Модификация вакуума

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 7900 (2022) Цитировать эту статью

928 Доступов

2 цитаты

Подробности о метриках

Вакуумно-паровое оттаивание — один из методов размораживания пищевых продуктов, реализуемый в атмосфере водяного пара в условиях пониженного давления. Образующийся в вакууме водяной пар с температурой 20 °С заполняет камеру оттаивания и конденсируется на поверхности размораживаемого продукта. Конденсированный пар играет роль переносимой тепловой энергии, обеспечивая размораживание продукта. В работе представлена ​​модификация данного метода, включающая дополнительную стадию сублимационно-обезвоживающего вакуумно-парового оттаивания (СРВСТ). Исследование проведено для различных вариантов начальной степени сублимации (в диапазоне от 0 до 15%) куска свиной корейки (m. longissimus lumborum) с целью оценки конечного эффекта от процесса вакуумно-парового оттаивания. Кинетику оттаивания определяли методом SRVST, степень размораживания образцов и уровень их регидратации. На основании результатов было показано, что использование 12% сублимационного обезвоживания образца мяса позволяет полностью его разморозить (достигнув температуры, не превышающей криоскопическую температуру).

Учитывая, что в пищевой промышленности используются замороженные продукты, в частности мясо и рыба, операция оттаивания необходима. Наряду с замораживанием и хранением этот процесс оказывает существенное влияние на качество пищевых продуктов. Должны быть созданы условия, обеспечивающие наиболее полное восстановление первоначальных свойств изделия. С этой целью следует ограничить перегрев поверхности продукта при его оттаивании и капельные потери при размораживании, которые являются причинами значительных потерь качества и физических, биохимических и микробиологических изменений продукта1,2,3,4,5,6. Доступны многочисленные методы оттаивания7,8,9,10,11,12. Наиболее известными способами оттаивания мясного сырья являются традиционные методы – оттаивание на воздухе и иммерсионное оттаивание в воде или рассоле. Этот метод оттаивания достаточно длительный (может продолжаться до 3 суток), требует обеспечения большой площади хранения и представляет значительную микробную опасность из-за возможности перекрестного загрязнения13,14,15. Альтернативой этому методу являются оттаивающие камеры контактного или паровоздушного оттаивания. В последние годы проявляется постоянный интерес к исследованиям по поиску новых технологий размораживания, таких как использование микроволнового излучения высокого давления, ультразвука и инфракрасного излучения8,12,14,16,17. Проведены исследования по оттаиванию диэлектрика, радиоволн и высоковольтного электростатического поля5,9,18,19,20. Ряд исследований касается модификаций известных методов: вакуумно-парового, сублимационно-контактного или сублимационно-вакуумно-парового оттаивания10,11,17,21,22. Последнему методу посвящено настоящее исследование.

Согласно методологии парового оттаивания, тепловая энергия обеспечивается за счет конденсации водяного пара на поверхности размораживаемых пищевых продуктов. Это тепло, необходимое для фазового перехода льда в воду в замороженном сырье, получается в результате фазового перехода пара в воду. Вариант парового оттаивания заключается в применении для процесса разрежения, известного как вакуумно-паровое оттаивание (ВСТ). Размороженный таким способом продукт помещают в вакуумную камеру, из которой откачивают воздух. На дне камеры располагается открытый сосуд с водой или камера соединена с внешним резервуаром. В результате пониженного давления (около 2400 Па) вода начинает кипеть при комнатной температуре (около 20 °C). Чтобы поддерживать воду в кипящем состоянии, ее необходимо нагревать. Обычно это делается путем нагрева паром, иногда с помощью водяного теплообменника или электрических нагревателей. Тепло конденсации используется замороженным продуктом, что приводит к его быстрому размораживанию (около 120 г конденсирующейся воды размораживает 2 кг замороженного продукта)22,23. Благоприятным результатом этого метода является то, что оттаивание вакуумным паром происходит при температуре 20 °С. Таким образом исключается перегрев поверхности размораживаемых пищевых продуктов, который имеет место при размораживании при нормальном давлении паром с температурой 100 °С19,23,24,25,26,27. В 1970-е годы были реализованы промышленные решения по вакуумно-паровому оттаиванию. Однако от этой технологии отказались из-за негативного явления значительных капельных потерь. Авторы модифицировали данный метод вакуумно-паровой дефростации, введя дополнительную стадию предварительного обезвоживания материала. Предполагалось, что при сублимации льда из продуктов ячеистой структуры лед будет легче сублимироваться из каналов и межклеточного пространства, чем изнутри клеток. Таким образом формируется внутренняя пористая структура11,20,25,28,29. Модификация получила название сублимационно-обезвоживающее вакуумно-паровое оттаивание (СРВСТ).