Лекции по дисциплине «Технология мяса и мясных продуктов»

Для  удаления  свободной  влаги  из  промытого  и  охлажденного  жира-сырца,  подлежащего  вытопке  сухим  способом, его  раскладывают  на  решетку  стечного  чана для  стекания.

Окончательное  измельчение.  Для более быстрого  и полного выделения жира  из  жировой ткани в процессе  вытопки все виды  жира-сырца,  перерабатываемого как в периодически  действующих аппаратах,  так и на  установках  непрерывного  действия,  подвергают  механическому измельчению.  С этой  целью используют  волчки,  дезинтеграторы,  центробежную  машину  АВЖ,  коллоидные  мельницы.  При  механическом  измельчении  разрушается  межклеточная  структура  жировой  ткани,  благодаря  чему  облегчается  выделение  жира  при  нагревании.

Опиловка  и  дробление  кости.  Для извлечения  жира,  содержащегося в трубчатых костях,  главным  образом  в  составе  костного  мозга,  опиливают  кулаки  на  дисковой  пиле.  При  необходимости  кость  промывают  водой  температурой  15-20   в  моечных  барабанах  или  чанах.  Все  другие  виды  кости  перед  извлечением  из  них  жира  дробят  на  костедробильных  машинах,  силовых  измельчителях  и  молотковых  дробилках.  Дробление необходимо  для  увеличения  реагирующей  поверхности,  ускорения  процесса  обезжиривания  и  наиболее  полного  извлечения  жира.  Размер  дробленой  кости,  предназначенной  для  выработки  желатина  и  клея,  должен  быть  не  менее  50  мм;   для  выработки  кормовой  муки  -  18-20  мм.  При  более  мелком  дроблении  кость  может  слеживаться,  что  приводит  к  ухудшению  процесса  обезжиривания.

Извлечение  жира.

Для  извлечения  жира  из  мягкого  и  жесткого  жиросырья  используют  вытопку,  экстракцию,  гидромеханический  (импульсный), электроимпульсный  и  вибрационный  методы.  Наиболее  распространенным  методом  является  вытопка.

Вытопка.  Это процесс извлечения  жира  из  измельченного сырья посредством нагрева.  Нагрев  приводит  к разрушению  структурных элементов тканей,  содержащих  жир,  и извлечению  жира  из  жировых клеток.  Жир вытапливают мокрым  и сухим способами.

При  мокром  способе  жиросырье  находится  в  непосредственном  контакте  с  водой  или  острым  паром.  Добавление  воды  при  вытопке  жира  из  мягкого  жиросырья,  с  одной  стороны,  способствует  разрушению  жировой  ткани,  а  с  другой -  приводит  к  гидротермическому  распаду  коллагена,  в  результате  чего  образуется  водный  раствор  глютина  и  продукты  его  дальнейшего  распада  (бульон).  Наличие  бульонов  способствует образованию  жировых  эмульсий.  Тем  самым  повышает  возможность  гидролиза жира  и затрудняет  процесс выделения фракций.  По  этой  причине вытопку жира мокрым  способом  целесообразно проводить при кратковременном воздействии повышенных  температур.

При  сухом  способе  жир-сырец  нагревают  через  контактную  поверхность  (паровую  рубашку).  Влага,  содержащаяся  в  сырье,  в  процессе  вытопки  испаряется  в  окружающую  среду  или  удаляется  под  вакуумом.  В  результате  тепловой  денатурации  белковых  веществ  оболочки  жировых  клеток,  содержащих  жир,  разрушаются,  и выделяется  содержащийся  в них жир.  В случае  применения  вакуума получается  двухфазная  система:  сухая жаровая шквара  и жир.  Для окончательного  извлечения  жира  полученную  шквару  вторично  обезжиривают  прессованием  или  центрифугированием.

Жиры,  полученные  методом  сухой  вытопки,  отличаются  повышенной  стойкостью.  Однако  в  условиях  сухого  нагрева  возможен  пирогенетический  распад  белков  с  образованием  веществ,  обладающих  неприятным  запахом,  придающим  жиру  темную  окраску.

