Предварительная тепловая обработка сырья перед консервированием

Предварительной тепловой обработкой сырья принято называть кратковременное (5—15 мин) воздействие на сырье горячей воды (80—100°С), пара или горячего растительного масла. Обработку сырья горячей водой или паром называют бланшировкой (от французского blanchir — отбеливать), обработку в горячем растительном масле — обжаркой.

Уваривание измельченного сырья, например при концентрировании томатопродуктов или при варке плодов в сахарном сиропе в производстве варенья, к предварительной тепловой обработке не относится.

В различных технологических процессах предварительная тепловая обработка сырья преследует следующие цели: изменить объем сырья, размягчить его, увеличить клеточную проницаемость, инактивировать ферменты, гидролизовать протопектин, удалить из растительной ткани воздух, повысить калорийность сырья и придать ему специфические вкусовые свойства.

Для изменения объема и массы сырья, например, при изготовлении так называемых мясорастительных консервов, в рецептуру которых входят сухие бобовые культуры, практикуют бланшировку сухого гороха или фасоли в кипящей воде в течение 10—20 мин для набухания зерен, при этом благодаря впитыванию воды объем их и масса увеличиваются примерно в 2 раза. Если этого не сделать, при стерилизации консервов сухие бобовые культуры набухают за счет поглощения бульона и в готовой продукции не остается жидкой фазы. С этой же целью в ряде случаев бланшируют и рис, объем и масса которого при этом увеличиваются на 100%.

При изготовлении консервов из отварной говядины или свинины бланшировке подлежит мясо, объем и масса которого при этом уменьшаются на 30—40% из-за коагуляции белков и освобождения частя связанной ранее влаги. Благодаря этому в банку укладывается более концентрированное по белку мясо и коэффициент заполнения банки питательными веществами увеличивается.

Размягчают сырье для того, чтобы его можно было плотнее уложить в банки или же для облегчения удаления несъедобных частей — кожицы, косточек, семян — при последующем протирании на ситах. Размягчение плодов при тепловой обработке происходит по двум причинам. С одной стороны, при нагревании гидролизуется протопектин, склеивающий отдельные клетки между собой и цементирующий растительную ткань. При гидролизе протопектин переходит в растворимую форму, клетки отклеиваются друг от друга, плодовая ткань мацерируется. становится рыхлой и мягкой. Однако для гидролиза протопектина требуется относительно продолжительное время тепловой обработки плодов — 15—20 мин. В то же время известно, что достаточно нагреть растительную ткань до 80—85°С хотя бы за 3—4 мин, как плоды становятся мягкими. Это связано с тем, что при нагревании коагулируют белки протоплазмы, цнтоплазменная оболочка повреждается, осмотическое давление, обусловливающее твердость плода, стравливается и плод размягчается.

Увеличивать клеточную проницаемость приходится в тех случаях, когда необходимо извлечь содержимое клеток, так как в ряде случаев цитоплазменные оболочки плодовых клеток тормозят протекание технологических процессов. Именно эти полупроницаемые мембраны являются препятствием при извлечении плодовых соков прессованием. Одним из наиболее эффективных технологических приемов, позволяющих повредить цитоплазменные мембраны, является бланшировка плодов водой или паром. При этом необходимо иметь в виду, что повреждение цитоплазменных мембран и увеличение клеточной проницаемости достигаются при разных температурных уровнях и различной продолжительности обработки. Чем выше температура бланшировки, тем меньше необходимое время тепловой обработки. На рисунке показано изменение клеточной проницаемости яблок при бланшировке в пределах температурного диапазона 60—100 °С. Поскольку клеточная проницаемость измерялась электрометрическим методом (чем больше клеточная проницаемость, тем выше электрическая проводимость), а результат измерений зависит не только от клеточной проницаемости, но и от температуры объекта, то для того, чтобы снять кривую зависимости влияния температуры на показания прибора, плодовую ткань после бланшировки охлаждали и по показателям охлажденной ткани окончательно судили об изменении клеточной проницаемости. Пунктирные линии показывают изменение показателя клеточной проницаемости К_п в период охлаждения. Горизонтальный пунктир на уровне 10 тыс. Ом^-1 характеризует значение К_п для убитой ткани. Показатель клеточной проницаемости выходит за пределы смертельных значений, начиная с 70°С. Поэтому в случаях, когда опасаются разваривания плодов при высоких температурах, можно производить бланшировку в течение 8—10 мин при 70—80 °С, а не 4—5 мин при 100 °С.

Цитоплазменные мембраны являются препятствием и в обратном случае, когда нужно пропитать чем-либо клетку извне, например сахаром или солью. Так, если при варке варенья погрузить в сахарный сироп свежие плоды или их дольки, то в первые минуты, пока плоды еще не прогрелись и цела цитоплазма, диффузионное проникновение сахара внутрь плодовых клеток задерживается цитоплазменной оболочкой и происходит лишь осмотическое отсасывание влаги из клеток, поэтому плоды сморщиваются. Если же плоды до подачи на варку бланшировать, то клеточная проницаемость их возрастает и при последующем погружении в сироп сразу происходит не только осмотическое отсасывание влаги, но и диффузионное проникновение сахара внутрь плодовой ткани через поврежденную цитоплазменную мембрану.

Для инактивации ферментов, которые остаются в пищевом продукте, стерилизованном «холодным» способом (обеспложивающая фильтрация, ионизирующие излучения), и могут вызвать его порчу, практикуют кратковременный прогрев или бланшировку при температуре 80—100 °С. При этом большинство ферментов инактивируется и предотвращается ферментативная порча продукта.

Деятельностью окислительных ферментов объясняется также потемнение нарезанных семечковых плодов на воздухе. Это тоже пример нежелательного ферментативного процесса, встречающегося в производстве компотов, джемов и некоторых других видов фруктовых консервов, который следует предотвращать. Схема окислительного процесса ферментативного потемнения нарезанных плодов представляется в следующем виде. На первой стадии фермент (обозначенный буквой А) присоединяет молекулярный кислород воздуха и активирует его, образуя соединение типа пероксида: A+O₂ → AO₂. Если в плодах имеется соответствующий субстрат восстановительного характера (дубильные вещества, полифенолы — обозначим буквой В), то образовавшийся органический пероксид AO₂ отдает кислород уже в атомарном виде, окисляя, таким образом, дубильные вещества, которые молекулярным кислородом воздуха не окисляются. Поэтому вторая стадия ферментативного процесса протекает по схеме АО₂+2В → А+2ВО. При этом фермент восстанавливается в первоначальном виде, а образующийся оксид ВО представляет собой темноокрашенное соединение, называемое иногда флобафеном. Поскольку полифенолы кислородом воздуха без помощи ферментов не окисляются, для предотвращения процесса потемнения необходимо окислительные ферменты инактивировать. С этой целью в упомянутых производствах применяют кратковременную (5—10 мин) бланшировку в воде при температуре 85—100 °С. Поскольку инактивация лучше протекает в кислой среде, при бланшировке воду рекомендуется подкислять лимонной или виннокаменной кислотой до концентрации 0,1—0,2%.

