При замораживании в тканях бланшированных клубней происходят глубокие
изменения. Влага, содержащаяся в клетках и межклеточном пространстве,
превращается в кристаллы льда, вымораживается, обезвоживается жидкая
часть сока, в которой растворены составные части клеток (белки, сахара,
кислоты и т. д.). В зависимости от характера процесса замораживания,
главным образом от его продолжительности, качество замороженных
продуктов может существенно изменяться. Вода содержится в каждой
растительной клетке. Если свежий сырой или бланшированный клубень
подвергать медленному замораживанию при ограниченном подводе холода, то
сначала в наружных слоях клеток начнется образование первых центров
кристаллизации, т. е. кристаллов льда. Эти кристаллы начнут сразу расти,
а на их поверхности станет кристаллизоваться влага из соседних клеток. В
результате размеры кристаллов льда превысят размеры самих клеток и
нарушат целостность клеточных оболочек во всей массе клубня. При его
размораживани.и (дефростации) влага, образующаяся в результате таяния
кристаллов льда, уже не может быть впитана клетками. В этом случае из
размораживаемых растительных продуктов вытекает сок, что значительно
снижает их качество.
Чтобы повысить качество замороженного картофеля, в современной
промышленности замораживание проводят быстро, с интенсивной подачей
холода, при возможно более низкой температуре. Чем ниже температура
замораживания, тем быстрее холод проникает внутрь клубня, больше центров
кристаллизации образуется в клетках и, следовательно, мельче кристаллы
льда, поскольку количество влаги в каждой клетке ограничено. В
быстрозамороженных продуктах клеточные стенки в основном не нарушены,
размеры кристаллов льда меньше размеров самих клеток. Поэтому при
дефростации таких продуктов сок остается в клетках и почти не вытекает.
На современных установках гарнирный картофель замораживают обычно при
температуре воздуха от минус 26 °С до минус 40 °С. Температура самого
продукта к концу замораживания достигает минус 18 °С. Более высокие
(близкие к 0°) температуры не рекомендуются, так как в этом случае
возможны окислительные процессы, приводящие к ухудшению качества
продукта, а также увеличению потерь некоторых ценных питательных
веществ. Быстрозамороженный картофель полагается хранить при температуре
не выше минус 18 °С. При этом очень большое значение имеет постоянная
температура хранения. Если во время хранения температура в холодильной
камере будет периодически повышаться, а затем понижаться на несколько
градусов, это приведет к постепенной перекристаллизации льда. На
поверхности отдельных кристаллов будут нарастать слои молекул воды за
счет массы других кристаллов. В результате образуются крупные кристаллы
льда, что приведет к уже описанным нежелательным последствиям.
Таким образом, производство быстрозамороженных продуктов может быть
успешным лишь в том случае, если будет обеспечена следующая «непрерывная
холодильная цепь»: замораживание подготовленных полуфабрикатов в
скороморозильном аппарате и хранение замороженных продуктов в
холодильной камере на заводе-изготовителе, перевозка в рефрижераторных
вагонах или авторефрижераторах к пунктам потребления, хранение в
распределительных холодильниках и в холодильных камерах
продовольственных магазинов. Купленные потребителями замороженные
продукты следует хранить в домашних холодильниках, не допуская даже
кратковременного их оттаивания.
Быстрое замораживание как метод консервирования
пищевых продуктов с целью сохранения их качества, питательной ценности,
витаминов, вкусовых и ароматических веществ, цвета, кулинарных
достоинств и т. д. является наиболее прогрессивным по сравнению со всеми
другими методами — стерилизацией, сушкой и т. д. Внедрение замораживания
осложняется необходимостью иметь довольно сложное холодильное
оборудование и постоянно содержать продукт при низких отрицательных
температурах, что приводит к значительным затратам средств. Однако
производство замороженных картофелепродуктов с каждым годом
увеличивается.
Для замораживания пищевых продуктов применяются скороморозильные
аппараты. Устройство и принцип их действия весьма разнообразны. Наиболее
перспективными являются аппараты воздушного охлаждения, в которых
продукты замораживаются в интенсивном потоке холодного воздуха. К таким
аппаратам относятся туннельные, конвейерные, флюидизационные.
