Охлаждают мясо (туши, полутуши и мясопродукты) обычно холодным воздухом в специальных камерах охлаждения — остывочных. Охлаждение в. жидкой среде (холодной воде, рассоле и т. п.), как правило, не применяют. Прямой контакт вызывает большие потери веществ из мяса, изменения товарных показателей (цвета), необходимость последующего подсушивания поверхности. Непрямой контакт требует наличия специальных оболочек и связан большими техническими эксплуатационными затруднениями. Поэтому охлаждение в жидкой среде применяют лишь для субпродуктов.
Охлаждение воздуха в камерах осуществляется:
- путем ввода воздуха, охлажденного в аппаратах — воздухоохладителях, которые располагают либо вне камер, либо в камерах охлаждения;
- от батарей с хладагентом, которые размещают по потолку или стенам камер;
- смешанным способом — частично воздухом из воздухоохладителей и частично от батарей в камерах.
Охлаждение батареями с хладагентом обычно не применяют, вследствие трудностей регулирования кондиций охлаждаемого воздуха.
Охлаждение воздуха камер осуществляют как системами, работающими на принципе использования водного льда, так и работающими на принципе использования хладагентов, испаряющихся при низких температурах.
Устройство камер охлаждения с использованием водного льда может быть двоякого рода: с ледяным охлаждением и с льдосоляным охлаждением. Охлаждающей поверхностью для ледяных и льдосоляных холодильников служат или поверхность льда, или решетчатые деревянные либо металлические стенки танков, куда загружают лед или льдосоляную смесь, или, наконец, трубы, по которым циркулирует рассол, охлаждаемый льдом. Циркуляция воздуха может быть естественной и искусственной.
Недостатки всех систем охлаждения воздуха при непосредственном соприкосновении со льдом — загрязненность воздуха, его высокая влажность, трудность регулирования температуры и влажности воздуха камер, что ограничивает пределы и эффективность применения этих систем для охлаждения мяса и мясопродуктов.
Льдосоляное охлаждение основано на понижении температуры таяния льда при смешении его с солью, причем эта температура зависит от количества и вида добавляемой ко льду соли.
Холодильники с ледяным охлаждением используют тогда, когда температуру в камерах охлаждения требуется поддерживать не ниже 3—6°; холодильники с льдосоляным охлаждением могут обеспечить минусовую температуру в камерах довольно большой величины.
Систем льдосоляных холодильников много. Среди них следует отметить систему И. А. Клейменова. В ней интенсивная циркуляция рассола происходит за счет разности удельных весов, обусловливаемой изменением не температуры рассола, а изменением его концентрации, которая увеличивается в генераторе, содержащем много соли, и уменьшается в поддоне, где имеется только лед. Льдосоляное охлаждение в системе Н. С. Комарова построено по принципу охлаждения камер холодным воздухом от воздухоохладителей, в которых воздух охлаждается льдом или льдосоляной смесью.
Говоря о ледяных и льдосоляных холодильниках для мяса, следует отметить использование для охлаждения и хранения мяса оригинальных холодильников ледомерзлотного типа (инж. М. М. Крылова), в которых лед и мерзлый грунт используют как строительный материал.
Применяют ту или иную систему ледяных и льдосоляных холодильников для охлаждения (а также и для замораживания) и хранения мясопродуктов, когда нет на месте двигательной силы (чаще электроэнергии). Ледоснабжение во всех системах ледяного и льдосоляного охлаждения требует механизации процессов загрузки льдом и солью или больших затрат рабочей силы на загрузку.
Ледяное охлаждение, если температура в камерах выше 0°, имеет преимущества по сравнению с льдосоляным охлаждением, так как отпадают расходы на соль, составляющие большую величину, а холодопроизводительность льда в чисто ледяных системах и коэффициент теплоперехода от чисто ледяной поверхности, по сравнению е холодопроизводительностью льда в льдосоляной смеси, на 20—30% больше.
Целесообразно ледяные и льдосоляные системы охлаждения мяса применять лишь для очень малых производительностей, а для больших — в условиях крайнего севера, где большие запасы естественного льда.
Наиболее эффективными для охлаждения помещений являются системы, в которых холод получают различными машинными способами. Такие системы можно разделить на:
- системы спрей-деков с естественной самоциркуляцией и с принудительной циркуляцией воздуха, с устройством распыления рассола на поддонах;
- системы спрей-доктов с естественной циркуляцией распылительного типа в трубах-каналах;
- системы с принудительной циркуляцией воздуха, охлаждаемого в воздухоохладителях.