Гидролиз протопектина проводится в случае получения фруктовой продукции, имеющей желеобразную консистенцию (повидло, джемы, мармелады, желе), что невозможно без наличия в увариваемой массе растворимого пектина. Именно последний в присутствии сахара и кислоты дает студни. Желе образуется при условии осаждения пектина в агрегатах мицелл в присутствии сахара, действующего как обезвоживающий агент, поглощающий сольватные оболочки, и водородных ионов, нейтрализующих отрицательные заряды пектиновых молекул. Образовавшееся желе представляет собой сплетения фибрилл из пектиновых молекул, промежутки между которыми заполнены сахарным сиропом.

В некоторых плодах пектиновых веществ мало. Чтобы из такого сырья получить фруктовый студень, приходится вводить в рецептуру так называемые желирующие соки, т. е. соки из плодов, богатых растворимым пектином. Иногда же пектиновых веществ в плодах много, но они представлены главным образом нерастворимой формой, в виде протопектина. В этом случае необходимо так обрабатывать плоды, чтобы протопектин гидролизовался и перешел в растворимую форму, которая только и способна впоследствии обеспечить желеобразное состояние продукции. Для того чтобы гидролизовать протопектин, плоды бланшируют паром в течение 10—20 мин.

Удалить из сырья воздух, содержащийся в межклеточных пространствах растительной ткани, который, попадая в готовую продукцию, а также действуя на промежуточных этапах на сырье, вызывает ухудшение качества продукта, способствует коррозии металлической тары, вызывает повышение давления в банках при стерилизации, также позволяет бланшировка сырья.

Повышение калорийности и придание сырью специфических свойств достигаются при обжарке сырья в растительном масле, о чем будет подробнее сказано ниже.

Бланшировка водой

Выбор аппаратуры для бланшировки водой связан с объемами производства. Если пропускная способность цеха небольшая, плоды бланшируют вручную в металлических дырчатых корзинах-сетках цилиндрического или прямоугольного сечения, которые загружают в наполненные горячей водой двустенные котлы.

Двустенный котел состоит из двух оболочек. Внутренняя изготовлена из стали или меди, в нее наливают подлежащую нагреванию воду. Наружная оболочка изготовлена из чугуна. В образовавшееся между двумя оболочками герметически закрытое пространство подают пар под давлением обычно 0,2—0,3 МПа. Вода во внутренней оболочке нагревается до 80—85 °С или до слабого кипения. По окончании бланшировки сетки с плодами вынимают из котла и погружают в холодную воду, чтобы предотвратить разваривание сырья. Двустенные котлы изготавливают вместимостью 150, 300 и 500 л.

Ручной способ бланшировки можно использовать, когда производительность линии измеряется десятками килограммов сырья в час.

При большой производительности линии, измеряемой сотнями или тысячами килограммов бланшируемого сырья в час, применяют непрерывнодействующие тепловые аппараты, называемые бланширователями. Эти аппараты бывают разных конструкций: ленточные, ковшовые, барабанные.

Один из типов ленточных бланширователей, называемый также скребковым, представляет собой стальную ванну прямоугольного сечения, в которой установлено транспортирующее устройство, выполненное в виде горизонтальной ленты с поперечными планками (скребками), укрепленной на двух тяговых цепях. Скребки необходимы для предупреждения скатывания плодов обратно в ванну бланшнрователя с наклонной части ленты при выгрузке. Плоды с помощью элеватора через бункер бланширователя попадают на бесконечную транспортерную ленту и проходят вдоль ванны с горячей водой в течение установленного времени тепловой обработки. Вода в бланширователе нагревается с помощью острого пара, подаваемого через перфорированную трубу — барботер, установленный между рабочей и холостой ветвями ленты. В разгрузочной части ванны горизонтальная лента переходит в наклонное положение, выходя из горячей воды. Наклон делается для того, чтобы можно было плоды самотеком передать на следующий этап обработки, обходясь без промежуточных элеваторных устройств. Над наклонной частью ленты установлены душевые устройства для охлаждения бланшированных плодов водопроводной водой. Механически увлеченная плодами вода стекает с наклонной части ленты обратно в ванну.

Бланшировка паром

Для бланшировки паром также пользуются непрерывно действующими, чаще ленточными или шнековыми аппаратами, называемыми шпарителями.

Получивший большое распространение в консервном производстве шнековый шпаритель представляет собой закрытый желоб, в котором помещен шнек с полым перфорированным валом, выполняющим одновременно функцию барботера. На рисунке показан двухсекционный шнековый шпаритель. Плоды с помощью элеватора подаются в бункер шпарителя, короб которого заполнен острым паром, подаваемым через полый вал. Обрабатываемые паром плоды перемещаются с помощью шнека вправо, проваливаются в нижнюю секцию, шнек которой движется в обратном направлении, и поступают по течке на следующий этап обработки.

Обжарка

Подлежащее этому виду тепловой обработки сырье (овощи или рыба) погружается на несколько минут (5—15) в растительное масло, нагретое до 130—140°С. При обжарке сырья испаряется значительное количество влаги, а извне в сырье впитывается некоторое количество масла. Благодаря этому содержание сухих веществ в обжаренном сырье и калорийность его возрастают. Кроме того, при обжарке на поверхности обрабатываемого сырья образуется золотисто-коричневая хрустящая корочка из карамелизованных углеводов, что придает обжариваемому сырью специфический вкус.

Схема процесса образования корочки из карамелизованных углеводов в процесс обжарки представляется в следующем виде. При погружении сырья в горячее масло влага начинает испаряться, и прежде всего — с поверхности продукта. Поскольку концентрация влаги в глубине получается больше, чем на поверхности, происходит диффузионное подсасывание влаги из глубины на поверхность, где она снова испаряется. До тех пор пока поверхность сырья влажная, температура ее не может подняться выше 100 °С, хотя она и соприкасается с маслом, нагретым до 130—140°С: выкипающая влага отнимает тепло от поверхности и охлаждает ее. Для глубокой же карамелизации углеводов и образования корочки необходима температура выше 100°С. Таким образом, в первые минуты обжарки корочка не образуется. Однако скорость испарения влаги с поверхности превышает скорость диффузионного подсасывания ее из глубины на поверхность. Поэтому через некоторое время наступает момент, когда поверхностный слой обезвоживается, температура его сразу поднимается выше 100°С и образуется карамелизованная корочка. При обжарке овощей корочка образуется из содержащихся в них углеводов: сахаров, крахмала, целлюлозы, пектина. В рыбе углеводов нет, поэтому перед обжаркой ее панируют, т. е. обваливают в муке, и корочка образуется из углеводов муки.

