способ тепловой обработки пищевых продуктов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ тепловой обработки пищевых продуктов, заключающийся в нагреве продукта в среде коптильного дыма, отличающийся тем, что нагрев в среде коптильного дыма проводят при повышенном давлении и капельном орошении водяным паром, осуществляемом конденсацией парогазовой смеси над продуктом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величина повышенного давления составляет не более 0,05 мПа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсат собирают и испаряют с возможностью регулирования количества водяного пара.

4. Устройство для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащее емкость, крышку, выполненную в виде теплообменника с патрубками для входа и выхода теплоносителя, и нагревательный элемент, отличающееся тем, что оно снабжено поддоном для воды, лотками для опилок, а также установленной над крышкой дополнительной крышкой с образованием между ними полости, в крышке вблизи выходного патрубка теплообменника выполнено дросселирующее отверстие диаметром 1,0-4,0 мм, а в дополнительной крышке - отверстие, расположенное вблизи входного патрубка для сообщения полости с атмосферой, при этом величина диаметра этого отверстия больше диаметра отверстия крышки.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено трубкой и выполненным в крышке, расположенным у входного патрубка дополнительным отверстием, при этом трубка размещена в полости между крышками так, что она соединяет оба отверстия крышки.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что трубка снабжена расположенным под углом и сообщенным с атмосферой патрубком, диаметр которого больше диаметра трубки.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что поддон для воды установлен с возможностью вертикального перемещения.

8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что отверстие дополнительной крышки сообщено с поддоном гибкой трубкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии приготовления пищи, в частности к варке, жарке и копчению пищевых продуктов, а также к устройствам для приготовления пищевых продуктов совместным действием тепла, коптильного дыма и давления, и может быть использовано преимущественно на предприятиях общественного питания, а также в бытовой технике для приготовления различных вторых блюд (мясо, птица, овощи).

Известны способы тепловой обработки пищевых продуктов, заключающиеся во влажном нагреве при высокой температуре (около 100^оС) в атмосфере водяного пара (варка) и сухом нагреве при температуре не ниже 120^оС при быстром обезвоживании, вследствие испарения влаги, тонкого наружного слоя продукта (жарка) [1].

Известен способ технологической обработки продуктов коптильными веществами, полученными в виде коптильного дыма в результате неполного сгорания дерева - копчение [2].

Известны факторы, влияющие на химический состав дыма - вид и состояние используемой древесины и условия ее сжигания (количество воздуха в зоне горения, температура термического разложения, скорость отвода дыма, характер транспортировки дыма в коптильную камеру [3].

Максимальный выход желательных для копчения ингредиентов дыма осуществляется при температурах, близких к температуре воспламенения древесины (220-350^оС), в процессе тления опилок при ограниченном доступе воздуха. Этому может способствовать увлажнение опилок, препятствующее возникновению пламени (при котором теряется ряд коптильных компонентов). Полученный таким образом дым с высокой относительной влажностью хорошо взаимодействует с подвергаемыми копчению изделиями.

Очевидно образование новых веществ, в том числе имеющих отчетливо выраженный аромат, в результате взаимодействия широкого диапазона компонентов (фракций) коптильного дыма с компонентами продукта.

Известно, что развитие аромата и вкуса копченостей связано с развитием вторичных процессов в продукте. Аромат и вкус копченостей усиливается в течение некоторого времени после попадания коптильных веществ в продукт. В формировании специфического вкуса копченостей участвуют фракции: фенольная, карбонильных соединений, органических кислот, а в формировании аромата - все фракции за исключением углеводной [4].

Известен способ горячего копчения рыбы, являющийся ближайшим техническим решением [5] , включающий обработку продукта пародымовой смесью в сетках в один ряд, причем на начальной стадии обработки на 40-60 мин продукт (рыбу) в сетках помещают в кипящую воду до соприкосновения с последней нижней поверхности рыбы, после чего продолжают обработку пародымовой смесью до готовности.

Однако известные способы технологической обработки пищевых продуктов имеют ряд недостатков, в том числе для них характерна значительная потеря веса и некоторых вкусовых качеств в процессе обработки, продолжительность по времени.

