц . Приложения содержат таблицы, программы для ЭВМ и материалы, подтверждающие внедрение.

ВВЕДЕНИЕ

0 процессе холодного копчения рыбы происходит ряд физико-химических явлений, важнейшими из которых с точки зрения интенсификации являются массообмен коптильной сре-

ды с поверхность» рыбы, диффузии влаги и коптильных компонентов в продукте. На скорость массообмена коптильной среды с поверхностью рыбы в основном оказывают влияние температура , влажность, плотность дшовоздуаной среды, состоя -ние поверхности рыбы. При скорости дыыовоздушной сиеси более 2 ы/с интенсивность процесса не изменяется, если одинаковы другие условия. По мере копчения продукта.ско-юсти диффузии влаги и коптилышх компонентов замедляются. Это косвенно указывает на то, что коэффициенты'" пропорциональ -ности потенциалопереноса уменьшаются по своей величине. Уменьшение коэффициенте в потенциалопроводности ыассопере — носа (по времени переноса) связано»видимо, со структурны -ыл изменениями в рыбе, происходящими в результате ее обезвоживания. При изучении процесса холодного копчения стые -чается, что для достижения готовности рыбы наиболее про -должителыош является ее обезвоживание, чем насыщение коптильными компонентами» Диффузионные процессы внутри про -дукта протекав? шдлешзое, чем «зссообменные у поверхности рыбы.

Развитие и совершенствование процессов холодного коп -чет я рыбы оказалось целесообразным проводить на базе изучения закономерностей ыассопереноеа влаги и коптильных компонентов. Определенные из эксперимента коэффициенты потен-цкалопроводности шссопереноса зависят ОТ' содержания влаги в рыбе, уменьшаясь по своей величине по мере обезвозшвания. Решение модели переноса тепла и массы с переыенаыш диффу -зионныыи характеристикам с использованием вариационных методов позволило поручить довольно простые фундаментальные уравнения шссоперсноса с процессе копчения или обезвоживания отдельно размещенных рыб. Закономерности массопереноса отдельно размещенных риб летав в основу, разработки теории копчения илг обезвоживания рыбы в периодически перемети -ваеиоы слое.

Решение задачи обезвоживания и насыщения продукта в периодически перемесшЕземом слое проводилось на основе вариационных принципов с использованием фундаментальных уравнений массопереноса при копчении или обезвоживании дискретно размещенной рыбы. Полученное решение задачи позволило определить основные закономерности ведения про-

в

'цесса в-периодически перемешиваемой елее, которое легло в основу разработки-более совершенных технологий и техники копчения или обезвоживания рыбы.

ОСЮаНйЕ ЗАКОНОлйРНОСТй ПРОЦЕССА ХОЛОДНОГО мш традиционно СПОСОБОМ

3 л и я н и е режимных параметров и свойств продукта на интенсивность обезвоживания при традиционном холодном копченки рыбы изучалось на специально разработанных для этой цели экспериментальных установках. 3 этих установках была предусмотрена возможность регулирования температуры, влажности, .скорости воздуха-или дымовоздушноа смеси»

- Для оценки интенсивности процесса нами выбрана продолжительность обезвоживания до конечного влагосодержания или пропорциональный ей - средний темп (Л5 достижения конеч -ного-влагосодерхания. Продолжительно стьТ*^ достижения конечного влаго содержания IIл ■ 1,50 кг/кг ( я 60 %) для прерванного посола рыбы связана с начальным вларосодержа -нием-рыбы и ее удельной поверхностью, температурой и влажностью дымовоздушной среды следующей зависимостью: ~ 44,3 ( &>в - 1,84)

- . Ц'5 " - 0,35)°^ ' }

где 1Ь0 - начальное влагосодержание, кг/кг;

5 - поверхность рыбы, гг;

¡1% - масса рыбы, кг;

Х_ - жесткость режима обезвоживания.

р

Жесткость режима обезвоживания Хр находится из следующего выражения: ,

Хр» (Т~Ж)Ц- Яо), ' (2)

где Т - температура сушильной среды;

У - относительная влажность сушильной-среды, %,

Пределы применимости ( 1) следующие:

2,1< й0<3,5; 0,23; 5 4 Хр 4.2г.

Из ( 1) следует* что процесс протекает интенсивнее-при больших жесткости режима и удельной поверхности. Ско-

рость обезвоживания при вцсоких значениях начального глаго-содср:хания возрастает, однако продолжительность обезвоаси -вания в-интервале ~ Ы^ имеет большуа величину иа-за увеличешш последнего.

Эксперименты показали, что средний тейп обезвоживания обезглавленной ставриды законченного посола на 18 % выше, чем-у ставриды прерванного посола (рис. 1). Такой результат, ■ по-видимому, ■ объясняется .тем,' что в рыбе законченного посола градиента концентрации соли по толщине незначительны, в то время как .в рыбе прерванного посола образуются градиенты концентрации соли, препятствующие выходу влаги на поверхность.

Градиент концентрации соли и о;:; но устранить предвари -тельной выдерккой рыбы на воздухе ( отлеккой) перед

обезвоживанием.-- .- ■--.-■ '■ . ■

■ Статистически достоверная разница в средних тейпах обезвоживания для рыбы законченного и прерванного посолов .наблюдается-при малом времени отлегла; (0*3 ч). При более длительной■отлегке (6 ч) средний темп обезвоживания рыбы различных способов посола статистически неразличимы.

