Главная > От червя до окуня > Вылов и хранение рыбы > Размораживание рыбы

Способы размораживания рыбы

Размораживанием называют процесс превращения льда, содержащегося в тканях замороженной рыбы, в воду. Для осуществления такого процесса необходимо затрачивать энергию, чаще всего в форме теплоты. В конце размораживания температура рыбы повышается примерно до 0°С. При этом происходят необратимые процессы, связанные с таянием кристаллов льда, денатурацией белков (особенно при прохождении критического диапазона температур), вытеканием тканевых соков, окислением жира.

Способ размораживания рыбы и конструкцию оборудования выбирают с учетом вида поступающего продукта. Наиболее типичны следующие виды замороженной продукции: рыба, замороженная поштучно (отдельные экземпляры); рыба, замороженная в блоках целиком, потрошеная или потрошеная и обезглавленная; филе, замороженное в блоках; рыбный фарш, а также креветки в блоках.

Свежемороженая рыба подразделяется по сортам (I и II сорта); по органолептическим показателям она должна соответствовать требованиям существующих стандартов. Поверхность рыбы I сорта должна быть чистой, естественной окраски, свойственной данному виду рыбы. В зависимости от вида рыбы регламентированы допустимые повреждения и изменения цвета поверхности. Изменение цвета (пожелтение) не должно быть связано с окислительными процессами. Требования к внешнему виду рыбы П сорта в основном остаются теми же, что и для рыбы I сорта, но для отдельных видов рыб допускаются механические повреждения в несколько большей степени.

После размораживания консистенция рыбы I сорта должна быть плотной, присущей данному виду рыбы. Для рыбы II сорта консистенция может быть ослабленной, но не дряблой. Запах рыбы I сорта после размораживания должен быть свойствен свежей рыбе, без порочащих признаков. Для рыбы II copтa допускается кисловатый запах в жабрах, а для отдельных видов рыб — незначительный запах окислившегося жира, не проникший в толщу мяса.

Мелкая мороженая и океаническая хрящевая свежемороженая рыба, а также мороженая рыба специальной разделки и филе по сортам не подразделяются. Органолентические показатели указанных групп рыб также регламентированы существующими стандартами. Размороженные рыба и морепродукты портятся так же быстро, как и продукты, хранившиеся в свежем виде в условиях обычного охлаждения. Микроорганизмы, которые не погибли при замораживании, начинают развиваться, как только температура продукта станет положительной. Таким образом, применяемый способ размораживания должен быть, во-первых, кратковременным и, во-вторых, обеспечивать поддержание возможно более низкой положительной температуры.

Применяемые способы размораживания можно разделить на две группы: способы, при которых размораживание происходит за счет поступления теплоты извне через поверхность тела, и способы, при которых тепло, необходимое для размораживания, генерируется непосредственно в объеме тела замороженного продукта. Эти способы соответственно называют размораживанием с поверхностным и объемным нагревом.

При использовании способов с поверхностным нагревом теплота от теплоносителя подводится к поверхности продукта. В качестве теплоносителя могут быть использованы воздух, вода, пар, кристаллизующаяся вода. Размораживание происходит постепенно: сначала оттаивает поверхность рыбы, затем ее внутренние слои. Такой способ называют также термическим.

В основе способов объемного размораживания лежат электрические свойства рыбы. Замороженная рыба обладает свойствами слабых проводников и диэлектриков, поэтому ее либо включают в электрическую цепь как проводник, либо помещают в переменное электромагнитное поле и она разогревается как диэлектрик. Размораживание происходит в результате объемного нагрева.

Способы поверхностного размораживания. Этими способами рыбу размораживают при омывании ее жидкой или газообразной средой, конденсирующимся паром, кристаллизующейся водой, путем лучистого теплообмена и контакта с греющей поверхностью. При поверхностном размораживании возникает опасность перегрева поверхности продукта, что может привести к значительному снижению качества. Ограничение максимальной температуры замедляет процесс размораживания.

Размораживание жидкой средой. Рыбу размораживают в пресной воде и растворах поваренной соли. Самый простой метод размораживания — погружение рыбы. в неподвижную или проточную воду. Этот способ наиболее пригоден для быстрой обработки большого количества продукта. Размораживание рыбы водой осуществляется погружением или орошением.

