Chłody - wykład 29.10.2007

Schładzanie opiera się na procesie topnienia lub sublimacji lodu. Lód w zetknięciu z surowcem pobiera ciepło - 333kJ/kg.

Ogólną ilość ciepła pobieraną przez lód oblicza się ze wzoru:

Q = m * c * (Tp - Tk)

+ m_opak. *c _opak *(Tp - Tk)

+ m_powietrza. *c _powietrza *(Tp - Tk)

m - masa

c - c_w surowca

c_w = c_I*A +c_II*B

c_I - c_w suchej masy = 1,3kJ/kg

A - względna zawartość suchej masy

c_II - c_w wody = 4,2kj/kg

B - względna zawartość wody

Masę lodu potrzebną do schłodzenia określonej ilości surowca oblicza się ze wzoru:

Q = m_lodu * c_lodu

m_lodu = Q / c_lodu

W technologii schładzania dąży się do jak najszybszego ochłodzenia surowców.

Szybkość ta zależy od:

• Ilości lodu (20-100%) w stosunku do masy surowca, optymalna wartość to 75% ponieważ szybkość schładzania pow. 75% zmienia się nieznacznie. Najczęściej dodaje się nieco większą ilość lodu biorąc pod uwagę jego ubytki w czasie topnienia.

• Stopnia rozdrobnienia lodu, im bardziej rozdrobniony to ma większy kontakt z surowcem i szybkość schładzania jest większa. Większość bryłek lodu powinna mieć 2- 3 cm (80%), a pozostała część nie powinna przekraczać 5cm średnicy

• Składu chemicznego, głównie zawartość lipidów wpływa na współczynnik przewodzenia ciepła, im wyższy współczynnik tym szybszy proces schładzania. Chude ryby 0,43 im tłustsze ryby tym współ. jest niższy nawet do 0,2.

• Różnicy temperatur między surowcem, a lodem. Im różnica jest większa tym szybkość procesu jest większa, a jednocześnie większe zużycie lodu.

Np. dorsz bałtycki, 100% lodu temp.20°C obniżamy do 1°C - szybkość procesu 0,15°C/min

Dorsz bałtycki, temp.10°C obniżamy do 1°C - szybkość procesu 0,1°C/min

Ale jednocześnie czas schładzania jest o 30% krótszy.

Temperatura otoczenia nie wpływa na szybkość schładzania, ale szybkość topnienia lodu!!!

• Grubość surowca, grubość warstwy surowca do 10cm

Metody schładzania ryby

1. jednowarstwowe lód -> ryba

2. dwuwarstwowe lód 60% -> ryba -> lód 40%

3. dwuwarst. z mieszaniną ryb z lodem lód 60% -> ryba + lód 20% -> lód 20%

4. trzywarstwowe lód 60% -> ryba -> lód 20% - >ryba -> lód 20% (duże ryby)

Surowce rybne schładza suę w pojemnikach drewnianych lub plastikowych o pojemności 30-40 kg.

W przypadku filetów aby uniemożliwić wnikanie wody z topniejącego lodu i wypłukiwanie chroni się stosując folię.

1. schładzanie z dodatkową zawartością suchego lodu

Miesza się go z lodem z wody, obniża on jego temperaturę i przyśpiesza proces schładzania.

Lód suchy można stosować w dodatkowych pojemnikach - pośrednio (obniżenie temperatury otoczenia)

Na kutrach surowce schładza się głównie luzem wsypując je do komór

Lód 33 lub 25 %

Ryba z lodem 33 lub 25 %

Lód 33 lub 25 %

----------------------------------------

Lód

Ryba z lodem

Lód

Odległość między półkami do 80cm dla dorsza i 110cm dla śledzia.