-Из литературных источников известно, что в процессе обезвоживания на поверхности рыбы образуется так называемый "сухой"-слой, препятствующий подводу влаги из центра к поверхности. Для устранения этого, слоя производят либо выдерживание рыбы на воздухе без воздействия сушильного агента,-либо-производят .смачивание рыбы водой. Наибольший аффект сшчивзшш достигнут, когда рыба смачивалась через каздые 2,5 ц с'отлехкой 0,5 ч. вне сушильной каыеры.Средний темп обезвоживания увеличился на 10 % по сравнению с контролем. Время обезвоживания уменьшилось на 18 %. Если смачивание полностью, устраняет "сухой слой", то средний темп обезвоживания 1ТС ыо&но найти из следующего выраже -ния: &322

С,£22Хр , (3)

Данное выражение справедливо при жесткости режима более 5,6. Если Хр 5,8, то эфрект от смачивания отсутствует.

Выражение ( 1) может' быть рекомендовано для определе-

*>Хе

Рис^Зависшлость срздазго темпа обезвоэошания от жесткости режшла;

1-рыба прерванного посола

2-рыба законченного посола

£ й 2* я ю

Рис¿Обобщенная кривая кинетики обезвоживания: (*) - расчетные значения (•) - из эксперимента

Рис. 3 Зависимость энергии саяза влаги с рыбой от продолжительности обезвоживания:

1-слой рыбы с кожей;

2- средний слой со стороны кожи;

3- центральный слой;

4-срздшй слой со стороны среза?.

5-поверхностнкй слой со стороны среза

низ■продолжительности копчения в промышленных коптильных установках, а также в исследованиях по выбору наиболее оптимального режима. Однако надо учесть, что продоласитель ностг ыо;;сно сократить, если заменить прерванный посол на законченный и применить периодическое смачивание или от -лежку рыбы в процессе ее копчения ( сушки).

Закономерности кинетики обезь .¿давания рыбы з процессе холодного копчения приближаются к таковым при сушке капиллярно-пористых- коллоидных тел. Кривые об'ез возивания рыбы, построенные в полулогарифмических коорди патах , представляют собой ломаные линии, состоящие из кривой и двух { трех) прямых линий. Прямые лиши пересека ются в точке, соответствующей критической влажности ЫГД' Влажность соответствует точке пере: ада от периода по

стоянной скорости обезвоживания к периоду падающей скорое ти. Критические влажности мало зависят от рехима обезвожи вания, в основном на их величину влияет химический состаи рыбы. Зависимости критических влакностей от химического состава выгладят следующим образом:

и%~<,сбиГ0С0-ш (4)

"' (б)

При изменении начальной влажности иТ0С в пределах 151,5 %4 ОГ0С4 503 %.

" ■ Определение текущих влажностей из обобщенных кривых кинетики обезаакивания, построенных на основе существуют 'методов обобщения, привело к погрешности в их нахождении, 'превышающей. 20 %. Если применить обобщение на базе

и соп$% , относительная погрешность определена критических влажносте^ не превышает ¿и %.

- На основании математической обработки опытных данных с помощью метода.наименьших квадратов получены следующие эмпирические зависимости обобщенной кривой кинетики обеэ воживания:

иТ* , •>! иГ' ~> Ш.К2

при изменении ~6 в пределах 4 ' ц7с '

и?0 иТ° _ _ 4,225

I ¡Г° нТс чТ°

ри изменении —в пределах -У^г > > п. . , ^ ^ ^

Оообщенная кривая кинетики обезвоживания на основе равнения (7) приведена на рис.

Величины £ , Хм , в (6) и (7) соответствуют про-олжительностям достижения влажностей и1"с , (Д^

Используя выражения ( 1),( 4),( 5),( 6) ,(7) можно расчет -ым путем построить конкретные кривые кинетики обезвожива -ия для разного вида рыб при различных режимах«

С увеличением продолжительности обезвоживания энергия Е ) связи влаги с мясом рыбы возрастает (рис. 3)» Причем пя внешнего слоя филе со стороны среза имеет место наиболь-ее значение £ . Для слоя 1 .£ меньше, чем для слоя 5 и . По-видимому, волокна кожи более эластичны, чем таковые -- мяса-рыбы, поэтому в процессе-обезвоживания они подверг-уты меньшим изменениям, в то время как поровая структура яса.рыбы довольно резко изменяется от продолжительности безвоживания. Чем обезвоживание глубже,-тем меньше радиус ор-мяоа рыбы и выше энергия связи влаги. Если-изменяется оровая-структура, то должны изменяться и диффузионные войства рыбы в процессе обезвоживания. Для определения оэффициентов потенциалопрово^ности исследовались различ -ые по-видовому-и химическому составу рыбы; ставрида,■скуыб-ия, треска, .сардинелла. Зс всех случаях наблюдается-умень-ение коэффициентов потенциалопроводности массопереноса. б ависиыости от изменения влагосодержания. Эта зависимость аиболее точно аппроксимируется уравнением квадратного рехчлена:

&т«р) - а,п«р)0 *■ &т(ф)А * С 8)

>де Лп , Я ф - коэффициенты диффузии влаги и фенолов соответственно;

&те » а-фо • 0.т4*а<р4 . Л/П2 ' аф1 ~ коэффициенты

квадратного трехчлена при диффузии влаги и фенолов соответственно. Значения коэффициентов квадратного трехчлена приве -

сэдены в таблице 1.