Образование золотистой корочки является органолептическим признаком готовности обжаренного сырья. Однако имеется и более надежный, объективный критерий качества. Это — убыль массы сырья при обжарке, так называемая видимая ужарка.

Как уже отмечалось, при обжарке происходят два противоположно направленных процесса массообмена: выпаривание влаги (направлен наружу) и впитывание масла (направлен внутрь). Влаги выпаривается больше, чем впитывается масла, поэтому в процессе обжарки масса сырья убывает. Если обозначить массу сырья до обжарки А, а массу обжаренного сырья В, то относительную убыль, выраженную в % к первоначальной массе, принято обозначать X и называть видимым процентом ужарки: Х=(A—B):A∙100.

Многолетний опыт работы консервных заводов позволил установить, при каких значениях видимого процента ужарки качество обжаренного сырья получается наилучшим. Этот показатель нормирован, для каждого вида сырья установлен определенный видимый процент ужарки. Так, для моркови этот показатель составляет 45—50%, для лука — 50, для баклажанов — 32—35%, для рыбы — около 20%. Сведения об этом показателе необходимы и для расчета норм расхода сырья на единицу готовой продукции.

Видимый процент ужарки используется и для контроля работы обжарочных аппаратов. Для этого периодически взвешивают необходимое количество сырья, загружают его в сетку, обжаривают, дают стечь маслу и снова взвешивают, а затем рассчитывают видимый процент ужарки по формуле выше.

Термин «видимый» от того и произошел, что это изменение качества сырья мы видим, производя взвешивание на весах, хотя эта ужарка не является подлинной потерей массы.

В отличие от видимой ужарки существует представление об «истинной» ужарке, под которой понимают убыль влаги сырья при обжарке, т. е. то, что «на самом деле», «истинно» ужарилось. С количественной стороны убыль влаги характеризуется так называемым истинным процентом ужарки, который показывает количество выпаренной при обжарке влаги в процентах к исходному количеству влаги в сырье и обозначается W.

Истинный процент ужарки необходимо знать в тех случаях, когда следует произвести теплотехнические расчеты, связанные с определением площади поверхности нагревательных элементов обжарочных аппаратов.

Как известно, требуемая площадь поверхности нагрева змеевиков определяется из уравнения теплового потока Q=kFΔTτ, где Q — количество теплоты, которое необходимо передать через площадь поверхности нагрева F при коэффициенте теплопередачи k, разности температур между теплоносителем и нагреваемым объектом ΔT за время τ. Для непрерывнодействующих аппаратов расчет ведется не на время теплового цикла τ на 1 ч работы, поэтому для такого случая формула имеет вид Q=kFΔT.

Отсюда находится требуемая площадь поверхности нагрева: F = Q / (kΔT).

Величины k и ΔТ для определенных типов аппаратов и конкретных видов сырья известны и являются постоянными. Что касается Q, то эта величина является переменной и представляет собой суммарный расход теплоты на различные элементы теплового процесса: нагрев продукта, испарение влаги, нагрев транспортирующих органов и т. д. Из перечисленных статей расхода теплоты подавляющая часть (65—70%) приходится на испарение влаги и может быть рассчитана по выражению Q_п = W_r, где W — количество влаги, подлежащей выпариванию при обжарке за 1 ч работы, кг; r — теплота испарения.

Таким образом, необходимая площадь поверхности нагрева может быть приближенно рассчитана по формуле F = ((1,4÷1,5)W_r)/kΔТ, где (1,44÷1,5) — коэффициенты, учитывающие статьи расхода теплоты на процесс обжарки помимо расхода теплоты на выпаривание влаги.

Итак, для тепловых расчетов площади поверхности нагрева змеевиков обжарочных печей необходимо располагать сведениями об истинном проценте ужарки, с помощью которого можно определить количество выпариваемой в час влаги. Этот показатель можно найти только расчетным путем, зная экспериментально определенные значения видимой ужарки и впитанного масла.

Процесс обжарки овощей и рыбы производится в обжарочных аппаратах, называемых обжарочными, или паромасляными, печами. Паромасляными они называются потому, что процесс обжарки сырья производится в горячем растительном масле, нагреваемом с помощью водяного пара, который подается в глухие змеевики, погруженные в масло. Таким образом, в аппарате имеется 2 теплоносителя: первичный — пар, который отдает свою теплоту маслу, и вторичный — масло, которое отдает свою теплоту обжариваемому сырью. Масло, будучи промежуточным теплоносителем, в то же время играет роль технологического агента, который проникает в обжариваемый материал и становится компонентом химического состава готовой продукции.

В обжарочных печах помимо погруженной змеевиковой поверхности нагрева существуют еще (по терминологии И. Г. Шифа) внешние поверхности — днища ванны печи, нагреваемые огнем или электрическими спиралями, а также выносные, находящиеся вне аппарата. Последние представляют собой нагревательные элементы, заключенные в трубки, между которыми движется масло, подаваемое с помощью насоса в печь. В овощеконсервном производстве применяются в основном паромасляные печи с погруженной поверхностью нагрева, при обжаривании рыбы нередко используются электронагревательные аппараты с внешней и погруженной поверхностями нагрева.

Паромасляные печи бывают разных конструкций, однако в основе большинства из них лежит прямоугольная стальная ванна, которая внизу суживается на клин. В нижней части ванны расположена змеевиковая поверхность нагрева в виде пучков глухих труб. Каждый пучок входит в общую распределительную трубу, называемую коллектором. В некоторых конструкциях аппаратов паровые трубы расположены вдоль боковых стенок ванны, а коллекторы — поперек, в других — наоборот.

При подготовке печи к работе в ванну сначала наливают воду, заполняя ее клиновидную часть, а поверх воды наливают масло в таком количестве, чтобы загружаемое впоследствии сырье было полностью покрыто маслом. Масло, плотность которого на 7—8% меньше плотности воды, с водой не смешивается и в ней не растворяется, а ложится слоем поверх водяной подушки. Водяная подушка необходима для удаления из масла частиц сырья, отложившихся в процессе обжарки и провалившихся через отверстия сетчатых корзин или несущего сырье полотна транспортирующего органа.