Достоинством  вытопки  является  ее  простота  и  возможность  получения  продукта  достаточно  высокого  качества.  Организация  непрерывно-поточного  производства  обеспечивает  хорошие  экономические  характеристики.

Экстракция -  выделение жира  из  жиросырья летучими  растворителями.  При использовании этого метода  достигается практически полное  извлечение  жира  из  сырья.  Однако  его применение  требует сложной аппаратуры,  использования дорогостоящих и  взрывоопасных растворителей.  Кроме того,  извлеченный жир и обезжиренное  сырье нуждаются в тщательной  очистке от  остатков  растворителя.  В мясной  промышленности  этот  метод применяют для обезжиривания кости на  клеевых и желатиновых  предприятиях.

Гидромеханический  (импульсный)  метод  извлечения  жира  основан  на  использовании  кавитационных  импульсов  и  мощных  гидравлических  ударов,  возникающих  при  движении  рабочего  органа  машины  и  обрабатываемого  в  воде  или  другой  жидкой  среде.  Под  действием  высокоскоростных  импульсов  и  давления  воды  разрушаются  связи,  удерживающие  жировые  клетки  в  составе  тканей,  и  сами  жировые  клетки  с  выделением  жира  в  водную  среду.  Применение  импульсного  метода  наиболее  целесообразно для извлечения  жира  из  кости при дальнейшем  ее  использовании в производстве  желатина  и клея,  так как белковые  вещества  в обезжиренной  кости сохраняют свои  первоначальные  свойства. 

Электроимпульсный  метод  обезжиривания  кости  заключается  в  воздействии  на  сырье  гидравлических  импульсов,  образующихся  при  электрических  разрядов  конденсаторов.  В  установке  для  электроимпульсного  обезжиривания  кости  ток  низкого  напряжения  (127-220  В)  преобразует  в  ток  высокого  напряжения  (50-90  кВ  и  более),  который  накапливается  в  конденсаторах  и  мгновенно  отдается  в  виде  разряда.  При  этом  электрическая  энергия  переходит  в  энергию  взрыва  и  в  результате  возникающих  в  жидкости  импульсов  из  кости  извлекается  жир.  Соотношение  кости  и  воды  1׃ (2÷4).  Полученный  костный  жир  отличается  высокими  качественными  характеристиками.

Вибрационный  метод  извлечения  жира  из  кости,  разработанный  ВНИКИМПом,  заключается  в одновременном воздействии на  кость механического перемешивания и вибрации  в присутствии горячей воды  температурой  80-85˚С      (соотношение кости и воды  1׃1).  Этот  способ  позволяет интенсифицировать процесс обезжиривания кости и  получить  высокое  качество  жира.

Вытопка  жира  в  аппаратах  периодического  действия.  Вытопку жира  в аппаратах периодического  действия  сухим или мокрым  способом  можно осуществить в открытых  котлах  под атмосферным давлением,  в автоклавах  (вертикальных  или  горизонтальных) под избыточным  давлением  или  под  разрежением.

Вытопка  жира  в  открытых  котлах.  Жир  под  атмосферным  давлением  вытапливают  в  двустенных  открытых  котлах,  обогреваемых  глухим  паром,  или  в  одностенных  с  непосредственной  подачей  острого  пара  в жиросырье.  Для  вытопки  жира  из  мягкого  жира-сырца  наиболее  распространенным  является  сухой  способ.

В  открытых  двустенных  котлах  вытапливают  все  виды  пищевых  жиров  из  предварительно  измельченного жира-сырца (рис.  125).  Мягкий  жир-сырец вытапливают в открытых  котлах  сухим способом  в две стадии.  На  первой  стадии  измельченный  жир-сырец загружают небольшими  порциями  в 3-4  приема  в предварительно  подогретый  до  50˚С котел,  нагревают  при  непрерывном  перемешивании мешалкой  до  65-70˚С.  при  этой  температуре  происходит  сваривание  коллагена,  в  результате  которого  происходит  уменьшение  прочности  коллагеновых  волокон,  и  изменение  других  белковых  веществ,  что  приводит  к  деформации  и  частичному  разрушению  жировых  клеток.  Наряду  с  этим   подавляется  активность  фермента  липазы.  Таким  образом,  в  результате  деформационных  изменений  внутриклеточных  и  межклеточных  белков,  вызванных  нагревом,  разрушается  структура  жировой  ткани  и  из  нее  выделяется  расплавленный  жир.