При устройстве спрей-деков воздухоохладитель устанавливают в самой камере охлаждения вдоль всей камеры над хорошо изолированным и влагонепроницаемым поддоном, укрепленным над конструкцией подвесных путей для мясных туш.
При оборудовании камер по системе спрей-деков над поддоном монтируют обычно напорную рассольную магистраль с распределительными коллекторами, имеющими особые насадки — форсунки) — спреи, тонко разбрызгивающие рассол, который, смешиваясь с теплым воздухом, охлаждает его. В этой системе теплый воздух, нагретый мясными тушами, поднимается вверх в спрей-дек по каналу, расположенному вдоль дека, со стороны нагнетательного рассольного трубопровода с форсунками, перемешивается с распыляемым рассолом, охлаждается им и спускается в камеру через канал у противоположного конца спрей-дека. Мелкое распыление рассола создает интенсивный теплообмен между теплым воздухом и холодным рассолом, а кинетическая энергия распыляемого рассола увлекает воздух, заставляя его интенсивно циркулировать. В зависимости от давления и количества рассола, поступающего из спреев, самоциркуляция воздуха достигает от 30 до 130 объемов в час.
Достоинствами охлаждения камер по системе спрей-деков являются: (возможность равномерного распределения охлаждающего воздуха и создания одинаковых его кондиций по всей длине и площади камеры, отсутствие больших колебаний температуры камеры, освобождение полезной площади пола камер от воздухоохладителя. Эта система не требует двигательной силы для циркуляции воздуха. Интенсивная естественная циркуляция воздуха при сравнительно высокой его влажности 85—90 % обеспечивает и быстроту охлаждения, и меньший, по сравнению с другими системами, размер усушки.
Недостатками спрей-дечиой системы являются: возможность вынесения рассольной пыли, увлекаемой воздухом, на мясные туши, что может воспрепятствовать образованию поверхностной корочки подсыхания и ухудшить цвет мяса; конденсация влаги на стенах и оборудовании камер в результате высокой влажности воздуха в камерах; увеличение объема камер охлаждения.
Установка на деках воздухоохладителей и устройство принудительной циркуляции воздуха и с распределением воздуха через щели фальшивого потолка (Блюм — США и у нас в СССР) дает хороший эффект. По данным практики (А. Г. Ливанов и М. А. Филинов), охлаждение свиных туш сокращается в этом случае с 24 до 16 час., можно регулировать относительную влажность воздуха и добиться равномерного распределения охлаждающего воздуха по всей площади камеры. Но такая система требует расхода электроэнергии для работы вентиляторов и усложняет оборудование. Расположение приборов охлаждения (воздухоохладителей) под потолком над подвесными путями по типу спрей-деков с распределением воздуха по ниткам начинает применяться и в Западной Европе.
Спрей-докты представляют собой горизонтальные или вертикальные трубы, в которых воздух охлаждается рассолом, распыленным форсунками, помещенными в трубы.
Модификацией спрей-доктов являются вертикальные спрей-камеры с большой поверхностью охлаждения. Вдоль стен или внутри камер, обычно между колоннами, вместо вертикальных труб или узких каналов спрей-доктов устанавливают узкие длинные камеры, вверху которых размещают коллекторы с форсунками, распиливающими холодный рассол.
Спрей-деки, спрей-докты, спрей-камеры, деки с охлаждающими воздухоприборами являются разновидностями воздухоохладителей, хотя и не носят этого названия.
Из других систем охлаждения следует указать на ряд систем воздухоохладителей с принудительной циркуляцией воздуха. В этих системах нагревшийся воздух отсасывают из камер вентиляторами в особый аппарат — воздухоохладитель, в котором его охлаждают, несколько подсушивают и затем нагнетают в камеру.
Охлаждение камер воздухом, поступающим из воздухоохладителей, осуществляют либо путем распределения его по камере при помощи воздушных каналов, либо путем бесканального распределения.
Воздухоохладители могут быть трех типов: сухие, мокрые и смешанные.
Из мокрых воздухоохладителей широкое распространение получили горизонтальные воздухоохладители с кольцами (системы Рашига).