Процесс обжарки длится непрерывно в течение ряда смен, а иногда и суток. При этом сырье непрерывно поступает в ванну обжарочного аппарата, проходит, обжариваясь, вдоль ванны, и, поглотив часть масла, выгружается с другого конца аппарата. Провалившиеся кусочки сырья при отсутствии водяной подушки падают на дно ванны и непрерывно подвергаются тепловой обработке, обугливаясь и загрязняя масло, способствуя быстрой порче его. При наличии водяной подушки эти частицы выпадают на дно ванны в воду и, таким образом, выключаются из процесса обжарки, не загрязняя масла.

Наличие воды вблизи нижней поверхности змеевиков осложняет процесс обжарки и требует принятия мер предосторожности против возможного соприкосновения воды со змеевиками. Если клиновидная часть ванны заполняется проточной водой, то при колебаниях напора в водопроводной сети не исключено, что в какой-то момент уровень водяной подушки поднимется и коснется змеевиков, температура которых составляет 170—180°С. При этом происходит мгновенное и бурное вскипание воды, в результате чего горячее масло может толчками выплескиваться из печи, что чрезвычайно опасно прежде всего для обслуживающего персонала. Однако неоднократные попытки сконструировать печь без водяной подушки оканчивались неудачей: масло быстро портилось, печи приходилось часто останавливать для чистки змеевиков и внутренней поверхности ванны.

Налив в ванну масло, пускают в змеевик пар и, до загрузки сырья в печь, некоторое время прогревают, «прокаливают» масло при температуре 160—180°С. При этом поверхность масла покрывается рябью пузырьков, свидетельствующих о кипении. Прокаливание ведется до тех пор, пока кипение не прекратится, после чего в печь загружают сырье и начинают процесс обжарки. Так как растительные масла при атмосферном давлении не кипят (точка кипения их находится где-то в области свыше 200 °С, но задолго до достижения этой температуры начинается химическое разложение масел, поэтому точку их кипения можно определить только под вакуумом или при небольшом остаточном давлении), то наблюдаемое выделение пузырьков свидетельствует о выкипании влаги. Это дает основание некоторым авторам объяснять процесс прокаливания необходимостью удаления влаги из масла для предотвращения последующего вспенивания при обжарке сырья. Между тем в свежем масле содержится очень мало влаги, не более 0,2%. Это количество совершенно несоизмеримо с той массой влаги, которая попадает в масло с обжариваемым сырьем и, следовательно, это объяснение маловероятно. По-видимому, цель прокаливания заключается в удалении из масла белковых веществ, попавших в него из масличных семян в процессе производства. Эти вещества являются поверхностно-активными пенообразователями. Если их не удалить из масла до начала обжарки, то при внесении в такое масло большого количества влажного сырья масло может резко вспениться и выплеснуться из печи. При прокаливании белковые вещества коагулируют и в виде фузов выпадают из масла на дно ванны. Обычно окончание процесса коагуляции белковых веществ совпадает с концом выпаривания влаги. Таким образом, по этому внешнему признаку — окончанию процесса кипения — можно судить о том, что процесс прокаливания завершен, и можно приступить к работе.

Прокаливание особенно необходимо в том случае, когда обжарка ведется в нерафинированном масле. Рафинированное масло, из которого удалены примеси белковых веществ, можно не прокаливать.

Обжарка является сложным технологическим процессом с точки зрения как физико-химических превращений, происходящих в его компонентах — сырье и масле, так и аппаратурного оформления. Что касается сырья, то практически наибольшее значение имеют отмеченное выше увеличение содержания сухих веществ и образование на поверхности овощей или рыбы корочки карамелизованных углеводов.

Сухими веществами сырья принято называть ту часть навески, которая остается после высушивания ее в сушильном шкафу до постоянной массы. Поскольку в сухой остаток включается и бывшее в навеске масло (улетучивается только влага), то оно также засчитывается в сухие вещества полуфабриката. Это соответствует и повышению пищевой ценности обжаренного сырья, ибо жир обладает наибольшей калорийностью из всех пищевых веществ.

Золотистая корочка карамелизованных углеводов образуется тогда, когда влагосодержание сырья, особенно в поверхностном слое, понизится настолько, что это даст возможность температуре материала возрасти выше 100°С (обязательное условие для эффективной карамелизации). Для моркови, например, влагосодержание должно понизиться примерно с 700 до 375%. Если учесть, что конечное влагосодержание готового полуфабриката составляет около 200%, то получается, что образование корочки происходит где-то незадолго до конца процесса.

Что касается режимов обжарки — температуры и продолжительности, они установлены эмпирически, т. е. без особого научного обоснования. Однако в свое время В. Н. Расходовой были выполнены ценные гистохимические исследования изменений растительной ткани при обжарке, которыми можно воспользоваться при изыскании оптимальных параметров процесса. Так, было выяснено, что при высокотемпературной обработке растительная ткань (моркови) последовательно проходит следующие стадии: теплового окоченения, набухания, внутреннего испарения, деформации и деструкции, химического разрушения.

На стадии теплового окоченения видимых нарушений в клеточной структуре не наблюдалось, за исключением коагуляции протоплазматического вещества. Эта стадия является начальной фазой превращений растительной ткани при обжарке и протекает при умеренных температурах.

Стадия набухания характеризуется началом парообразования, в результате чего объем клеток увеличивается, они становятся гораздо крупнее, чем до нагревания, поэтому под микроскопом кажутся набухшими, коагулированное вещество уплотняется. На этой стадии парообразование только начинается, но пар еще не выходит за пределы ткани.

На стадии внутреннего испарения значительная часть влаги в виде пара выходит из клетки, которая при этом уменьшается в размерах, сжимается, форма клеток Сильно нарушается. На этой стадии начинается потеря клеточного строения ткани, появляются воздушные полости. Практикой установлено, что именно на этой стадии достигаются оптимальный процент ужарки и необходимое влагосодержание, когда сырье следует убирать из паромасляной печи.

Если продолжать обжарку, то наступает четвертая стадия — полной деформации и деструкции, при которой клеточная структура полностью теряется, ткань становится сухой, плотной, кристаллов каротина в ней не видно. Такое сырье уже является пережаренным.

Действие высоких температур на обжариваемое растительное сырье не ограничивается стадией деформации. Следующим, последним, этапом является стадия химического разрушения ткани. Ткань приобретает темно-коричневую окраску, становится вязкой, склеивающейся при резке. Клеток в ней совершенно не видно, в некоторых случаях ткань обуглена.