На рисунке 18 изображен конвейерный скороморозильный аппарат с
транспортерами ленточного типа, предназначенный для охлаждения и
замораживания нарезанного обжаренного или необжаренного картофеля,
картофельных котлет, биточков и др. Аппарат состоит из пяти основных
частей: камеры охлаждения, камеры замораживания, воздухоохладителя с
вентилятором, привода транспортеров и воздухоочистителя. Камеры
охлаждения и замораживания расположены одна над другой. Внутри их
находятся горизонтальные ленточные транспортеры: два в охлаждающей
камере и три в морозильной. Привод состоит из комплекта редуктора,
вариатора скорости и электродвигателя. Воздухоохладитель состоит из,
аммиачных трехсекционных ребристых охлаждающих батарей. Во время работы
аппарата через наружные поверхности батарей продувается воздух, который
дальше направляется в морозильную камеру, где, замораживая картофель,
несколько нагревается и снова поступает к батареям воздухоохладителя.
Циркуляция воздуха осуществляется осевым вентилятором. Обе камеры
аппарата и воздухоохладитель с вентилятором заключены в общий
теплоизоляционный корпус.
Воздухоочистителем в аппарате служит электроосадитель пыли РИОН-С/28
конструкции «Гипрогазоочистки». Работает аппарат следующим образом.
Картофель с температурой около 70 °С подается из обжарочной печи к
загрузочно-распределительному устройству, посредством которого
насыпается ровным слоем на полотно верхнего транспортера охлаждающей
камеры, доходит до конца этого транспортера и через бункерное отверстие
в изолированном перекрытии между камерами пересыпается на полотно
верхнего транспортера морозильной камеры. Затем поступает на
разгрузочный транспортер, который подает его на ссыпной лоток,
укрепленный наклонно в выходном отверстии.
В охлаждающей камере температура продукта снижается примерно до 30 °С.
Охлаждается он здесь наружным воздухом, предварительно очищенным от пыли
электроосадителем. Подается воздух в камеру осевым вентилятором. Из
камеры отработанный воздух отводится наружу. В морозильной камере
картофель доводится до температуры минус 18 °С. Такая температура
достигается при температуре воздуха в морозильной камере минус 26 °С и
скорости его циркуляции 5 м/с. Для получения такой температуры воздуха
аммиак в батареях воздухоохладителя должен кипеть при температуре минус
33—35 °С, что обеспечивает работу холодильной машины ступенчатого
сжатия.
В последнее время для замораживания
картофелепродуктов, в частности нарезанного картофеля обжаренного и
необжаренного гарнирного, находят применение скороморозильные аппараты с
кипящим слоем. Такой аппарат (рис. 19) состоит из теплоизолированного
кожуха, воздухоохладителя, над которым расположен поддон с
перфорированным дном, питателя и центробежных вентиляторов.
Картофелепродукт подают к загрузочному устройству аппарата, которое
оборудовано вибрационной решеткой, далее он попадает на поддон с
перфорированным дном, где обдувается холодным воздухом и во взвешенном
состоянии быстро замораживается. При скорости воздушного потока,
соответствующей скорости стесненного витания ломтиков, они «всплывают» в
поддоне, отделяясь один от другого и свободно движутся слоем от места
загрузки к месту выгрузки. Из аппарата замороженный продукт удаляется
через разгрузочное окно и направляется на расфасовку и упаковку.
Воздух в аппарате перемещается с помощью центробежных вентиляторов. Из
воздухоохладителя направляется к поддону с перфорированным дном.
Воздухоохладитель оттаивается горячими парами холодильного агента.
Аппарат прост по конструкции, надежен в эксплуатации. Одним из главных
преимуществ этих аппаратов по сравнению с аппаратами ленточного типа
является резкая интенсификация процесса и улучшенное качество
замороженного продукта. Недостатком аппарата является необходимость
периодических остановок для удаления снеговой шубы с поверхности в
оздухоохладителя.