Размораживание погружением в воду чаще всего используют для крупной неразделанной рыбы. Недостатком этого способа является экстракция азотистых веществ и набухание, зависящее от продолжительности пребывания рыбы в воде и температуры воды. По этой при чине размораживание водой не применяется для блоков замороженного филе.

Погружное размораживание используют иногда для придания продукту специфического запаха и вкуса. Например, в Японии угря тупит и замораживают. Отдельно готовят густой соевый соус, в который затем помещают замороженную рыбу. Угорь одновременно размораживается и пропитывается соусом. Такая технология обеспечивает хорошие вкус и внешний вид продукта и в целом сокращает продолжительность термической обработки.

При производстве продукции копчения и пряного посола рыбу размораживают в концентрированных растворах поваренной соли. Совмещение процессов размораживания и посола позволяет сократить цикл производства, увеличить производительность за смену, экономить воду, емкости и рабочую силу. Однако при этом способе, как и при размораживании в воде, происходят экстрагирование азотистых веществ и потеря массы рыбы, поэтому желательно по возможности понижать температуру жидкости, ускорять размораживание и прерывать процесс, когда рыба достигнет полуразмороженного состояния (температура —3 ... —4 °С). Следует принимать во внимание, что при размораживании в растворе поваренной соли вследствие просаливания рыбы исключается дальнейшее ее хранение, соль вызывает усиленную коррозию элементов дефростера. К недостаткам этого способа размораживания относятся также трудность поддержания постоянной концентрации тузлука и соответствующих санитарно-гигиенических условий.

Эффективным средством интенсификации процесса погружного размораживания является увеличение скорости жидкости, в том числе с использованием барботируемого воздуха. Однако повышение скорости ограничивается образованием пены, отделением чешуи, возникновением заторов. Кроме того, ударное действие струи в значительной степени смягчается из-за вязкости воды, окружающей рыбу или рыбный блок. Кинетическая энергия водяной струи используется эффективнее, если окружающей средой является воздух, а блок состоит из мелкой рыбы. Если вместо подачи на блок потока воды в ванне погружного дефростера распределить воду тонким слоем по поверхности блока, то при свободном стекании скорость воды, а также коэффициенты теплоотдачи повышаются. Кроме того, такой способ подвода размораживающей среды обеспечивает размывание блока и отделение размороженных рыб, слой которых оказывает значительное сопротивление теплопередаче. Своевременное удаление рыб из зоны орошения позволяет сохранить качество размороженного сырья. Эти соображения привели к разработке и широкому промышленному применению способа размораживания блоков рыбы орошением водой.

Применение струй воды в теплообменных процессах давно получило признание как эффективный и экономичный способ подвода или отвода теплоты. Однако при размораживании блоков особенно мелкой рыбы режимные параметры водяной струи должны быть щадящими, не вызывающими нарушений кожного покрова.

При ускорении процессов размораживания и просаливания крупной рыбы теплый рассол вводят непосредственно в толщу продукта (с помощью игл). Этот, по существу, полуобъемный способ размораживания позволяет резко интенсифицировать как теплообмен, так и процесс просаливания рыбы.

Размораживание газообразной средой. Наряду с водой, в качестве размораживающего агента широко используют воздух, а в некоторых случаях газообразные азот или окись углерода. Воздух может быть использован на любом предприятии, где нет достаточного количества воды. Однако теплофизические свойства, в частности низкий коэффициент теплопроводности и небольшая теплоемкость, удлиняют процесс размораживания и требуют большой кратности циркуляции воздуха.

Размораживание в воздухе осуществляют в условиях свободного или вынужденного движения, причем применяют два температурных режима: с использованием воздуха комнатной (15 ... 20°С) и низкой (0... 5°С) температуры.