' зблица 1

Значения коэффициентов квадратного трехчлена в-уравнении ( 8)

Вид рыбы и ' { Диффузия влаги { Диффузия фенолов

начальное " *—:-:-'

вла го содержа- {} <Хт.< * | * ! * I * ! СИрй *' ние_ \х <0? Ь <5$ 40 е \ х09 'у {О9

Отаврида (фиЛе) . 2,? кг/кг 1,35 ¿,125 -0,733 . 1,325 1,546 -0,331

Скумбрия (филе)

Щ- 2,0 кг/кг 0,884 6,027 -9,101 1,462 0,605 -0,220.

Треска/ и

а;» 3,22 кг/кг 1,51 -1,67 0,52

Сардинелла

2,01 кг/кг 1,246 0,55 -0,113 1,431 -0,017 0,375

Для решения математической модели процесса холодного копчения рыбы традиционным способом использсвалоя вариа -ционный метод. Холодное копчение рыбы состоит в основном из нагревания» обезвоживания и насыщения коптильными компонентами. 3 качестве объекта исследования использовали рыбу, разделанную на филе» Учитывая, небольшую кривизну боковых поверхйосгев процессы теплопроводности, диффузии влаги и копжпльных к<шпонентов в продукте могно рассматривать кае а неограниченной пластине. С учетом яого, ч'*о коэффициенты потенциаяопроводноати ыассопереноса изменяются по параболическому сакоцу система дифференциальных уравнений холодного копчения выглядит следущим образом:

Ц - ^ ( ю,

Коаевые условия записываются как:

И ,Рв>- 1, Цч О ,Гс )-0, X ,0 О

( V 1,2,3)

2 > В$ - беэразиернцз потенциалы переноса влаги, фзнолоя и тепла соответственно; X - 1.-оордпнЬгс полей тепло-массопереноса в безразмерном виде; - продолжительность процессов в безразмерной вида {критерий Фурье). Постоянные коэффициенты в(9)-$<13) выражаются в виде (индекс I = 1 относится к апагб, I' « 2 - к фенолам, ■ Ъ • 3 - к температуре): „ п<*> а? ,

аТ-а!;'* а<Х + а<№ , ^ , , ^ ,

Л(С> Хр Ш ф ¿(¿¡д-й,п)Л

а3 « -ф- > т, - - Л^Та^-» » - Д, , ¿у з .

Р /I = 1 + Ма . Л9.

Л 4

Здесь - коэффициенты теплопроводности воды и

сухих вецеста рыбы; С - .удельная теплоемкость и плотность рмбы;

й>з • Йя - влагосодержание кабальное и на поверхности рыбы;

ЙЦ >&3 > - коэффициенты диффузии влаги, фенолов, теплопроводности рыбы соответственно. Для решения задала» (Э)»( И) использовали вариацион ный принцип дифференциал ьного типа в основной форме. Сис- . те^ла уравнений Лагранза для этой ц°ли имеет вид:

* мл »4 - I? * ь № •

-

-рЛЩ^ШЦ: - У .«.о. < а»

РЛ'е М; = * ЧЧ • Н1

Çy - обобщенная координата.

Перенос каждой из трех субстанций <влага, тепло, фенолы) разделили на две стадии. Расчет выражение { 13) выполнили для каждой стадии в отдельности. Влиянием Перекрестных эффектов при переносе влаги, фенолов и тепла из-за их ма -лости пренебрегаем.

На первой стадии в качестве обобщенных координат принята толщина влажного слоя , глубина проникновения фенолов (fyi и толщина теплового слоя Çj . На второй стадии за обобщенную координату принята величина безразмерного потенциала в середине продукта.

Распределение полей влагосодержания, концентрации Фенолов и температуры в, безразмерной форме на первой и второй стадии записываются как

В результате расчета ( 13) определены продолжительности процесса для первой и второй стадий массопереноса.

Продолжительность первой стадии переноса определяется для каждой компоненты как ' [(¡rî(Fc') ~ i]'

fil - < м>

где d - пара мет- ( d0 » 1, ' d4 = 2, d. » 3) ;

Fol ~ продолкитёльносгь первой стадии переноса; m?tmf- определяется из ( 12).

Продолжительность второй стадии переноса находится из выражения фм

с" _ t_g»и____( 15%

А

Здесь $. - среднее по объему конечное значение t - й компоненты; ,

tc(i> = 0,98«т^1* 1■'*■ '

¿JlJ = - {Ojnirr^ f r znO

ni (L)

- -(0,235Qmz + ^Ofsm./ ) ,

\

\

\\ \\ \ л V г

1 .. чч. \\ ...

О

■—""■■♦у Т- - "

ЛСЕ"

— -4

Ж

Рис. 4 Кривые обезвоживания трески, полученные из расчета (I) и эксперимента (2)

в

Рис. 5 Схема размещения рыбы при копчении в слое: 1-слой рыбы; 2-сетчатый конвейер;

{— —) - движение дад»— воздушной смеси; (-- ) - движение рыбы.

„ , ».* «•* «1» !* |

Рис. 6 ИзьИнение безразиар-ного влагосодзрпания з про-^е^е релшссаши скукб^ии

1-через 0,5 час; 2-черзз I час

2-через 1,5 часа; 4-череэ 2 час; 5-черзз 3 час; о-начальный цоиент релаксации

- О^г^гя?

Значения т4 н т-л определяйся век и на

первой стадии.