Названные стадии изменений растительной ткани наблюдаются при любых повышенных температурах обжарки, однако чем ниже температурный уровень процесса, тем больше требуется времени для достижения той или иной стадии, а чем температура масла выше, тем короче процесс. При выборе режима тепловой обработки стремятся к тому, чтобы он не был ни слишком затянутым, ни слишком быстрым, когда одна стадия так быстро сменяет другую, что можно проглядеть оптимальную фазу — внутреннего испарения, и сырье окажется в стадии полной деформации или химического разрушения. С этой точки зрения неприемлемым является, например, температурный уровень в 105 °С, при котором стадия внутреннего испарения достигается только через 30 мин. При температурах же порядка 150—160 °С изменения в моркови протекают так быстро, что уловить необходимый момент окончания обжарки становится невозможным. Вот почему овощи обжаривают при температурах 130—140 °С.

Это положение подтверждено результатами исследований А. Н. Мальского по кинетике изменения влагосодержания моркови при разных температурах обжарки. Если принять, что оптимальное влагосодержание обжаренной моркови должно составлять 200%, то это значение достигается при 140°С через 5 мин, при 130°С — через 10 мин, при 120°С — через 15 мин, а при 110 °С только через 25 мин от начала обжарки.

Немалое значение для аппаратурного оформления процесса обжарки, как это будет впоследствии пояснено, имеет так называемая усадка сырья, т. е. уменьшение объема овощей при обжарке. В течение первых же минут обжарки овощи уменьшаются в объеме примерно на 30—40%.

Таким образом, вопрос получения обжаренного сырья надлежащего качества, в котором бы гармонично сочетались такие показатели, как видимая ужарка, содержание сухих веществ, влагосодержание, содержание жира, достаточно сложен. Но еще большую проблему в процессе обжарки представляет рациональное расходование масла и сохранение высокого качества его. Многолетним опытом эксплуатации паромасляных печен при обжарке овощей и рыбы установлено, что при неправильной организации технологического процесса качество масла при обжарке настолько быстро ухудшается, что иногда буквально через 3—4 дня оно становится непригодным для пищевых целей и может быть использовано только на технические нужды.

Актуальность этой проблемы не вызывает сомнения, если учесть относительно большую стоимость и дефицитность расти тельных масел по сравнению с овощами, а также тот факт, что ухудшение качества масла неминуемо приводит к понижению качества обжариваемого в этом масле сырья.

Для того чтобы уяснить причины ухудшения качества масла при обжарке, следует ознакомиться с теми изменениями, которые происходят в масле при тепловой обработке.

А. И. Сакович и Б. В. Зозулевич показали, что характер соответствующих изменений зависит от условий, при которых происходит нагревание масла. Оказывается, что если нагревать масло при 135—140°С без доступа воздуха и не производить в нем обжарки сырья, то даже за 150 ч тепловой обработки качество масла практически не изменяется. Таким образом, сама по себе высокая температура не вызывает каких-либо превращений в масле.

Очень заметные изменения качества происходят при нагревании масла в присутствии воздуха. В этом случае в результате полимеризации, а также присоединения кислорода воздуха по месту двойных связей ненасыщенных жирных кислот, являющихся компонентами триглицеридов, молекула масла тяжелеет, увеличиваются его плотность, вязкость, масло темнеет. Особенно заметны эти изменения, если велика удельная площадь поверхности соприкосновения воздуха f с маслом. Так, если f составляет 0,33 см²/г, то йодное число масла за 180 ч нагревания при 135—140°С понижается со 125,5 до 78,2, цветное число увеличивается с 5,0 до 35,9, а вязкость возрастает с 12,0 до 641,0. В то же время изменения кислотного числа невелики: с 0,5 до 2,43. Нужно, однако, сказать, что в реальных условиях обжарки сырья в паромасляных печах изменения, связанные с влиянием кислорода воздуха, невелики, так как удельная площадь поверхности соприкосновения воздуха с маслом в печах очень мала, порядка 0,05 см²/г.

Наибольшие изменения качества масла происходят при действии водяных паров на горячее масло. В этом случае резко возрастает кислотное число (с 0,5 до 52,13 за 110 ч нагревания при 135—140 °С), что объясняется гидролизом жира.

Таким образом, при прохождении водяных паров через масло образуются свободные жирные кислоты типа олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и т. п. и глицерин. Наличие свободных жирных кислот придает маслу горечь и свидетельствует о его порче.

Глицерин при высокой температуре также способен разлагаться, превращаясь в альдегид, называемый акролеином.

Акролеин при этом имеет газообразное состояние и оказывает слезоточивое действие.

Заметно изменяются в этих условиях и другие показатели качества: цветное число возрастает с 5,0 до 111,2, а вязкость — с 12,0 до 27,2 сПз.

Поскольку наиболее характерным показателем, свидетельствующем о порче масла при обжарке сырья в паромасляных печах (в которых через горячее масло проходят большие массы водяных паров, испаряющихся из сырья), является кислотное число, то издавна были установлены в нормативном порядке предельные значения его, выше которых масло не разрешалось использовать для обжарки в нем сырья.

Первоначально, когда закономерности процесса обжарки еще не были установлены и меры по предотвращению быстрого роста кислотного числа не были разработаны, предельную величину кислотного числа, выше которого масло считалось непригодным к работе, пришлось определить в 12, что является довольно высоким значением, если учесть, что в настоящее время этот предел снижен до 4,5. Однако и этот высокий предел достигался порою довольно быстро, за 3—4 дня, после чего масло приходилось удалять из печи как непригодное для пищевых целей. А так как загрузка масла в печах доходила до 4000 кг, то катастрофически быстрая и невосполнимая порча его в процессе обжарки представляла в то время серьезную проблему.

Е. И. Петропавловский и Н. И. Смирнов, анализируя технику обжарки сырья в паромасляных печах на различных консервных заводах, обратили внимание на то, что поворотным пунктом, от которого зависит кинетика порчи масла, является момент долива свежего масла в печь, который в те времена производился периодически, обычно один раз в сутки. К началу работы масло наливали в печь почти доверху и обжаривали в нем сырье до тех пор, пока в результате уноса значительной части масла, впитавшегося в сырье, не создавалась угроза оголения слоя сырья в корзинах. В это время, как правило один раз в сутки, доливали масло в печь. Доливать разрешалось только свежее масло. Таким образом, в момент долива к некоторому количеству масла, побывавшего в работе, кислотное число которого заметно повысилось, добавлялось определенное количество свежего масла с невысоким кислотным числом (для подсолнечного нерафинированного масла, которым пользовались в то время, оно составляет около 2). Получалось, что поработавшее масло разбавлялось свежим, в результате чего кислотное число усредненного масла снижалось, и обжарку можно было продолжать.