Размораживание в неподвижном холодном воздухе часто называют медленным размораживанием. Этот способ гарантирует равномерное распределение температуры по толщине рыбы. Продукт доводится до полуразмороженного состояния при минимальных потерях сока, однако процесс происходит слишком медленно (до 30 ч). В летние месяцы при высокой температуре воздуха качество рыбы может ухудшиться, поэтому крупную рыбу (типа тунца) пересыпают дробленым льдом. Такой прием рассматривают как разновидность способа медленного размораживания. Медленное размораживание непригодно для блоков мороженой сельди, предназначенной для изготовления кипперса, так как мясо становится мягким и малопригодным для машинной разделки.

На многих рыбообрабатывающих предприятиях блоки мелкой рыбы, а также отдельные экземпляры крупной рыбы (осетровые) размораживают воздухом при атмосферном давлении в условиях свободной конвекции. Замороженный продукт раскладывают на стеллажи или просто на столах и оставляют на ночь в помещении с положительной температурой. Крупная рыба не всегда успевает полностью разморозиться, но температура —3 ... —4°С весьма удобна при разделке осетровых на балыки. Рез получается гладким, ровным, без задиров. Этот метод размораживания дает хорошие результаты, если его умело использовать, кроме того, он не нуждается в частом контроле. Размораживание рыбы можно ускорить, используя вынужденное движение газообразной среды, увлажняя се и проводя процесс под избыточным давлением (X возрастает). Для сокращения продолжительности размораживания часто применяют совместный теплообмен конвекцией и излучением.

К недостаткам воздушного размораживания относятся: громоздкость аппаратуры, подсушка внешней поверхности продукта и повышенный расход тепла, связанный с испарением (при использовании в качестве рабочего агента сухого воздуха), а также значительная окислительная порча жира. Этот способ в основном применяют для размораживания тощей рыбы. В промышленности используется способ размораживания рыбы увлажненным воздухом. Увлажнение осуществляется разбрызгиванием воды через форсунки, подачей воды на горячую поверхность с образованием пара, непосредственной подачей водяного пара в воздушный поток и пропусканием воздуха над поверхностью или через струи воды. Воздух нагревают электрическими нагревателями, паровыми змеевиками или прямым контактом со струей горячей воды. Рекомендуемая скорость воздушного потока 5 ... 8 м/с, температура 20 ... 21 °С. При повышении температуры консистенция рыбы становится мягкой.

Размораживание конденсирующимся паром под вакуумом. Этот способ размораживания основан на использовании теплоты, выделяющейся при конденсации насыщенных паров на холодной поверхности замороженной рыбы. Первоначально предлагалось использовать пар хладагента после холодильного компрессора. Однако в промышленности применяют пар чистой воды, поскольку он дешев, распространен, удобен и безопасен в обращении. К сожалению, водяной пар при атмосферном давлении конденсируется при 100 °С. Чтобы исключить провар и отрицательное воздействие на продукт высоких температур, конденсацию пара осуществляют при низком давлении (под вакуумом). При температуре конденсации водяного пара 20 °С необходимо поддерживать в камере размораживания давление 0,0023 МПа, т. е. вакуум. К достоинствам паровакуумного способа размораживания относятся отсутствие перегрева продукта, потерь массы и опасности бактериального загрязнения, сохранение вкусовых качеств продукта, небольшой расход воды. Кроме того, температура размораживающей среды во всем объеме дефростера остается постоянной независимо от того, в каком месте и сколько тепла поглощается.

Этот способ размораживания нельзя считать высокоинтенсивным. Значение коэффициента теплоотдачи от пара к поверхности продукта оказывается того же порядка, а в некоторых случаях и ниже, чем, например, при размораживании орошением водой. Первая причина невысоких значений а при конденсации в рассматриваемых условия) состоит в плавлении поверхностной корочки льда (глазури) наносимой для уменьшения естественных потерь при холодильном хранении рыбы. Как показывают расчеты, суммарная толщина стекающего слоя жидкости (конденсат + расплав) во много раз превышает обычный слой пленки конденсата, термическое сопротивление которой в теории Нуссельта считается основным сопротивлением процессу. Вторая причина — малый расход стекающей жидкости и отсутствие ударной силы струи.