На рис. 4 приводятся крисыо обозБСшгваншг пластинки из мяса трески толщиной 16 ш, полученные вариационным решение« и путем эксперимента. Сравнения показывают хорошее совпадение експеримснтаяыщх и рас^егных результатов.

Используя (14) и { Ш <$«йш рассчитаны продсдаштель -ности сбеэважывашш, насвдешя коптильными компонентами и нагревания рыбы. Установлено,что продолжительность обезвоживания превызао* продолжительность, сопровождающих обезвоживание процессов; диффузии фенолов и теплопереносо. Прогрев рыбы обычно осуществляется в течение 1*1,5 часов, поэтому его влиаиае» щ црецесс копчения, который длится иногда до 48 часов ыюшо щкш®й?ечь» Расчетам - еще раз подтвердилось прсдпшхолдаиа^. ч'Го главный фактором, опре -деляющкы длительность ароцссоа холодного копчения рыбы, являемся ев обезввзаганш,

ОСШШШ ЗШШШРШСТЙ Ш0ДНОГО

В ы о о л-,,'р « ъ -й:каска» зависимостей обезвохившас рчби к '-Ыса&шщ оо коптальише: компонентами в первх^гжЕзеис^ елйсссЕршшдаа на реоснии системы уравнений («¡уч?5>с*5 особенностей копчение рыбы в слое. Как было дОйа'аеко райг^ о^щоБроыенно с ушньшеииэи слаго-содераания иаые-

НЯЯСЬ по «епциш рхбы в рез. В ПОЕОрХНОегКНХ слоях

продукта образуйся сухого ьи?ер:;ело с лизюша-

проводника сэрйзге^зг. Ога сргдягсгвус« сгроносу влаги из внутренних сяосв'йгруцу к прсниииовегсгэ коптильних компонентов с в ясле црззу&та. Досгоцу одшш

из путей 'Процесса иоячвщш являет: паро-

дическое восстаноЕяекае ваасности ззн-зиэй области продукта, доводя ее до влгздоезд:, близкой к вввжноста вкутрек -ней области. Этот прзеы иоггко реализовать путем копчения

не отдельно размеренной рыбы,; а 'размечая ее в коптильной

камере на сетчатом конвейере в виде слоя толщины k рис, 5). Верхняя и нижняя поверхность неподвижного рыбного слоя омываются дьшовоэдушной смесью в течение некоторого времени, после чего рыба подается на транспортер, расположенный ниже, перемешиваясь при этом. Посла переме-иивания на поверхность попадает продукт из середины рыб -ного слоя с большей влажность» и высокими диффузионными коэффициентами , 0,ф rio всему объему. Продукт же

с поверхности перемещается з середину слоя. Внутри слоя в течение следующего цикла происходит релаксация внешних областей продукта, находившегося ранее на поверхности» }на состоит в повышении их влажности за счет подвода влага из соседних элементов продукта, имеющих более высокую влажность, и за счет внутреннего градиента влажности. Градиент влажности обеспечивает диффузии влаги к поверхности рыбы из внутренних ее областей. После этого влажность продукта, поступившего с поверхности, достигает среднего ана-тения для всего слоя h . При таком перераспределении влаги влажность- смехнж единиц продукта уменьшается, но сухая область на их поверхности не образуется. Таким об -разом, область с низкими коэффициентами диффузии исчезает, а величина этих коэффициентов вновь становится большой по всему объему слоя. По прошествии некоторого времени Т0$ » равного времени цикла, перемешивание повторяется. В этом злучае процессы обезвоживания и насыщения коптильными ком-юне -тами протекают в разках первой стадии переноса, опи -:ываемой выражениями (9),( 10),{ 11).

Учитывая, что определяющий дл.. холодного копчения является процесс обезвоживания слоя, при расчете оптимальной зго толщины, частоты перемешиваний а времена релаксации Зудем ориентироваться на изменение влагосодержания слоя. Злой рыбы нэ конвейере рассматриваем как неограниченную пластину, пренебрегая в первом Приближении влиянием кон -ведерной сетки на массообыен мезду низшей поверхностью слоя и средой, примем граничные условия на верхней и ншс-нел его поверхностях одинаковыми, а задачу симметричной. Начальное влагосодержание постоянно, т.е. для.всего слоя $1 { X , О ) ш 0.

Í9

Если принять, что слой толщиной ' h составляет а-рыб, то изменение среднего влагосодержания 6>cW всего рыбного слоя за время цикла ( ро«Г ) между двумя переме -шиванияш равно

(16)

Решая (9) для первой стадии массопереноса с учетом (16) получили следующее выражение

Гокс - , (1?)

где п - толщина слоя р единицах продукта;

&1К - конечное влагосодержание продукта в безразмерном виде;

- козффициент, учитывающий нелинейность проводя -щей среды J\ « 11,-306+5,323mt + 4,Э36тл

Коэффициенты т4 и т2 определяатся'из выражения (12) .

Из выражения { 17) следует, что длительность цикла между двумя перемешиваниями обратно пропорциональна квадрату толщины слоя на сетке конвейера, т.е. ока должна быть тем меньше, чем толще слой рыб;:. Однако величина fcof не должна быть меньше времени релаксации fDp рыбы внутри слоя, что и приводит к ограничению толщины рыбного слоя.