Известно устройство для быстрого приготовления вторых мясных и овощных блюд при повышенном давлении (0,8-1,1 кгс/см²) и температуре до 120^оС "Скорожарка" (руководство по эксплуатации, ТО 84-95-2-89, ПО "Климовсктекмаш"), содержащее емкость, герметичную крышку с предохранительными и аваpийными клапанами, причем продукт сначала тушат при закрытой крышке, а затем жарят как на обычной сковородке без крышки.

Известно также устройство для тепловой обработки пищевых продуктов, являющееся ближайшим техническим решением [6], содержащее емкость, герметично установленную на ней крышку, выполненную в виде теплообменника, и нагревательный элемент.

Однако возможности известных устройств ограничены в плане обработки продуктов и разнообразия их вкусовых качеств.

Целью изобретения является получение нового вида кулинарных продуктов со специфическими вкусовыми качествами, ароматом и цветом, увеличение выхода готового продукта, сокращение времени обработки.

Для достижения поставленной цели в способе тепловой обработки пищевых продуктов, заключающемся в нагреве продукта в среде коптильного дыма, нагрев производят при повышенном давлении в среде коптильного дыма и водяного пара при капельном орошении, осуществляемом конденсацией парогазовой смеси над продуктом, причем конденсат собирают и испаряют с возможностью регулирования количества водяного пара.

Для достижения той же цели устройство, содержащее емкость, крышку, выполненную в виде теплообменника с патрубками для входа и выхода теплоносителя, и нагревательный элемент, снабжено поддоном для воды, лотками для опилок, а также устанавливаемый над крышкой-теплообменником дополнительной крышкой с образованием между ними полости, при этом в крышке выполнено дросселирующее отверстие диаметром 1,0-4,0 мм, которое естественным образом регулирует сброс давления из емкости в полость между основной и дополнительной крышками, а в дополнительной крышке выполнено отверстие большего диаметра, связывающее полость с атмосферой. Предпочтительно размещение дросселирующего отвеpстия вблизи патрубка входа. Полость между крышками может быть связана гибкой трубкой с поддоном, размещенным в нижней части емкости, обеспечивая возврат конденсата. В свою очередь, поддон, служащий для сбора и испарения конденсата, размещен в нижней части емкости под нагревательными элементами с возможностью вертикального перемещения.

Кроме того, для регулирования давления и возврата конденсата дросселирующее отверстие вблизи патрубка выхода теплоносителя может быть соединено капиллярной трубкой с дополнительным отверстием в крышке вблизи патрубка входа теплоносителя в теплообменник.

Трубка может иметь отвод большего диаметра (патрубок), расположенный под углом к трубке с возможностью стока к ней и сообщенный с атмосферой.

Анализ патентных материалов и научно-технической литературы показал, что отсутствуют аналоги с признаками, сходными с признаками отличия предлагаемых способа и устройства, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Способ тепловой обработки пищевых продуктов заключается в последовательном и быстром выполнении следующих операций: нагрев продукта в среде коптильного дыма при повышенном давлении, капельное орошение водяным паром, осуществляемое конденсацией парогазовой смеси над продуктом, при интенсивном испарении, сопровождающемся падением давления до атмосферного, причем производство коптильного дыма осуществляется непосредственно в емкости для обработки продукта.

В емкость на металлические лотки насыпают опилки. Они должны иметь относительную влажность не более 20% и соответствовать ТУ 13-322-76. Температура разложения древесины не должна превышать 300^оС.

Продукт помещают в емкость таким образом, чтобы он равномерно омывался циркулирующей парогазовой смесью высокой температуры и капельным конденсатом.

В процессе нагрева паровая и капельно-жидкая фазы коптильного дыма поднимаются к охлаждаемой крышке емкости, конденсируются на ней и орошают продукт, осаждаясь на его поверхности и проникая внутрь. Газовая фаза, циркулируя, омывает продукт, осаждается на его поверхности и проникает вглубь.

Конденсация компонентов дыма способствует выпадению на дно емкости в поддон некоторых смолообразующих веществ и относительно реакционных соединений, таких как формальдегид.

Разложение древесины при ограниченном доступе воздуха в условиях, близких к медленному сгоранию (тлению), с увлажнением опилок циркулирующей парогазовой смесью непосредственно в емкости для приготовления продукта при плавном повышении температуры способствует максимальному сохранению и усвоению продуктом компонентов коптильного дыма. Зола остается на лотках.

