УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕНДЕРИЗАЦИИ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ

Полезная модель относится к устройствам для механической подготовки мясных, крупнокусковых и порционных полуфабрикатов к тепловой обработке.
Известно устройство для отбивания мясных полуфабрикатов в ограниченном пространстве (Патент РФ 183819, Мобильное устройство для отбивания мясных полуфабрикатов в ограниченном пространстве) [1], позволяющее разрыхлять межмышечные соединительные ткани и сухожилия в структуре мясного полуфабриката. Оно состоит из трансформатора, выпрямительного моста, накопительного конденсатора, корпуса, провода, провода заземления, выключателя, корпуса блока. Недостатками данного устройства является то, что оно не позволяет осуществить тендеризацию крупнокусковых мясных полуфабрикатов массой m=1500-2000 г.
Технической задачей полезной модели является снижение продолжительности тендеризации крупнокусковых полуфабрикатов в жидкой среде при повышении качества технологического процесса.
Техническая задача решена за счет того, что устройство для тендеризации мясных полуфабрикатов в жидкой среде, характеризуется тем, что оно имеет корпус, в котором размещены трансформатор, связанный в электрической цепи с генератором импульсного тока, обеспечивающим производство высоковольтных разрядов в жидкой среде, конденсаторной батареей, выпрямителем и зарядным сопротивлением, закрепленные в стенке корпуса таймер и выключатель, а также камеру, выполненную прямоугольной формы из нержавеющей стали, в которой на решетке размещен погруженный в жидкую среду полуфабрикат, при этом внутри камеры жестко закреплен проводник, внутри которого имеется провод, обеспечивающий связь разрядника с генератором импульсного тока, на внешней стороне разрядника жестко зафиксирован электрод, выполненный с возможностью фиксации на его верхней части проволочки, причем разрядник жестко закреплен к штанге на высоте 50-70 мм от дна камеры, а на внутренней стенке камеры установлен крепежный элемент, в пазах которого закреплена решетка для полуфабриката.
На фиг. 1 представлена схема работы устройства, где обозначено: поз. 1 - трансформатор; поз. 2 - конденсаторная батарея; поз. 3 - выпрямитель; поз. 4 - зарядное сопротивление; поз. 5 - контактор; поз. 6 - камера; поз. 7 - полуфабрикат; поз. 8 - решетка; поз. 9 - проволочка; поз. 10 - электрод; поз. 11 - жидкая среда; поз. 12 - разрядник; поз. 13 - изолятор; поз. 14 - заземление.
На фиг. 2 представлен внешний вид устройства для тендеризации в жидкой среде: поз. 15 - крепеж; поз. 16 - проводник; поз. 17 - электрический провод; поз. 18 - петли; поз. 19 - таймер; поз. 20 - выключатель; поз. 21 - генератор импульсного тока; поз. 22 - место для хранения проводов; поз. 23 - дверка.
Устройство для тендеризации мясных полуфабрикатов в жидкой среде состоит из трансформатора (1) (как вариант, высоковольтный, напряжение до 40000 Вольт), связанного в электрической цепи (на фиг не показано) с генератором импульсного напряжения (22) (как вариант, электрогидравлическая установка ЭГУ-М), обеспечивающим производство высоковольтных разрядов в жидкой среде (11) (как вариант, рассол), а также с конденсаторной батареей (2), выпрямителем (3), зарядным сопротивлением (4), зафиксированным в корпусе, таймером (19) и выключателем (20), закрепленными в стенке корпуса. Внутри камеры (6) (как вариант - из нержавеющей стали по форме квадрата объемом 0,4 м, толщиной 3 мм, высота боковой стенки 400 мм) жестко фиксируется проводник (16) (как вариант из нержавеющей стали, по форме прямоугольника), внутри которого размещен провод (на фиг не показан), обеспечивающий связь разрядника (12) с генератором импульсного тока (22). На внешней стороне контакта разрядного (12) жестко зафиксирован (сварочным швом) электрод (10) (как вариант, два), выполненный с возможностью фиксации верхней его части проволочки (9) (как вариант, перегорающей в процессе тендеризации, размещена на удалении 100 мм от дна). Разрядник (12) жестко (сварочным швом) закреплен к штанге (на фиг не показана) на высоте 50-70 мм от дна камеры (6). Крепеж (15) (как вариант, четыре, по форме уголка) одной стороной неподвижно (сварочным швом) крепится к внутренней стенке камеры (6), а в его пазах крепится решетка (8), на которой размещается полуфабрикат (7), погруженный в жидкую среду (11). Полуфабрикат (7) (как вариант, крупнокусковой мясной, массой m=1500-2000 г).