Продолжительность релаксации fcp поверхностной зоны рыбы является од.'шм из определяющих параметров копчения в слое. Очевидно, что эта величина не постоянна. Она зависит от толщины обезвоженной зоны и условий контактного сопряжения релаксируидего продукта с соседними экземплярами рыб. На нее влияет и степень обез оживания приповерхностной зоны, а также величина внутреннего градиента здаго-содержания в необезвокедаой части рыбы. Главным фактором, определяющим fap является толщина fy обезвоженной зоны, которая сама определяется продолжительностью {/¿«Г ) пребывания рыбы на поверхности слоя до того, как Она по -падает в его толщу.

Исследуем зависимость fcp от fo0f . Елияние ос -тальных факторов на fcp будем учитывать через зависк -

где С, - коэффициент учитывающий порозность слоя

{ Cf zz 1,25 для ставриды, трески, скумбрии); Сг - коэффициент, учитывавший увеличение порозности слоя в процессе копчения или обезвоживания ( С2 = 1,423 - >£кле ставриды; ¿^ = 1,0 <6 Э -пластины трески; Cj = 1,0566 - филе'скумбрии);

- начальное влагосодерхате, кг/кр;

(Х/по- коэффициент диффузии влаги, при И0 , м^/с;

- коэффициент челинейности массопереноса; /р - жесткость режима [Хр « 8,* * i,Hin~Z),

при = 0,22 -г 0,25 а. :/*г]

Tcf- продолжительность цикла и езду двумя соседними

перемешиваниями, с; /? - половина толщины рыбы;

- конечное влагосодеряание в безразмерном виде. £сли обозначить в (23) комплекс величин через К :

W.9 ■ /С3{Яе - f,M)CL'mo J\°'S ( .¿4)

то (23) мо.;сно записать

-у

П = К Xb.s- ( ¿5)

ееГ

Из экспериментальных данных для'ставриды К" = 242, скумбрии - К - 194, трески К » 201, т.е. для разного вида рыб К пример"о равны по своей величине:« «212,3-51,8. Погрешность в определении К для разных видов рыб составила <Г« 25 %. . . .

На рис. 7 представлены зависимости " » п0 ~ строенные на основе (22) ,( 25) и по данным табл.2. Значения Т{¡(Г найдены из кривых, построенных по уравнениям (22) и (25) близки меяду собой. Значения иг кривой, построенной по данным табл.2, несколько отличаются, так как здесь не учитывалась порозность_слоя. _

Таким образом, при Cfa - l/Z продолжительность интервала меггду дву;.:я перемен и вакиями Т^Г обратно пропорциональна толщина слоя и мало зависят от режимных паозметров и своЛстз рыбы.

Злплнме ре;д«мдах параметров и сволств рыбы на про -vecc :/о:хно оценить из выражения (24).

Рис. 7 Зависимость продолжительности Т0$ кедду перемешиваниями от толщины сдоя н- :

1 - То2 = {М - из эксперимента;

2 - (>) -1о} аналитически;

3 - ;

( а, ^ ) - экспериментальные точки для ставриды» скумбрии, трески , сардинечлы.

Увеличение толщины слоя до 7 и более единиц приводит к уменьшение T^f , следовательно, к росту числа циклов перемешиваний. Как показали эксперимента, если ч: ело циклов перемешиваний более 30, то готовая продукция по внешним прис :акаы не удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации из-за большого количества деформированной рыбы. При слое в 7 единиц и более рыба деформируется не только под влиянием частоты перемеаивания, но и под влиянием давления выае лежащих слоеа на нижележащие. поэтому максимальное количество рыб в слое не должно превышать нести рыб.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛСОЩОЗАЖм ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ ИОПГийЫЮГО О БОРЩОК ЧиЯ

Производство, консервов из рыбы холодного копчения ( авт.сшд.. 1336832) является едниы из основных направлений применения способа копчения рыбы в слое. Однако для реализации данного направления необходима разработка не толь?го .нового технологического оборудования, ' но и создание нового вида продукции с соответствующей нормативно-технической документацией. Для решения этой проб -лемы были сконцентрированы усилия специалистов Техрыбпрома и Атлан*НЯР0. Ко о, зиизцяя этих работ осуществлялась авто -ром. .

Разработанная технологическая схема производства консервов по ТУ 15-829-S7 представлена на рис. 8.

3 схеме предусмотрено несколько вариантов приготовления продукции, отличающиеся тем, что на копчени направляют разделаннув или неразделакнуэ рыбу, а также рыбу под -вергапт тузлучному посолу илк гиссешш соля непосредственно в банки.

Принципиально эти схе^ы шло отг.итеэтея друг от друга. Однако, следует ответить следующее: процесс -опчения неразделенной рыбы происходи? длтелыюо, чэи разделанной, а качество разделки копчеиП р«бы иакигиим способом ниже, чем качество разделки размороженной рнбы. 3 случае тузлучного посола требуется меньший расход сурья на одну тысячу

Схема технологического процесса производства консервов из рыбы холодного копчения

1. Размораживание

2. Сортировка

3. 1,.'ойка

23. Приготовление тузлука

4. Разделка 4 удаление чешуи

5. Мойка

6. Посол

7. Ополаскивание

8. Стечка

9. Подсушка Ю. Копчение

Разделка 4*я

11. Мойка

12. Порционирование

13. Тасование

14. Бланширование

15. Дозирование соли в банки

16. Заливка масла

17. Маркирование

18. Укупоривание

19. аойка банок

20. Стерилизация .