Для создания в камерах строго устанавливаемых на каждой стадии процесса параметров воздуха устанавливают кондиционеры, которые представляют собой аппараты с холодильной, тепловой и увлажняющей аппаратурой для охлаждения, увлажнения и осушения воздуха до требуемых кондиций.
С точки зрения качества охлаждаемых продуктов и уменьшения усушки наиболее эффективны мокрые воздухоохладители, из них — бесканальные со скоростью движения воздуха до 2,0 м/сек и модернизированные спрей-деки с распределением воздуха равномерно по всем ниткам подвесных путей.
Режимы камер охлаждения мясных туш
Перед поступлением мясных туш камеры охлаждения должны быть надлежащим образом подготовлены; температура в них должна быть установлена не менее чем на 2—3° ниже средней за период охлаждения.
Во время загрузки охлаждение камеры должно производиться интенсивно, чтобы избежать большого повышения температуры в камере к концу загрузки.
В целях равномерного охлаждения надо наиболее тяжелые и жирные туши размещать вблизи охлаждающих приборов и в непосредственной близости к токам холодного воздуха. Между тушами и полутушами необходимо оставлять зазор в 30—50 мм для интенсивности омывания воздухом и охлаждения в целях образования корочки подсыхания. В разрез грудной кости бараньих туш необходимо вставлять распорку.
Относительная влажность воздуха в камерах к концу загрузки повышается до 95—100%, но ее необходимо быстро снизить и к 8—10 час. по окончании загрузки и до конца охлаждения она не должна превышать 90—92%. Исключение представляет система охлаждения в насыщенном воздухе, разработанная в США проф. Хагеном.
Перенасыщенный воздух, поступая в камеру и смешиваясь с ее воздухом, образует туман, который в дальнейшем, нагреваясь от мяса, превращается в насыщенный воздух.
Частицы тумана не оседают на мясе, и получается нормально подсушенная поверхность.
При температуре в камере 0,5° усушка мяса меньше на 0,6% (к весу мяса), чем при охлаждении в камерах с ненасыщенным воздухом. При этом, как указывается в информации, быстрая циркуляция насыщенного воздуха допускает более тесное размещение говяжьих полутуш на подвесных путях и увеличение загрузки камер на 20%.
Конец охлаждения мяса определяется температурой 2—4° в толще бедра.
С точки зрения быстроты охлаждения, снижения потерь и получения защитной корочки, как это следует из предлагаемых режимов, охлаждение целесообразно вести в две ступени.
По исследованиям в Польской Народной Республике (доклад В. Пошепчыньского на конференции НТО в Москве в декабре 1958 г.) процесс охлаждения должен вестись таким образом, чтобы не образовывалась на поверхности туш плотная корочка подсыхания в целях обеспечения проникновения изнутри молочной кислоты, задерживающей рост микроорганизмов и сохраняющей свойственную мясу окраску.
Режимы охлаждения мясных туш и полутуш за рубежом следующие.
Холодильный институт в Карлсруэ, предприятия Гамбурга и ряд фирм рекомендуют температуру в камере 0°, относительную влажность воздуха 85%. При интенсифицированном охлаждении в туннеле первые 1,5—2 часа температура для свинины —5° и скорость воздуха 3—4 м/сек, для говядины температура —1° и скорость воздуха 2—3 м/сек, в последующий срок температура —2—1° при скорости воздуха 2 м/сек; относительная влажность воздуха до 95%. Общая продолжительность охлаждения свинины 13—14 час., говядины 20—24 часа.
В Дании принят при охлаждении мяса следующий режим: температура —1—+1°, чаще всего 0°, относительная влажность воздуха — 80—85%; при интенсифицированном охлаждении для свиных туш — в начале загрузки температура —7—9°, через 2 часа после загрузки она повышается до —2°, в конце загрузки понижается до —5—9°, относительная влажность воздуха 90—95%; для говяжьих туш температура —2° и относительная влажность воздуха 90%.
В США режимы охлаждения при продолжительности охлаждения до 24 час., но продолжительность охлаждения иная: свиных туш 16—18 час., крупного рогатого окота 18—20 час. и мелкого рогатого скота 12—14 час.
Во Франции (Ницца) первые 4 часа говядину и баранину охлаждают при температуре —5°, свинину при температуре —7° и относительной влажности воздуха 90%, затем температура последовательно повышается до —1,5 и +2°, а относительная влажность воздуха достигает 80%.