На  второй  стадии  жировую  массу  кратковременно  (20  мин)  нагревают  до  80-90˚С.  происходит  гидротермический  распад  коллагена  и  денатурации  глобулярных  белков,  в  результате  чего  они  осаждаются  в  виде  коагулированных  частиц  шквары.  Жир  становится  более  прозрачным.  Продолжительность  вытопки  в  зависимости  от  вместимости  котла  составляет  70-80  мин.  Отсолка  жира  и  предварительное  отстаивание  его  в  котле  происходит  при  прекращении  подачи  пара   в  рубашку  котла  и  выключенной  мешалке.  Расход  соли  составляет  2%  к  массе  сырья  при  добавлении  ее  в  3-4  приема.  Продолжительность  отстаивания  20-25  мин.  Вытопленный жир сливают по  шарнирной трубе в отстойник,  а затем подают  на  очистку в сепаратор.  Очищенный жир охлаждают и сливают в тару.  Шквару  выгружают и дополнительно обезжиривают,  после чего  используют  для сухих кормов.  Общая продолжительность процесса  в зависимости от  вместимости котла от  2  ч 30  мин до  3  ч 25  мин.

При  вытопке  жира  в  открытых  котлах  не  достигается  полного  извлечения  жира  из  жиросырья.  В  составе  шквары,  остающейся  после  вытопки,  содержится  до  20%  жира,  который приходится  извлекать дополнительно различными  способами,  а это связанно  с определенными материальными затратами и требует специального  оборудования.  Кроме того,  при вторичном обезжиривании  шквары  снижается сортность жира.  Вследствие  контакта  жира  с кислородом  воздуха   в ходе  вытопки снижается продолжительность его хранения.

В  открытых  котлах  при  атмосферном  давлении  мокрым  способом  обезжиривают кость поделочную  и для производства  желатина  и клея.  Для этого наиболее  удобными  являются  котлы с выемными  перфорированными  корзинами,  позволяющими  механизировать  загрузку  и выгрузку  кости.  Обогрев котла лучше производить через паровую рубашку,  так  как  непосредственный  контакт  кости  с  острым  паром  способствует  образованию  стойкой  эмульсии  и  увеличению  потерь  жира  с  бульоном.  Процесс  выделения  жира  из  кости  протекает  в  водной  среде  при  температуре  не  выше  90-100˚С.   Вода  необходима  для  более  быстрого  и  равномерного  прогрева  кости  и  разрушения  жировых  клеток.  Продолжительность  извлечения  жира  из  поделочной  кости  составляет  5-6  ч.  При  этом  удается  извлечь  до  90%  жира,  содержащегося  в  сырой  кости.  Выварка измельченной  кости (куски около 5  см)  для производства  желатина  или клея  происходит  в течение 4-5  часов,  выход жира  от  общего  его содержания  в кости составляет  40%.

После  вытопки  поделочную  кость  промывают  вращающемся  барабане  горячей  водой  (65-85˚С).  Промытую  кость  подсушивают  в  сушилках  при  30-40˚С и  отправляют  на  склад.  Кость  для  производства  желатина  и  клея промывают  в  барабанах  или  непосредственно  в  котле  теплой  водой  (не  ниже  30˚С).  Промывные  воды  спускают  через  жироуловитель,  откуда  жир  направляют  на  очистку,  а  мясигу  и  мелкодробленую  кость -  на  выработку  кормовой  муки.  Очищенный  бульон используют  на  пищевые  цели  или  выработку  клея.

Вытопка  жира  под  избыточным  давлением.  Вытопку  жира  под  избыточным  давлением  применяют  в  случае  переработки  неизмельченного  мездрового,  межсоскового  сырья  с  невысоким  содержанием  жира,  шквары,  а  также  кости.