Время производства коптильного дыма составляет 10-15 мин. Но процесс копчения продолжается развитием вторичных процессов в продукте.

В поддон перед началом обработки наливают небольшое (3-5 л) количество воды для увеличения плотности паровоздушной смеси за счет выделения водяных паров из бульона, образующегося в поддоне в течение времени приготовления продукта.

В зависимости от продукта, регулируя тепловые элементы, устанавливают необходимый температурный режим в емкости. По мере нагрева создается естественная циркуляция парогазовой смеси вокруг продукта. Скорость движения смеси достигает 1 м/с, что ускоряет процесс прогрева продукта.

Капельное орошение (дождь) предотвращает перегрев наружного слоя продукта (его температура не превышает 100-110^оС).

Жир, стекая и покрывая поверхность воды (бульона) в поддоне, снижает интенсивность парообразования.

Наличие охлаждаемой крышки, конденсирующий пар, способствует понижению скорости нарастания давления.

Продукт прогревается путем теплопроводности. Основная масса продукта обрабатывается в собственном соку. Потери веса минимальные.

В процессе обработки температура в емкости растет в течение всего цикла и устанавливается (стабилизиpуется) за 10-15 мин до полного приготовления продукта. На момент стабилизации температуры давление в емкости не превышает 0,05 мПа.

Слой жира к этому времени покрывает всю поверхность жидкости в поддоне, интенсивность парообразования падает, происходит обезвоживание тонкого наружного слоя продукта путем интенсивного испарения воды при естественном падении давления в емкости. Температура в емкости растет. Время сброса избыточного давления по отношению ко времени приготовления продукта составляет 15% . После обезвоживания температура наружного слоя начинает повышаться и достигает 130-135^оС. К этому времени температура внутри продукта достигает 83^оС - температуры кулинарной готовности. Окончательная температура, устанавливающаяся в емкости в конце процесса, зависит от мощности нагревателей, производительности теплообменника, количества загруженного в емкость продукта.

Предлагаемый способ тепловой обработки продуктов, включающий нагрев продукта в среде коптильного дыма при повышенном давлении и капельном орошении водяным паром, позволяет получать новый вид кулинарных изделий с оригинальными вкусовыми качествами, ароматом и цветом при увеличении выхода готового продукта (до 80%) и сокращении времени обработки (на 20-25%).

П р и м е р 1. Тушки цыплят-бройлеров после опалки и мойки разделывают на полутушки, укладывают в чаны, посыпают просолочной смесью, заливают рассолом и выдерживают.

Приготовленные таким образом полутушки помещают в предварительно разогретую до 190^оС емкость, подвешивая на шампурах.

На лотки насыпают опилки (100 г).

Температура нагревательных элементов (например ТЭНов) до 500^оС.

Температура охлаждаемой крышки 15-35^оС (вход и выход).

Время обработки в емкости объемом 0,12 м³ 32 полутушек: при массе полутушек 400 г 50 мин 500 г 55 мин 600 г 60 мин.

Готовность продукта определяется визуально путем прокола мышц тушки металлической иглой.

Запах и вкус готового продукта - свойственные копченому мясу цыплят, без посторонних привкусов и запахов. Цвет кожи - золотисто-коричневый.

П р и м е р 2. Разделенную рыбу (например, осетра или севрюгу) помещают в чистый профильтрованный охлажденный насыщенный соляной раствор плотностью 1,2 с температурой не выше 10^оС. Соотношение массы соляного раствора и рыбы 1:1.

Продолжительность посола кусков - 75 мин.

После посола куски рыбы промывают и выдерживают в течение 15 мин для стекания избыточной влаги.

В емкости куски рыбы развешиваются на шампурах. Термическая обработка осуществляется до достижения температуры в толще рыбы 80^оС.

На лотки насыпают 20-25 г опилки или стружки.

Время обработки в емкости 0,12 м³ 32 кусков рыбы по массе куска 450-500 г 70-80 мин.

Запах и вкус готового продукта - свойственные копченой рыбе, без посторонних привкусов и запахов.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки продуктов предлагаемым способом, общий вид; на фиг. 2 - вариант размещения нагревательных элементов; на фиг.3 - устройство, вид сверху; на фиг.4 - сечение крышки.