Наконец, следует учесть, что лед содержит значительное количество газовых пузырьков и поэтому является источником выделения неконденсирующихся газов, которые резко снижают интенсивность теплоотдачи при конденсации. Например, при содержании в паре 1% воздуха коэффициент теплоотдачи уменьшается на 60%. Для поддержания стабильности процесса приходится непрерывно отсасывать из рабочего объема паровоздушную смесь.

Таким образом, при паровакуумной обработке замороженной рыбы можно ожидать скоростей размораживания примерно того же порядка, что и при орошении, но не сверхвысоких, как это принято считать.

Размораживание кристаллизующейся водой. Этот способ размораживания основан на использовании теплоты, выделяющейся при льдообразовании на поверхности замороженной рыбы (1 кг льда выделяет 335 кДж теплоты). Замороженную рыбу погружают в воду температурой 0,5 ... 1°С, близкой температуре льдообразования. Этим способом размораживают осетровых рыб при производстве балычных изделий. Если рыбу размораживать на воздухе, то продолжительность размораживания составляет около 30 ... 35 ч. При размораживании в теплой (неледяной) воде процесс ускоряется, улучшаются вкусовые качества рыбы, исключаются усушка и необходимость удалять слизь и грязь с поверхности рыбы. Однако мясо рыбы набухает, теряется часть органических и минеральных веществ, увеличивается микробная обсемененность и повышается температура до 0 С и выше, что недопустимо для осетровых, предназначенных для производства балыков. При размораживании в условиях кристаллизации слой льда, покрывающий рыбу, предохраняет ее от контакта с водой, что снижает набухание и общую обсемененность.

Размораживание контактом с греющей поверхностью. Этот способ дает положительные результаты главным образом для блоков рыбы, имеющих ровную поверхность. Процесс контактного размораживания рыбы идет быстрее, чем, например, при размораживании в воздухе, т.к. не требуется очистки отработанной воды от чешуи и пены и больших расходов воды. Однако использование контактного подвода теплоты интенсифицирует только процесс размораживания поверхности блока, а остальные операции не всегда поддаются строгому контролю (постоянство контакта блока с греющим элементом, перегрев рыбы, нарушение кожного покрова), что, конечно, осложняет работу.

Размораживание инфракрасным излучением. Для размораживания рыбы можно использовать инфракрасное излучение. В процессе нагревания между излучателем и облучаемым телом происходит лучистый теплообмен. Поверхностная плотность потока излучения в десятки раз превышает плотность теплового потока при конвективном и контактном размораживании, что позволяет достигать высоких скоростей нагрева. Однако в результате теплового облучения происходит быстрое нагревание не всего тела, а лишь его поверхности на глубину до 1 ... 2 мм. Температура поверхностного слоя быстро повышается, что приводит к испарению влаги и образованию вздутий под кожей рыбы. Этот способ размораживания рыбы может применяться только в комбинации с другими.

При рассмотренных выше термических способах размораживания теплота к поверхности продукта подводится теплопроводностью, конвекцией и излучением, а внутри рыбы распространяется только теплопроводностью, часто лимитирующей скорость процесса. Отмечено, что рыба, находящаяся в поверхностных слоях блока, претерпевает более заметные качественные изменения, чем рыба, находящаяся во внутренних его слоях. Кроме того, большая часть подводимой теплоты тратится на подогрев размораживающей среды, транспортных средств и бесполезно рассеивается в окружающую среду. Этих недостатков лишены электрофизические методы нагрева. Способы объемного размораживания. Способы объемного размораживания по сравнению со способами поверхностного размораживания являются более быстрыми. В основу их положена способность замороженных продуктов поглощать энергию электромагнитных волн. Тепло генерируется внутри мороженого продукта.

Основной недостаток этих способов заключается в том, что тепловой эффект с увеличением толщины продукта снижается. Тонкие блоки замороженной рыбы могут быть разморожены в течение секунд, в то время как при толщине более 50 мм для размораживания требуется уже значительное время. При увеличении подводимой мощности возможен перегрев и провар рыбы. В зависимости от того, какие электрические свойства рыбы используются при осуществлении объемного нагрева, различают диэлектрическое размораживание и размораживание электрическим током.