21. Ыойка и суика банок

22. Хранение

1,2,3,4 -( 4К),5,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 ,18,19, 20,21,22,24 1 вариант; 1,2,3,4х, 5,8,9,10,4й4, 11,12,13, 14,15,16,17,16,19,20,21,22,24 - 2 вариант; 1,2,3,4,4*, 5, 6,7,Б,9,10,11,12,13,14,16,17,18,19,20,21,22,23,24 - 3 ва -риант; 1,2,3,4К ,6,7,8,9,10, 4х*, 11,12,13,14,15,17,18,19, 20,?1,22,23,'24 - 4 вариант. '

24. Подготовка материалов

Рис. 8.

условных банок ( туб). Зо всех вариантах качество продукции примерно одинаково. С точки зрения механизации про -цесса вариант копчения разделанной рыбы в технологгчееком процессе предпочтительнее.

Процесс приготовления полуфабригсьтз для консервов из копченой рыбы происходит rio времени в 4^6 раз быстрее, чем таковой в период получения готовых копченых изделий из рыбы. При производстве консервов ос?^ои роли не играет обезвоживание, однако диффузия коптильных компонентов приобретает решающее значение. Поэтому необходимо уточнить следующие параметры; продолжительность, -толщину слоя, количество перемешиваний, скорость дымовоздушной смеси, влажность ды-мовоздуянол смеси.

Определение продолжительности копчения рыбы при получении копченого полуфабриката для консер^эв производили на основе органолептической оценки качества консервов и содержания в них ренолов. Высокие вкусозце достоинства и приятный внешний вид имели консервы из полуфабриката 2+4 часо -вого копчения. Содержание фенолов, по которому можно кос -венно судить и о содержании других коптильных компонентов, растёт с увеличением продолжительности копчения. За первый час времени копчения в рыбу диффундируют около половины от максимума фенолов, за который принято'содержание их в шпро тах. Затем темп роста содержания фенолов замедляется. Однако содержание фенолов-в полуфабрикате 2»4 часового копчения приближается к нижнему пределу содержания, их в шпро -тах. Интервал времени между, 'двумя перемешиваниями предпочтительнее выбирать из диапазона 0,17 - 0,5 часа в зависи -мости от конструктивных особенностей аппаратов копчения.

Для получения полуфабриката с равномерным окрашиванием поверхности рыбы толщину ее слоя при копчении целесообразно поддерживать в пределах 2+3 единиц.

Температуру дымовоздушнои смеси рекомендуется поддерживать в пределах 30¿38 °С в зависимости от обрабатг таемой рцбц. Возможно кратковременное повышение темпера-.уры до 40т45 °С.

Эксперименты по копчению рыбы в слое для получения полуфабриката для консервов потазали, иго яри скоростях

дыыовоздушного потока менее 6 и/о .¿неккнй вид продукции не соответствует требованиям качества, если время нопчз. -ния не превышает 3-х часов. Качественный полуфабрикат за 3 часа копчения был получен при скорости дымовоздушной смеси 6V, и/с. ....

Как уае отмечалось, при использовании более влажной коптильной среди на поверхности продукта интенсивнее отлагаются и диффундирует внутрь коптильные компоненты. С этой точки зрения при производстве полуфабриката для кониервов целесообразнее холодное копчение проводить при максимально во.ыохной относительной влажности дымовоздушной смеси. Однако эксперименты по копчениз рыбы в макете аппарата для копчения в слое показали, что увеличение влажности дымо -воздушно;, смеси вьше 80 % приводит к загрязнению рыбы и аппарата смолой, аследствие конденсации дисперсной фазы дыма на их пи<зер:ность. Поэтому при производстве копченого полуфабриката для консервов не рекомендуется поддерживать влажность дымовоздушной смеси более 60 %.

Проведенные эксперименты по колчеино рыбы в слое показали, что использование рыбы,- с поверхности которой не удалена влага смачивания, приводит, к получению некачественного полуфабрикат": поверхность продукта загрязнена, окраска n¡ ж'шчески отсутствует. Для устранения негативных явлений необходимо первоначально подсушить рыбу до потерь 3,7*3,5$ от первоначальной массы. Реги-л подсушки: температура воз -духа 32435 °С, относительная ваакносгь 70-Б0 %, скорость воздуха 6-10 м/с. Температура в пределах 32-35 °С выбрана 'из расчета, что за период подсуики не произойдет коагуля -ции белков, а следовательно и ослабление консистенции рыбы. Влажность 70-80 % - наибольшая относительная влажность воздуха в цехе. При иэньших влажностях процесс подсушки пойце- интрнсивнзе, однако необходимо кондиционирование воздуха, что удорсаает и услохняет конструкцию аппаратов. Результаты работ показали, что с увеличением скорости сушильного агента про^-шсительаость подсушки уменьшается. Так при скорости воэдуха 6*8 м/с удаление поверхностной влаги достигается менее, чем за 10 минут.

Таким образом, получение качественного копченого

полуфабриката рекомендуется осуществлять следующим образом: подсушка рыбы перед копчешеи до потерь массы 3,7* 3,9 % (температура воздуха 32*35 °С, влажность - 70+80 %, скорость - 6*6 и/с) с размещением рыбы слсем iv = 0,8* 0.9 ( 17419 кг/м^); копчение рыбы слоем п- « 2*3 единицы в течение 2*4 часов при температуре дыыовоздушной смеси 30*38 °С, относительной влажности ее 70*60 % и скорости более 6 м/с.