Ilość lodu stosowanego w transporcie (samochody chłodnicze)

Miesiąc	Ilość lodu w stosunku do masy w skrzynkach	Liczba warstw lodu w skrzynkach
XII , I , II	min 20%	1
III, IV, X, XI	min 30%	2
V - IX	min 40%	2

Ilość lodu stosowanego na kutrach

Miesiąc	Ilość lodu w st. do masy do 3 dób	Ilość lodu w st. do masy do 6 dób	Liczba warstw lodu	% lodu do schładzania
XII , I , II	min 30%	min 40%	1	min 5
III, IV, X, XI	min 40%	min 50%	2	min 10
V - IX	min 50%	min 60%	2	min 15

Wymiana ciepła między lodem, a rybą powoduje topnienie lodu, a topniejąca woda staje się przenośnikiem ciepła dla dolnych warstw. Straty ciepła i lodu wynikają z ochładzania powietrza i opakowań. Lepsze efekty uzyskuje się przy schładzaniu surowca w kontenerach o pojemności 200kg. W dolnej części kontenera są otwory umożliwiające odpływ wody i soków, a w górnej wymianę powietrza. Kontenery wykonane się z polietylenu o podwójnych ścianach, izolacja wykonana jest z pianki poliuretanowej.

Ładowność 200 - 2000kg

Masa kontenera ok. 80kg

Trwałość surowców schładzanych np. śledzi ok. 5 dni, a dorszy ok. 14 dni i zależy od:

• gatunku

• intensywności żerowania

• wielkości (małe szybciej ulegają zepsuciu)

• szybkości schładzania (poniżej 3,3st. C)

Zmiany w surowcach rybnych przy schładzaniu:

1. fizyczne

Zwiększenie masy w skutek dyfuzji wody do tkanek przy zastosowaniu lodu do bezpośredniego schładzania (dla dorsza przyrost masy ok. 5%). Zwiększa się współczynnik uwodnienia przez co trudniej obrobić surowiec. W miarę wydłużenia czasu przechowywania proces dyfuzji maleje, w dłuższych może doprowadzić do ubytku masy. Ubytek masy spowodowany wyciekiem soku.

Okres letni 1.IV - 31.X			Okres zimowy 1. XI - 31. III			Czas prze - chowywania
1	2	3	1	2	3
0,6	0,8	1,2	0,6	0,8	1,0	6
1,4	1,1	1,8	0,9	1,1	1,6	12
1,6	1,3	2,6	1,3	1,2	2,1	18
1,7	1,5	3,1	1,6	1,4	2,5	24
1,8	2,6	-	1,7	1,6	-	36
1,9	-	-	1,8	1,8	-	42

2. biochemiczne

Spowolnienie i wydłużenie czasu wystąpienia i trwania stężenia pośmiertnego.

Procesy autolityczne związane z rozkładem białek i lipidów przez enzymy poprzez schłodzenie surowca do temp 0stC ulegają trzykrotnemu spowolnieniu w stosunku do ich aktywności ........

Utlenianie zachodzi znacznie wolniej niż w przypadku surowca nie schłodzonego (proces utleniania może zachodzić szybciej w wyniku działania lipooksydaz, których aktywność wzrasta w temp bliskich 0st C).

Denaturacja białek pod wpływem związków powstających w przemianach enzymatycznych nagromadzających się w czasie schładzania.

Aktywność enzymów mikrobiologicznych, które rozkładają związki niskocząsteczkowe np. aminokwasy

Rozkład trimetyloaminy powstaje aldehyd mrówkowy (silny denaturat) oraz dimetyloamina pod wpływem demetylazy. W chudych rybach więcej! W rybach tłustych głównie procesy lipolityczne.

Dezaminacja - powstaje amoniak

Dekarboksylacja - powstaje amoniak i CO2

Trwałość ryb przechowywanych w lodzie jest ograniczona działalnością mikrobiologiczną.

Schładzanie w wodzie morskiej

\

Składnik chemiczny	Woda morska (%)	Woda oceanu światowego(g/1l)
NaCl	77,8	27,2
MgCl2	10,9	3,8
MgSO4	4,7	1,7
CaSO4	3,6	1,2
K2SO4	2,5	0,9
CaCO3	0,3	0,1
MgBr2	0,2	0,1
Razem:	100%	35,0

Zasolenie

• Morza Bałtyckiego 7-8

• Morza Śródziemnego 37%

• Oceanu 40-42%

Metodę tą stosuje się na statkach dalekomorskich, w których są specjalnie zbiorniki wyposażone w szereg rur z czynnikiem chłodniczym (freon). Do zbiorników wsypuje się surowiec w stosunku 1:1 lub 0,5:1 dla intensyfikowania procesu stosuje się mieszanie. Po schłodzeniu surowca przenosi się go do dalszej obróbki.