Диэлектрическое размораживание. При этом способе замороженная рыба помещается в электромагнитное поле и размораживается как диэлектрик. В зависимости от диапазона частотэлектромагнитного излучения диэлектрическое размораживание делится на сверхвысокочастотное (СВЧ, микроволновое), высокочастотное (ВЧ) и низкочастотное.

Как правило, этими способами продукт полностью не размораживают для предотвращения его перегрева. Наиболее часто темпера тура продукта в конце процесса достигает —2 ... —6 °С. Отепление продукта до такого состояния называют темперированием.

При размораживании микроволнами обычно используют частоту 915 и 2450 МГц. Источником электромагнитного излучения является магнетрон. Энергия передается через волноводы к закрытой полости и многократно отражается от ее стенок.

При коротковолновом, ВЧ-размораживании рыба помещается в электромагнитное поле конденсатора, к которому подают переменное напряжение строго выбранной частоты. Поскольку выделяемая мощность пропорциональна частоте, то ее выбор должен быть обусловлен природой продукта с учетом его диэлектрических характеристик. Обычные ВЧ-установки работают на частоте 25... 50 МГц.

При наложении переменного поля на диэлектрик в нем появляется ток смещения, вызванный поляризацией, и ток проводимости, обусловленный наличием в диэлектрике свободных электрически заряженных частиц. Протекание суммарного тока приводит к выделению теплоты в объеме продукта.

Теоретически при размораживании в электромагнитном поле выделение теплоты должно быть равномерным по всей массе тела. Однако это подтверждается только для инертных веществ гомогенного состава. Диэлектрик, образованный биологическими тканями, гораздо сложнее. Например, состав рыбы не постоянен и зависит от вида, стадии половой зрелости и возраста особей. Даже состав одного и того же экземпляра рыбы неодинаков в разных частях тела, а иногда даже по сторонам тела, например у камбаловых рыб, имеющих асимметричную форму. Технические трудности, например неконтролируемый перегрев рыбы, низкий КПД установки, ее сложность, высокие первоначальные капитальные затраты, значительный расход электроэнергии и др. некоторое время препятствовали внедрению микроволнового размораживания. Для исключения местных перегревов было предложено проводить размораживание при сравнительно низкой мощности; приводить продукт в движение, чтобы нейтрализовать последствия неоднородности электрического поля, вызванные неоднородностями продукта; осуществлять прерывистую подачу энергии или периодически извлекать продукт из электрического поля; погружать продукт в воду, обсыпать его мелким льдом или обдувать холодным воздухом (-15° С).

Несмотря на высокое качество размороженного продукта, диэлект размораживание — дорогой способ и применяется в конкретных условиях после обоснования экономической целесообразности.

Размораживание электрическим током. Сущность этого способа заключается в том, что через замороженную рыбу, обладающую определенной электропроводностью, пропускают переменный электрический ток, который вызывает ее нагревание (эффект Джоуля - Ленца). Джоулевы потери энергии не зависят от частоты тока и выделяются, как принято считать, в объеме продукта. Этот способ называют также электромагнитным размораживанием, размораживанием токами промышленной частоты ТПЧ), размораживанием способом электросопротивления, электропогружным, электрорезисторным, электротермическим размораживанием и просто электроразмораживанисм (электрическим током).

Достоинство способа состоит в быстром размораживании и хорошем качестве рыбы. К недостаткам электроразмораживания относятся: большой расход электроэнергии, воды, местный провар рыбы, опасность поражения электротоком, поэтому до сих пор этот способ не нашел промышленного применения.

Выбор способа размораживания зависит от технологической характеристики сырья, геометрических размеров отдельных рыб, их вида, жирности, плотности, вида разделки, первоначальной холодильной обработки, а также от объема производства и вида конечного продукта. Внедренный способ размораживания должен обеспечивать максимальное сохранение качества рыбы, непрерывность технологического процесса, сокращение продолжительности размораживания, удовлетворительное санитарное состояние, сведение к минимуму эксплуатационных затрат. Стоимость размораживания 1 т рыбы различными способами (в % стоимости размораживания в воде, принятой за 100%) составляет соответственно: в паре под вакуумом НО, в воздухе 120, в электромагнитном поле 200.