Устройство содержит емкость 1, крышку 2 с теплообменником 3, имеющим патрубки входа 4 и выхода 5 теплоносителя, уплотнение 6, нагревательные элементы 7, лотки для опилок 8, аварийный клапан 9, кран слива 10 и поддон 11.

Емкость снабжена приборами для измерения температуры, крышка-устройством для измерения расхода теплоносителя.

Устройство работает следующим образом.

В предварительно разогретой до 190^оС емкости 1 помещают продукт таким образом (например, на шампурах), чтобы он равномерно омывался циркулирующей парогазовой смесью высокой температуры и капельным конденсатом.

На металлические лотки 8, размещенные непосредственно на нагревательных элементах 7 (например, ТЭНах), насыпают опилки. Разогрев лотков происходит контактным путем.

В теплообменник 3, размещенный в крышке 2, подводят теплоноситель (например, воду). В поддон 11 наливают небольшое количество воды (3-5 л) для увеличения плотности паровоздушной среды в емкости за счет выделения водяных паров из бульона, образующегося на поддоне в процессе приготовления продукта.

В зависимости от вида продукта, регулируя нагрев в емкости и расход теплоносителя, устанавливают необходимый температурный режим.

По мере нагрева создается естественная циркуляция парогазовой смеси вокруг продукта.

В предлагаемом устройстве используется явление капельной конденсации - образование капель конденсата на несмачиваемой поверхности. Конденсирующаяся на нижней охлаждаемой поверхности крышки влага орошает продукт, питает его коптильными компонентами и предотвращает перегрев его наружного слоя.

Производство коптильного дыма непосредственно в емкости путем контактного нагрева опилок при ограниченном доступе воздуха и увлажнении опилок циркулирующей парогазовой смесью способствует получению дыма с высокой относительной влажностью, хорошо взаимодействующего с продуктом, участию в копчении максимального количества компонентов дыма (их более 100).

Наличие охлаждаемой крышки, конденсирующей пар, способствует понижению скорости нарастания давления.

Для снятия избыточного давления в емкости в процессе обработки продукта крышка за пределами теплообменника снабжена дросселирующим отверстием 12 диаметром 1-4 мм, которое естественным образом регулирует сброс давления в полость между крышкой-теплообменником и дополнительной крышкой 13. Полость в свою очередь снабжена отверстием 14 большего диаметра, связывающим полость с атмосферой. Кроме того, дополнительное понижение давления дает конденсация выходящего из отверстия 12 пара на верхней поверхности теплообменника.

Предпочтительно размещение отверстия 12 вблизи патрубка выхода теплоносителя, а отверстия 14 - вблизи патрубка входа теплоносителя в теплообменник (естественный перепад температур).

Избыточное давление в емкости не превышает 0,05 мПа.

Конденсат из замкнутой полости сливают, открыв крышку. Отверстие 14 может быть соединено гибкой трубкой 15 с поддоном 11 для возврата конденсата.

Кроме того, для регулирования давления и возвращения конденсата отверстие 12 вблизи патрубка выхода теплоносителя может быть соединено трубкой 17 (внутренний диаметр 1-1,5 мм) с отверстием 16 в крышке вблизи патрубка входа теплоносителя в теплообменник. Трубок может быть несколько. Трубка проходит внутри полости над поверхностью теплообменника или касаясь ее и может иметь отвод - патрубок 18 большего диаметра, выходящий в атмосферу и имеющий уклон в сторону трубки 17. Конденсат из патрубка 18 и трубки 17 возвращается в емкость естественным образом в направлении более холодной части теплообменника.

Для сбора испарения и регулирования количества водяного пара в емкости, ниже уровня нагревательных элементов, установлен поддон с возможностью его вертикального перемещения. Приближая или удаляя поддон от нагревательных элементов, регулируют интенсивность парообразования в собранном в поддоне бульоне, регулируя таким образом количество водяного пара в циркулирующей в емкости парогазовой смеси.

Нагревательные элементы с установленными на них лотками для опилок размещают в нишах боковых стенок емкости (фиг.1) либо в полости емкости равномерно под продуктом (фиг.2). В последнем случае лотки снабжены козырьками 19, защищающими опилки от влаги и жира.

Предлагаемый способ и устройство для тепловой обработки пищевых продуктов найдут применение в пищевом производстве, на предприятиях общественного питания, в бытовой технике.