1. Ilość lodu potrzebna do schłodzenia wody morskiej

1000kg ryb o temp 10st C

woda morska temp 4st C

ilość wody 2:1 Q = m*c*(Tp-Tk)

m lodu = Q / c lodu

Qwody = 2000kg * 4,19kJ/kg * (4stC - 0stC) = 33496kJ

M_L1 = Q_L/ c_t = 33496/335 [kJ/kgK] = 105kg

2. Ilość lodu potrzebna do schłodzenia ryby

Q_ryb = 1000kg * 3,2kJ/kg * (10stC - 0stC) = 32000kJ

M_L2 = Q_r/c_t = 32000kJ/335 [kJ/kgK] = 95,5kg

Ogółem ilość lodu ML = 105kg + 95,5kg = 200,5kg

Nie uwzględniono strat ciepła w wyniku ogrzewania zbiornika i powietrza.

Na statkach przewożących surowce rybne nie mrożone występują urządzenia do transportu i jednoczesnego schładzania surowca dla intensyfikowania procesu schładzania wprowadza się sprężone powietrze

ok. 3-5 m³/h.

Zamiast powietrza może być stosowany gaz obojętny np. N₂, zwalnia on procesy utleniania lipidów, ale może przyśpieszać redukcję TMO do TMA.

Lepsze efekty uzyskuje się wprowadzając CO₂ ok. 0,6 m³/h, który zakwasza środowisko redukując ilość bakterii gnilnych, spowalnia redukcję TMO do TMA i procesy utleniania (może jedynie wpływać na zmiany histologiczne ryb chudych zwłaszcza przeznaczonych do zamrożenia.

Można stosować również ozon, redukuje drobnoustroje, ale w większym stężeniu przyśpiesza procesy utleniania.

Schładzanie w wodzie morskiej powoduje dyfuzję soli do tkanki, następuje wzrost masy surowca o ok. 5%.

W pierwszym etapie dyfuzja soli jest największa związane to jest z dużą różnicą stężeń. Dyfuzja soli powoduje uaktywnienie procesu utlenienia (aktywacja lipooksydazy). Również temperatura zbliżona do krioskopowej może aktywować działanie lipaz i hydrolipaz (hydroliza lipidów). Woda morska hamuje rozwój bakterii gnilnych.

Schładzanie w komorach z ciekłym azotem (zdyspergowanym - rozproszonym). W początkowej fazie schładzania do -2stC, a następnie zmniejszenie ilości N dla otrzymania temp ok. -1stC.

Zamiast azotu można stosować CO2. Trwałość surowców przy zastosowaniu tych metod jest dwu- , trzykrotnie dłuższa niż metod tradycyjnych.

Także w komorach z zastosowaniem podwyższonego ciśnienia - 1330Pa.

Można również stosować indywidualne opakowania w foliach nieprzenikliwych i paroszczelnych w stosunki do gazów i przechowywać w lodzie lub w chłodniach powietrznych.

Filety schładzane tą metodą - trwałość do 20 dni.

Stosuje się również utrwalanie prom. Jonizującymi - inaktywują enzymy

Dłużej przechowujemy filety, a nie całe ryby (ponieważ mało enzymów w filetach).

Przechowywane mogą być także w kontrolowanej atmosferze N2 i CO2. W opakowaniu nie więcej niż 50
% CO2 ponieważ następuje odbarwienie tkanki.

Atmosfera kontrolowana - CO2, N2, O2 możemy cały czas kontrolować skład

Atmosfera modyfikowana - surowiec wtłaczamy, atmosfera może ulegać zmianie

Przed schładzaniem można stosować krótkotrwałą obróbkę cieplną w temp 90stC przez 2s nazywaną popularnie blanszowaniem. Chodzi tu o inaktywacje enzymów zawartych w skórze i redukcje drobnoustrojów. Wtedy jest częściowa denaturacja białek np. kolagenu w skórze powodujące jej zmatowienie.