Кислотное число масла после долива можно рассчитать по формуле для средневзвешенных чисел:

S_cp = (G₁S₁ + G₂S₂) / (G₁ + S₂), где S_ср — кислотное число масла после долива; G₁ — количество поработавшего масла в печи к моменту долива; S₁ — кислотное число поработавшего масла; G₂ — количество доливаемого свежего масла; S₂ — кислотное число свежего масла.

Из выражения ясно, что величина кислотного числа масла после долива S_ср зависит в основном от соотношения между массами масла, побывавшего в работе G₁ и доливаемого, свежего G₂. Если к моменту долива в печи будет много масла с повышенным кислотным числом S₁, то при добавлении небольшого количества свежего масла с малым значением кислотного числа S₂ кислотное число смеси будет ненамного отличаться от кислотного числа поработавшего масла. Если же к моменту долива в печи останется мало поработавшего масла, а свежего масла будет долито много, то эффект от разбавления будет, естественно, значительным и кислотное число поработавшего масла после долива заметно уменьшится.

Исходя из этого, авторы предложили определять эффект разбавления поработавшего масла свежим так называемым коэффициентом сменности (который впоследствии стали называть в литературе коэффициентом сменяемости) масла K, который представляет собой отношение суточного расхода масла W ко всему количеству масла в печи D: К = W/D.

Вероятно, было бы понятнее, если бы W обозначало количество доливаемого в сутки масла, а не расходуемого, однако фактически это одно и то же: сколько расходуется, столько и должно быть долито. Что касается выбранной единицы времени (сутки), то авторы исходили из того, что наименьшие изменения масло претерпевает в первые 30 ч обжарки.

Логическим выводом всех этих рассуждений и выкладок явился предложенный Е. И. Петропавловским и Н. И. Смирновым принцип высокой сменяемости. Обследовав и обсчитав с этих позиций работу паромасляных печей на нескольких консервных заводах, авторы показали, что результаты были лучше там, где коэффициент сменяемости был выше.

Предложенные Е. И. Петропавловским и Н. И. Смирновым понятие о коэффициенте сменяемости масла и принцип высокой сменяемости сыграли в свое время большую роль в совершенствовании процесса обжарки сырья в растительном масле и его аппаратурном оформлении, ибо указали пути дальнейшего развития технологии обжарки.

Эти пути диктуются выражением, из которого следует, что для увеличения коэффициента сменяемости масла необходимо стремиться к увеличению суточного расхода масла W и уменьшению общего его количества в печи к началу работы D.

Какое же количество масла необходимо держать в печи и что нужно сделать, чтобы это количество было минимальным?

Для удобства обсуждения было предложено мысленно распределить весь столб масла в печи по высоте на 3 слоя: верхний над змеевиками, средний, в который погружены змеевики, и нижний — под змеевиками, который отделяет змеевики от поверхности воды.

Поскольку сырье находится в верхнем слое и именно в нем протекает процесс обжарки. этот слой получил название рабочего, или активного.

Остальные два слоя называются пассивными и распределяются на средний пассивный высотой и нижний пассивный высотой.

Для максимального снижения общего количества масла в печи необходимо стремиться к тому, чтобы высота каждого из этих слоев была минимальной.

Говоря о верхнем активном слое, нужно отметить, что высота его зависит прежде всего от высоты слоя загружаемого в печь сырья, которое должно быть обязательно покрыто маслом. Однако было бы нелепо делать вывод о том, что высоту слоя сырья нужно максимально снижать, ибо это привело бы к резкому уменьшению производительности обжарочного аппарата. Наоборот, нужно стремиться максимально, но в пределах допустимого, увеличивать загрузку печи сырьем с целью максимального съема сырья с единицы поверхности, или, как говорят, зеркала масла в печи.

Однако если чрезмерно увеличить высоту слоя сырья в печи, то это может привести к неравномерной обжарке нижнего и верхнего слоев, ибо температура нижнего, примыкающего к змеевикам, слоя значительно выше температуры верхнего слоя, поскольку температура масла по мере удаления от поверхности нагрева снижается. Максимальная высота слоя сырья диктуется необходимостью равномерной обжарки его. Эта высота для каждого вида сырья устанавливается экспериментально. Так, для моркови она находится в пределах 85—115 мм.

А какой же должна быть высота активного слоя масла? Если налить масло с таким расчетом, чтобы как раз покрыть сырье, то как только первые порции обжаренного сырья выйдут из печи и унесут с собой часть впитанного масла, верхний слой сырья неминуемо оголится. И по мере продолжения обжарки все большая часть сырья будет находиться вне масла. Этого допускать нельзя. По-видимому, при периодической системе долива в печи кроме того минимального количества масла, которое технически необходимо для покрытия сырья, должен быть еще некоторый запас, размер которого не может быть меньше того количества масла, которое расходуется в промежутках между доливами.

Таким образом, если обозначить минимальное, технически необходимое для покрытия слоя сырья в печи количество масла через d, а его запас через z, то общее количество масла в печи должно составлять D = d + z, а коэффициент сменяемости К можно обозначить в общем виде K = W/(d + z).

Таким образом, если долив производится один раз в сутки, то запас должен равняться суточному расходу масла, а коэффициент сменяемости при доливе такой периодичности составит K = W/(d + W).

Если доливать масло чаще, например 2 раза в сутки, то требуемый запас уменьшится вдвое, а коэффициент сменяемости из-за этого увеличится: K = W/(d + W/2).

Еще больше увеличится коэффициент сменяемости при доливе масла 3 раза в сутки, так как второе слагаемое в знаменателе выражения уменьшится еще больше: K = W/(d + W/3).

Именно таким простым рассуждением А. И. Сакович пришел к логическому выводу о том, что если долив производить бесконечно часто, то величина запаса z будет равна W/∞, т. е. обратится в нуль, а коэффициент сменяемости при бесконечно частом, т. е. при непрерывном, доливе будет иметь наибольшее в данных условиях значение К_н = W/d.

При непрерывной системе долива никакого запаса масла сверх минимального, технически необходимого для покрытия слоя сырья в печи, держать не нужно. Да и сама логика непрерывного процесса обжарки это подсказывает. Сырье поступает в ванну печи непрерывно, непрерывно передвигается, обжариваясь, вдоль ванны к разгрузочному концу и непрерывно выгружается из печи. Следовательно, и масло на впитывание тоже расходуется непрерывно. Естественно, что и пополнение этого расхода также должно происходить не периодически, а непрерывно.