Для  вытопки  жира  под  избыточным  давлением используют  автоклавы различной конструкции и универсальные горизонтальные  вакуумные котлы с мешалками.  В автоклавах  вытапливают жир в присутствии достаточного  количества  воды,  добавляют к сырью перед выплавкой,  либо  она  образуется  в  результате    конденсации  пара  при  обогреве  сырья  острым  паром.  Вода  необходима  для  поддержания  избыточного  давления,  повышения  интенсивности  теплообмена,  вытеснения  жира  из  сырья  и  устранения  возможности  гидротермического  распада  белков,  продукты  которого  ухудшают  цвет  и  запах  жира.  Количество  добавляемой  воды  составляет  20%  к  массе  сырья.

Для  извлечения  жира  из  мягкого  жира-сырца  и  шквары  наиболее  пригоден  вертикальный  автоклав  с  паровой  рубашкой.  Неизмельченную  жировую  ткань  вытапливают  при  115-125˚С и  давлении  пара  в  рубашке  аппарата  0,25-0,3  МПа,  внутри  автоклава  - 0,2-0,225  МПа.  Общая  продолжительность  процесса  составляет  5  ч.  Несмотря  на  определенные  преимущества  этого  способа,  ухудшается  качество  жира  в  результате  его  частичного  гидролиза.

Жир  в  кости  извлекают  под  давлением  в  двустенных  и  одностенных  автоклавах  с  выемными  корзинами,  с  периодическим  сливом  жира  или  с  непрерывным  отводом  жира  и  бульона  и  в  горизонтальных  вакуумных  котлах.

В  автоклавах  под  давлением  обычно  обезжиривают  кость,  которую  используют  в  дальнейшем  для  производства  кормовой  муки,  а  бульон – для  выработки  клея.  При  этом  способе  извлекается  до  75%  жира,  содержащегося  в  кости.  Наибольший  выход и лучшее  качество  жира  получают  при  варке  кости  под  давлением  0,4-0,5  МПа  при  температуре  120-125   в  течение  1,5-2  ч  или  при  0,15-0,2  МПа  в  течение  4  ч.

Извлечение  жира  из  кости  в  автоклавах  с  непрерывным  отводом  жира  и  бульона  является  наиболее  эффективным способом.  Кость обезжиривают  острым  паром без добавления  воды  под избыточным  давлением 0,4-0,5 МПа.  Продолжительность процесса  (включая  загрузку  и  выгрузку  кости  в  выемных  корзинах)  составляет  1,5-2  ч.  Концентрированный  бульон  и  жир  из  автоклава  по  мере  образования  непрерывно  отводят  в  жироотделитель.  После  их  разделения  жир  направляют  в  отстойник,  а  бульон -  в  парник.  Жир  после  подогрева  очищают  в  сепараторе.  Из  бульонов  после  их  упаривания  получают  высококачественный  клей.  Обезжиренную  кость  (остаточное  содержание  жира  6%  и  влажность  16%)  направляют  на  выработку  сухих  кормов.  Выход  жира  (высшего сорта) – 85%  к  его  содержанию  в  кости.

При  обезжиривании  в  горизонтальных  вакуумных котлах измельченную  кость загружают в котел и заливают  водой (100%  к массе кости).  Обезжиривание кости проводят  под избыточным  давлением 0,15-0,2  МПа в течение 4-4,5  ч при температуре массы 120˚С.  Вываренную  кость высушивают при разрежении  в котле 0,06-0,08  МПа,  температуре 80-85˚С  в течение 1  ч.  Полученные  при разварке  кости жир и бульон  сливают через отцеживатель  в отстойник.  Отстоявшийся  жир после чистки  и охлаждения  упаковывают в бочки,  а бульон,  пройдя  через жироуловитель,  поступает на  выпарку в вакуум-аппарат.  Упаренный бульон  выпускают в виде  жидкого  клея-галлерты.  Вываренную  и  высушенную  кость  направляют  на  производство  костной  муки.