копченый полуфабрикат для консервов отличается по своим свойствам от размороженной и разделанной на тушку pudú: поверхностные слои суше, коэффициент трения выше и консистенция плотнее. Поэтому а рыбоводах набивочных ма -шин копченая риба укладывается з менее плотный жгут, следовательно имеет место и меньшая точность дозирования рыбы в банки.

Поисковое работы велись з. двух направлениях: нахождение рациональной конструкции рыбовода; изменение консис -тенции рыбы. Оказалось, что нагрев рыбы до температуры 41*46 °С перед укладкой в 'рыбовод цилиндрическое формы, позволяет производить дозирование копченого полуфабриката для консервов на набивочных машинах Н2--ШШ15 с точностью, не уступающей таковой при дозировании'некопченой рыбы на этих машинах.

экспериментальным путем определили режим бланширования: обработка паром температурой 95-98 °С в течение 10+15 мин. до потерь массы 11-? 15'%. 3 результате готовые консервы имеют лучшие вкусовые достоинства, мясо сочное и нежное, вкус и запах свойственные консервам из копченой рыбы, минимальный налет белка на поверхности рыбы и банки.

Показатели качества консервов из рыбы холодного копчения выше, чем таковые консе'рвов из рыбы горячего копчения по традиционной технологии. Это обусловлено применением мягких режимов предварительной термической обработки рыбы:холодного копчения в теч-ние 2-тн часов при' температуре 30*38 °С и бланширования в течение 10*1о мин при температуре 95*98 С.

3 консервах из рыбы холодного копчения ( копчено-бла!МиронаkhuxJ содержание <5еязапнреня ( 511) в 2*5 раз, а

нитрозосоединегай (ВД2.ШЛ) в 20-т100 раз меньше! чем ь кон -сервах по традиционном технологии. Улучшаются реолсгиче -сое показатели консервов - со~ность на консистек -

ция на 10415 ■/».. Процент водного отстоя в копчено-бланши -рованных консервах несколько ниже, что оказывает полоза! -тельное влиянии на сроки их хранения.

Консервы ео/еркат на Э % больше общего азота, на 4,5$ больше белкового азота, несколько меньше степень распада белковых веществ, белковые аецества рыбы в этих консервах лучше сохраняю' свою биологическую ценность: гидролизуе -мость их ферментами желудочно-кишечного тракта на 2% выше. Бол1е высокая биологическая ценность копчено-бланшированных консервов подтверждена данными по определению амино -кислотного, ¿шрнокислотного и витаминного составов.'

¿ля отработки технологического процесса в произвол -ственных условиях по выпуску копчено-бланшированных кон сервов (авт.свид. И 1338832) бил разработан и изготовлен полупромышленный образец комплекса оборудования производства копч ного полуфабриката для консервов ( комплекс Н2--ИТЛО?). Комплекс Н2-1ШЮ7 был встроен в действуюцую. технологическую линию по выпуску натуральных консервов в шпротном цехе Цамоновского рыбокомбината. По результатам испытаний разработаны нормативно-техническая документа -ция на консервы (ТУ 15-829-87), исходные требования на проектирование линии производства копчено-бланшированных консервов и разработана конструкторская документация на комплект оборудования Н2-ИТД09 производительностью 90 б/мин для выпуска данного вида продукции.

Зцбор режимов промышленного осуществления способа копчения рыбы в слое (авт.свид. й 15&3655) при производстве готовых копченых изделий производился с учетом интенсификации процессов диффузии коптильных компонентой и влаги. Оказалось, что с точки ьренг.я продол -зкительности целесообразнее процессы-диффузии коптильных компонентов и влаги вести раздельно. Раздельное ведение процессов обусловлено тем, что влажность дымовоздушной смеси не рекомендуется снижать менее 60 %, так как при этом теряются из нее многие водорастворимые компоненты. А при влажности дымовоздушной смеси 60 % для условий оптимальности толщина слоя рыбы не превышает 1,8 единиц.

Повышение толщины слоя возможно в случае раздельных про -цессов насыщения коптильными компонентами и обеэво:хивания рыбы. Обнаружено, что минимальная продолжительность про -цессов достигается при создании вначале условии для интенсивное насыщения коптильными компонентами, а затем - для обезво7Л1вания рыбы ( модифицированная схема).

Ранее было доказано, что чем больше влажность продукта, скорость, относительная зл^жность и температура цымо -воздушной смеси, тем :нтенсизнее протекает осаждение и диффузия коптильных компонентов. Однако для того, чтобы обезвоживание протекало интенсивна, необходимо максимально-возможные температуры, пониженная влажность дымовоздуш-ной смеси и скорость 6+Э м/с (для копчения в слое). Зсли температура и скорость дымовоздушноа среды способствует диффузии-коптильных компонентов и вла.и, то для интенсиу-кации процесса насыщения г уптильньш компонентами необходима повышенная влажность дымовоздушной смеси, а для интен -сивного удаления влаги - пониженная влажность, ¿то основ -ное противоречие", которое необходимо устранить, для того, чтобы продолжительность всего процесса холодного копчения была возможно минимальнее.