Предложенная А. И. Саковичем идея о непрерывном доливе масла в обжарочную печь явилась следующим после работ Е. И. Петропавловского и Н. И. Смирнова важнейшим этапом на пути решения проблемы рациональной организации процесса обжарки сырья и ликвидации отходов масла, связанных с его порчей в процессе обжарки.

Осуществить непрерывный долив масла в обжарочную печь технически нетрудно. Достаточно лишь установить поплавковый регулятор уровня в бачке, сообщающимся с ванной печи, и масло в аппарат будет поступать непрерывно, в полном соответствии с его непрерывной убылью.

Итак, если долив масла осуществлять непрерывно, то максимальную величину верхнего активного слоя в печи можно определить в 85—115 мм.

Теперь о величине среднего пассивного слоя масла. Высота его зависит от диаметра змеевиков и количества рядов, в которое уложена поверхность нагрева по высоте. В этом отношении бывали печи с однорядными, «полуторарядными» (трубы нижнего ряда располагались в шахматном порядке относительно труб верхнего ряда), двух-, трех — и более рядными змеевиками.

Казалось бы, с позиций достижения минимальной высоты среднего слоя лучше всего было бы устанавливать только однорядные змеевики. Так в свое время на некоторых заводах и делали. Однако в этих случаях для того чтобы уложить в аппарат требуемую по расчету поверхность нагрева, приходилось ванну печи делать длинной, порядка 9—11 м. При этом количество масла как в среднем слое, так и общее увеличивалось. Поверхность нагрева получалась некомпактной, а сам аппарат громоздким.

Для определения компактности поверхности нагрева конструкторы издавна предложили понятие об удельной площади поверхности нагрева p, которая обозначает площадь змеевиков F (в м²), приходящихся на 1 м² площади поверхности масла («зеркала») в печи z: p = F/z. При этом было принято, что достаточно компактная поверхность нагрева получается при р = 5,5÷6,5 м²/м², а еще лучше, если р находится на уровне 9—10 м²/м², как это имеет место в современных типах аппаратов.

Практика показала, что в эксплуатационном отношении неудачными являются как однорядные, так и многорядные (7—8 рядов) змеевики и что одним из наиболее подходящих вариантов являются двухрядные змеевики, изготовленные из овальных (длинная ось — по высоте) труб, полученных путем сплющивания круглых. Общая высота такой поверхности нагрева несколько больше, чем у двухрядных змеевиков круглого сечения, однако небольшой проигрыш по высоте компенсируется выигрышем в общей площади поверхности змеевиков, которых по ширине печи можно уложить больше, чем круглых.

По-видимому, о компактности поверхности нагрева и всей печи в целом целесообразно судить не только по удельной площади поверхности нагрева, но и по двум другим показателям: удельному количеству масла в печи и удельной производительности аппарата.

Поскольку, имея в виду повышение коэффициента сменяемости, мы должны стремиться к минимальному количеству масла в печи, в понятие о компактности поверхности нагрева и всего обжарочного аппарата должно входить значение удельного количества масла в печи m (в кг/м²): m = M/F, где М — общее количество масла в печи.

И действительно, распространенная еще недавно в консервной промышленности обжарочная печь М-8 с двухрядными змеевиками, удельная площадь поверхности которой считается по нынешним нормам вполне удовлетворительной (р = 5,8 м²/м²), характеризуется весьма небольшим значением коэффициента сменяемости: K = 0,44÷0,5. Показатель удельного количества масла m для этой печи составляет 47 кг/м².

Современная же печь АПМП-1, удельная площадь поверхности нагрева которой несколько выше, чем печи М-8, и равна 7,6 м²/м², характеризуется резко увеличенным значением коэффициента сменяемости: К = 1,7÷2,0. Видимо, это связано с гораздо меньшим значением удельного количества масла m = 20,9 кг/м².

Высоким значением коэффициента сменяемости (К = 3,6÷4,2) характеризуется модернизированная печь АПМП-2, имеющая такую же удельную площадь поверхности нагрева, как и модель АПМП-1, но показатель удельного количества масла которой составляет лишь 9,9 кг/м² — в 2,1 раза меньше, чем в предыдущем случае.

Таким образом, первейшим показателем, характеризующим компактность поверхности нагрева и позволяющим прогнозировать коэффициент сменяемости масла (иными словами — качество масла в процессе обжарки), является не удельная площадь поверхности нагрева (величина, в которой не участвуют ни количество масла в печи, ни производительность аппарата), а удельное количество масла m — количество масла в печи, приходящееся на 1 м² площади поверхности нагрева змеевиков. Желательно, чтобы m имело небольшие значения, порядка 10—20 кг/м². Печи, характеризующиеся величиной m = 40÷50 кг/м² и выше, в процессе эксплуатации характеризуются недостаточным значением коэффициента сменяемости (ниже единицы).

Если одни из отмеченных показателей характеризует компактность печи по влиянию на качество масла и обжаренного сырья, то удельная производительность печи g, под которой понимается съем продукции с 1 м² «зеркала» масла в печи в час (g = G/z), характеризует компактность конструкции с точки зрения ее производительности.

В этом отношении весьма показательно сравнение современных печей М-8 и АПМП. Обе конструкции близки по занимаемым площадям (6,93 и 5,95 м²), но имеют разную производительность: печь М-8 — 1200 кг/ч, печи АПМП — 2000 кг/ч. Отсюда показатель g в первом случае составляет 173 кг/(м²∙ч), во втором — 336 кг/(м²∙ч), т. е. печь АПМП более компактна по производительности, чем печь М-8.

Таким образом, конструируя обжарочные аппараты, следует ориентироваться на оптимальное сочетание этих двух показателей, тогда печь получится высокопроизводительной при относительно небольших габаритах, а качество масла в процессе обжарки будет высоким.

Для иллюстрации приведем соответствующие характеристики конструкций обжарочных аппаратов, некогда установленных на ряде консервных заводов. в сопоставлении с показателями современных паромасляных печей. Из приведенных данных видно, что устарелые конструкции паромасляных печей были малопроизводительны [g в пределах 56—136 кг/(м²∙ч)]. некомпактны по площади поверхности нагрева (m в пределах 52—86 кг/м²) и характеризовались коэффициентами сменяемости меньше единицы (К в пределах 0,42—0,71). Несколько выше по удельной производительности современная печь М-8 (g = 173 кг/(м²∙ч)), но площадь поверхности нагрева ее мало компактна (m = 47 кг/м²) и коэффициент сменяемости невысок (K = 0,44÷0,5). От этих печей выгодно отличаются по своим характеристикам современные печи АПМП, удельная производительность которых гораздо выше, чем печи М-8 (336 кг/(м²∙ч)]. а компактность поверхности нагрева и коэффициент сменяемости масла резко оптимизированы (m = 10÷21 кг/м², K=1,7÷4,2).