Устройство для тендеризации мясных полуфабрикатов в жидкой среде работает следующим образом, полуфабрикат (7) фиксируется на решетке (8). Жидкая среда (11) (как вариант, рассол) заливается в камеру (6) до высоты 350-360 мм. Электрический провод (17) фиксируется в источнике электроэнергии. Таймер (19) выставляется на необходимое время в зависимости от сорта и категории мясного полуфабриката (7). Нажатие на выключатель (20) приводит в рабочее состояние устройство. На электрод (10) подаются импульсы высокого напряжения, проходя через проволочку (9) жидкой среде создаются разряды, в результате чего от каверны они распространяются на решетку (8) и к полуфабрикату (7), внутри которого теряют свою энергию (Юткин Л.А. «Новое в электрофизической и электрохимической обработке материалов» М, Л, Машиностроение, 1966 год. 112 с., Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. - М.: «Машиностроение». - 1986) [2, 3]. Это обеспечивает возникновение механического удара, который размягчает в первую очередь сухожилия и пленки, оказывающие интенсивное сопротивление, и в достаточной степени мякоть, а также существенно ускоряет проникновение рассола в ткани мяса (соединительную и прилегающую костную) и снижает продолжительность просаливания. Применение перегорающей проволочки (9) обеспечивает строго определенный ток и силу искры в жидкой среде, в которой растворены соли и специи при разной их концентрации.
Размягчение межмышечной соединительной ткани и сухожилий структуры полуфабриката (7) происходит под воздействием регулируемого, в соответствии с жесткостью мяса, разрядно-импульсного удара, образующегося в жидкой среде. Разрядно-импульсная обработка позволяет деформировать жесткие волокна структуры мясного полуфабриката (7). Причем, от сопротивления волокон зависит усилие разрыва, что пропорционально этому сопротивлению. То есть жесткие волокна сухожилий получат больше энергии для их разрыва, что кардинально меняет распределение усилий, по сравнению с традиционной обработкой (молотком или др. устройствами) (Абдурахманов Э.Ф. Техническая разработка ускорения тендеризации и посола мясных полуфабрикатов /Ползуновский вестник. 2018. №4. С. 31-36. КиберЛенинка: https://cyberlenink:a.ru/article/n/perspektivnye-tehnologii-i-ustroystva-dlya-prigotovleniya-myasnyh-polufabrikatov. Шестаков С.Д. и др. Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции (учебное пособие).- Санкт-Петербург: ГИОРД, 2013.) [4, 5, 6].
Импульсный подвод энергии к цельномышечным полуфабрикатам (7) взывает не только количественные (насыщаются рассолом, увеличивая массу и объем), но и качественные изменения процессов. Происходит мгновенный сдвиг мышц мяса на расстояние до 8 мм, идет разрыв коллагеновых волокон, хрящей, а также клеточное разрыхление и размягчение структуры мяса, что существенно ускоряет процесс обработки мясного сырья и его тендеризацию.
Аккумулирование энергии и ее мгновенное выделение посредством электрического разряда позволяет достичь высоких значений мгновенной мощности и интенсифицировать химико-технологические процессы. Ударные перемещения жидкости, возникающие при развитии и схлопывании кавитационных полостей, обеспечивают деструктурирование и пластические деформации слоев мяса, помещенных вблизи зоны разряда. Известно, что мощные ультразвуковые колебания, сопровождающие разрядно-импульсный эффект, дополнительно диспергируют мышцы, которые становятся при такой большой скорости волны очень хрупкими. Это вызывает резонансное разрушение крупных объектов на отдельные составляющие части, осуществляются интенсивные химические процессы синтеза, разрыва сорбционных и химических связей.
Проведенные экспериментальные исследования позволили установить, что давление силы ударной волны должно регулироваться от 0,18-0,42 МПа⋅ при продолжительности τ=0,08-0,15 с, что достаточно для разрушения межклеточных связей мышц и сухожилий. Предел прочности мышц при резком динамическом воздействии нагрузки в 2 раза ниже, чем при статическом воздействии. Этого давления достаточно для резкого возрастания энергии в хрящах и сухожилиях при обработке в жидкой среде, что не наблюдается при традиционной тендеризации мясных полуфабрикатов.
Таким образом, устройство для тендеризации мясных полуфабрикатов в жидкой среде является новым и обеспечивает снижение продолжительности размягчения структуры крупнокусковых полуфабрикатов в жидкой среде. Устройство является перспективными технологическим оборудованием, позволяет снизить энерго-и временные затраты, повысить вкусовые качества готовых блюд из мяса и сохранение мясного сока и нутриентов исходного сырья.
Литература:
1. Патент РФ 183819, Мобильное устройство для отбивания мясных полуфабрикатов в ограниченном пространстве / Романчиков С.А., Абдурахманов Э.Ф. патентообладатель ВАМТО, №2017145196, приор. 21.12.2017 г., опубл. 04.10.2018 г. - 178 с.
2. Юткин Л.А. «Новое в электрофизической и электрохимической обработке материалов» М, Л, Машиностроение, 1966 год. 112 с.,
3. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. -М.: «Машиностроение». - 1986.
4. Абдурахманов Э.Ф. Техническая разработка ускорения тендеризации и посола мясных полуфабрикатов / Ползуновский вестник. 2018. №4. С. 31-36.
5. КиберЛенинка: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivnye-tehnologii-i-ustroystva-dlya-prigotovleniya-myasnyh-polufabrikatov.
6. Шестаков С.Д. и др. Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции (учебное пособие). - Санкт-Петербург: ГИОРД, 2013.