Один из•экспериментов по копчению в слое тушки став -риды по модифицированной схеме представлен на рис. Э.К л' чение проводилось при жесткости режима обезвоживания Хр ш 6,5 ( i ■ «. 26,5 °С, V « 75 %). Обезвоживание, после достижения рыбой.требуемого'качества с точки зрения насыщения копчтьт&м компонентам, проводидось при жесткости режима Хр а 12,2 ( t = 26,5 °С, Ч = 54 %}. Относительная толщина слоя тушки ставриды, близкая к опт-мальной, равна п- ш 2,17. Персд копчением для удаления капельной влаги проводилась подсушка в течение 1 ч. Из кривых обез -вокивания следует, что данный режим обезвоживания действительно является близким к оптимальному для слоя п. » 2,17» так как продолжительность достижения рыбой влажно„ти я 60 % является практически одинаковой для рыбы в слое и на прутках и составляет около 31 часа.

Если коптить рыбу по традиционно;; схе;.-.е при темпера -туре 26 °С и влажности 60 % ( Хр « Ю,6), то для такой жесткости режима близкий к оптимальному будет слой =

и,

V. 2,6 /.s

46 ih ti

1 «к % СЛ.. X

>

2>- v

// 1 0

» 1 i

Bic. 9 Кривые кинетики обезвоживания туши ставриды по 2-ому варианту копчения: I - копчение на прутках; 2 - копчение в слое

■=< 1,6. Продолжительность копчения по данному режиму составляет 36 ч. Следовательно, копчение рщц в слое, производи -мое по предложенной кодифицированной схеме ( перво.ичальное насыщение коптильными компонентами, а затем обезвоживание), позволяет сократить вюемя копчения на 14 % и увеличить удельную нагрузку 1 ь? полотна конвейера на 21 %, что а итоге дает увеличение производительности аппаратов копчения а слое рыбы, разделанной па туику, па 40,5 '/■>. Расчеты показали, что, если увеличить жесткость режима пр.; оуеззо-жигззшш до Хр я 10,9, то увеличение производительности аппаратов копчения в слое произойдет на Ь5 % по сравнении с копчением по традиционно:; схеме.

Поскольку процесс собственно копчения протекает в наивыгоднейших условиях ( высокая влажность, скорость и температура дымовоздуаном смеси), то для него характерны.небольшая длительность, возможность-рециркуляции дымозиздушной смеси, высокий КОД использования коптильных компонентов, следовательно, имеют место небольшие расходы топлива, при раздельных про до осах ааоыдзчпя когтгльпы!'!: кстлпоноатангт я обаэво -:г.пания отмечается возможность применения теплонасосных ус -тановок для кондиционирования воздуха.

При производстве копченой продукции слоем в несколько рядов на сетках конвейеров должка быть произведена более глубокая предвари'-альная подсушка рыбы, гак-как удаление капельной влаги и влаги смачивания в последующем но гарантирует получение продукта с равномерной окраской. В экспериментах температура воздуха составляла 32-г35 °С, а отно -сительная влажность его 70;-8&' %.

При копчении филе ( влажность дымовоздушной ¿меси 70-80 %, толщина слоя п « 2), с поверхности которого удалена влага смачивания, было обнаружено следующее; наличие деформированных образцов дале из-за недостаточной зкесг .ости его мышечных тканей; появление влаги на поверхности филе через 304-Ю минут копчения; неравномерная ок. аска внутренней поверхности ( поверхности среза) вследствие» слипания влажных поверхностей ( явле* е адгезии). Результаты прове -денных рабст по подсумке рыбы перед, копчение!.! показали, что вышеперечисленные дефекты ус^ряня.огся, если (риле под-, су и и ват ь до потерь, массы 6-^7 %. При этом удаляется

часть влаги ыакр'окапилляров,- В результате консистенция филе становится бояее плотной, что препятствует возникновению механических дефектов рыбы при перемешиваниях слоя. Удаление части влаги макрокапилляров сводит к мишхмуму явление е -.гезии «езду внутренними поверхностями филе. При копчении подсушенного таким образом филе даже в слое с ti = 6 рыб на поверхности его в течение всего процесса не наблюдалось выделения влаги. Продолжительность обезвожи -вания филе до потерь массы 6 % при скорости сушильного агента 8 м/с, 'температуре 32*35 °С и относительной влаж -но;ти 7 0-80 % составляет о-Ю ыинут. Режимы подсушки филе применимы, если слой рыбы не превышает шести единиц (удельная нагрузка не более 50 кг/м ).

Промышленная проверка способа копчения в слое была осуществлена на коптильном аппарате комплекса Н2-ИХ110? в условиях Мамоиовского РНК. В результате были получены несколько промышленных партий копченого филе, которые pea -лизованы в торговой сети с положительными отзывами поку -пателей. Рекимы, найденные экспериментальным и теоретическим путем, были подтверждены и и производственных уело -виях. Результатом работ явилось создание линии Н2-И1ЛШ и комплексов оборудования для Лиепайского рыбоконсервного завода и Мурманского рыболовецкого колхоза "Северная звезда"; нормативно-технической документации на готовые копченые изделия из трески и на пресервы из копченого ¡{зиле трески (ТУ-18-09-05- 4-91, ТУ-15- 09- 06 -5-91).

Основные закономерности копчения рыбы традиционным способом были учтены при переоборудовании морозильных туннраей отстойного судна "Прилуки" Мурманского тралового флота под коптильные установки. Разработан проект переоборудования, который должен быть осуществлен в первом полу -годии 1992 года.

ВЫВОДЫ

1. Изучено влияние на продолжительность процесса обез-вакива: ия при холодно.., копчении рыбы свойств продукта и режимных параметров. Это позволило расчетным путем оценивать эффективность >того или иного режима холодного копче -ния океанических видов рыб.