Высокие показатели конструкции печей АПМП связаны с поддержанием стабильной температуры масла по всей длине печи за счет ступенчатой поверхности нагрева — трехрядной с распределением 65% площади поверхности нагрева в первой половине длины печи и 35% — во второй при двухрядном расположении труб. Авторы конструкции учли фактор усадки сырья в процессе обжарки и уменьшили благодаря этому высоту слоя масла во второй половине печи. В печах с обычной неступенчатой поверхностью нагрева высота активного слоя масла из-за усадки сырья значительно больше той, которая необходима для покрытия слоя сырья.

Теперь относительно высоты нижнего пассивного слоя. Этот слой, как отмечалось ранее, должен изолировать змеевики от воды. Для этой цели вполне можно было бы ограничиться высотой всего 15—20 мм. Однако для поддержания такой минимальной высоты необходимо располагать приборами для регистрации местоположения линии раздела масло — вода и устройствами для регулирования этой линии.

Как для регистрации нижнего уровня масла, так и для регулирования ее рационально использовать принцип разной электропроводности масла и водопроводной воды. Последняя хорошо проводит электрический ток, масло же является диэлектриком. Схема прибора для регистрации и световой сигнализации о местоположении линии раздела масло — вода, предложенная К. Г. Петриком и А. И. Саковичем. Прибор снабжен двумя электродами, один из которых погружен в масло, другой — в воду. Расстояние между ними по высоте составляет 15—20 мм. Оба электрода подключены к одной фазе электросети и являются, таким образом, фактически одним электродом с «расщепленным» концом. Другим, парным, электродом является сама металлическая ванна печи, заземленная через водопровод. Электрическая цепь замыкается через тот или через те электроды, концы которых погружены в воду. На каждом из электродов имеется электрическая лампочка: на нижнем, погруженном в воду, зеленая, на верхнем, погруженном в масло, красная. При нормальном положении линии раздела светится только зеленая лампочка. Если же уровень воды поднимется и коснется верхнего электрода, который при нормальных условиях должен находиться в масле, то электрическая цепь замкнется также через верхний электрод. При этом вспыхивает красная лампочка, сигнализируя об угрожающем подъеме уровня воды и необходимости понизить его. Если же уровень воды понизится, то и нижний электрод окажется в масле, при этом зеленая лампочка погаснет. Это свидетельствует о том, что высота нижнего уровня масла слишком возросла, и линию раздела масло — вода нужно поднять. Для регулирования нижнего уровня масла существуют ручные приспособления и автоматические схемы, позволяющие поддерживать высоту нижнего пассивного слоя в диапазоне 15—20 мм.

Рассмотрим теперь факторы, определяющие суточный расход масла W.

Когда говорят о суточном расходе масла, имеют в виду полезный расход, связанный с нормальным впитыванием масла в обжариваемое сырье. Поэтому для увеличения суточного расхода масла необходимо увеличить производительность обжарочной печи: чем больше пройдет в единицу времени через аппарат сырья, тем больше будет унесено впитавшегося в сырье масла, т. е. тем больше будет W.

Основные мероприятия по увеличению производительности паромасляных печей сводятся к следующему:

• печь должна быть механизирована с таким расчетом, чтобы загрузка сырья в сетки (или на транспортирующее полотно), передвижение сеток через ванну, вытаскивание из ванны и опорожнение проходило механизированно, беспрепятственно, чего трудно добиться при ручной работе;
• механизация должна обеспечить максимальное использование зеркала масла и всего объема масла в активном слое. При правильной механизации печь должна быть максимально загружена сырьем; сетки должны опускаться в ванну печи вертикально, чтобы не было «мертвых», не использованных мест или участков у торцов печи. Необходимо также, чтобы сетки шли по возможности теснее к змеевикам, чтобы зазоры между сетками и длинными сторонами ванны, а также между собой были минимальны;
• желательно, чтобы печи работали круглосуточно. При прочих равных условиях лучше, чтобы одна печь работала в 3 смены, чем 3 печи в 1 смену;
• необходимо избегать перерывов в работе печи, простоев.

Кроме перечисленных требований к механизации обжарочных печей необходимо еще обеспечить хорошую циркуляцию масла от нагревательных элементов к обжариваемому сырью и обратно, доступность змеевиков для чистки и минимальные потери масла с движущимися частями аппарата.

Процесс обжарки зачастую завершается охлаждением сырья перед его фасовкой в тару. Это делается в тех случаях, когда сырье приходится укладывать в тару руками. Самый простой способ охлаждения заключается в том, что обжаренное сырье помещают в противни, которые кладут на этажерки и дают сырью самопроизвольно остыть на воздухе. Поскольку коэффициент теплоотдачи от сырья к воздуху очень невелик, то такое охлаждение происходит долго, окаю 40 мин. К недостаткам этого способа относится еще и потребность в больших площадях для этажерок в цехе и микробное обсеменение сырья в процессе длительного пребывания на открытом воздухе. Кроме того, процесс является ручным и периодическим.

Процесс воздушного охлаждения можно интенсифицировать и механизировать, если применить для этой цели охладители — камеры, через которые на цепях передвигаются в вертикальном или горизонтальном положении сетки с обжаренным сырьем, обдуваемые наружным воздухом, прокачиваемым через камеру с помощью вентилятора. Из-за некоторого увеличения коэффициента теплоотдачи к воздуху благодаря движению последнего время охлаждения сокращается примерно до 25 мин, но остается еще довольно большим.

Можно очень быстро охладить обжаренное сырье в так называемых жидкостных охладителях, погружая горячий продукт в холодное масло. Время охлаждения сокращается до 3—4 мин. Однако из-за конденсации водяных паров в капиллярах обжаренного материала образуется вакуум, из-за чего в сырье впитывается дополнительное количество масла, что нежелательно.

Быстрого охлаждения обжаренного сырья можно достигнуть в вакуумных камерах. Как только создается вакуум, температура продукта понижается до того уровня, который соответствует данному пониженному давлению. Желательно только разработать для этой цели непрерывно действующие аппараты.

Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986